探索燈浮標(biāo)被過往船舶觸碰頑疾的有效解決方法

張敏

摘 要：合理設(shè)計(jì)和配布航標(biāo)、保證航標(biāo)發(fā)揮正常工作效能是航標(biāo)管理的一項(xiàng)重要職責(zé)。廣州港蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)常年被過往船舶碰撞，增加了航標(biāo)的維護(hù)成本，本文以之為例，以期為業(yè)內(nèi)解決此類問題提供借鑒。

關(guān)鍵詞：燈浮標(biāo) 船舶碰撞 解決辦法

1.船舶觸碰蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)的研究背景

近年來，隨著珠江口地區(qū)經(jīng)濟(jì)、港口建設(shè)的快速發(fā)展，進(jìn)出珠江口水域船舶流量逐年增加，同時伴隨著船舶大型化、快速化的迅猛發(fā)展，珠江口水域水中燈浮標(biāo)被過往船舶碰撞事故也日益增多，其中廣州港蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)被撞事故尤其較多，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2012年至2014年三年間，蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)被船舶碰撞高達(dá)35次。多次應(yīng)急修復(fù)蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)，不僅給轄區(qū)航標(biāo)管理機(jī)關(guān)航標(biāo)管理工作帶來了較大的壓力，同時也大量增加了航標(biāo)維護(hù)成本，給國家造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失。

2.蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)所處水域通航環(huán)境特點(diǎn)

蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)位于珠江口第六警戒區(qū)的南端。第六警戒區(qū)是蓮花山東航道、蓮花山西航道以及小船推薦航路三條航道的匯合處，船舶交通流非常大，據(jù)統(tǒng)計(jì)，每天通過該警戒區(qū)的船舶有2000多艘次。由于“船舶流量大、河口多、航路交匯、靠離泊作業(yè)頻繁”，2014年該水域被評為廣東海事局轄區(qū)十大危險水域之一。為規(guī)范蓮花山東、西航道交匯水域附近的船舶交通流，改善其通航環(huán)境，《珠江口水域船舶安全航行規(guī)定》在該航段實(shí)施了船舶定線措施。

3.蓮花山東、西航道交匯水域助航標(biāo)志設(shè)置情況

蓮花山東航道是一條人工挖鑿及疏浚維護(hù)的深水航道，航道航程5.9海里，航道底寬160m，底標(biāo)高13m，共設(shè)置17座燈浮標(biāo)，分別是蓮花山燈船、蓮花山東航道2號至17號燈浮標(biāo)。燈浮標(biāo)全部采用直徑2.4米鋼制浮鼓，燈質(zhì)為單閃4秒（同步閃）。航標(biāo)配布主要以對標(biāo)形式進(jìn)行設(shè)計(jì)，每對航標(biāo)沿航道軸線方向間距約為900米。蓮花山西航道為自然水深航道，從廣州港63號浮開始至廣州港74號燈浮標(biāo)，航程5.6海里，航道底寬140m，蓮花山西航道共設(shè)置12座燈浮標(biāo)，燈浮標(biāo)全部采用直徑2.4米鋼制浮鼓，燈質(zhì)為閃2（6）秒。航標(biāo)配布也主要以對標(biāo)形式進(jìn)行設(shè)計(jì)，每對航標(biāo)沿航道軸線方向間距約為2000米。蓮花山東、西航道中間的小船推薦航道由于水域環(huán)境限制，沒有設(shè)置助航標(biāo)志。

4.蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)被撞情況分析

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2012年至2014年三年間，蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)被船舶碰撞35次。以下是對船舶觸碰蓮花山燈船3號燈浮標(biāo)的一些分析統(tǒng)計(jì)：

