探讨数字技术对于航标管理的价值

李冰+于骞

摘 要：航标对于航道是最重要的助航设施，它直接影响到船舶航行时的安全。本文先以航标的功能及分类，探讨航标的价值所在。

关键词：航标管理 AIS 无线电定位 数字技术

近年来，我国经济快速发展，交通运输的需求量急剧升高，水上航运量逐渐提升。这对内河航道的运输质量与网络建设的要求也随之提高。航道作为服务社会的公益性设施，关系到现代化建设和各省之间的经济发展。航标是伴随着船舶在航海时活动及航道的运行而产生的。随着航海技术的发展，旧时代的产物也渐渐被替代。传统的航标是灯塔、灯符、灯桩、立标和导标，而现代科技的发达促使旧时代产物被代替，现代的航标是自动识别系统（AIS）、全球定位系统（GPS）、差分全区定位系统（DGPS）、船舶交通服务系统（VTS）等。另外还有将数字技术运用于航标管理而成的数字航标管理系统，其中管理系统比较有优势，在各个方面比传统航标强上许多。现代数字航标符和我国的发展趋势，刚好对应了我国对航标导航提出的要求。

1.数字技术概述

在上世纪四十年代，世界上第一台计算机电子通用设备问世，人们正式步入信息化时代。随着岁月的流逝，数字技术迅速发展，在各个领域得到使用，数字技术以方便、快捷、高效等优点得到人类的喜欢，在各个行业得到了推进的作用。数字技术给人类带来新的理念、生活、工作以及成为在日常生活必不可少的一部分。

2.航标介绍

航标是帮助船舶航行、定位、警告的人工标识，为水上活动提供安全信息的设施，即通常所说的助航标志。通常设于通航水域，以标示航道、锚地、险滩及其他阻碍物的位置。

2.1航标的功能

航标支持水运、渔业、海洋开发以及国防建设。随着航运的发展，许多岛屿、天然标识如山峰逐渐满足不了船舶航行的需求，航标是在这种情况之下快速发展起来的。一方面，航标可以提供船舶定位、导航；另一方面用于靠近水域的港口频繁来往。其航标主要具有四大功能：定位、指示交通、危险警告、确认。

2.2航标的分类

案设置地点分为海上航标和内河航标两类。用于江、河水域。根据航标不同的标示，分为固定航标和浮动航标，分别有标示航道范围和航线、障碍物、航道深度、架空与水下管线。我国内河固定航标右岸的漆红色，夜晚发红光；左岸的是漆白色，夜晚呈白光或者绿光。浮动航标是易见的颜色装灯器或者其他附属设备。音响航标可作为传送信号，以便于航行人员能够注意助航标识的大概位置。在暴雨或者浓雾中效果较为显著。音响航标一般包括气雾号、电雾号和雾情探测器等。无线电航标是供船舶测向用的无线电发射台，是船舶无线电定位和导航系统的地面设备，是船舶常用于测定船位的助航标志。

3.传统航标管理

目前，我国内大部分都是内河航道是以视觉航标为主，在白天即为标身的颜色、形状让人观察。而到夜晚则利用灯质，即灯光节奏、颜色、周期等识别特征。因此航标管理是需要通过人员来检查的，维护人员往往先看航标的外形结构、标位、标灯以及其他部件。随着导航科技的发展，很多船舶都运用先进的技术，例如GPS导航，它可以进行全天候的高度精确实时定位。保障了船舶的安全航行。但在地理复杂、频繁的港口、狭窄航道上是远远达不到要求的。航海人员依旧要根据视觉来判断航道的情况。而在目前国内，许多小型船占多数，它们缺少专用的无线设备，始终保持以观察视觉航标为主，来保证航行的安全。所以传统航标是以视觉为主，少数船是以无线电导航为辅助。

