秦皇島航標(biāo)處轄區(qū)航標(biāo)關(guān)鍵技術(shù)研究

敖自棟+張峰

摘 要：航標(biāo)系統(tǒng)對船舶進(jìn)出港效率有著重要的影響，是航道的指明燈，文章以秦皇島港和京唐港為基礎(chǔ)，對秦皇島航標(biāo)處轄區(qū)航標(biāo)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析研究，為未來沿海航標(biāo)關(guān)鍵技術(shù)的更新實(shí)現(xiàn)提供一定思路。

關(guān)鍵詞：航標(biāo)；關(guān)鍵技術(shù)；研究

引言

航標(biāo)是海上助航標(biāo)志的簡稱，主要用于引導(dǎo)船舶航行、定位和標(biāo)識障礙物、設(shè)置警告人工標(biāo)志，為各種水上活動(dòng)提供安全信息，是海洋工程基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)?？傮w來說，航標(biāo)對于航運(yùn)和海洋開發(fā)、國防建設(shè)有著重要的支撐作用。

環(huán)渤海地區(qū)是我國重要的經(jīng)濟(jì)和戰(zhàn)略發(fā)展區(qū)域，其海洋運(yùn)營能力對于助推京津冀一體化發(fā)展、振興東北老工業(yè)基地、助力山東經(jīng)濟(jì)發(fā)展均有著相當(dāng)大助推作用。迅速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和沿渤海港口建設(shè)的不斷擴(kuò)大有著密不可分的關(guān)系，近年來，渤海沿海交通流量不斷增加，海上交通運(yùn)營的壓力也在逐漸擴(kuò)大，作為海上交通的指揮中樞，航標(biāo)系統(tǒng)對航運(yùn)安全的重要性就愈加明顯起來。本文從技術(shù)和發(fā)展角度，結(jié)合秦皇島港、京唐港近海岸航標(biāo)系統(tǒng)的現(xiàn)狀進(jìn)行了相關(guān)剖析研究。

1 現(xiàn)狀分析

航標(biāo)即海上助航標(biāo)志，對保障航運(yùn)安全、經(jīng)濟(jì)和交通便利起著非常重要的作用，而沿海航標(biāo)，更是海洋交通和各港口樞紐的安全支撐系統(tǒng)。調(diào)查顯示，目前渤海各港口的航標(biāo)系統(tǒng)基本可以滿足交通運(yùn)營需求，從指標(biāo)上來說，衡量沿海航標(biāo)主要依靠效能分析、智能技術(shù)運(yùn)用分析兩個(gè)角度，二者的充分結(jié)合可以保障運(yùn)營效率。

秦皇島港[1]的位置在渤海灣扼要地區(qū)，是首都的入海口，京津冀經(jīng)濟(jì)帶的重要航海終端，對我國“雄安”新區(qū)建設(shè)也有非常強(qiáng)大的支撐作用，是世界能源第一大輸出港，秦皇島港以南山頭燈塔為界，分為東、西兩大港區(qū)，六條航道（主航道、西航道、老航道、東航道、煤三期航道、十萬噸級航道）依據(jù)航道等級分別承擔(dān)不同種類船舶進(jìn)出港任務(wù)。秦皇島港現(xiàn)有各類公用助航標(biāo)志213座，配布的航標(biāo)主要是視覺航標(biāo)和無線電航標(biāo)。視覺航標(biāo)包括有人值守?zé)羲?、?dǎo)標(biāo)、燈樁、燈浮標(biāo)和浮標(biāo)，無線電航標(biāo)包括DGPS臺(tái)站、AIS轄區(qū)中心、AIS基站、雷達(dá)應(yīng)答器等。從整體配置上來講，秦皇島港燈塔顯著，容易識別，各種水中、陸地?zé)魳赌苊黠@標(biāo)識碼頭、構(gòu)筑物、陸域等，燈浮標(biāo)、導(dǎo)標(biāo)等清晰標(biāo)識了航道走向。港口航標(biāo)設(shè)置的布局設(shè)置比較合理，充分利用了海岸的長度和面積，為船舶進(jìn)出港提供了相當(dāng)有力的基礎(chǔ)。但相對來說，隨著港口和區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市港口高大建筑物增多，城市亮化明顯加強(qiáng)，致使視覺航標(biāo)背景復(fù)雜，造成夜間船舶識別困難。另外在冬季的時(shí)候，受現(xiàn)有冰標(biāo)抗冰能力及船舶冬季作業(yè)能力的限制，在冰情嚴(yán)重的年份，海上冰標(biāo)損壞、移位、熄滅等航標(biāo)故障也成為影響航標(biāo)效能發(fā)揮的因素之一。

