提升复杂背景灯光河段航标夜间助航效能的思考—以葛洲坝三江下引航道为例

2020-06-01王海滨长江三峡通航管理局

珠江水运 2020年8期

关键词：航标灯引航道航标

王海滨长江三峡通航管理局

近年，沿江城市不断加强沿江建筑、河岸、树木等的景观亮化，在美化城市夜景的同时也给船舶航行带来较大的干扰。各种背景灯光给航行者带来强烈的视觉冲击，不易区别航标灯光与背景灯，无法正确判断航标的位置，影响船舶航行安全和效率。

图1 三江下引航道平面布置图

1.航道和通航情况

1.1 河道基本情况

葛洲坝三江航道是长江上第一条人工引航道，系拓宽挖深原三江河道而成，左右两侧分别布置葛洲坝水利枢纽三号和二号船闸。航道全长约4Km（长江上游航道里程4.5Km～8.5Km），最小航宽120m，航道底高程34.5m，最低通航水位39.0m，目前全年航道维护尺度为3.5m×120m×1000m，年内枯水时段航道维护水深最小为4.0m，丰水时段航道维护水深能达到4.5m。下引航道右侧是江心岛西坝，左侧紧邻宜昌市城区沿江大道。具体布置如图1所示。

1.2 航道与通航条件

三江下引航道岸线平顺，水流平缓，但船闸泄水会在下引航道内产生不稳定往复流，航道水深波动较大。航道范围内无码头、取水口等临河建筑物，两座跨江桥梁三江公路桥和至喜长江大桥均是一跨而过，桥墩对航道通航影响较小。根据长江航务管理局发布的《三峡—葛洲坝枢纽河段通航管理办法》规定要求，船舶通过葛洲坝三江航道时应遵守以下规定：进出三江上引航道及在三江公路桥以下的引航道时，应各自靠本船右舷一侧行驶；在三江公路桥以上的下引航道内，进二号船闸的船舶与出二、三号船闸的船舶从右舷会船，进三号船闸的船舶与出二、三号船闸的船舶互从左舷会船。

1.3 航标配布情况

三江下引航道内实行一类航标配布，共设置9座航标。航道左侧链锁式设置4座塔形侧面岸标，自下而上依次为三江左1#—三江左4#，航标灯夜间显示绿色定光；在航道右侧对应设置4座塔形侧面岸标，自下而上依次为三江右1#—三江右4#，航标灯夜间显示红色定光；在三号闸右侧导航墙下游设置三号闸闸门口侧面浮标，航标灯夜间显示红色定光。随着三峡河段航道基础设施的建设，该段航道侧面岸标全部升级为8.5米塔标，浮标为15米灯标船，助航效果得到很大提升。

1.4 存在的问题

航行船舶白天通过视觉观察航标位置、标体颜色和形状来判断确定船舶航路，夜晚则需要利用航标的灯光颜色和闪光周期来判断航标位置和性质。航标大型化后，船舶在白天更易观察航道航标布置，安全高效完成在三江下引航道狭窄水域航行和避让。但是，夜间航标灯光易受干扰，特别是近城区河段复杂背景灯光对航标灯光的夜间助航效果的干扰尤为显著，导致船舶驾驶者在此河段夜航时难以及时捕捉航标灯位置及类型，影响航行安全和效率。主要表现在：

（1）航标灯点光源易与其他标志及背景灯光混淆，缺少航道指示连续性。随着船舶流量迅速增长和两岸其他标志标牌增加，夜间各种灯光交替闪烁，人眼夜间识别能力弱，尤其在较短时间内，判断船船、航标等相对动态，极易造成因错看、漏看航标而做出失误判断；（2）背景灯光复杂交错，辨识难度增加。靠近城区航标灯灯光背景越来越复杂，大量照明灯和景观灯的增加且灯光强度远远大于航标灯，造成航标灯辨识难度增加，严重影响航标灯的助航效果。进而夜间航行易发生走错航道甚至搁浅和碰撞等严重事故，需要花费较大的人力、物力进行修复。航道实际，提出航标夜间灯光同步闪与标体显色显形技术配合使用的构想，客观分析在顺直河段应用的预期效果，为提升类似复杂背景灯光下航道航标夜间助航性能提供借鉴。考虑到该构想还未进行实践，且利用同步闪航标灯航道理论上会出现一定时间内整段航道没有航标灯标示的情况，该情况下是否会对船舶航行安全造成影响有待进一步论证，而是否还存在其它更优的同步闪方式也有待研究。

2.解决对策设想

2.1 航标灯同步闪和标体夜间显示技术

航标灯同步闪是通过GNSS授时功能使各个航标灯时间上统一，实现控制灯器亮/灭时长及时刻的同步，可以精准实现相互独立的多个航标灯其亮、暗时间的同步。目前国内外主要将同步闪航标灯应用于港区和桥区，标示出航道界限，降低安全隐患。

航标夜间显示是借鉴公路和隧道等市政项目上已广泛运用的反光标志，通过在航标标体上喷涂新型反光、夜光涂层，使航标能够在夜间达到显色和显形效果，有效增强夜晚的识别性。

2.2 具体方案

三江下引航道条件较好，左、右岸岸线稳定、顺直、可通视，能够最大限度发挥航标灯同步闪和标体夜间显示技术效果。因此对航道内8座岸标和1座浮标安装同步闪航标灯，标体喷涂夜间反光涂层，使得9座航标夜间灯光同步闪烁、显色显形。为更好引导船舶安全、快速的进出船闸，在葛洲坝二号、三号船闸下导航墙及靠船墩上安装同步闪航标灯，夜间显示黄色闪光，闪光周期不同于航道内9座助航标志。