按碰撞時間統(tǒng)計(jì)：2012年8次、2013年14次、2014年13次；發(fā)生在白天6次，夜間29次。

按碰撞時水流情況統(tǒng)計(jì)：29次發(fā)生在漲潮階段，5次發(fā)生在退潮階段，1次發(fā)生在平潮階段。

按碰撞結(jié)果統(tǒng)計(jì)：9次只發(fā)生移位，8次只發(fā)生觸損，18次同時發(fā)生移位和觸損。

按碰撞船舶統(tǒng)計(jì)（按已知8艘肇事船舶統(tǒng)計(jì)）：3000噸級以下船舶6艘，3000噸級以上船舶2艘；上述3000噸級以下6艘船舶全部為內(nèi)河航行船舶，3000噸級以上2艘船舶為進(jìn)靠新沙港和海昌碼頭大型散貨船。

按關(guān)聯(lián)性統(tǒng)計(jì)（是否有附近其他航標(biāo)同時受損）：蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)單獨(dú)受損33次，蓮花山東航道3號、5號燈浮標(biāo)同時受損1次，蓮花山東航道3號、64號同時受損1次。

分析上述蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)被撞情況，可以看出：

一是碰撞浮標(biāo)時間絕大部分發(fā)生在夜間，同時正值珠江漲潮階段，而這個階段正是珠江小型內(nèi)河運(yùn)輸船舶集中趁潮進(jìn)港的時間階段；

二是蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)被撞時，不僅僅只限于觸損，同時也發(fā)生多次移位，說明碰撞船舶船體有裝置容易拖掛浮標(biāo)；

三是蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)觸損情況都不十分嚴(yán)重，說明船舶碰撞燈浮標(biāo)時船速并不高；

四是觸碰蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)的船舶絕大部分是內(nèi)河小型船舶，且多數(shù)是珠江口砂石運(yùn)輸船舶，2艘大型重載散貨船舶分別是由于主機(jī)出現(xiàn)故障以及發(fā)生擱淺事故，在非正常航行狀態(tài)下不得已觸碰航標(biāo)；

五是蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)附近其他燈浮標(biāo)包括蓮花山燈船均未出現(xiàn)多次被船舶碰撞等類似情形；

六是船舶觸碰蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)后，并不會連續(xù)碰撞上下游其他燈浮標(biāo)。

5.蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)被船舶碰撞主要原因

經(jīng)對蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)被撞情況分析，對肇事船舶當(dāng)值駕駛員詢問了解，以及對蓮花山東、西航道交匯水域船舶航行軌跡的分析，我們發(fā)現(xiàn)蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)被撞主要有以下四個方面原因：

（1）蓮花山東、西航道交匯水域通航環(huán)境非常復(fù)雜

蓮花山東航道、西航道與小船推薦航道三條航道交匯之處，既是廣州港出海航道的二號橫越區(qū)北端區(qū)域，還是船舶進(jìn)出淡水河口（海圖上稱倒運(yùn)海水道）的轉(zhuǎn)向水域，船舶流量非常大，通航環(huán)境極其復(fù)雜，船舶交叉避碰操作頻繁。

（2）蓮花山東航道東側(cè)岸線碼頭大規(guī)模建成投產(chǎn)

近年來，隨著廣州港新沙港區(qū)以及虎門港的快速發(fā)展，立沙島眾多石化碼頭以及新沙南作業(yè)區(qū)的大型散貨碼頭紛紛建成投產(chǎn)。由于蓮花山東航道與東面岸線距離僅約400米，不能完全滿足立沙島眾多石化碼頭以及新沙南作業(yè)區(qū)的大型散貨碼頭船舶調(diào)頭區(qū)的技術(shù)條件，許多碼頭不得不把港池與蓮花山東航道挖通，以利用蓮花山東航道的寬度來滿足船舶靠離泊調(diào)頭作業(yè)的需要。這就造成蓮花山東航道航行船舶與靠離泊船舶的相互干擾、影響。另一方面，由于蓮花山東航道東側(cè)岸線大量碼頭的建設(shè)以及投產(chǎn)，碼頭作業(yè)照明燈光以及?？看暗纳钫彰鞫硷@著增強(qiáng)。大量背景燈光的存在，對蓮花山東航道燈浮標(biāo)夜間燈光有一定的影響。

