探討數字技術對于航標管理的價值

李冰+于騫

摘 要：航標對于航道是最重要的助航設施，它直接影響到船舶航行時的安全。本文先以航標的功能及分類，探討航標的價值所在。

關鍵詞：航標管理 AIS 無線電定位 數字技術

近年來，我國經濟快速發展，交通運輸的需求量急劇升高，水上航運量逐漸提升。這對內河航道的運輸質量與網絡建設的要求也隨之提高。航道作為服務社會的公益性設施，關系到現代化建設和各省之間的經濟發展。航標是伴隨著船舶在航海時活動及航道的運行而產生的。隨著航海技術的發展，舊時代的產物也漸漸被替代。傳統的航標是燈塔、燈符、燈樁、立標和導標，而現代科技的發達促使舊時代產物被代替，現代的航標是自動識別系統（AIS）、全球定位系統（GPS）、差分全區定位系統（DGPS）、船舶交通服務系統（VTS）等。另外還有將數字技術運用于航標管理而成的數字航標管理系統，其中管理系統比較有優勢，在各個方面比傳統航標強上許多?，F代數字航標符和我國的發展趨勢，剛好對應了我國對航標導航提出的要求。

1.數字技術概述

在上世紀四十年代，世界上第一臺計算機電子通用設備問世，人們正式步入信息化時代。隨著歲月的流逝，數字技術迅速發展，在各個領域得到使用，數字技術以方便、快捷、高效等優點得到人類的喜歡，在各個行業得到了推進的作用。數字技術給人類帶來新的理念、生活、工作以及成為在日常生活必不可少的一部分。

2.航標介紹

航標是幫助船舶航行、定位、警告的人工標識，為水上活動提供安全信息的設施，即通常所說的助航標志。通常設于通航水域，以標示航道、錨地、險灘及其他阻礙物的位置。

2.1航標的功能

航標支持水運、漁業、海洋開發以及國防建設。隨著航運的發展，許多島嶼、天然標識如山峰逐漸滿足不了船舶航行的需求，航標是在這種情況之下快速發展起來的。一方面，航標可以提供船舶定位、導航；另一方面用于靠近水域的港口頻繁來往。其航標主要具有四大功能：定位、指示交通、危險警告、確認。

2.2航標的分類

案設置地點分為海上航標和內河航標兩類。用于江、河水域。根據航標不同的標示，分為固定航標和浮動航標，分別有標示航道范圍和航線、障礙物、航道深度、架空與水下管線。我國內河固定航標右岸的漆紅色，夜晚發紅光；左岸的是漆白色，夜晚呈白光或者綠光。浮動航標是易見的顏色裝燈器或者其他附屬設備。音響航標可作為傳送信號，以便于航行人員能夠注意助航標識的大概位置。在暴雨或者濃霧中效果較為顯著。音響航標一般包括氣霧號、電霧號和霧情探測器等。無線電航標是供船舶測向用的無線電發射臺，是船舶無線電定位和導航系統的地面設備，是船舶常用于測定船位的助航標志。

3.傳統航標管理

目前，我國內大部分都是內河航道是以視覺航標為主，在白天即為標身的顏色、形狀讓人觀察。而到夜晚則利用燈質，即燈光節奏、顏色、周期等識別特征。因此航標管理是需要通過人員來檢查的，維護人員往往先看航標的外形結構、標位、標燈以及其他部件。隨著導航科技的發展，很多船舶都運用先進的技術，例如GPS導航，它可以進行全天候的高度精確實時定位。保障了船舶的安全航行。但在地理復雜、頻繁的港口、狹窄航道上是遠遠達不到要求的。航海人員依舊要根據視覺來判斷航道的情況。而在目前國內，許多小型船占多數，它們缺少專用的無線設備，始終保持以觀察視覺航標為主，來保證航行的安全。所以傳統航標是以視覺為主，少數船是以無線電導航為輔助。

