CN107358817A - 全天候海底电缆船舶锚害声光驱逐系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全天候海底电缆船舶锚害声光驱逐系统，包括有预警装置、强制驱逐装置、船舶自动识别系统AIS及天气信息接收系统，本装置还在海底电缆的两侧各设置两条警戒线，船舶自动识别系统AIS设置告警阈值，船舶自动识别系统(AIS)采用航速和距离两种告警阈值，当船舶进入第一警戒线、且速度低于门限时，启动预警装置；当船舶进入第二警戒线、且速度低于门限时，启动强制驱逐装置。本发明全天候海底电缆船舶锚害声光驱逐系统，变事后肇事理赔为事前安全防范驱离，实现了对可疑肇事船舶的提前预警和及时驱离，避免发生海底电缆中断事故，造成重大社会影响和经济损失。

Description

全天候海底电缆船舶锚害声光驱逐系统

技术领域

本发明涉及一种驱逐装置，特别是一种全天候海底电缆船舶锚害声光驱逐系统。

背景技术

海底电缆是跨海电能输送重要通道，其安全可靠运行对岛屿电力系统的安全运行至关重要。为了节省投资，海底电缆多数敷设在相对狭窄的海域，海底电缆海域水深浪急海况复杂，航道上过往船舶多，受船舶锚害肇事等各种外力影响，导致海底电缆故障甚至断裂事故时有发生。国际大电网会议（CIGRE）统计，80%的海底电缆故障来自船舶锚害肇事等外力破坏，严重影响了跨海电网安全稳定运行。

现有的海底电缆海域视频系统监测、拍摄到的可疑锚害肇事船舶的信息、影像资料只能作为船舶锚害肇事逃逸的事后理赔法律证据。现有传统的人工值守和广播通知驱驱离方法，自动化水平低，无法对违法抛锚等可能肇事船舶进行提前预警和驱逐。特别是在台风、海面浓雾异常气候和夜间能见度低等船舶锚害高发的情况下，现有的人工方法已失去作用了。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，而提供一种对可疑肇事船舶的提前预警和及时驱离，避免发生海底电缆中断事故，造成重大社会影响和经济损失的全天候海底电缆船舶锚害声光驱逐系统。

一种全天候海底电缆船舶锚害声光驱逐系统，包括有预警装置、强制驱逐装置、船舶自动识别系统AIS及天气信息接收系统，本装置还在海底电缆的两侧各设置两条警戒线，船舶自动识别系统AIS设置告警阈值，船舶自动识别系统(AIS)采用航速和距离两种告警阈值，当船舶进入第一警戒线、且速度低于门限时，启动预警装置；当船舶进入第二警戒线、且速度低于门限时，启动强制驱逐装置，所述的预警装置及强制驱逐装置安装于海底电缆登陆点一侧或两侧适合安装条件的物体上，，当天气信息接收系统收到海底电缆所在海域出现异常气象信息时、或时钟系统工作时间为夜间时，启动预警装置，同时启动海面防雾探照灯装置，对进入第一警戒区航速上有抛锚趋势的船舶进行灯光跟踪照射预警通知，对处于第一和第二警戒线之间的可疑锚害肇事船舶的进行强制驱逐。

本发明的全天候海底电缆船舶锚害声光驱逐系统，采用两种告警阈值有效降低漏报率，船舶自动识别系统(AIS)采用航速和距离两种告警阈值。航速阈值主要针对有抛锚趋势的船舶设置，当航速低于门限值时进入警戒区时，认为该船有抛锚趋势，启动声光预警并持续监控；当船舶继续以小于门限值的航速逼近海底电缆（第二警戒线），航速和距离均已满足启动驱逐装置，对可疑肇事船舶及时进行强制驱离。通过设置航速和距离两种告警阈值，可以有效降低漏报率，确保海底电缆安全稳定运行。

所述的预警装置为高音广播、及大功率探照灯。

对进入海底电缆警戒区的可能造成锚害肇事船舶进行广播通知和预警劝离，根据实际情况，自动播放预先录制的“你船已进入海底电缆警戒区，不得在此抛锚停留，请尽快离开！”等内容。

多个高音广播构成密集型矩阵。

对进入海底电缆警戒区的可能造成锚害肇事船舶进行广播通知和预警劝离，根据实际情况，自动播放预先录制的“你船已进入海底电缆警戒区，不得在此抛锚停留，请尽快离开！”等内容。

