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45中国海事管理研讨Workshop on Maritime Controlnvestigation on the Intelligent Supervision System for Offshore Wind Power海上风电智慧监管系统调研摘 要：为有效提升海上风电场周边及施工区域活动船舶的安全监管，更好提供实时、全面、可视化的风电场动态监管信息，对湛江外罗海上风电建设及监管进行研究分析。阐述当前湛江外罗海上风电建设情况、海事安全监管工作现状及面临的困难和挑战，并从设置电子围栏、划分电子围栏警戒区及建设应急联动报警机制等角度提出建设海上风电智慧监管系统思路及建议，以更好保障海上风电场船舶航行、作业安全，为后续建设海上风电智慧监管系统提供参考。关键词：海上风电；安全监管；智慧监管系统Abstract:Toeffectivelyenhancethesafetysupervisionofshipswithintheneighbouringwatersofoffshorewindfarmsandmaritimeconstructionareasandprovidesimultaneous,comprehensiveandvisibledynamicsupervisioninformationofwindfarms,thispaperstudiestheconstructionandsupervisionoftheWailuooffshorewindfarminZhanjiang.Itintroducesthepresentsituationofthewindfarmconstructionandexistingconditions,difficultiesandchallengesconfrontedbythemaritimesafetysupervision.Inordertoensurethesafetyofnavigationandoperationofshipsinoffshorewindfarms,thepaperalsoputsforwardapproachesandsuggestionsontheconstructionoftheintelligentsupervisionsystemforoffshorewindfarmsfromtheaspectsofbuildingelectronicfences,designatingprecautionaryareasfortheelectronicfencesandestablishingemergentlinkagewarningmechanism,withaviewtoprovidingreferenceforthefuturedevelopmentoftheintelligentsupervisionandcontrolsystem.Key words:offshorewindpower;safetysupervision;intelligentsupervisionsystem中图分类号:TM614 文献标志码：A文章编号：1673-2278（2023）08-0045-04IDOI:10.16831/ki.issn1673-2278.2023.08.013LiKangyang,ZhangJihua,PanYining(ZhanjiangMSA,Zhanjiang,Guangdong524001,China)李康杨，张计划，潘懿宁（湛江海事局，广东湛江524001）收稿日期：2023-05-25第一作者简介：李康杨（1994），男，广东湛江人，本科，四级主任科员，主要从事科技信息管理工作。一、引言我国为应对全球气候变化和大气污染，提出“碳达峰碳中和”的双碳目标，海上风电场建设进入快速发展阶段。从全球来看，我国海上风电装机规模已成为世界第一。