京唐港[2]同樣隸屬于河北省，位于環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈中心地帶，是大北京戰(zhàn)略的重要組成部分，是國家確立的沿海重要港口。京唐港現(xiàn)有主航道為20萬噸級單向航道（兼顧5萬噸級雙向同行），航道配布燈浮標(biāo)35座，另設(shè)置10座導(dǎo)標(biāo)分別指示主航道單向、雙向通航。但隨著京唐港區(qū)的不斷外延擴(kuò)建，京唐港燈塔位置已遠(yuǎn)離港口前端，導(dǎo)致目視效果及燈光射程不能滿足航海者需求。

2 技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)分析

影響航標(biāo)使用效果的最關(guān)鍵的三個(gè)因素，分別是效果因素、環(huán)保因素和結(jié)構(gòu)因素，效果因素影響航標(biāo)指揮的效率，環(huán)保因素對近海區(qū)海洋動(dòng)植物的影響較大，而結(jié)構(gòu)因素則影響著航標(biāo)的使用年限。

從效果上說，航道[3]設(shè)置必須要滿足效率和速度兩個(gè)方面的要求。從整體布置上來說，近海岸處一般不會(huì)做外出船舶停留，航道距離偏窄發(fā)展，因此首先應(yīng)該進(jìn)行縱向的基礎(chǔ)建設(shè)，建立清晰的航道布置。保證船舶進(jìn)出的噸位可以隨著經(jīng)濟(jì)增長而增多，保證船舶航行安全距離，避免碰撞故障，延長港口岸邊建設(shè)，和航道進(jìn)行充分的配合。技術(shù)角度是未來航標(biāo)建設(shè)的重中之重，首先需要鋪設(shè)高精度遙測遙感系統(tǒng)，對航標(biāo)的工作進(jìn)行整體配置和指揮，另外需要建立以AIS、GPS和GSM為技術(shù)基礎(chǔ)的無線監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控的內(nèi)容需要全面，不僅僅包括船舶進(jìn)出情況，還應(yīng)該包括航標(biāo)的工作可靠性和效率，建設(shè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)加強(qiáng)航標(biāo)之間的自我聯(lián)系，這樣可以有效地形成一種航標(biāo)預(yù)警體系，構(gòu)建三維系統(tǒng)，形成航標(biāo)互補(bǔ)體系，每一個(gè)航標(biāo)基礎(chǔ)都進(jìn)行ARM軟硬件植入，如果造價(jià)允許，盡量可以實(shí)現(xiàn)整體把控和航標(biāo)自我把控雙重建設(shè)體系。航標(biāo)效果要向鮮明度發(fā)展，采用LED燈管，射程長而且便于辨識。

未來的技術(shù)和管理都會(huì)向數(shù)據(jù)化發(fā)展，對于航標(biāo)建設(shè)來說也同樣如此，利用數(shù)據(jù)對港口運(yùn)營境況進(jìn)行分析也是未來工作的重點(diǎn)，在港口指揮中心設(shè)置數(shù)據(jù)收集和處理中心，結(jié)合平時(shí)積累的重要管理經(jīng)驗(yàn)，利用數(shù)據(jù)對港口的運(yùn)營進(jìn)行支撐。

每一次的技術(shù)更新，都需要進(jìn)行后期評價(jià)分級，要建立海事航標(biāo)管理評估方法，建設(shè)完善的智能化助航系統(tǒng)，從這幾個(gè)角度來說，秦皇島港和京唐港都非常適合并且需要進(jìn)行技術(shù)更新。

