淺談一體化燈器在燈浮標(biāo)上的應(yīng)用

◎ 鐘　輝　王冬梅　?？诤綐?biāo)處

淺談一體化燈器在燈浮標(biāo)上的應(yīng)用

◎ 鐘輝王冬梅?？诤綐?biāo)處

本文介紹了一體化燈器主要構(gòu)造和功能，分析了一體化燈器在燈浮標(biāo)上應(yīng)用情況，探討一體化燈器的優(yōu)化完善和推廣應(yīng)用。

一體化燈器應(yīng)用

1.引言

燈器是燈浮標(biāo)重要組成部分，對(duì)船舶安全夜航起重要助航作用。隨著航標(biāo)技術(shù)的發(fā)展，燈器先后經(jīng)歷了燃油燈、白熾燈、鹵素?zé)?、LED燈和一體化燈器時(shí)代，燈器技術(shù)的不斷發(fā)展，提高了燈浮標(biāo)的助航效能。特別是一體化燈器的發(fā)展，能夠提高燈浮標(biāo)工作的穩(wěn)定性和安全性，推動(dòng)燈浮標(biāo)的信息化水平，促進(jìn)提升航標(biāo)管理維護(hù)水平。

2.一體化燈器主要構(gòu)造和功能

一體化燈器是一種集LED發(fā)光源、能源系統(tǒng)、智能控制等模塊的燈器，具有重量較輕、功能豐富、穩(wěn)定性高等諸多優(yōu)點(diǎn)，越來越被廣泛應(yīng)用于燈浮標(biāo)等目視航標(biāo)中，一體化燈器的主要的構(gòu)造和功能如下。

2.1發(fā)光源

一般為LED發(fā)光源。早期燈器采用普通燈泡、鹵素?zé)襞莸裙庠?，能耗大、故障率高。LED光源具有亮度高、能耗低、壽命長優(yōu)勢，被航標(biāo)燈器廣泛采用。

2.2智能控制模塊

燈器控制系統(tǒng)，燈器的“大腦”。通過硬件電路和軟件編程設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)燈器狀態(tài)的檢測和控制等智能管理。

2.3通信模塊

一般為GSM/GPRS通信硬件和軟件結(jié)合模塊，通過GSM/GPRS移動(dòng)通信公網(wǎng)傳輸燈器工作數(shù)據(jù)。

2.4定位模塊

通過接收衛(wèi)星信號(hào)，實(shí)現(xiàn)授時(shí)和定位功能，提供時(shí)間信息和位置信息。

2.5傳感器模塊

即電流、電壓、光照度傳感器及相應(yīng)檢測電路等，采集燈器工作電壓、電流、光照度等數(shù)據(jù)，為燈器智能模塊實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開燈和關(guān)燈、監(jiān)控?zé)羝鞴ぷ鳡顟B(tài)等智能管理提供數(shù)據(jù)支持。

2.6能源系統(tǒng)

一般為太陽能硅片和鋰電池，鋰電池為燈器工作提供電力保障，太陽能硅片利用太陽能給鋰電池充電。

一體化燈器

一體化燈器構(gòu)造示意圖

3.一體化燈器在燈浮標(biāo)上應(yīng)用

一體化燈器具有集成度高、重量較輕、功能豐富、穩(wěn)定性好等諸多優(yōu)點(diǎn)。一體化燈器在燈浮標(biāo)上的應(yīng)用，能較好地適應(yīng)海洋腐蝕環(huán)境，提高航標(biāo)管理和維護(hù)水平及效率，推動(dòng)航標(biāo)助航服務(wù)數(shù)字化、信息化和智能化發(fā)展，為航海者提供更加優(yōu)質(zhì)的助航保障服務(wù)。

3.1航標(biāo)管理及時(shí)高效

一體化燈器自動(dòng)采集電壓、電流、位置等數(shù)據(jù)，通過公用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)燈浮標(biāo)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。掌握了燈浮標(biāo)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和工作狀態(tài)信息，能夠快速評(píng)估和確認(rèn)燈浮標(biāo)工作狀態(tài)，及時(shí)發(fā)布航標(biāo)運(yùn)行狀況通報(bào)，有針對(duì)性地開展燈浮標(biāo)日常巡檢和應(yīng)急搶修工作，有效提高了燈浮標(biāo)管理和維護(hù)的水平，提供更加安全、可靠的助航信息。

3.2海上作業(yè)安全便捷

燈浮標(biāo)使用普通燈器時(shí)，一般還需配備太陽能硅片、蓄電池等其他設(shè)備。因此燈浮標(biāo)海上作業(yè)時(shí)，不僅要攜帶燈器、蓄電池、太陽能硅片等大量配套設(shè)備，還需進(jìn)行大量的現(xiàn)場安裝和調(diào)試工作，增加了海上作業(yè)時(shí)間、強(qiáng)度和難度，不利于海上作業(yè)安全。海況稍有變化時(shí)，甚至無法進(jìn)行海上作業(yè)，導(dǎo)致燈浮標(biāo)日常巡檢維護(hù)、應(yīng)急搶修等作業(yè)無法按時(shí)開展，影響燈浮標(biāo)的正常工作。