广东海事局2022年4月印发海上风电场通航安全监管管理暂行办法，对加强广东海域海上风电场建设期、运维期海上交通管理，保障海上风电场水域通航安全，做出了明确规定。为积极响应国家重大发展战略，服务海事高质量发展，湛江海事局开展了海上风电智慧监管系统研究，深入剖析目前存在的问题及困难，提出建设海上风电智慧监管系统工作思路和建议。二、湛江外罗海上风电现状（一）外罗海上风电简介外罗海上风电位于广东省湛江市徐闻县东面海域，共由五部分组成（外罗一期、外罗二期、新寮项目、徐闻风电标段、徐闻标段），总投资222.85亿元，其中粤电投资112.26亿元（外罗一期、外罗二期、新寮项目）；国家电投投资110.59亿元（徐闻风电标段、徐闻风电标段），共建设风机194台（粤电100台，国电投94台），升压站5座，集控中心2座，装机容量1 201 MW（粤电601 MW，国电投600 MW），年发电量近35亿度，节约标准煤113万吨，减少二氧化碳排放约230万吨。（二）海事监管工作现状按照海上风电场通航安全监管管理暂行办法等文件的要求定期对风电水域开展安全管理工作。一是检查施工船、锚艇、交通船、运输船的船舶自动识别系统（AIS）是否正常开启，是否按规定标识船名、船籍港等信息，是否按规定显示号灯号型；二是检查参与水上水下施工的船舶是否落实相关安全与防污染措施；三是检查施工水域是否出现污染物及船舶、设施是否存在违法排放污染物情况；四是检查在风电场水域进行施工建设和运行维护作业船舶是否按要求进行动态报462023第8期告，是否按要求配备船员等。海事机构主要依靠执法人员现场巡检及利用业主自建信息系统开展以上工作，海事自身的信息系统较为匮乏，履职检查台账还停留在纸质台账层面，迫切需要建设海上风电智慧监管系统，让数据多跑腿，让执法人员少跑腿，让海巡船少开动，利用信息化平台提高风电场执法效能。（三）海上风电场及附近海域存在的安全风险1.运维及营运期内，海上风电场上有起重船、起锚艇、运输驳船、铺缆船、单体交通船和风电运维船等众多船舶，船舶密集度大，同时进出港口的船舶以及过往的货船，使得海域通航形势变得复杂。运维作业船舶在水流的作用下会发生漂移，停泊船只锚系走向频乱，过往船舶受风浪海流等影响，给风机及船只带来安全隐患。2.国内沿海近海风电场往往与传统捕鱼区重叠，渔船会进入风电场场区，而国内近海渔船船舶性能简陋，操控性较差，在海上风电场中航行，本身就存在较大的碰撞风险。3.海上大雾、阴天及其他能见度低的情况，会给船舶安全航行带来隐患，在海上风电场中航行的船舶可能撞到风机。救援直升机面对场区林立的风机环境，也不利于其低空飞行入场。4.海上风电场在运行过程中产生的电磁辐射和风机噪声会对雷达产生干扰，影响在附近海域通行的船舶导航和通讯，尤其是在航行密集的海域，这使得船舶驾驶员容易产生误判，不利于船舶安全航行。以上存在的安全风险，是海上风电智慧监管建设需求的来源。要建设能够自动发现风险的电子围栏，划定警戒区，使用甚高频语音广播、声光报警系统等对船舶进行预警。海上风电场向远海发展的趋势愈加明显，要使用海上光纤或卫星的通信方式进行数据实时回传。三、海事安全监管面临的困难及挑战海上风电安全监管，面临的困难及挑战主要有以下几点：（一）海事监管信息化、智能化水平不高。随着外罗海上风电的陆续开工投产，辖区施工船舶逐渐增多，给海事现场监管带来很大压力。目前，基层海事执法力量存在执法任务重、执法效率低、执法成本高等问题，海事现场执法受到较大限制，现场巡查的威慑力也得不到充分体现。海事执法人员虽然使用了信息化手段进行监管，但是海事监管信息化、智能化水平仍不够高，海上风电尚未实现监管可视化，大部分管理工作仍需人工现场监管。（二）安全监管能力仍需加强。当前，海上风电等新业态不断涌现，现有的海事监管手段仍有薄弱环节。一是监管站点未能做到全海域近距离全覆盖，监管的应急反应能力存在盲区；二是风电作业监管基础设施、执法船艇力量不足，海域无线网络联接和通达存在难点。海上风电监管搜救基础设施设备支撑力度不足，难以全面实现海上风电船舶实时动态监管，海上风电保障能力仍需加强。