3.1可靠性差

巡查過程中，只能靠巡查人員進行檢查航標。管理好壞的程度取決于巡查人員的工作經驗，可靠性不高。

3.2實時性低

人員以周期巡查，在檢查的兩次中間，一旦航標燈發生故障時，一些部分很難及時發現，造成航運隱患，安全性降低。

3.3效率低、費用高

內河航道里程長，航標多，許多巡查的地方廣且花的時間多。不僅消耗了大量的人力物力，還需要大量的維護費用。

3.4安全隱患較多

內河分布范圍廣，有些地方地理環境差，派船只前往風險大。特別是在惡劣氣候時安全將遭受威脅。

3.5航標燈設備容量的難題

在航標的日常維護中，由于航標燈系統常常因設備容量匹配不合理導致出現故障而浪費了資源。

比如，我們常用的LED冷光源燈和傳統的155mm燈器所需要的電壓是兩個完全不同的概念，配電的蓄電池容量和太陽能電池容量相互不匹配而有所區別的。在我們的實際工作時，對于這些情況，我們往往只能夠根據經驗來實施，人為的匹配和調整，很容易導致誤差很大，造成燈器過壓或者欠壓，長久下去會造成燈器的壽命大大減少。同樣，部分用于燈塔、燈樁、燈浮標等太陽能充電裝置，由于春夏秋冬所照射的太陽能光效的差別，太陽能的充電效益也是不同的，雖然系統自行充能到適當的電流進行調節，但是作為航標的管理人員無法清楚掌握太陽能的供電狀態，這是無法保證航標的管理質量，造成很大的問題。

3.6航標的受損問題

航標是船舶進出港口的重要參照物，但是在現實當中，由于我們對于航標的認識還不夠，航標時常會有損壞。每年都有航標因為天氣的原因導致移位、漂失的情況，受損的或者已被船拽進航道的浮標都已經失去了助航標志本身意義，從另外一方面講，助航標志已經在航道中成為了阻礙物，對于船舶在行駛時造成不良的安全隱患。

3.7復雜情況下航標的助導航問題

對于風雪、大風浪、大暴雨等惡劣天氣，雷達的反饋信號會受到干擾，造成無法接收信號，很有可能被風給刮走后找不到航標的位置，從而丟失了目標，對于船舶的安全留下了很大的隱患。船舶在行駛于島礁或者航道彎曲的地方，目視的效果是有盲區的，而雷達本身的工作原理也是無法觀察到這些目標，船舶在這種遮蔽水域時，為船舶行駛出現了隱患。一些港口航道都是交錯行駛的，進出的途徑很多，對于不熟悉該水域的船舶也是比較容易造成威脅的。例如，我國轄區蓬萊作業區的外航道，由于該航道每日行駛的船舶進出都是較大噸位的油船，在同一阿紅道中，水深是不一致的。常常有“大航道小航道”的現象，作為航行者，經驗不足的人往往會不知所措。endprint

4.現代數字航標管理

依上文所述，傳統航標管理有許多的弊端，因此很難滿足現代水路運輸的安全航行要求。隨著通信科技的發展，VHF、GSM和藍牙技術等通信傳輸技術被廣泛運用，這也是大大提高了傳輸的可靠性。計算機技術的發展，使人們擁有更多監測手段，數字技術運用到航標管理中形成數字航標，其將傳統的數據信息化、虛擬化、可視化和數字化等形式，使信息經過計算機加工處理后而顯示出來。DGPS是我國最先引入的航標技術，然后中國海事局在1990年建造VTS中心，而AIS技術我國屬于起步較晚的國家，于2005年開始。但在如今，已逐漸追上發達國家。

4.1雷達信號

補充現已儲存的航標信號，并且可發射浮標的準確位置。當船需要雷達參考點時，浮標移位可以提供指示。

4.2虛擬航標

虛擬航標是指AIS電文系航標電文，但AIS電文中指示的位置實際上是不存在物理航標，與實物航標不同，虛擬航標的維護、設置、更改都是在AIS設備上完成的?？商峁┖桔E、航線、邊界、區域以及靠岸的建筑物。

4.3減少安全隱患

提高船標運行的可靠性、設備的可用率、增大維護周期和提高管理效率，降低維護人員的工作量，節省勞動力，提供航標的狀態及氣候數據，使航標管理部門能夠及時掌握航標的信息及工作狀態。

4.4解決復雜情況下的航標

（1）在惡劣天氣下，AIS系統盡管也會受到干擾，但是由于工作原理不相一樣，它的影響比雷達的影響要小，只要是在AIS的覆蓋區域，目標不會因為各種因素而導致信號接受的問題，因而十分利于船舶在惡劣天氣下的行駛。

（2）AIS在復雜水域行駛時，其效果尤為顯著。AIS會將附近的航行船舶現實在顯示屏之上，航行時可以通過AIS系統看到附近的數據現實，避免了船舶的安全隱患，保證船舶在行駛中的安全。

5.結束語

數字航標是航標事業的必經之路，數字技術已深入航標建設之中，但是看到數字技術在航標管理中的價值，還需加快航標的管理制度，努力做好信息整合，為促進數字航標的發展做好全面準備。

參考文獻：

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[2]譚麗麗，劉春.加強航標管理 提升航標服務[J].天津航海，2015，（1）：72-73.endprint