（3）小型內(nèi)河船舶航行習(xí)慣與航道設(shè)計(jì)存在矛盾endprint

近年來，由于新沙南作業(yè)區(qū)以及立沙島大量碼頭港池疏浚，一些淤泥運(yùn)輸船舶違章拋泥，蓮花山東航道與西航道之間部分水域水深出現(xiàn)驟然變淺，造成多艘在小船推薦航道航行船舶發(fā)生擱淺，如距離蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)200米左右的大頭礁附近就發(fā)生多次船舶擱淺險情。小型內(nèi)河船舶在進(jìn)港航行時，習(xí)慣在通過蓮花山燈船后，轉(zhuǎn)入蓮花山東航道或者西航道航行，駛離大頭礁水域后再轉(zhuǎn)向進(jìn)入小船推薦航道航行。特別是進(jìn)入淡水河口的內(nèi)河小型船舶，航經(jīng)蓮花山燈船后，往往提前進(jìn)入蓮花山東航道，正橫蓮花山東航道5號燈浮標(biāo)后大幅轉(zhuǎn)向進(jìn)入淡水河口。

（4）滿載內(nèi)河砂石運(yùn)輸船順流航行操縱受限

由于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需要，珠江口砂石運(yùn)輸日益繁忙，內(nèi)河砂石運(yùn)輸船舶的噸位也是“水漲船高”，在珠江口水域2000噸級砂石運(yùn)輸船舶已成為主力船型。這種砂石運(yùn)輸船舶的航行習(xí)慣正是在海上滿載砂石后，等候潮水，順流航行。受利益驅(qū)動以及近年來燃油價格的大幅上漲，內(nèi)河砂石運(yùn)輸船舶超載運(yùn)輸屢禁不止，特別是在夜間更是猖獗。為了裝卸作業(yè)方便，這類砂石運(yùn)輸船舶在船首普遍配有皮帶卸貨裝置，這種裝置既影響駕駛臺人員的了望（皮帶機(jī)部分擋住駕駛?cè)藛T的視線），又加大了船舶的船長（50-60米左右的船舶變?yōu)?0-80米長），增加了船舶的旋回距離，嚴(yán)重影響船舶的操縱性能。

6.蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)被撞解決方法

近年來，轄區(qū)航標(biāo)管理機(jī)關(guān)一直在努力探索防止蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)被船舶觸碰的有效解決辦法。在探索過程中，轄區(qū)航標(biāo)管理機(jī)關(guān)通過論證調(diào)整燈浮標(biāo)的位置的合理性，然后是實(shí)驗(yàn)改變燈浮標(biāo)的外形、加裝AIS實(shí)體航標(biāo)以及改變航標(biāo)閃光燈質(zhì)等措施。通過實(shí)踐證明，改變航標(biāo)燈質(zhì)是防止蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)被船舶觸碰的最好辦法。

6. 1調(diào)整蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)位置

蓮花山東航道3號燈浮與蓮花山2號燈浮呈對標(biāo)布設(shè)，兩標(biāo)相距約180m，該標(biāo)距離蓮花山東航道5號燈浮900m，距離廣州港64號燈浮標(biāo)縱向距離280m。在位置調(diào)整上，若沿蓮花山東航道軸線向南調(diào)整，與廣州港64號燈浮距離將會縮小，所以只能向北調(diào)整。向北調(diào)整蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)位置，既可以更準(zhǔn)確的標(biāo)識大頭礁暗礁的位置，還可以與蓮花山東航道2號燈浮交錯配布，同時又能拉大與廣州港64號燈浮標(biāo)的縱向距離，給予船舶更大的操縱空間，是解決蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)多次被撞的較好解決方案。但是將蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)向北調(diào)整后，由于蓮花山東航道底寬較小，大型重載船舶進(jìn)入蓮花山東航道后，不利于船舶轉(zhuǎn)向后的船首向定位，容易引發(fā)船舶擱淺事故。同時，向北調(diào)整后蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)與廣州港64號燈浮的距離拉大，部分中小型內(nèi)河船舶將會選擇從兩座燈浮標(biāo)中間穿越航道。所以基于現(xiàn)狀，調(diào)整蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)位置并不是防止蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)被船舶碰撞的最好解決方法。