從結(jié)構(gòu)和可靠性來說，航標(biāo)布置雖然算不上大型工程，但因?yàn)榫S修和護(hù)理比較困難，而且海洋工作環(huán)境也相當(dāng)復(fù)雜，因此從結(jié)構(gòu)和材料上進(jìn)行大成本投入維持使用可靠性也是相當(dāng)重要。從基礎(chǔ)材料上說，在剛度可靠的機(jī)械結(jié)構(gòu)外部，需要敷設(shè)防止海洋腐蝕的保護(hù)涂層。內(nèi)部電路要進(jìn)行防潮處理，備用電池也要保持相當(dāng)高的可靠性，航標(biāo)燈的結(jié)構(gòu)也要滿足同樣的要求。秦皇島港和京唐港都是渤海內(nèi)港，一年四季海洋溫度溫差較大，發(fā)生事故的可能性增強(qiáng)，對結(jié)構(gòu)可靠性的要求也相對更高。

沿海海洋生物較多，近年來海洋污染嚴(yán)重，其中影響最重的就是近海岸的海洋環(huán)境和生物。選擇的建設(shè)點(diǎn)，既要保證船舶進(jìn)出效率，同時(shí)也要保證不破壞海洋生物的棲息場所，因此在進(jìn)行結(jié)構(gòu)建設(shè)之前，一定要做好充足的調(diào)研。而之前提到的防海洋腐蝕涂層一般來說對海洋的影響比較大，在造價(jià)支出允許的條件下，一定要選擇污染較小的涂層?？梢栽诤綐?biāo)處設(shè)計(jì)太陽能系統(tǒng)，對航標(biāo)燈進(jìn)行電支撐，陸地由于有穩(wěn)定的電能來源，數(shù)十瓦乃至數(shù)百瓦的差距對工作影響并不明顯，但海上由于環(huán)境惡劣，燈器發(fā)光依賴于太陽能電池板，每一點(diǎn)能耗的降低都能大幅縮小太陽能電池板的尺寸，從而增強(qiáng)浮標(biāo)的抗風(fēng)能力，提高燈器的穩(wěn)定性和使用壽命，如此一來，航標(biāo)人員也可減少航標(biāo)例行巡檢次數(shù)，直接節(jié)省大量巡檢維護(hù)費(fèi)用。

3 總結(jié)與展望

基礎(chǔ)上來說，要擁有更加合理的航道配布，進(jìn)一步提高導(dǎo)標(biāo)效能，為了滿足更大的吞吐流量和運(yùn)營效率，未來要更加注重近海航標(biāo)的研究建設(shè)，主要包括航標(biāo)管理運(yùn)營情況、設(shè)備和技術(shù)的實(shí)施情況、航標(biāo)的整體維修和保護(hù)、航標(biāo)的水域水文條件、航行船舶的整體規(guī)劃、近海氣象情況的統(tǒng)計(jì)。要著重提高航標(biāo)管理效能，及時(shí)跟蹤沿海港口的建設(shè)情況，航標(biāo)系統(tǒng)的技術(shù)更新要時(shí)時(shí)刻刻和港口的整體規(guī)劃相吻合。要運(yùn)用合理的制度對航標(biāo)建設(shè)和應(yīng)用進(jìn)行管理，形成制度化，要建立及時(shí)可靠的航標(biāo)緊急情況反預(yù)案。不要過分追求新技術(shù)方案的實(shí)施，忽略基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)建設(shè)。

作為北方區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重點(diǎn)地帶，我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展已經(jīng)對環(huán)渤海地區(qū)的船舶運(yùn)營能力提出了更高的要求。作為配套系統(tǒng)，航標(biāo)系統(tǒng)的建設(shè)必然要向科技化、智能化和環(huán)保化不斷完善發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]王運(yùn)鵬.秦皇島港主航道導(dǎo)標(biāo)效能研究[D].大連海事大學(xué)，2010.

[2]吳向陽.京唐港航道擴(kuò)建工程的分析研究[D].大連海事大學(xué)，2009.

[3]王彥杰.新形勢下航標(biāo)維護(hù)管理模式分析探討[J].航海，2016：61-63.