遙測遙控在燈塔上的應用

岳建軍

摘 要：隨著電子信息系統的飛速發展，智能化、信息化、網絡化應用于航標系統越來越普及，通過網絡平臺及時監控工作狀態是航標工作的一項重要組成部分。本文重點介紹航標遙測遙控系統在燈塔上的應用，以及存在的問題，提出了以后發展的方向。

關鍵詞：航標燈；遙測遙控；燈塔

一、引言：

燈塔是一種固定的大型視覺助航設施，塔身表面有特定顏色為船舶白天指路，塔頂裝有高強度的發光設備，引導船舶夜間航行。隨著人類社會科學技術的進步，科技水平不斷提高，上世紀中期開始，實現了電子控制，控制方式經歷了模擬控制、數字控制到智能控制的發展，如今大部分燈塔已經實現了遙測遙控和網絡化控制管理。

我國從上世紀八十年代初開始實行改革開放，國家經濟快速增長、對外交往日益頻繁，海運事業蓬勃發展，對燈塔的助航效能提出了更高的要求，為此，從八十年代開始我國開始引進航標旋轉燈器，較快地改善了燈塔的技術狀況，提高了助航效能，上世紀，我國大中型航標旋轉燈器一直依賴進口，主要有英國生產的PRB系列、西班牙生產的BGA系列和美國生產的TRB系列燈器。各種系列燈器采用電子元氣件和集成電路控制，提高了自動化水平，通過日光開關實現了自動控制開關燈器。

二、遙測遙控的技術狀況

進入21世紀，為了提高航標的管理水平，為海上交通運輸和海洋開發活動提供更加優質的助航服務，推動航標技術進步，新材料、新能源的大力推廣應用，建設沿海航標遙測遙控系統，取得了良好的效果，尤其是光伏發電和風力發電技術成熟，為孤島無人值守燈塔提供了能源保障，不僅提高了航標效能，也大大減輕了職工的勞動強度。

近幾年，為推動航標技術進步，我國航標科技人員開始了航標燈塔遙測遙控的研究，取得了快速進展，成功研制了擁有自主知識產權的智能化燈器產品。2004年研制了航標燈器智能控制器，它能夠精確地完成多種燈器的智能化控制，替代了原有的PRB系列、BGA系列和TRB系列燈器的控制部分。制作了智能控制箱，完善了數字通信功能，解決設備老化問題，同時實現技術升級，至今已經在全國30多座燈塔投入使用，使用手機或計算機可檢測和遙控燈器，使這些燈塔實現了遙測遙控。

2005年，ISA-400型航標旋轉燈器研制成功，改變了我國一直沒有自己生產的大中型航標旋轉燈器的歷史，開始了自主研制生產系列化航標旋轉燈器，該系列燈器的應用，主要有三個方面的特點：

一是應用了先進的自動控制技術。將當今工業自動化領域先進的可編程序控制器（PLC）技術應用到航標燈器，燈器所有技術參數均實現了信息化，而且運行穩定、控制準確；

二是引入了先進的數字通信技術。自身帶有SMS通信功能和完整的遙測遙控指令系統，使用普通的手機即可進行遙測遙控，同時還預留了符合國際通行標準的串行通信接口，便于進行遠程數據傳輸；

三是擴展性好。預留了充分的信號檢測、控制端口和內存空間，易于擴展功能，提高智能化水平。

基于上述技術特點，這一燈器可以非常方便地接入航標遙測遙控等網絡化管理系統，初步解決了燈塔內因技術發展帶來的設備數量過多的問題，推動了航標燈器更廣泛的技術進步。

先進的遙測遙控技術應用于各類燈塔，監控了整個航標信息系統，這些系統采用了先進的網絡技術、計算機技術、數字通信技術和電子海圖技術，加大了航標的覆蓋范圍，通信技術的提升，使信號傳輸更加穩定，實現與其它系統信息共享，更加切合航標管理工作的實際需要。目前該燈器廣泛應用于很多燈塔，采用遙測遙控技術。使燈塔智能化研究成果的在實際工作中得到了體現，為無人值守燈塔提供技術保障，大大減輕了職工的勞動強度。目前孤島無人值守燈塔達到百分之九十以上。節約了大量經費。