6.2改變蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)外形

2012年10月25日，轄區(qū)航標(biāo)管理機(jī)關(guān)試驗(yàn)使用超高分子量聚乙烯管狀結(jié)構(gòu)的彈性防撞燈架安裝在蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)上。11月2日（即安裝新型燈架的蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)投放一周后），砂石運(yùn)輸船“粵建航999”船夜間進(jìn)港航行時，觸碰蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)，造成該標(biāo)燈架全損。所以單純的改變蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)燈架、謀求外形上的改變，并不能改變蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)多次被船舶碰撞的命運(yùn)。其實(shí)從歷史數(shù)據(jù)可以看出，蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)被撞多發(fā)生在夜間，這與燈浮標(biāo)的外形并沒有很密切的關(guān)系。

6.3在蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)上加裝AIS航標(biāo)

2013年5月，為加強(qiáng)蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)的管理，轄區(qū)航標(biāo)管理機(jī)關(guān)在蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)上加裝AIS實(shí)體航標(biāo)。由于碰撞蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)的船舶大部分是內(nèi)河小型船舶，這類船舶為應(yīng)付檢查，大都只安裝了簡易的AIS設(shè)備；實(shí)際操作中，由于內(nèi)河船舶駕駛?cè)藛T水平有限，也并不使用AIS設(shè)備。所以在燈浮標(biāo)上安裝AIS實(shí)體航標(biāo)并不能有效減少蓮花山東航道3號被船舶碰撞的次數(shù)。

6.4改變蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)的閃光燈質(zhì)

2015年1月，為區(qū)別于周邊其他燈浮標(biāo)燈質(zhì)，轄區(qū)航標(biāo)管理機(jī)關(guān)在征求海事、引航以及中遠(yuǎn)、中海等港航單位意見后，向上級航標(biāo)主管機(jī)關(guān)申請將蓮花山東航道3號燈浮燈質(zhì)由原單閃紅4秒調(diào)整為連續(xù)快閃紅，并于2015年2月實(shí)施完成，截至目前（已連續(xù)6個月）轄區(qū)航標(biāo)管理機(jī)關(guān)沒有接到該標(biāo)被船舶觸碰的報告。將蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)燈質(zhì)由原先的單閃4秒改變?yōu)檫B續(xù)快閃，明顯加快了該燈浮標(biāo)燈器的閃光節(jié)奏，與周圍的廣州港64號?。糍|(zhì)為閃2（6）秒）、蓮花山東航道2號燈?。▎伍W4秒）的區(qū)分十分明顯，這不僅有效提升了蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)夜間助航效能，還明顯提升了該燈浮標(biāo)夜間的辨識度，加強(qiáng)了對過往船舶的警示效果。下面我們著重闡述“連續(xù)快閃紅”與“單閃紅4秒”這兩種燈光的本質(zhì)區(qū)別。

蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)燈質(zhì)無論是單閃紅4秒、還是連續(xù)快閃紅，都是選用一定節(jié)奏的有色閃光，由于海上利用航標(biāo)燈光人員大多距離較遠(yuǎn)，看到的是點(diǎn)光源，因此必須考慮燈光的以下幾點(diǎn)特性，即光的辨認(rèn)性、識別性、醒目性和可讀性。我們對單閃紅4秒與連續(xù)快閃紅這兩種燈質(zhì)進(jìn)行比較，可以看出：

（1）連續(xù)快閃紅與單閃紅4秒具有相同的辨認(rèn)性、識別性和可讀性

連續(xù)快閃紅與單閃紅4秒這兩種燈質(zhì)都是同一種燈色。由于在海上大都距離較遠(yuǎn)，所以我們是以點(diǎn)光源來觀測，在點(diǎn)視覺的情況下，能夠識別的顏色相對較少，從光色的角度來看，兩種燈質(zhì)在辨認(rèn)性、識別性上是相同的。由于可讀性也與光色緊密相關(guān)，在背景燈光和光源亮度等條件相同時，通常認(rèn)為兩種燈質(zhì)的可讀性也是相同的。