所述的驱逐装置为定向高强度指向性声波，强光驱逐。

对进一步进入海底电缆第二条警戒海域内航速明显减慢、并有抛锚停泊趋势的可疑船舶，在高音广播喇叭通知劝离的基础上，定向发射高强度指向性声波，启动录制好的强音广播告警可疑船舶，实现对可能锚害肇事船舶远距离非致命的强声驱逐，直到危害解除后自动停止工作。

所述的强光驱逐为LED防爆灯或激光设备。

在夜晚、浓雾、台风等锚害事故多发时段，当监测系统发现进入第二条海底电缆警线的有减速、停泊抛锚趋势的可疑肇事船舶时，联动监测系统将强光驱离设备转动可疑船舶位置，发出指向明确的强光驱离警示光束，并进行抖动跟踪，在异常气候条件下引起船舶的注意，督促其快速驶离海底电缆海域，实现对可疑锚害肇事船舶的有效驱逐。

两条警戒线分别为：

1）第一条警戒线

第一条警戒线设置距离海底电缆500米两侧，对AIS监测到的跨越第一条警戒线的过往船舶以区别色显示其信息，重点关注其速度变化：

当船舶速度降低≤3节时，判断认为该船舶有抛锚趋势，列入预备告警对象，并自动触发启动预警装置；夜间或浓雾时段同时启动海上大功率探照灯，进行预警、驱离，直至船舶速度提高到≥5节时或驶离警戒区，声光报警装置自动停止工作，等待进入下轮循环。

船舶航速单位为节(kn)，1节=1海里/小时=1.852千米/小时。

2）第二条警戒线

第二条警戒线设置距离海底电缆200米两侧，对AIS监测到的跨越第二条警戒线的船舶以区别色显示其信息，并持续关注其速度变化：

当船舶速度持续降低至≤3节、甚至停止不动时，判断该船舶正准备或正在抛锚，实时启动强制驱逐装置；夜间或浓雾同时启动强光装置进行跟踪照射，禁止船舶违规抛锚，直到可疑锚害肇事船舶驶离海缆海域。

预警装置、驱逐装置通过电力专用通信网络及光电复合海底电缆的冗余光纤，实现与海底电缆综合监测系统的监测前端融合联动。

综上所述的，本发明相比现有技术如下优点：

本发明全天候海底电缆船舶锚害声光驱逐系统，变事后肇事理赔为事前安全防范驱离，实现了对可疑肇事船舶的提前预警和及时驱离，避免发生海底电缆中断事故，造成重大社会影响和经济损失。

附图说明

图1是本发明的海全天候海底电缆船舶锚害声光驱逐系统示意图。

图2是海缆登陆点两侧预警及驱逐装置安装示意图。

图3是本发明的系统逻辑图。

图4是本发明的系统工作流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行更详细的描述。

实施例1

一种全天候海底电缆船舶锚害声光驱逐系统，包括有预警装置、强制驱逐装置及船舶自动识别系统AIS，本装置还在海底电缆的两侧各设置两条警戒线，船舶自动识别系统AIS设置告警阈值，船舶自动识别系统(AIS)采用航速和距离两种告警阈值，当船舶进入第一警戒线、且速度低于门限时，启动预警装置；当船舶进入第二警戒线、且速度低于门限时，启动强制驱逐装置，所述的预警装置及强制驱逐装置安装于海底电缆登陆点一侧或两侧适合安装条件的物体上。所述的预警装置为高音广播、及大功率探照灯。所述的驱逐装置为定向高强度指向性声波，强光驱逐。所述的强光驱逐为LED防爆灯或激光设备。

所述的全天候海底电缆船舶锚害声光驱逐系统还包括有天气信息接收系统，当天气信息接收系统收到海底电缆所在海域出现异常气象信息时、或时钟系统工作时间为夜间时，启动预警装置，同时启动海面防雾探照灯装置，对进入第一警戒区航速上有抛锚趋势的船舶进行灯光跟踪照射预警通知。

当天气信息接收系统收到海底电缆所在海域出现异常气象信息、或时钟系统工作时间为夜间时，启动强制驱逐装置，对处于第一和第二警戒线之间的可疑锚害肇事船舶的进行强制驱逐。

下面具体以福建平潭光电复合海底电缆为例，在海底电缆两侧登陆点各配置一套装置，一套安装在平潭吉钓海底电缆登陆点监测机房的屋顶上方，与原有综合监测系统的前端装置共用供电电源、机房接地及网络系统。

