一、建设背景

在全球能源趋紧和节能减排双重重压之下，新的可再生能源受到无比青睐。相对价格偏高的太阳能发电和已经接近饱和的水电资源，风力发电成为最受追捧的“宠儿”。而其中，海上风电在发电稳定性、电网接入便利性、土地节省等多方面均优于陆上风电，海上风电产业的发展具有较大潜力。为了实现国家双碳战略目标，我们需要大规模的清洁能源，我们国家拥有漫长的海岸线和丰富的海域水资源，在大力发展海洋风力发电，需要防止碰撞，防止海底线缆被割断，所以需要雷达光电一体海洋风电安全预警监测。 

现在水域监控存在的问题：

1.风电水域存在的风险

船舶被撞，赖上风电业主，互相扯皮；

船舶偏航行驶，撞击风叶片；

渔船抛锚，拖网等把风电相关海底电缆损坏。

2.监管效率低

传统的模式采用肉眼、警戒船巡航等被动的方式监管，监测覆盖面狭窄、监管效率低下、费时费力、不能全天候、全天时的监管。

3.改善需求急

传统的监管方式已无法满足实时性、高效性的监管要求，急需借助先进的科技手段进行探测感知，在水域建设全方位的监控系统、对水域航行的船舶提前预警，建立有效的应急执法预案，及时通报突发事件、并采取有效的应急措施，构建全天时、全天候的海上风电监管系统。

二、方案概述

为了提升水域的安全监控保障能力，便于监控中心统一监控管理、针对现场安全监控的实际应用环境和具体需求，为其设计专业的服务和完整的解决方案。将安全监控信息化、自动化、智能化的理念融入到安全监控保障中去、通过研究信息的接收、处理、应用等环节来设计安全监控系统的结构和功能。

对于海洋风电场附近区域的监控

1）部署多元智能感知系统、利用雷达、光电设备、AIS对水域进行全域无盲区、全天时、全天候的船舶信息感知与场景监视。

2）设置电子围栏，对进入区域或即将进入区域的船舶进行监控。对电子围栏进行等级划分，分为关注区、警示区、管制区、处理区，不同等级的电子围栏产生不同的警报，采取不同的动作。

3）配置船舶自动识别系统（AIS），进行船舶管理识别，对无AIS和没有在系统库里面的船舶进行识别，并产生报警，通知执法人员对船舶进行驱离。对我方在AIS库里面的船舶，进行放行。

4）设置集控中心、配置场景分析、威胁预警系统，实现目标信息融合、行为分析、智能判别、处置预案。

5）多套雷达和摄像头组网，对区域无死角覆盖。

对风电区域到陆地长距离的电缆监控

利用雷达组网的方式，部署多套雷达，每套雷达监管20公里的直径，自动捕捉目标和跟踪目标，并对有危险的目标产生警报，远程通知到监控中心平台和手机端。

三、系统结构

水域监控系统由集控中心、监控基站、执法单元组成，包括多元智能感知系统、AIS信息融合、敌我识别系统、威胁预警系统，雷达信号和摄像头信号通过有线或者微波无线传输到集控中心。

多元智能感知系统：雷达、光电、AIS、GPS/北斗等多种探测器

敌我识别系统：与AIS匹配、精准识别船舶

数据融合系统：雷达捕捉ARPA信息与AIS信息融合，选择目标后可融合图像数据

执法辅助系统：配备声光报警系统、采集对应数据（含视频）

智能分析系统：在任意多边形监控区域，对进入目标跟踪、分析、记录船舶轨迹

传输管理系统：可采用光纤或无线装备进行数据传输

时空基准系统：采用GPS、北斗装备，让时间、空间信息一致

四、系统功能

对水域内的船舶目标进行探测；计算船舶的位置、航向、航速；持续跟踪进入区域的船舶，并且记录轨迹； 与AIS动态以及静态信息融合； 敌我识别，产生报警；雷达引导光电对船舶进行跟踪识别； 光电对船舶进行自动抓拍和视频取证；对手动选择的船舶进行AI识别，获取其大小。并且融合AIS数据和雷达ARPA数据； 多级警戒区的设置，自动报警；信息记录、存储、回放；多边形的报警区域设置。

水域安全管理系统

水域电子围栏系统

显示子系统在卫星地图进行监控区域绘制，构建成水域电子围栏，通过对围栏内外各类船舶的航行动态监控与入侵检测，并在列表中显示，在显示系统上显示其轨迹，对有危险的船舶通过短信息模块发送给执法人员，从而有效的保障水域周围水域的安全。

根据目标历史轨迹、实时位置、运动参数、运行时间等参数，分析预测其来为的行为目的，比如海钓、偷鱼、炸鱼等，再结合光电取证，加强重点区域的监控。

驱逐警告系统

除了能够发现船舶、进入区域警告之外，还需要有安全可靠的驱离设备，我们采用远程定向声光驱离设备系统。

· 本系统是通过陆地监控中心，由显示控制台根据系统告警情况，自动或者人工发送指令，联动现场的声光驱动系统自动指向目标，采用声光方式进行驱离操作。

雷达+光电+AIS系统

目标信息融合

将雷达捕捉数据和AIS数据进行高度融合，对无AIS信号和AIS信号不在库里面的船舶进行重点监管。

雷达引导控制摄像头

选定目标后，系统会根据雷达捕捉数据引导光电设备对选中的目标连续视频跟踪，显示目标实时的可见光、红外视频。系统根据目标的距离和运动信息智能调节光电的视场角和焦距，方便值班人员快速的获取图像数据。

目标综合显示

将目标显示在列表上，可以根据不同参数进行排序。显示目标的位置、航向、航速、轨迹、方位，融合了AIS后还会显示MMSI、呼号、船型、船名、船籍、大小等信息。

入侵事情处理流程

1. 雷达实时全方位监控水域，获取目标实时位置、目标大小、航向、航速、航迹等信息

2. 对目标行为分析，自动判断并触发声光警报和驱离

3. 调用远程光电进行识别

4. 持续跟踪重点目标

5. 数据通过短信传输到手机

6. 指挥人员安排执法

7. 记录雷达数据和摄像头数据，以备以后查证和分析。

其它配套

根据监控区域，部署多套雷达系统，全域监控；在适当的位置安装声光告警和驱离装置。

加配执法船，与多元指挥系统联合执法、加配无人机或无人艇指挥调度系统，与多元指挥系统联动，利用无人机或无人艇的机动性实现清晰、全方位的视频取证，补充部分水域盲区监控、加配声呐探测设备，对水下重点区域进行监控，并将数据回传到集控中心，进行相关的信息融合和目标识别，补充水下监控的缺失，组建三维的监控。