一、行业概述

海上风电是清洁能源发展的重要方向、电力科技竞争的制高点。随着风电项目的深入发展,海上风电安全也越来越受到业界的重视。海上风电场水域风能充沛,天气海况多变,而海上风电建设往往需要完成高难度的设备安装、维修等施工作业,具有高风险特征,易发生海上施工安全事故。

海上风电项目建设通常在距离陆地10～100公里的海域中,受复杂恶劣的海洋环境影响,安全风险隐患颇多,且具有自然灾害风险频率高、风险具有阶段性以及风险应急处置通达性差等特点,行业公认海上风电安全风险应对处置难度大。我国海上风电开发建设时间较短,基建、技术等方面的经验还不够充足,安全管理工作还不够到位,安全事故时常发生。综合诸多事故原因来看,除了天气灾害、海洋环境等自然因素外,基本上都有安全管理问题,如资质不合格、操作不规范、技术不达标等,凸显加强海上风电安全监管工作的必要性和紧迫性。

结合上述难点,我公司系统方案综合运用AIS、雷达、VHF、微波、智能视频AI分析系统、物联网等先进的技术,实现对海上风电场周边环境的动态监视,满足目标监视、安全防护、动态监管的需求。系统通过雷达、AIS、CCTV等多源传感器数据的采集、解析、融合等处理,实现对船舶目标的识别跟踪,监控整个风电设备部署水域安全状况,并采取声、光、电等多样化的手段对风险事件进行预警提示;对风险事件进行事前预警防范,事中进行跟踪处理和取证,事后进行回放和追责,从而避免事故发生,提高整个风电场的运行安全和管控水平。并结合施工现场日常安全生产管理,协助安全人员发现作业时的安全生产隐患,防范和遏制安全事故发生,确保工程项目建设平安顺利推进。

二、海上施工安全监管难点和突出问题

(一)自然环境恶劣

一般海上风电的建设远离海岸,海上施工易受到季风、突风、暴雨、台风、寒潮、涌浪等不利条件的限制,发生事故往往也伴随着恶劣的气象条件,发生事故时,面临交通不便、通信不畅、救援难度大。

(二)风场施工区域广

风电施工区域大,点多面广,与传统的渔民作业区有重叠。部分还临近主要航道,渔船和来往的船舶易误入风场施工区,易发生碰撞、损坏线缆等事故。

(三)施工船舶多

风电场施工时候各种施工船舶多,分属不同的公司,各类船舶缺少统一的管理和协调,施工海域内施工船舶的锚泊无序作业是影响海域管线和建筑物安全的潜在危险源,易发生水上交通事故及走锚、碰撞、超载等事故,安全监管难度大。

(四)参与人员多

海上风电工程安装复杂,工期紧,交叉作业、特种作业多,参与的人员多,人员管理和监管难。

三、海上安全监管中的需求分析

对来往施工船舶和来往船舶的监管

1.外来的渔船禁止驶入风场区域

2.实时掌握船舶位置动态

3.是否按规定航行行驶

4.实时查看船舶内部的视频图像

对施工人员的监管

1.人员每天的进出情况

2.是否戴安全帽和穿救生衣

3.人员的位置实时显示

4.落水时能自动求救和报警

对施工天气环境的监管

1.风场区域的实时气象信息

2.突发天气能自动预警

针对上述需求,建设一套将分散的各类系统信息数据收集,进行数据的整合并统一显示管理及调度,实现远程监控和安全管理的智慧管理平台。整个系统总体设计包括:决策管理、人员管理、视频监控、海洋气象服务、工单管理、船舶管理、后台系统及应急通信等。

四、 解决方案

(一)建设目标

1、构建海上风电船舶动态监管系统,建立覆盖整个风场的AIS和VHF通信系统、雷达系统,对风电场施工船舶进行统一管理和实时动态监控;对运维船舶和进入风电场内的外来船舶实行实时动态跟踪管理。建立三层防御警戒圈,根据不同情况对闯入的船舶发出提醒、告警、驱离。对船舶与风机的碰撞风险进行主动防控。

2、构建人员动态安全管理体系,通过设置门禁系统实时查看每天进入施工现场的人员情况,并通过视频监控对未戴安全帽和未穿救生衣等违规情况进行告警。海上施工人员携带个人示位标,监控中心随时可了解施工人员的位置,提高作业人员动态管理的效率。并在落水时能够自动在平台上进行告警,以便救援人员能够快速进行施救。

3、构建海上可视化监控体系,通过全海域可视化监控时刻关注风电场内外的船舶通航情况,以及时发现通航风险并作相应的应急处理。通过海上微波视频传输系统,指挥中心能够实时查看施工船舶内的视频图像,了解施工作业现场的情况。

4、构建海上气象预警体系,通过在风电场内布设水文气象监测系统,实时监测风电场海域的天气状况。

5、构建多部门协调监管体系,系统可提供标准化的接口与海事监管部门、渔政部门、应急部门、能源部门之间的数据交换和共享,可提供安全监管结果数据和过程记录原始数据,满足海事等监管部门对海上风电从建设、施工、运营、维护全过程安全监管和证据保存需求。

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