三、遙測遙控存在的問題

在航標技術進步的過程中，也暴露出一些制約因素和矛盾，就燈塔而言，其主要有三個方面的問題：

1、目前的航標管理網絡，無線數字通信鏈路大部分采用的是GMS網的GPRS或SMS；對于個別公眾移動數字通信網絡尚未覆蓋或數據傳輸量比較大的航標燈塔，有的采用VHF，有的采用微波通信。有些燈塔遠離大陸，信號傳輸有局限性，采用傳統的GPS、GPRS傳輸效果不理想，還受天氣影響，，獲取技術參數和執行遙控指令不暢通，導致先進的遙測遙控系統在燈塔上發揮的作用有限。

2、是燈塔內的設備越來越多，造成設備配置不合理。由于以前所使用的旋轉燈器非智能化，因此實現遙測遙控、航標AIS等新功能只能不斷增加新設備，使小小的燈塔內設備數量不斷增加，一方面加大了電能消耗，對采用太陽能供電的燈塔增加了額外的負擔，另一方面系統穩定性降低，維護工作量增大，這與燈塔高穩定可靠的運行的有一定差距。

3、安全防護技術措施有待于加強，燈塔大部分位于孤島或高山，高溫高濕，環境惡劣，容易受到雷電等強電磁感應的沖擊，設備的安全防護任務特別艱巨。燈塔遙測遙控所采用的微處理器件內部都有大量大規模集成電路，突出的弱點是抗靜電感應的能力差，這對安全防護提出了更高的要求。因此，一方面燈塔智能管理中心在設計中要充分地采取電涌抑制技術措施，提高自身的防護能力；另一方面燈塔的避雷設施要確保完好有效。

四、今后遙測遙控的發展方向

1、實現遠程診斷與維護

遠程診斷與維護就是以遠程操作的方式對燈塔智能管理中心的軟件進行技術診斷、維護和升級，減少直接上燈塔進行技術維護，掌握和調整燈塔的技術狀態。及時發現設備的故障。航標遙測遙控系統等航標網絡化管理系統建設，為實現這一功能創造了條件。研究工作主要是解決三個方面的技術問題：

一是燈塔智能管理中心要支持遠程技術診斷與維護。

二是建立連續數據通信鏈路，滿足遠程技術維護進行連續數據傳輸的要求，特別是采用SMS等非連續通信方式進行遙測遙控的燈塔，要在保持原有功能的同時，建立GPRS或CDMA等進行連續數字通信鏈路。

三是通信鏈路的傳輸速率、通信協議要滿足遠程技術診斷與維護過程中進行數據傳輸必要的技術要求。

2、實現電源系統智能化監控

穩定可靠的電源是燈塔穩定運行的基礎，因而實現電源的智能監控十分必要。目前大部分燈塔采用光伏發電，用蓄電池存儲電能。電源系統實現智能化監測與控制包括兩方面的技術任務，一是制定并嚴格落實有關技術規范，對蓄電池實施科學的充放電管理，保持電池的技術狀態、延長電池使用壽命；二是將電源系統完全納入航標網絡化控制管理，自動報告燈塔電源系統的技術狀態，發生異常時自動進行遠程報警，燈塔管理人員可以遠程查詢燈塔電源系統的技術狀態、進行必要的遠程維護操作。

3、實現航標AIS

AIS安裝于助航設備上即構成航標AIS。航標AIS使傳統航標數字化，對完善與擴展航標功能和實現航標現代化管理具有重要意義。航標AIS包括三個類型：真實航標AIS、綜合航標AIS和虛擬航標，真實航標AIS是燈塔智能化發展的一項重要內容。

五、結束語

隨著計算機、自動控制、微電子和數字通信等新技術的不斷發展，燈塔智能化的內容也將不斷充實、豐富和提高。新技術的大量應用和智能化水平的不斷提高，古老的燈塔必將煥發出新的青春，為船舶航行安全、海運事業的發展，更好地服務國家“一帶一路”建設，發揮越來越重要的作用。endprint