海事安全监管工作逐步从沿岸码头向深远海延伸，给传统的安全监管模式带来了挑战，现有的安全监管手段已不能完全适应新形势、新发展的要求。（三）动态感知能力、服务水平亟待提升。随着外罗风电项目陆续开工投产，船舶流量和港口吞吐量出现明显增长势头，利用智慧海事平台和现有执法资源相结合的推进力度还不够，为企业提供便利、提高企业效能等创新服务能力还不足。海上风电场等一批新业态项目正在大力推进，海事如何提前介入、主动服务，在加强与地方政府相关职能部门沟通合作、形成监管合力等方面服务举措还不完善，部分监管手段和标准滞后于新型水上服务和新业态的发展，服务需求与有效供给尚不能完全适应。四、海上风电智慧监管系统建设思路海上风电智慧监管系统的建设，要从根本上解决海上风电安全监管面临的困难及挑战，建设思路如下：（一）电子围栏设置用户可自定义电子围栏，设置围栏区域，设定监47中国海事管理研讨Workshop on Maritime Control控类型及监控时间，根据需要选择监控对象，默认监控所有船只。1.电子围栏报警为海上风电场设置多边形围栏，为风机和升压站设置圆形围栏（根据风机和升压站地理坐标自动设置）。当船舶进入海上风电场围栏，系统自动报警，并联动风电场内最近高音喇叭驱离。当船舶进入风机或升压站围栏，系统自动报警，并联动风机上球机进行拍照和录像取证。2.电子围栏报警报表及围栏内历史轨迹查看系统自动将围栏报警生成报表，并可联动查看相关联的轨迹、图片及视频信息。（二）电子围栏警戒区划分海上风电场电子围栏警戒区划分为三级虚拟警戒区，虚拟警戒区是基于船舶自动识别系统（AIS）、雷达、电子海图/航道图系统等现代科技产生的新兴导助航应用技术，利用管理权限将海上风电场的地理信息和警告信息预先植入上述系统，船舶应用时会显示预先植入的信息。在海上风电场区域设置虚拟警戒区，分别划定监护水域，根据海上风电场形状，由外向内分别划定三个层级区域进行分级监护。1.预警区预警区为三级警戒区，颜色设置为绿色，是提醒警示区域。船舶进入距离海上风电场外边界5海里范围时，监护系统启动提醒警示功能，电子围栏系统自动发出警示信息。2.警戒区警戒区为二级警戒区，颜色设置为黄色，是重点管制区域。船舶进入距离海上风电场外边界3海里范围时，警戒机制启动，对船舶发送甚高频（VHF）语音广播信息。警戒保护系统持续跟踪船舶轨迹、航速、航向等各项参数，并提醒值班人员通过CCTV及电子围栏系统平台重点关注船舶动态。3.报警区报警区为一级警戒区，颜色设置为红色，是严格管制区域。船舶靠近海上风电场边缘1海里范围以内，并显示朝海上风电场驶向，系统启动报警功能，触发声光报警系统，联动风电场内最近高音喇叭驱离；VHF会自动发出语音呼叫信息，提醒该船已进入海上风电场，禁止抛锚，并警示该船尽快驶离。（三）警戒线要求在电子围栏及声光预警系统的区域实时报警中设置电子围栏，在海上风电场区域设置三级警戒线。1.第一道警戒线设置在距离风电场1海里范围内，等级为红色；2.第二道警戒线设置在距离风电场3海里范围内，等级为黄色；3.第三道警戒线设置在距离海上风电场5海里范围内，等级为绿色。系统对220 kV海缆区域同时设置相同的警戒线。可在线监测到区域内海上风电场船舶数量，对公司项目所用船舶实行“白名单”管理，对经过海上风电场区域船舶设置阈值，对区域内符合“船长大于10 m、船舶航速小于5 kn”任意一个条件的船舶进行预警，后台监控系统可实时接收确认。在海上升压站设置甚高频系统，可以呼号对讲，对入侵海上风电场的船舶进行预警。（四）电子围栏形状设定1.圆形围栏：监控对象是否进出设定的圆形范围内；风机和升压站电子围栏设置圆形电子围栏。2.多边形围栏：监控对象是否进出设定的多边形范围内；海上风电场区域电子围栏设置多边形电子围栏。3.路线围栏：监控对象是否偏离设定路线一定距离；海缆路由区设置路线电子围栏。