3.1可靠性差

巡查过程中，只能靠巡查人员进行检查航标。管理好坏的程度取决于巡查人员的工作经验，可靠性不高。

3.2实时性低

人员以周期巡查，在检查的两次中间，一旦航标灯发生故障时，一些部分很难及时发现，造成航运隐患，安全性降低。

3.3效率低、费用高

内河航道里程长，航标多，许多巡查的地方广且花的时间多。不仅消耗了大量的人力物力，还需要大量的维护费用。

3.4安全隐患较多

内河分布范围广，有些地方地理环境差，派船只前往风险大。特别是在恶劣气候时安全将遭受威胁。

3.5航标灯设备容量的难题

在航标的日常维护中，由于航标灯系统常常因设备容量匹配不合理导致出现故障而浪费了资源。

比如，我们常用的LED冷光源灯和传统的155mm灯器所需要的电压是两个完全不同的概念，配电的蓄电池容量和太阳能电池容量相互不匹配而有所区别的。在我们的实际工作时，对于这些情况，我们往往只能够根据经验来实施，人为的匹配和调整，很容易导致误差很大，造成灯器过压或者欠压，长久下去会造成灯器的寿命大大减少。同样，部分用于灯塔、灯桩、灯浮标等太阳能充电装置，由于春夏秋冬所照射的太阳能光效的差别，太阳能的充电效益也是不同的，虽然系统自行充能到适当的电流进行调节，但是作为航标的管理人员无法清楚掌握太阳能的供电状态，这是无法保证航标的管理质量，造成很大的问题。

3.6航标的受损问题

航标是船舶进出港口的重要参照物，但是在现实当中，由于我们对于航标的认识还不够，航标时常会有损坏。每年都有航标因为天气的原因导致移位、漂失的情况，受损的或者已被船拽进航道的浮标都已经失去了助航标志本身意义，从另外一方面讲，助航标志已经在航道中成为了阻碍物，对于船舶在行驶时造成不良的安全隐患。

3.7复杂情况下航标的助导航问题

对于风雪、大风浪、大暴雨等恶劣天气，雷达的反馈信号会受到干扰，造成无法接收信号，很有可能被风给刮走后找不到航標的位置，从而丢失了目标，对于船舶的安全留下了很大的隐患。船舶在行驶于岛礁或者航道弯曲的地方，目视的效果是有盲区的，而雷达本身的工作原理也是无法观察到这些目标，船舶在这种遮蔽水域时，为船舶行驶出现了隐患。一些港口航道都是交错行驶的，进出的途径很多，对于不熟悉该水域的船舶也是比较容易造成威胁的。例如，我国辖区蓬莱作业区的外航道，由于该航道每日行驶的船舶进出都是较大吨位的油船，在同一阿红道中，水深是不一致的。常常有“大航道小航道”的现象，作为航行者，经验不足的人往往会不知所措。endprint

4.现代数字航标管理

依上文所述，传统航标管理有许多的弊端，因此很难满足现代水路运输的安全航行要求。随着通信科技的发展，VHF、GSM和蓝牙技术等通信传输技术被广泛运用，这也是大大提高了传输的可靠性。计算机技术的发展，使人们拥有更多监测手段，数字技术运用到航标管理中形成数字航标，其将传统的数据信息化、虚拟化、可视化和数字化等形式，使信息经过计算机加工处理后而显示出来。DGPS是我国最先引入的航标技术，然后中国海事局在1990年建造VTS中心，而AIS技术我国属于起步较晚的国家，于2005年开始。但在如今，已逐渐追上发达国家。

4.1雷达信号

补充现已储存的航标信号，并且可发射浮标的准确位置。当船需要雷达参考点时，浮标移位可以提供指示。

4.2虚拟航标

虚拟航标是指AIS电文系航标电文，但AIS电文中指示的位置实际上是不存在物理航标，与实物航标不同，虚拟航标的维护、设置、更改都是在AIS设备上完成的。可提供航迹、航线、边界、区域以及靠岸的建筑物。

4.3减少安全隐患

提高船标运行的可靠性、设备的可用率、增大维护周期和提高管理效率，降低维护人员的工作量，节省劳动力，提供航标的状态及气候数据，使航标管理部门能够及时掌握航标的信息及工作状态。

4.4解决复杂情况下的航标

（1）在恶劣天气下，AIS系统尽管也会受到干扰，但是由于工作原理不相一样，它的影响比雷达的影响要小，只要是在AIS的覆盖区域，目标不会因为各种因素而导致信号接受的问题，因而十分利于船舶在恶劣天气下的行驶。

（2）AIS在复杂水域行驶时，其效果尤为显著。AIS会将附近的航行船舶现实在显示屏之上，航行时可以通过AIS系统看到附近的数据现实，避免了船舶的安全隐患，保证船舶在行驶中的安全。

5.结束语

数字航标是航标事业的必经之路，数字技术已深入航标建设之中，但是看到数字技术在航标管理中的价值，还需加快航标的管理制度，努力做好信息整合，为促进数字航标的发展做好全面准备。

参考文献：

[1]欧全生.数字技术对于航標管理的价值[J].建筑工程技术与设计，2016，（19）：3178.

[2]谭丽丽，刘春.加强航标管理 提升航标服务[J].天津航海，2015，（1）：72-73.endprint