海上風電施工船機管理系統的設計與應用

張芝明，周曉天，劉小魯

（1.中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司，浙江 杭州 311122；2.上海硅谷計算機科技有限公司，上海 201108）

1 海上風電施工的特點

海上風電場的施工，有別于其他工程，具有施工區域面積廣、交通限制大的特點。以江蘇竹根沙（H2#）300MW海上風電場EPC總承包項目（以下簡稱“竹根沙項目”）為例，風電場距離陸地41.2km，東西長約21km，南北長約1.5～2.5km，風電場整體面積約37km2，且部分機位位于海產品養殖區。船機作為海上施工的核心設備，種類繁多，且施工高峰期大量各型船舶分散于施工區域各處。項目的管理部門在陸上，與海上施工現的場地理距離十分遙遠，通過傳統的管控手段，難以在遠距離掌握現場船機的信息與動態。在海上風電施工項目的安全管理工作中，船機管理是重點也是難點，使用信息化技術手段進行管理是提升的方向。

2 海上風電施工船機管理存在的問題

根據竹根沙項目的總結，海上風電場施工船機管控主要面臨以下問題：船機進出場管理、船機定位追蹤、在場船機證照有效性監控。使用傳統的管理方式，加之海上施工現場距離項目部十分遙遠，上述問題難以得到解決，容易出現不清楚在場船機數量、船機私自進退場、船機證照到期仍在場作業等情況，給項目管理帶來較大隱患。

3 海上風電施工船機管理系統的設計與應用

為解決船機管理方面的難題，中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司（以下簡稱“華東院”）與上海硅谷計算機科技有限公司（以下簡稱“上海硅谷科技”）合作研發了海上風電施工船機管理系統（以下簡稱“系統”），嘗試使用信息化技術手段，提升船機的管理效率。該系統再造海上風電施工船機管理的流程：為所有船機建立了數字化檔案；將原有的進出場線下審核改為線上執行；通過與AIS信息服務平臺進行對接，為風電場提供全天候船舶定位監控數據；施工區域設置船機電子圍欄，自動監控船機動向；將船機數據形成監控臺賬，并自動推送異常報警信息。

3.1 船機數字化檔案

圖1 船機數字化檔案

由于現場施工船機種類繁多，對船機進行信息化管控的前提是在系統內形成每條船的數字化檔案，將每條船的關鍵信息儲存在系統內，供系統隨時調取（見圖1）。船機的數字化檔案記錄了船機的基本信息，并自動記錄該船機的進退場線上審批記錄。錄入了MMSI（水上移動通信業務標識碼）的船機，系統還可以自動獲取其定位信息，并實時監控船機位置。

3.2 船機進出場管理

根據海上風電場施工的管理要求，每條船機在進出場時均需進行報審，以審核船機及操作人員的證照有效性，并確認進場目的。傳統的使用紙質文件進行線下審批，無法在審批后繼續對船機情況進行追蹤，可能出現船機證照到期仍在場施工或者私自進退場未報審的情況。船機管理系統采用線上審批的形式，進場前由使用方在系統內提出申請并上傳船機相關資料，項目管理人員進行審核（見圖2）。審核通過，該船機自動添加至進場船機清單上（見圖3），同時系統開始監控該船機的定位、證照有效期等狀態。同理，船機退場前，使用方提出退場申請，審批通過，船機自動從在場船舶清單移除，系統保存退場審批記錄，并停止對該船機的監控。此外，船機的審批支持一鍵生成報審單據，系統可以自動從船機數字化檔案獲取船機信息并生成單據，從而提高了船機使用方報審的效率，避免資料重復錄入。系統會完整記錄所有船機的審批過程以及審批提交的資料，在后續管理過程中可以追溯。

3.3 船機定位及電子圍欄

系統通過與AIS信息服務平臺對接，可以獲取進場的船機的實時定位信息。同時，系統支持為海上風電場船機施工或者停泊區域設定多個船機電子圍欄，通過電子圍欄，可以監控進場船機是否存在船機未經審批私自進、退場的行為。如果是批準進場的船機，系統會在以下情況進行提醒：進入圍欄、離開圍欄、失蹤（通常是船機主動關閉AIS定位系統，項目管控的要求是進場船機必須常開定位系統）。如果是來源未知的船機，私自進入圍欄區域，系統也會監控并報警提醒。船機定位會展示在系統頁面上，異常監控情況會通過微信公眾號推送報警提醒，確保管理人員第一時間知悉并處置。同時，在這套定位圖上，還可以動態展示風機的建設進度，綜合體現在場船機定位及施工進度的情況（見圖4）。

圖2 船機進場申請線上提交與審批

圖3 進場船機清單

圖4 船機定位監控及船機電子圍欄

3.4 船機監控提醒

系統通過船機數字化檔案、線上審批、AIS定位信息這幾個步驟，可以綜合掌握船機信息，并判斷船機的狀態。如果船機發生異常情況，系統會自動做出提醒。例如：進場船機有證照到期或即將到期，系統將提示管理人員安排船機退場更新證照；批準進場的船機進出電子圍欄，將通知管理人員進行確認；未知來源的船機進入圍欄并停留，將通知管理人員處置（見圖5）。

圖5 船機異常監控微信提醒推送

4 結束語

海上風電施工船機管理系統通過建立船機數字化檔案，結合AIS定位技術，用信息化手段再造了船機管理流程，有效解決了海上風電施工的船機進出管理、船舶定位、船舶證照有效性等管控難點，在竹根沙項目的應用過程中取得了良好的管控效果。同時，該套船機管理系統還可應用于同類型的海上風電施工項目，即使是經驗不足的人員，也可以快速上手，根據這套船機管理系統的操作流程對船機進行有效管控。海上風電施工船機管理系統在海上風電施工領域具有良好的推廣和應用前景。