另一套安装在对侧福清登陆点附近选择制高点进行安装。

根据现场实地勘察情况结合安装条件，大陆福清侧海底电缆登陆点附近适合安装的地点，现场勘察共有3处，分别为海底电缆登陆点上方的民房、海底电缆登陆点附近的管理房和海底电缆登陆点上方的可门小学教学楼。安装位置比较见表1。

表1 福清侧光电驱逐装置安装位置比较表

安装位置	供电	联网	距离海边	相对海面高度	其他
						旧民房	较可靠	光纤≤100m	约80m	约50m
管理房	不可靠	光纤≤50m	约50m	约30m
						教学楼	最可靠	光纤≤150m	约100m	约100m

综合考虑设备的电源接入方式、防雷拉地、安装条件以及设备的最佳视角等因素，选定福清可门海底电缆登陆点上方的可门小学教学楼顶层为高音喇叭、探照灯和强声强光设备等的安装点。供电电源直接引教学楼的交流电给设备供电。为了保证设备的不间断工作，配备可供工作2小时以上的UPS电源对设备不间断供电，确保光电互补驱逐装置可随时投入运行。

1）高音广播喇叭

作用：对进入海底电缆警戒区的可能造成锚害肇事船舶进行广播通知和预警劝离，根据实际情况，自动播放预先录制的“你船已进入海底电缆警戒区，不得在此抛锚停留，请尽快离开！”等内容。

主要技术性能：抗干扰性强、抗盐密腐蚀、声音传播不低于1km、可根据实际需求，采用类似当年厦门对金门岛广播的由多个扩音喇叭组成密集型矩阵。设备具备音频输入接口、可交直流供电。大功率扩音广播喇叭矩阵，如图3所示。

2）大功率探照灯

作用：在夜晚、浓雾、台风等事故多发时段，对进入海底电缆警戒区的可能造成锚害肇事船舶，通过自动开启防雾探照灯配合高音广播进行预警驱离，并为视频监控跟踪拍摄提高照明条件，获取更加清晰的可能肇事船舶影像资料。

主要技术性能：具有防雾式、多功能遥控和联动转向告示性能，海面有效射程可达2Km、交直流供电方式，具备全密性工艺设计。如图4所示。

作用：

对进一步进入海底电缆第二条警戒海域内航速明显减慢、并有抛锚停泊趋势的可疑船舶，在高音广播喇叭通知劝离的基础上，定向发射高强度指向性声波，实现对可能锚害肇事船舶远距离非致命的强声驱逐，直到危害解除后自动停止工作。

主要技术性能：

发射具有指向性能的强噪声，并根据船舶自动识别系统（AIS）获取的船舶名称、船号，启动录制好的强音广播告警可疑船舶，强行驱逐驶离海缆海域。最大声压级153db(有效值)，广播距离可达5km。强声语音设备驱逐工作原理。

4）强光驱逐设备

作用：

根据海底电缆长度和所在海域的实际情况，选用LED防爆灯与激光两种类型的强光驱逐设备，在夜晚、浓雾、台风等锚害事故多发时段，当监测系统发现进入第二条海底电缆警线的有减速、停泊抛锚趋势的可疑肇事船舶时，联动监测系统将强光驱离设备转动可疑船舶位置，发出指向明确的强光驱离警示光束，并进行抖动跟踪，在异常气候条件下引起船舶的注意，督促其快速驶离海底电网缆海域，实现对可疑锚害肇事船舶的有效驱逐。强光驱逐设备类型。

主要技术性能：

（1）LED强光驱离设备：

聚光和透雾效果较好，照射亮度高，照射距离可达1.2 km，并实现了冷热均能在瞬间启动点亮特点，设备配带转台，可上下、左右自由调节旋转角度，可快速实现全方位、多角度跟踪。海缆海域宽度超过2公里，需在两岸登陆点各配置1套LED防爆灯。

（2）激光强光驱离设备：

激光强光驱离设备选取激光波长532nm时，作用距离>3km、光束直径5 m/ km处，具有透雾性能好、强光功率大，光束距离长等优势，采用抖动照射跟踪可疑肇事船舶，威慑能力更强，驱逐效果更好。