（2）連續(xù)快閃紅比單閃紅4秒亮度更高

根據(jù)塔爾伯特定律我們可知，把足夠明亮的連續(xù)光（定光）與光強(qiáng)相同的斷續(xù)光進(jìn)行比較時，會明顯感覺到斷續(xù)光要比連續(xù)光（定光）要明亮，也就是說由于光的明滅斷續(xù)，光的亮度被放大了，因而更容易看的清楚，再加上由于明滅產(chǎn)生的光的變化效果，提升了光的辨認(rèn)性和醒目性。這種性質(zhì)隨閃光次數(shù)的增加而增加。通過實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)閃光次數(shù)在每秒2-8次時，亮度的增益最大；當(dāng)每秒閃光5-10次時，增益就會消失，如果閃光次數(shù)繼續(xù)增加，則亮度就會逐漸下降。

連續(xù)快閃的閃光節(jié)奏為0.5s+0.5s，周期為1秒，即每分鐘閃光60次；而單閃的閃光節(jié)奏為0.5s+3.5s，周期為4s，每分鐘閃光15次。在相同條件下，采用連續(xù)快閃燈質(zhì)的燈光會比單閃4秒燈質(zhì)的燈光亮度更高。所以從燈光的角度來看，連續(xù)快閃在辨認(rèn)性和識別性上要優(yōu)于單閃4秒。

（3）連續(xù)快閃紅比單閃紅4秒更加醒目

我們平時會發(fā)現(xiàn)，當(dāng)光在足夠明亮的情況下，若光在明滅閃動，看起來又會給人一種晃動、不舒服的感覺，這種晃動、不舒服的感覺與光的明滅周期相關(guān)，當(dāng)光的明滅周期無限短縮（連續(xù)光），晃動的感覺就會消失。把光的物理量引發(fā)的生理意識轉(zhuǎn)換為心理意識，這就是著名的韋伯-費(fèi)克納定律，當(dāng)今精神物理學(xué)的基本定律。韋伯-費(fèi)克納定律認(rèn)為，當(dāng)光的物理量上升到一定高度時，人眼就開始產(chǎn)生感覺，證實(shí)刺激的存在，而感覺是由于刺激的相對變化而產(chǎn)生的。由刺激產(chǎn)生的感覺強(qiáng)度與刺激數(shù)值的對數(shù)成正比。連續(xù)快閃紅與單閃紅4秒都會使觀測人員產(chǎn)生不舒適感。由于連續(xù)快閃的閃光節(jié)奏比單閃4秒要快、要更耀眼，所以會對人造成更大的視覺刺激，引發(fā)觀測者晃動、不舒服的感覺會更加明顯，因此在心理上會加強(qiáng)觀測者（船舶駕駛?cè)藛T）的警覺意識。

在國際上，很多專業(yè)人員也實(shí)踐證明使用每分鐘60-120次的快閃燈光，其辨認(rèn)性、醒目性都較好，特別是在背景亮度較大的地區(qū)使用效果會更好。這也是轄區(qū)管理機(jī)關(guān)將蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)的燈質(zhì)調(diào)整為連續(xù)快閃后有效避免了過往船舶觸碰浮標(biāo)的主要原因。

7.結(jié)語

航標(biāo)本是幫助船舶安全、便利航行的一種設(shè)施，是通航環(huán)境的重要組成部分，它對于保障過往船舶安全有著至關(guān)重要的作用。合理設(shè)計(jì)和配布航標(biāo)、保證航標(biāo)發(fā)揮正常工作效能是航標(biāo)管理的一項(xiàng)重要職責(zé)。轄區(qū)航標(biāo)管理機(jī)關(guān)在實(shí)踐中不斷探索，努力謀求最好解決方案，事實(shí)證明，從航標(biāo)燈光的本質(zhì)上著手，不但滿足大型船舶安全航行的需要、也適當(dāng)兼顧地方小型船舶的航行習(xí)慣，是目前防止蓮花山東航道3號燈浮標(biāo)被船舶觸碰的最好解決辦法。

參考文獻(xiàn)：

[1]珠江口水域船舶安全航行規(guī)定[Z].

[2]視覺航標(biāo)理論基礎(chǔ)[Z].endprint