一种海上风电电子围栏监控预警方法和系统与流程

本申请涉及监控预警，尤其是涉及一种海上风电电子围栏监控预警方法和系统。

背景技术：

1、海上风电场通常建立在离岸数千米甚至几十千米之外，海上风电场的基建期与运维期环境恶劣、天气状况复杂，人员出海会受到各类因素的制约，这给风电场的运行管理、安全、通航及并网控制等带来很多管理和技术困难。同时，各类船舶来往不断，随意的抛锚对风机、海缆的安全造成极大隐患。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种海上风电电子围栏监控预警方法和系统，当船舶靠近或入侵电子围栏时，可以对闯入船只进行实时可视化预警，从而起到保护电子围栏内的相关设备设施、降低海上风电组附近区域的安全事故风险。

2、第一方面，本发明提供一种海上风电电子围栏监控预警方法，方法包括：预先配置每个风电机组对应的电子围栏数字边界，并在电子围栏数字边界建立分级报警警戒线；通过相邻海上风电机组之间沿集成海缆方向布设的图像采集设备监测过往运动目标，并判断每个海上风电机组所对应的分级报警警戒线是否有闯入运动目标；如果有，追踪闯入运动目标的运动轨迹，基于闯入运动目标的运动信息确定违规等级，并根据违规等级对闯入运动目标进行分级警告。

3、在可选的实施方式中，预先配置每个风电机组对应的电子围栏数字边界，并在电子围栏数字边界建立分级报警警戒线，包括：基于每个风电机组所对应的位置确定相应的电子围栏数字中心，并基于预设区域半径确定电子围栏数字边界；针对集成海缆在海底铺设的位置投射到海平面，并在每个风电机组所对应的投射位置以预设视角和预设距离确定至少一个缓冲区边界；基于至少一个缓冲区边界在电子围栏数字边界建立分级报警警戒线。

4、在可选的实施方式中，通过相邻海上风电机组之间布设的沿集成海缆方向的图像采集设备监测过往运动目标，并判断每个海上风电机组所对应的分级报警警戒线是否有闯入运动目标，包括：通过相邻海上风电机组之间布设的沿集成海缆方向的图像采集设备监测过往运动目标，获取运动目标的图像信息；将运动目标的图像信息、船舶自动识别系统获取的船舶自动识别数据和雷达数据进行关联处理，确定关注运动目标以及关注目标的运动信息；运动信息至少包括运动目标的位置信息、移动方向和移动速度；基于关注运动目标在可视范围内的运动信息进行追踪，并基于关注运动目标在每个海上风电机组所对应的分级报警警戒线附近预设距离处的停留时长判断是否有闯入运动目标。

5、在可选的实施方式中，将运动目标的图像信息、船舶自动识别系统获取的船舶自动识别数据和雷达数据进行关联处理，确定关注运动目标以及关注目标的运动信息，包括：基于运动目标的图像信息确定运动目标的视觉点；将船舶自动识别系统获取的船舶自动识别数据和雷达数据与运动目标的视觉点进行关联处理，得到实时感知信息；在实时感知信息中识别运动目标，将运动目标的位置信息与分级报警警戒线的经纬度信息进行实时对比，确定运动目标相对于分级报警警戒线的相对位置信息；根据相对位置信息确定关注运动目标，对关注运动目标进行追踪，确定关注目标的运动信息。

6、在可选的实施方式中，基于闯入运动目标的运动信息确定违规等级，并根据违规等级对闯入运动目标进行分级警告，包括：基于闯入运动目标相对于分级报警警戒线的相对位置信息，和/或闯入运动目标在每个海上风电机组所对应的分级报警警戒线附近预设距离处的停留时长确定违规等级；根据违规等级对闯入运动目标进行分级警告。

7、在可选的实施方式中，分级报警警戒线用于通过分级的方式划分预警区、警戒区和核心区；闯入运动目标为船只；根据违规等级对闯入运动目标进行分级警告，包括：当船只航行至电子围栏预警区时，发出三级警报，告知船只已经处于风电场风机工作或施工范围附近，提醒其注意航行安全；当船只航行跨越电子围栏预警线进入警示区时，发出二级警报，告知船只已经处于风电场风机工作或施工范围警戒区域，提醒其及时改变航向驶出警戒区；当船只航行跨越电子围栏警戒线进入核心区时，发出一级警报，告知船只已经处于风电场风机工作或施工范围核心区域，同时关联目标风电场机组的广播、光源设备进行声光重复告警，提醒驶入船只立刻改变航向，驶离风电场警示水域，监控镜头跟踪相关船只，当船只驶离警示区外，停止相关告警。

