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預(yù)防跨越航道架空線被船舶損傷的新措施

文檔作者：何旭濤，林曉波文檔來源：舟山海洋輸電技術(shù)研究中心		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年07月14日
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2012年第8期
浙江電力
ZHEJIANG ELECTRIC POWER 29
預(yù)防跨越航道架空線被船舶損傷的新措施
何旭濤，林曉波
(舟山海洋輸電技術(shù)研究中心，浙江舟山 316021)
摘要：舟山群島新區(qū)是以海洋經(jīng)濟為主題的國家級新區(qū)，現(xiàn)有跨海架空線路14個區(qū)段，跨海線路
受損原因之一是船舶高桅掛住導(dǎo)線。就此提出一種新的技術(shù)措施，并提供了相應(yīng)解決方案。
關(guān)鍵詞：跨海架空線路；船舶；桅桿；紅外線監(jiān)測儀；激光補光夜視儀；AIS
中圖分類號：TP79 文獻標志碼：B 文章編號：1007—1881(2012)08—0029—03
New Measure for Preventing Overhead Lines Across W aterway from
Being Damaged by Ships
HE Xu—tao，LIN Xiao—bo
(Oceanic Electric Power Transmission Technology Research Centre，Zhoushan Zhejiang 316021，China)
Abstract：Zhoushan Archipelago New Area，which is the national new area themed with marine economy，has
14 sections of overhead lines across waterway．One of the reasons for the line damage is the wire caught by the
ship mast．This paper proposes a new technical measure and provides the relevant solutions．
Key words：overhead lines across waterw ay；ship；mast；infrared detector；laser night—vision device；AIS
舟山群島新區(qū)是我國第四個國家級新區(qū)，是
全國海洋經(jīng)濟比重最大的城市，有大小島嶼1 390
個．占我國海島數(shù)量的25．7％。陸地面積1 440．12
km 。海域面積達1l萬km 。特殊的海島地理環(huán)
境形成了舟山獨具特色的海島型電力網(wǎng)架。
島嶼之間的電力聯(lián)通采用2種方式：跨海架
空線路和海底電纜。目前舟山電力局管轄的跨海
架空線路有14個區(qū)段，合計達100 km。隨著舟
山物流和船舶工業(yè)的快速發(fā)展，船只航運日益頻
繁。對島嶼問的跨海架空線路的損壞也日漸增
多。如2001年桃天門35 kV架空導(dǎo)線被外輪船
舶桅桿掛斷，2009年西蟹峙l0 kV跨海線被附近
船廠修理的船舶桅桿掛斷，并導(dǎo)致塔架嚴重變
形。這些事故對舟山經(jīng)濟發(fā)展構(gòu)成一定影響，增
加了電力部門維護成本，也給無意肇事的船主帶
來經(jīng)濟上的損失。本文從技術(shù)的角度，就如何避
免這種現(xiàn)象的多次發(fā)生提出了解決措施。
1 原因與對策
1．1 原因分析
船舶的桅桿掛住導(dǎo)線，原因多為船舶不明情
況或判斷失誤，具體原因一般為：天氣影響，如
夜間與霧天導(dǎo)線無法目視：判斷失誤．雖看到導(dǎo)
線但認為可以通過；粗心大意，未注意海面上空
的線路。
纖細的銀線以藍天為背景，對比不明顯．的
確不易察覺。因此除了做好宣傳報道。廣泛告之
此處有跨海線路外，還應(yīng)在工程設(shè)計中主動采取
相應(yīng)技術(shù)措施，做好線路的實時監(jiān)測是必不可少
的技術(shù)保障。
1．2 技術(shù)措施
航道上的跨海架空導(dǎo)線單靠船上人工了望顯
然不夠，必須依靠技術(shù)手段，對該海域過往船舶
進行實時監(jiān)測并及時預(yù)警。本文提出的技術(shù)措施
是由船舶監(jiān)測、信號傳輸、AIS(一種新型的航海
設(shè)備)告警3項功能組成的監(jiān)控系統(tǒng)來實現(xiàn)的，其
監(jiān)測范圍為跨海線路的左右兩側(cè)水道。
船舶監(jiān)測由紅外監(jiān)測儀與激光補光夜視儀組
成。當(dāng)紅外監(jiān)測儀監(jiān)測到船桅進入跨海導(dǎo)線的警
戒高度時．激光補光夜視儀將自動啟動，對船舶
進行實時的視頻記錄。記錄的視頻信號將由
GPRS無線實時傳輸至監(jiān)控中心，并自動接通海