以上强声/强光驱离设备，只起到警告驱逐船舶作用，对船员可能有短暂的不适感，但不会构成伤害。

在海底电缆敷设路由走廊海域的两侧各设置二条监控防范船舶锚害肇事的警戒线，与监测系统中船舶自动识别系统（AIS）进行融合联动，

其工作原理及流程如下：

1）第一条警戒线

第一条警戒线设置距离海底电缆500米两侧，对AIS监测到的跨越第一条警戒线的过往船舶以黄色显示其信息，重点关注其速度变化：

当船舶速度≥3节时，属于大量正常行驶通过的船舶，不予关注；

船舶航速单位为节(kn)，1节=1海里/小时=1.852千米/小时。

当船舶速度降低≤3节时，判断认为该船舶有抛锚趋势，列入预备告警对象，并自动触发启动高音广播喇叭装置，向有抛锚趋势的船舶定向广播预先录制的“你船将进入海底电缆警戒区，不得在此停留抛锚，请尽快离开！”等内容；夜间或浓雾时段同时启动海上探照灯，进行预警、驱离。直至船舶速度提高到≥5节时或驶离警戒区，声光报警装置自动停止工作，等待进入下轮循环。

2）第二条警戒线

第二条警戒线设置距离海底电缆200米两侧，对AIS监测到的跨越第二条警戒线的船舶以红色显示其信息，并持续关注其速度变化：

当船舶速度≥3节时，属于大量正常行驶船舶的继续通过，不予关注；

当船舶速度持续降低至≤3节、甚至停止不动时，判断该船舶正准备或正在抛锚，实时联动强音报警装置进行强制驱逐；夜间或浓雾同时启动强光装置进行跟踪照射，禁止船舶违规抛锚，加大强制驱逐力度，直到可疑锚害肇事船舶驶离海缆海域。

恢复常态后，声光报警和强制驱逐装置自动停止工作，等待进入下一轮循环。

本实施例未述部分与现有技术相同。

Claims (6)

1.一种全天候海底电缆船舶锚害声光驱逐系统，其特征在于：包括有预警装置、强制驱逐装置、船舶自动识别系统AIS及天气信息接收系统，本装置还在海底电缆的两侧各设置两条警戒线，船舶自动识别系统AIS设置告警阈值，船舶自动识别系统AIS采用航速和距离两种告警阈值，当船舶进入第一警戒线、且速度低于门限时，启动预警装置；当船舶进入第二警戒线、且速度低于门限时，启动强制驱逐装置，所述的预警装置及强制驱逐装置安装于海底电缆登陆点一侧或两侧适合安装条件的物体上，当天气信息接收系统收到海底电缆所在海域出现异常气象信息时、或时钟系统工作时间为夜间时，启动预警装置，同时启动海面防雾探照灯装置，对进入第一警戒区航速上有抛锚趋势的船舶进行灯光跟踪照射预警通知，对处于第一和第二警戒线之间的可疑锚害肇事船舶的进行强制驱逐。

2.根据权利要求1所述的全天候海底电缆船舶锚害声光驱逐系统，其特征在于：所述的预警装置为高音广播、及大功率探照灯。

3.根据权利要求1所述的全天候海底电缆船舶锚害声光驱逐系统，其特征在于：多个高音广播构成密集型矩阵。

4.根据权利要求1所述的全天候海底电缆船舶锚害声光驱逐系统，其特征在于：所述的驱逐装置为定向高强度指向性声波，强光驱逐。

5.根据权利要求1所述的全天候海底电缆船舶锚害声光驱逐系统，其特征在于：所述的强光驱逐为LED防爆灯或激光设备。

6.根据权利要求1所述的全天候海底电缆船舶锚害声光驱逐系统，其特征在于：两条警戒线分别为：

1）第一条警戒线

第一条警戒线设置距离海底电缆500米两侧，对AIS监测到的跨越第一条警戒线的过往船舶以区别色显示其信息，重点关注其速度变化：

当船舶速度降低≤3节时，判断认为该船舶有抛锚趋势，列入预备告警对象，并自动触发启动预警装置；夜间或浓雾时段同时启动海上大功率探照灯，进行预警、驱离，直至船舶速度提高到≥5节时或驶离警戒区，声光报警装置自动停止工作，等待进入下轮循环;

2）第二条警戒线

第二条警戒线设置距离海底电缆200米两侧，对AIS监测到的跨越第二条警戒线的船舶以区别色显示其信息，并持续关注其速度变化：

当船舶速度持续降低至≤3节、甚至停止不动时，判断该船舶正准备或正在抛锚，实时启动强制驱逐装置；夜间或浓雾同时启动强光装置进行跟踪照射，禁止船舶违规抛锚，直到可疑锚害肇事船舶驶离海缆海域。