【关键词】海上风电场；防入侵感知预警；多源数据融合

引言

随着全球能源、资源和环境问题日益凸显，尤其是全球气候变化不断加剧，风能作为一种清洁、可再生的能源备受各国关注。在这一背景下，海上风电成为当前世界上发展最快的可再生能源之一，引起了我国的高度重视并展开了大规模开发。随着我国海上风电场逐步进入大规模运营阶段，确保风电设备、海底电缆的安全运营，以及维护周边水域的船舶通航安全，已成为亟待解决的重要问题[1-3]。

本研究从风电场以及附近船舶通航安全的角度出发，采用智能化、信息化手段进行风电场水域的安全监管与保障，研发一种具有自主知识产权的基于小目标雷达、AIS、光电等多源数据融合技术的海上风电场防入侵感知预警系统，实现海上风电场周边船舶航行态势感知、实时预警及电子围栏等各种功能。

一、防入侵感知预警系统

本研究聚焦于风电场及其周边水域的通航安全，应用智能化技术对风电场进行全面监控。为此，设计了一套具有自主知识产权的海上风电场防入侵预警系统。首先，集成了先进的小目标雷达、AIS（自动识别）基站和光电监控设备，这些设备共同构成了多源数据融合处理平台。然后，通过多源数据融合技术，系统能够将雷达信号、AIS数据和光电监控信息进行综合分析，从而监测并识别预定警戒线内的船只，自动跟踪其航行轨迹。最后，通过无线网络将监控数据上传到海上风电场管理平台。管理平台提供Visual的电子海图界面，操作者可以在界面上查看船舶的动态信息、历史轨迹以及预警状态，从而快速做出决策，确保风电场管理平台的正常运行[4]。

此外，防入侵感知预警系统还借助智能化技术，实现了对海上风电场及其周边水域的全面监控。这一系统不仅能够及时发现潜在的安全威胁，还能够快速做出预警响应，减少了事故发生的可能性，为海上风电场的安全运行提供了可靠的保障。

（一）关键技术

1.基于小目标雷达的目标监测跟踪

研究基于小目标雷达的海面小目标船舶监测跟踪技术。

首先，通过对小目标雷达接收机输出信号进行数字化处理和杂波抑制，减少噪声和干扰，生成高分辨率的数字雷达回波视频信号。然后，对这些高分辨率信号进行计算分析，提取目标点迹，建立目标跟踪，并进行多源数据融合处理。接着，设置雷达遮蔽区以减少海面回波、停泊设施和其他不需要监控目标的干扰。根据不断录取的目标点迹，分析其速度和方向等运动规律，将新标绘点迹与已知的跟踪目标关联，实现目标的对遇跟踪、追越跟踪及交叉跟踪。最后，给已知跟踪目标编号，并通过无线传输模块将数据上传到海上风电场入侵感知预警系统平台，实现海图显示，为小目标船舶的感知预警提供稳定的监测数据。

通过高效的目标检测和跟踪技术，能够提升对海上小目标船舶的监测和预警能力，确保海上风电场的安全运行。有效防范船舶入侵对风电设备和海底电缆的潜在威胁，提高整体监控系统的可靠性和准确性。这种技术的应用有助于保障海上风电场设施和船舶通航的安全，为海上能源开发提供了重要支持。

2. 多源传感器数据融合

本文采用了小目标雷达、AIS等传感器的多源数据融合处理技术。首先，基于多源数据融合处理技术，将每个传感器（如雷达和AIS）提供的目标运动模型进行融合，从而整合各个传感器的信息。