事部門的AIS系統(tǒng)．采用海事頻道與船舶進行現(xiàn)
場通話，及時疏導(dǎo)，以避免桅桿掛線的事故發(fā)生。
浙江電力 2012年第8期
跨海線路防船損方案是針對跨海線路特點，
利用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、電子商務(wù)技
術(shù)，結(jié)合線路維護經(jīng)驗．依托網(wǎng)絡(luò)資源設(shè)計的集
數(shù)據(jù)采集、智能分析、動態(tài)監(jiān)測、自動報警功能
于一體的跨海線路防船損綜合監(jiān)控系統(tǒng)。通過綜
合智能控制系統(tǒng)，做到對跨海線路的集中監(jiān)控、
信息存儲和管理，便于應(yīng)急指揮，從而為海島線
路管理向自動化、綜合化、集中化、智能化方向
發(fā)展?提供技術(shù)保障。
2 技術(shù)原理
2．1 紅外監(jiān)測儀
紅外線波長為0。78～1 000 I,zm，位于可見光
(波長為0．38～0．78 ixm)和微波之問，自然界所有
溫度在絕對零度(一273oC)以上的物體都會輻射紅
外線，是自然界中存在最為廣泛的輻射。大氣、
煙云等吸收可見光和近紅外線，但是對3～5 m
(中紅外區(qū)域)和8～14 m(遠紅外區(qū)域)的紅外線
卻是透明的．這2個波段被稱為紅外線的“大氣窗
口”。利用這2個窗口，可以在漆黑的夜晚，或是
在煙云密布的惡劣環(huán)境中，清晰地觀察情況。利
用紅外線的這一特性．紅外監(jiān)測儀能全天候工
作，隨時監(jiān)測船舶高度是否對導(dǎo)線構(gòu)成威脅。
2．2 激光補光夜視儀
當(dāng)紅外線水平監(jiān)測儀測得桅桿頂部處于構(gòu)成
危險的高度時．激光補光夜視儀隨即啟動并記錄
船舶視頻。該儀器可全天候工作，夜間進行激光
補光可看清3 km范圍內(nèi)的船舶細節(jié)，這一距離
已能夠滿足大跨越線路監(jiān)測的需求。
2．3 GPRS無線信號傳輸
視頻信號采用GPRS無線傳輸至后端監(jiān)控中
心。視頻圖像大小約300 kbit，一般GPRS實際
傳輸速率約為100 kbit／s．除了傳輸圖像數(shù)據(jù)，系
統(tǒng)還需要傳輸設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)。因此，圖像數(shù)據(jù)
要先壓縮編碼，再通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)傳輸【 。
若線路自帶通信光纖。可通過光纖傳輸，使
傳輸容量更大。
2．4 AIS系統(tǒng)
AIS監(jiān)控報警系統(tǒng)基于海事部f-1 AIS系統(tǒng)。
AIS系統(tǒng)是一種船舶自動識別系統(tǒng)(Automatic I．
dentification System，AIS)，具有自動向已配備該
系統(tǒng)的岸臺、船舶發(fā)送信息(包括船舶識別、類型、
位置、航向、航速、航行狀態(tài)和其他與安全有關(guān)
的信息)，識別、檢測和跟蹤船舶的主要功能。目
前中國海事已經(jīng)建成了覆蓋中國沿海的AIS網(wǎng)
絡(luò)，政府部門也已明文規(guī)定要求500 t以上貨船、
所有客船和漁船必須安裝AIS設(shè)備【 。
舟山電力局開發(fā)應(yīng)用的AIS海纜綜合監(jiān)控報
警系統(tǒng)．對海纜保護區(qū)監(jiān)控已取得了顯著的效
果。該成果可應(yīng)用到跨海架空線的監(jiān)控中，通過
AIS實現(xiàn)與海事部門的實時聯(lián)接。對架空線警戒
區(qū)內(nèi)的船舶實時警示與對話。
3 實施方案
3．1 方案設(shè)計
方案設(shè)計主要針對船舶超高監(jiān)測技術(shù)、圖像
壓縮技術(shù)、遠程無線傳輸技術(shù)、監(jiān)測信息的圖形
化技術(shù)、超高信息的圖像自動識別技術(shù)，以及系
統(tǒng)供電技術(shù)、防護技術(shù)等。
(1)船舶超高監(jiān)測。在兩側(cè)跨越桿塔各安裝l
臺紅外熱成像監(jiān)測儀，構(gòu)成雙向單目監(jiān)測系統(tǒng)。
監(jiān)測儀在其監(jiān)測范圍內(nèi)可完成固定或旋轉(zhuǎn)監(jiān)測。
監(jiān)測工作原理：當(dāng)監(jiān)控區(qū)域出現(xiàn)移動目標
時，安裝在預(yù)定高度的紅外熱成像監(jiān)測儀會拍攝
到其運動熱圖像，同時對圖像進行識別。取監(jiān)測
儀鏡頭水平中心線為水準高程，當(dāng)高程內(nèi)出現(xiàn)移
動物體時．即表明該物體超高。預(yù)警系統(tǒng)隨即發(fā)
出預(yù)警信號，激光補光夜視儀自動啟動，對船舶
進行視頻攝像取證并通過GPRS傳輸?shù)奖O(jiān)控中
心。與此同時，與海事部門聯(lián)動的AIS系統(tǒng)自動
向海事相關(guān)部門發(fā)送預(yù)警信息，線路監(jiān)控中心通