一體化燈器內(nèi)部集成了電池等設(shè)備，可提前實(shí)施燈器設(shè)備綜合調(diào)試等操作，把本該在海上進(jìn)行的工作轉(zhuǎn)移到岸上和維修間里進(jìn)行，減少海上作業(yè)程序。海上作業(yè)也不用攜帶大量裝備和工具，作業(yè)人員可以輕裝出海。無需大量設(shè)備固定、線路連接等操作，只需固定四枚燈器底座螺絲，作業(yè)人員即可獨(dú)立完成燈浮標(biāo)配套設(shè)備安裝。大大縮短了海上作業(yè)的人員和時(shí)間，使海上作業(yè)更加安全、高效、便捷。

3.3燈器工作穩(wěn)定可靠

一體化燈器所有設(shè)備全部密封在燈殼內(nèi)，免受海洋強(qiáng)烈腐蝕環(huán)境侵蝕。因此，燈器設(shè)備耐酸堿、耐腐蝕性好，不易老化，工作更加穩(wěn)定。燈器內(nèi)部使用的高性能鋰電池工作溫度范圍寬，沒有充電和放電記憶效應(yīng)，充電效率高、容量穩(wěn)定，適應(yīng)溫差較高的海上工作環(huán)境和燈器頻繁充放電工作特點(diǎn)。同時(shí)，一體化燈器內(nèi)部高效的LED點(diǎn)光源，耗電量低、工作電流小，能有效減少電池耗損、延長電池使用壽命。此外，一體化燈器內(nèi)部電子元器件和設(shè)備高度集成化，沒有各種容易出現(xiàn)松動(dòng)、斷裂的接頭和連線，燈器故障率有效降低，整體工作穩(wěn)定性大大提高。

3.4符合E-航海（E-navigation）發(fā)展需要

為滿足E-航海時(shí)代船舶大型化、高速化對(duì)航海保障提出的更高需求，國際海事組織提出了E-航海的概念。E-航海是一個(gè)全面的助航信息服務(wù)系統(tǒng)，代表了航海未來發(fā)展方向。E-航海主要通過收集、綜合和顯示水文潮汐、助航信息等海上交通信息，為船舶提供航行助航服務(wù)。E-航海需要航標(biāo)助航保障信息支持，一體化燈器可以提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息支持。一體化燈器具有工作數(shù)據(jù)采集和傳輸功能，可通過公用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)將燈浮標(biāo)工作數(shù)據(jù)上傳，建立航標(biāo)工作數(shù)據(jù)庫與E-航海綜合助航系統(tǒng)對(duì)接，為E-航海提供穩(wěn)定、可靠的助航信息。

4.一體化燈器優(yōu)化改進(jìn)建議

雖然一體化燈器具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但結(jié)合實(shí)際使用情況，為加快一體化燈器的推廣應(yīng)用，一體化燈器還需要進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化改進(jìn)。

4.1進(jìn)一步提高在線率

燈浮標(biāo)大多處于公網(wǎng)信號(hào)較弱沿海港口，燈器容易掉線。應(yīng)繼續(xù)改進(jìn)天線通信系統(tǒng)，提高信號(hào)在線率，使通信信號(hào)更加穩(wěn)定。

4.2進(jìn)一步保障數(shù)據(jù)完整性

燈器數(shù)據(jù)傳輸受公網(wǎng)信號(hào)掉線或中斷影響，容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失情況，應(yīng)優(yōu)化燈器工作數(shù)據(jù)傳輸和處理程序，確保燈器工作數(shù)據(jù)完整傳輸。

4.3進(jìn)一步優(yōu)化能源和能效

進(jìn)一步優(yōu)化硬件電路和程序設(shè)計(jì)，降低燈器能耗，提高能源容量和LED發(fā)光亮度，使燈器閃光更亮、更省電、更持久。增加亮度調(diào)節(jié)功能，不同光照條件時(shí)可調(diào)節(jié)合適亮度，使燈器處于最佳工作狀態(tài)。

5.結(jié)束語

一體化燈器是未來燈浮標(biāo)燈器的發(fā)展趨勢，結(jié)合一體化燈器使用效果進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化改進(jìn)，有利于加快一體化燈器推廣使用步伐，提高航標(biāo)維護(hù)管理水平，提供更加優(yōu)質(zhì)的助航服務(wù)。

洪四雄.沿海航標(biāo)管理及維護(hù)運(yùn)行信息化探討［J］.中國海事，2011，（1）：56-59.