VTS雷达溢油监测应用研究交流2.ppt

本次测试中，垂直极化溢油探测雷达系统能顺利探测到70L大豆油形成的油膜，计算出油膜的面积信息、位置信息以及探测油膜的面积变化、漂移趋势；而采用水平极化天线的溢油探测系统至始至终未能探测到油膜，由此可见，采用垂直极化雷达天线探测溢油效果明显优于水平极化天线 在峙头雷达站测试现场搭建一套垂直极化VTS系统，与峙头VTS系统同时探测船舶目标，对比评估垂直极化天线探测船舶目标的性能。 通过对比、分析同一时刻两套VTS系统探测到的船舶目标，发现垂直极化VTS系统探测船舶目标性能尚可，在图像上能清晰显示过往船舶回波： 但同时，垂直极化VTS系统也存在以下问题： 有时会将单个大目标识别为多个目标； 有时存在雷达回波和船舶标志分离的现象； 疑似有丢失小目标的现象； 疑似有将杂波识别成目标的现象。 有时会将单个大目标识别为多个目标 有时存在雷达回波和船舶标志分离的现象 疑似有丢失小目标的现象 疑似有将杂波识别成目标的现象 1、造成问题①的原因是测试所用垂直极化天线旁瓣抑制性能不良，雷达回波有明显拖尾。 2、通过专家分析，造成问题②的原因在于此次测试的VTS系统是简版系统，没有配备时间同步服务器（time server），从而导致了雷达回波和船舶轮廓标记不重合的现象，可以通过加装时间同步服务器解决问题。 3、通过专家分析，造成问题③、④的原因可能是： 相比较水平极化天线，垂直极化雷达天线对海杂波更敏感，垂直极化天线会接收更多的海杂波，微小目标的回波就可能会被淹没在海杂波中，导致VTS系统无法提取小目标回波； 测试过程中关闭了垂直极化雷达的杂波抑制（垂直极化VTS系统和溢油监测系统同时从垂直极化雷达中提取的雷达视频信号），这可能也是导致微小目标回波淹没在海杂波中或者把杂波误识别成船舶目标的原因之一。 五、香港VTS系统调研(2013.5.2-5.6) 课题组与香港VTS中心工作人员以及VTS系统供应商进行了深入的交流和探讨。 经过香港海事处同意，课题组将携带的SeaDarQ系统与VTS中心垂直极化雷达集成，系统于2013年5月3日17:30完成安装调试，不间断运行至5月6日上午10：30，系统记录了运行期间的雷达视频，用于分析。 从雷达视频中，可以清晰地看到维多利亚湾中过往的船舶、游艇以及水面上的浮标等目标 红圈标识的目标为雷达探测的水面浮标，右图是浮标照片 香港VTS系统自建设以来，均采用垂直极化雷达天线，建设目的也是用于船舶交通管理，未考虑过探测水面溢油； 在香港VTS中心，现场雷达监测中可以清晰准确地看到23nm距离处的200m长的船舶和21nm远的188m长的船舶； 香港VTS中心提供两段视频，内容是分别是追踪SATTHA BHUM船（船长210m）和YONGLI1船（船长45m）从15nm外进港的全过程，从视频看，监测情况良好； 香港VTS系统于2002年已通过验收，各项指标满足验收要求； 基于目前的雷达信号处理技术水平，垂直极化雷达天线可以应用于VTS系统； 调研结论 香港VTS中心的雷达收发机和雷达天线 六、课题研究结论 1、溢油探测 在实地对比测试中，垂直极化溢油探测雷达系统能顺利探测到70L大豆油形成的油膜，计算出油膜的面积信息、位置信息以及探测油膜的面积变化、漂移趋势；而采用水平极化天线的溢油探测系统至始至终未能探测到油膜，由此可见，采用垂直极化雷达天线可保证比较理想的溢油探测效果。 2、船舶目标探测 根据香港VTS系统调研和测试情况，垂直极化天线能够应用于VTS系统进行船舶交通管理。 七、改造或建设方案 现有的VTS雷达结构图 Tx Rx 信号分配 Tx Rx 信号分配 VTS信号处理 水平雷达天线 雷达收发机 雷达收发机 Signals Power 电机软启动 电源 Tx Rx 信号分配 Tx Rx 信号分配 Signals Power 电机软启动 电源 Tx Rx Diplexer Tx Rx Diplexer 垂直雷达天线 VTS信号处理 溢油信号处理 雷达收发机 雷达收发机 兼顾溢油探测的VTS雷达 结构图 八、意义和效益 全天候探测，及时发现溢油，缩短应急响应时间，减少溢油造成的损失； 实时监控扩散轨迹，科学实施围控，降低溢油污染损害； 实时探测溢油发生，协助查找溢油源，提高打击船舶违章排污的威慑力； 借助现有VTS系统进行改造，可减少投资和人员费用，提高经济效益比； 相比较其他探测手段，雷达探测总体成本比较经济。 综之，VTS雷达兼顾溢油监视能力，可及时发现和识别溢油，为溢油应急行动提供技术支持，减少溢油对海洋环境的污染，降低对海洋生态的破坏，打击船舶等违法排污行为，提高海事履职能力，保护海洋环境，促进海洋战略的