過AIS系統(tǒng)及時與該船舶進行通話，指導(dǎo)其采取
措施，保障線路與船舶的安全。監(jiān)測工作原理如
圖1所示
桿
圖1 紅外熱成像監(jiān)測儀工作原理
2012年第8期 何旭濤，等：預(yù)防跨越航道架空線被船舶損傷的新措施 31
(2)采用GPRS實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸，其關(guān)鍵
技術(shù)是對圖像數(shù)據(jù)進行壓縮編碼，以獲得更流暢
的圖像信息。該設(shè)計需要無線傳輸模塊支持。
(3)監(jiān)控軟件：遠程主控端監(jiān)控軟件解讀
GPRS傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，主要實現(xiàn)船舶超高信息提取、
圖像顯示、圖像存儲和回放、熱成像儀控制、遠
程設(shè)備狀態(tài)信息顯示和存儲等。
(4)監(jiān)測設(shè)備安裝平臺：平臺應(yīng)能承載設(shè)備
重量、風(fēng)荷載等，適用于桿塔構(gòu)件，安裝盡可能
便捷和通用．便于野外使用。
(5)信號箱：信號箱集成無線收發(fā)系統(tǒng)、視
頻信息讀取模塊、熱成像儀控制信息轉(zhuǎn)換模塊、
設(shè)備狀態(tài)信息獲取模塊等。
(6)太陽能電源設(shè)計。電源供應(yīng)對象為熱成
像儀、數(shù)據(jù)處理模塊、無線收發(fā)模塊、設(shè)備狀態(tài)
監(jiān)測模塊。根據(jù)模塊功耗和現(xiàn)場特點，組建發(fā)電
及儲能系統(tǒng)。
(7)設(shè)備防護系統(tǒng)：數(shù)據(jù)采集和發(fā)送接收設(shè)
備均在野外，需要考慮設(shè)備的防雷、防強電導(dǎo)
人、防電磁干擾等因素。
3．2 現(xiàn)場試驗方案
現(xiàn)場試驗包括：桿塔局部構(gòu)件試驗、監(jiān)測儀
平臺安裝試驗、監(jiān)測儀安裝試驗、無線傳輸試
驗、太陽能發(fā)電儲能試驗、防雷和防電磁干擾試
驗、監(jiān)測軟件運行試驗、整機測試等。方案設(shè)計
及測試技術(shù)路線見圖2。
4 預(yù)期目標
通過紅外線及視頻監(jiān)測技術(shù)、圖像壓縮技
術(shù)、遠程無線傳輸技術(shù)、監(jiān)測信息的圖形化技
術(shù)、圖像自動識別技術(shù)以及太陽能供電儲能技
術(shù)、防護技術(shù)、AIS船舶監(jiān)控技術(shù)等多種現(xiàn)代技
術(shù)的集成化應(yīng)用，形成一套完整、可靠、適用的
跨海線路防船損監(jiān)測系統(tǒng)，形成運行監(jiān)測的閉環(huán)
管理，實現(xiàn)跨海線路監(jiān)測信息化、智能化。最終
將野外分散的運行監(jiān)測集中至監(jiān)控中心，提高運
行管理效率，并及時發(fā)現(xiàn)隱患，保障線路及船舶
自身的安全。
l l l l l
紅外熱成像 GPRS無線通 組建監(jiān)控中 監(jiān)控軟件
攝像機選型 信模塊選型 電源選型 心硬件系統(tǒng) 系統(tǒng)設(shè)計
l I I
紅外熱成像攝像 GPRS無線通
機的安裝 信模塊安裝 電源安裝
上 I 1 ．
紅外熱成像攝像 GPRS無線通 電源測試 監(jiān)控中心硬 監(jiān)控軟件
機測試 信模塊測試 件系統(tǒng)測試 系統(tǒng)測試
l l I
l 無線收發(fā)系統(tǒng)整體測試 I
‘ 、 ， l
系統(tǒng)測試
驗收 l
5 結(jié)語
圖2 方案設(shè)計及測試技術(shù)路線
海島堅強智能電網(wǎng)是國家智能電網(wǎng)的組成部
分?。結(jié)合舟山國家級新區(qū)建設(shè)與海島電網(wǎng)的特
點，對跨越海域及航道的架空線路進行實時監(jiān)測
是海島堅強智能電網(wǎng)建設(shè)的重要內(nèi)容。
本文提出的預(yù)防跨越航道架空線路被船舶損
傷的措施，是一項集圖像采集與識別、信號傳輸
及分析、預(yù)警及對話于一體的綜合性、聯(lián)動性的
運行管理模式的技術(shù)創(chuàng)新，它將同舟山與大陸聯(lián)
網(wǎng)大跨越線路運行與維護技術(shù)一起．有效保障跨
越海域架空線路的運行安全。
參考文獻：
【l】 劉振亞．智能電網(wǎng)技術(shù)[M】．北京：中國電力出版社，
2010．
[2] 黃新波．輸電線路在線監(jiān)測與故障診斷【M】．北京：中國
電力出版社．2008．
【3】 王玉春．全球船載自動識別系統(tǒng)(AIS)的安裝及檢驗[JI
天津航海，2009(3)：52—55．
收稿日期：2011—10-09
作者簡介：何旭濤(1973一)，男，浙江舟山人，工程師，從事
海洋輸電技術(shù)研究及其設(shè)計工作。

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