（五）电子围栏系统白名单由于海上风电场在建设和运营期间，需要配备较多施工和运维船舶，为防止电子围栏系统平台产生过多不必要的预警，系统可将海上风电场内项目所用的施工和运维船舶录入电子围栏系统平台“白名单”，录入电子围栏系统平台“白名单”的船舶进入海上风电场电子围栏警戒区时，系统不会发出预警，未录入电子围482023第8期栏系统平台“白名单”的船舶，进入海上风电场电子围栏警戒区时，系统正常发出预警。（六）船舶动态电子围栏为保证项目建设及运维所用船舶安全，结合船舶自身尺寸大小，将船舶四周边界向外一定范围（通常设置500 m）内的水域规划为施工区水域，并用电子围栏标示出施工或运维船舶的动态电子围栏警戒区，以此保障施工和运维船舶与其他通航船舶之间安全。由于施工和运维船舶作业需要一直移动，所以施工或运维船舶的动态电子围栏会随船舶移动而移动。有外来船舶进入该警戒区时，电子围栏系统平台会自动发出预警。（七）通信方式1.通过公众网络传输前端信息可以利用4G/5G、卫星信号进行辅助传输，后端可以租用专线或公众网络传输。2.通过光纤网络传输对于已建立海上光纤通信网络的，前端设备采用已建立的光纤通信网络将数据进行实时回传。五、海上风电智慧监管系统建设建议（一）制订统一的海上风电智慧监管系统建设行业规范在系统设计、建设、性能测试及验收等方面，制订统一的行业规范，做到稳定可靠，技术先进，经济实用。规范应包括但不限于系统总体设计（一般原则、系统目的、管理区域、系统功能）、系统总体性能（监视范围、可用性和可靠性、冗余措施、系统分辨力、系统精度）、系统技术要求（一般原则、系统论证计算）、子系统设计（船舶自动识别系统、雷达系统、甚高频通信系统、水文气象信息采集系统、视频监控系统、网络传输系统、系统安全等级保护）、施工、性能测试、系统验收。制订统一的海上风电智慧监管系统行业建设规范，有利于提升资源要素协同共享能力，推动“陆海空天”一体化水上交通运输安全保障体系建设，实现全国海上风电安全监管一盘棋。（二）海事管理机构同业主单位共享共建海上风电智慧监管系统业主单位按照同时设计、同时施工、同时投入生产和使用要求建设海上风电智慧监管系统，剔除生产经营等数据后，将安全监管的相关数据同步共享给海事管理机构。海事管理机构将风电企业大多不具备实施风电场海域通航环境安全管理的专业力量（如人员、技术等）；影响风电场海域海上通航环境各要素数据（如船舶、船员、航道等）；以及协调、联动、应急反应配合等专业资源同步共享给业主单位。双方共建共享，有利于企业落实安全生产主体责任，有利于海事管理机构落实通航安全监督管理责任。（三）在监管指挥系统中建设海上风电智慧监管子系统目前信息系统众多且繁杂，上下联动不畅、区域协同不足，“全国海事一盘棋”的合力未完全形成。海事监管信息化应用内部尚存在“孤岛”，突出表现为平台不统一、数据难互通等基础性的问题；共享共用程度低，大数据分析应用刚起步，信息利用不充分，导致现有智能化系统对水上交通动态管控的支撑力度不足，无法有效评估水上交通态势，难以实现智能化辅助决策和融合处置。从数据来看，监管指挥系统具有强大的海事大数据支撑，在其中建设海上风电智慧监管子系统，能够满足海事监管需求，无缝调动船舶、船员、通航、安全预警、应急通讯等监管要素；从结构来看，监管指挥系统是全国性海事信息平台，在其中建设海上风电智慧监管子系统，能够实现全国所有海上风电在同一个平台显示，真正做到海上风电监管“全国海事一盘棋”。（四）建设应急联动报警机制无论何种情况，企业须落实安全生产主体责任，因此在紧急情况下，建设应急联动报警机制非常重要。如果系统发现船舶进入距离海上风电场3海里范围内，系统将激活报警台上的“警戒”按钮，通知相关单位采取必要安全措施；如果系统发现船舶进入距离海上风电场1海里范围内，预测有碰撞风机的危险，系统将激活报警台上的“报警”按钮，相关单位按照预案要求立即执行。系统激活报警后，企业、海事等部门的声音报警系统（对应的按钮）就会响起，企业、海事等部门将会迅速行动，通过系统声光警告、派船驱赶、海事船舶交通管理系统等手段，最大限度减少船撞风机造成的损失。（编辑：由敬雯）