8、在可选的实施方式中，根据相对位置信息确定关注运动目标，对关注运动目标进行追踪，确定关注目标的运动信息，包括：通过对相邻海上风电机组之间沿集成海缆方向布设的图像采集设备进行平面标定，获取图像采集设备的内部参数和畸变参数；根据监控布设高度、观测的水平夹角以及观测期间的海平面高度计算关注运动目标在世界坐标系中与杆塔的实际距离，对关注运动目标进行追踪，确定关注运动目标的位置信息并进行实时测距；根据监测时间间隔内两幅实景影像中目标距离所对应的世界坐标系偏差确定关注运动目标的实时航速。

9、第二方面，本发明提供一种海上风电电子围栏监控预警系统，系统包括：电子围栏配置模块，用于预先配置每个风电机组对应的电子围栏数字边界，并在电子围栏数字边界建立分级报警警戒线；监测模块，用于通过相邻海上风电机组之间沿集成海缆方向布设的图像采集设备监测过往运动目标，并判断每个海上风电机组所对应的分级报警警戒线是否有闯入运动目标；追踪预警模块，用于如果有，追踪闯入运动目标的运动轨迹，基于闯入运动目标的运动信息确定违规等级，并根据违规等级对闯入运动目标进行分级警告。

10、第三方面，本发明提供一种电子设备，包括处理器和存储器，存储器存储有能够被处理器执行的计算机可执行指令，处理器执行计算机可执行指令以实现前述实施方式任一项的海上风电电子围栏监控预警方法。

11、第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，计算机可执行指令促使处理器实现前述实施方式任一项的海上风电电子围栏监控预警方法。

12、本申请提供的一种海上风电电子围栏监控预警方法和系统所带来的有益效果：

13、相较于陆上电子围栏体系，依托海上风电机组基座的位置优势，基于海上风电机组之间沿集成海缆方向布设的图像采集设备对海面进行监测，可以保护电子围栏内的相关设备设施，有效降低海上风电场因信息闭塞造成的船只碰撞风电机组基座、海缆人为破损触电、人员落水溺水等事故风险，保障人员和设备安全；通过对过往运动目标进行监测，可以监测到闯入分级报警警戒线的运动目标，可以对非法入侵船只进行追踪及告警，提高监控管理效率。

技术特征：

1.一种海上风电电子围栏监控预警方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的海上风电电子围栏监控预警方法，其特征在于，预先配置每个风电机组对应的电子围栏数字边界，并在所述电子围栏数字边界建立分级报警警戒线，包括：

3.根据权利要求2所述的海上风电电子围栏监控预警方法，其特征在于，通过相邻海上风电机组之间布设的沿集成海缆方向的图像采集设备监测过往运动目标，并判断每个海上风电机组所对应的分级报警警戒线是否有闯入运动目标，包括：

4.根据权利要求3所述的海上风电电子围栏监控预警方法，其特征在于，将所述运动目标的图像信息、船舶自动识别系统获取的船舶自动识别数据和雷达数据进行关联处理，确定关注运动目标以及关注目标的运动信息，包括：

5.根据权利要求4所述的海上风电电子围栏监控预警方法，其特征在于，基于所述闯入运动目标的运动信息确定违规等级，并根据违规等级对闯入运动目标进行分级警告，包括：

6.根据权利要求5所述的海上风电电子围栏监控预警方法，其特征在于，所述分级报警警戒线用于通过分级的方式划分预警区、警戒区和核心区；所述闯入运动目标为船只；根据违规等级对闯入运动目标进行分级警告，包括：

7.根据权利要求4所述的海上风电电子围栏监控预警方法，其特征在于，根据所述相对位置信息确定关注运动目标，对所述关注运动目标进行追踪，确定所述关注目标的运动信息，包括：

8.一种海上风电电子围栏监控预警系统，其特征在于，所述系统包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机可执行指令，所述处理器执行所述计算机可执行指令以实现权利要求1至7任一项所述的海上风电电子围栏监控预警方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，计算机可执行指令促使处理器实现权利要求1至7任一项所述的海上风电电子围栏监控预警方法。

技术总结
本申请提供了一种海上风电电子围栏监控预警方法和系统，涉及监控预警技术领域，该方法包括：预先配置每个风电机组对应的电子围栏数字边界，并在电子围栏数字边界建立分级报警警戒线；通过相邻海上风电机组之间沿集成海缆方向布设的图像采集设备监测过往运动目标，并判断每个海上风电机组所对应的分级报警警戒线是否有闯入运动目标；如果有，追踪闯入运动目标的运动轨迹，基于闯入运动目标的运动信息确定违规等级，并根据违规等级对闯入运动目标进行分级警告。本申请当船舶靠近或入侵电子围栏时，可以对闯入船只进行实时可视化预警，从而起到保护电子围栏内的相关设备设施、降低海上风电组附近区域的安全事故风险。

技术研发人员：刘劲尧,卞奇志,蔡玮,张昀轩,黄天宇,吴张天,程海涛,杜伟,刘嵩,杜玉玺,刘俊男,李加尧,熊亮,王忆中,周海江
受保护的技术使用者：华电（福建）风电有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13