淺談航標遙測遙控系統(tǒng)在航道管理中的應(yīng)用

謝柳仙

摘 要：隨著信息化技術(shù)的快速發(fā)展，航標遙測遙控系統(tǒng)的建設(shè)和普及越來越受到重視。遙測遙控系統(tǒng)的應(yīng)用使一線班組人員能夠?qū)崟r監(jiān)控航標狀態(tài)，及時維修和恢復失常航標，大大提高了應(yīng)急反應(yīng)效率，有效延長了巡標周期，也為航道管理人員的監(jiān)督管理工作帶來了便利。本文通過闡述航標遙測遙控系統(tǒng)的技術(shù)方案、終端組成和功能應(yīng)用等，淺談航標遙測遙控系統(tǒng)在航道管理中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：航標 遙測遙控系統(tǒng) 技術(shù) 終端 功能 管理

航標遙測遙控系統(tǒng)以保障航道安全暢通，提高航道管理效率為根本目標。航標遙測遙控技術(shù)能夠有效實現(xiàn)對航標狀態(tài)的實時監(jiān)控和自動警報，提高航標維護效率，節(jié)約航標管理成本，在保障航道安全暢通的前提下逐步實現(xiàn)延長巡標周期、方便航道管理的良性循環(huán)。

1.航標遙測遙控系統(tǒng)的技術(shù)方案

1.1系統(tǒng)簡介

航標遙測遙控系統(tǒng)綜合利用GIS、RS、GPS技術(shù)，通過前端檢測終端RTU實時采集航標及其配套設(shè)備的運行數(shù)據(jù)，根據(jù)設(shè)定好的規(guī)則（即報警機制）判斷設(shè)備運行狀態(tài)，在航標出現(xiàn)失常情況時立即上報至監(jiān)控中心。使用人員可通過監(jiān)控大屏、電腦、手機APP或者手機短信的方式查看或接收到報警信息，并及時根據(jù)相關(guān)制度要求進行維護處理。

1.2系統(tǒng)技術(shù)原理

航標遙測遙控系統(tǒng)由遙測遙控終端、二級監(jiān)控中心、電子航道圖、航標遙測遙控系統(tǒng)軟件、移動巡檢組成，終端與監(jiān)控中心通過GSM/ GPRS網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)。

遙測遙控終端安裝在航標上，完成航標工作狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集、處理、傳輸?shù)墓δ?，該系統(tǒng)選擇了具有GPS定位功能的浮標和不具有GPS定位功能的岸標。

航標遙測遙控系統(tǒng)軟件由遙測遙控監(jiān)控中心軟件和數(shù)據(jù)交換平臺組成。監(jiān)控中心軟件安裝在監(jiān)控中心，負責接收、處理、存儲航標遙測遙控終端工作狀態(tài)信息，并對航標下達指令；客戶端通過瀏覽器訪問航標遙測遙控系統(tǒng)頁面來查看航標的工作狀態(tài)、設(shè)置終端參數(shù)等；數(shù)據(jù)交換平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)的匯總和通信。

電子航道圖配置在航標遙測遙控系統(tǒng)中，可直觀查看航標位置和偏移情況，實現(xiàn)航道數(shù)據(jù)的數(shù)字化、標準化以及可視化。

移動巡檢系統(tǒng)，為巡標人員提供航標的報警信息、設(shè)備信息、調(diào)試和設(shè)置手段，在巡標過程中可隨時進行操作；提供航標遙測遙控系統(tǒng)、航道視頻監(jiān)控等的移動展示，以方便了解實時情況、應(yīng)急指揮等。

2.航標遙測遙控系統(tǒng)終端的組成

2.1系統(tǒng)終端簡介

航標遙測遙控系統(tǒng)終端主要包括控制電路RTU單元、與燈器之間通信接口、GSM/GPRS無線通信模塊、GPS定位模塊以及電源控制模塊。

R T U：即遠程終端單元（Remote Terminal Unit），是航標遙測遙控終端的核心組成部分，包括中央處理器、存儲器和 AD 采集檢測電路等。絕大部分航標燈器、電源系統(tǒng)遙測功能都由RTU獨立完成。通過與GPRS/GSM通信模塊、GPS定位模塊之間的通信接口，接收監(jiān)控中心發(fā)送的各種指令及GPS定位數(shù)據(jù)。

與燈器之間的通信接口：實現(xiàn)RTU與燈器之間的數(shù)據(jù)交換，主要實現(xiàn)對燈器的遙控設(shè)置功能。通過與燈器之間的通信接口，RTU接收燈器控制器檢測輸出的電流電壓值、燈器當前亮滅狀態(tài)、燈器預置燈質(zhì)等有關(guān)燈器狀態(tài)的信息。

GSM/GPRS 無線通信模塊：實現(xiàn)RTU和岸基管理中心之間的數(shù)據(jù)傳輸。

GPS 定位模塊：自動接收全球定位衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)并對RTU輸出GPS定位信息。

電源控制模塊：終端與航標燈共用一套電池供電，通過電壓轉(zhuǎn)換器件和穩(wěn)壓濾波電路，保證RTU、通信模塊、GPS 模塊的正常工作，要求各主要模塊采用分立供電方式。

2.2系統(tǒng)的終端安裝

航標遙測遙控系統(tǒng)的可靠性是終端安裝的根本原則。終端及相關(guān)設(shè)備要求能夠在低溫、濕熱、鹽霧和劇烈震動、晃動環(huán)境下長時間正常工作；終端安裝后，不影響原有燈器和燈質(zhì)控制器的正常工作，終端的燈質(zhì)控制與原有的燈質(zhì)控制互為備份；航標燈電路不變，終端只對航標燈電壓和電流量進行采集；終端與航標燈相互獨立，終端發(fā)生問題時不會影響到航標燈的正常運行。在保證可靠的前提下，使用低成本、通用的零配件，以減少投入使用后的維護成本。

終端如圖1所示：

其中：

1——RTU供電接口連接蓄電池，棕（+）藍（-）；

2——太陽能接口連接太陽能板，棕（+）藍（-）；

3——燈器接口連接航標燈，棕（+）藍（-）；

4——二合一天線。

3.航標遙測遙控系統(tǒng)功能的應(yīng)用

3.1系統(tǒng)應(yīng)用情況

2005年，通過交通運輸部示范工程西江下游、蓮沙容水道航標遙測遙控系統(tǒng)項目，廣東省開始應(yīng)用航標遙測遙控系統(tǒng)。2008年，潭江水道整治工程等10個航道整治工程航標遙測遙控項目進一步擴大了航標遙測遙控的覆蓋范圍。2014年，東江中下游航標遙測遙控系統(tǒng)供貨與安裝項目是航標遙測遙控終端升級后首次大面積應(yīng)用，安裝以來，系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠。通過十多年的推廣應(yīng)用，廣東省航標遙測遙控系統(tǒng)積累了豐富經(jīng)驗，實現(xiàn)了較高覆蓋率，并且設(shè)備穩(wěn)定性和報警準確性不斷提高，規(guī)范制度不斷完善，系統(tǒng)使用也愈發(fā)成熟。

3.2應(yīng)用系統(tǒng)及時發(fā)現(xiàn)航標故障隱患，保障轄區(qū)航道暢通

廣東省航道地理優(yōu)勢明顯，經(jīng)濟效益突出，水上運輸繁榮，對航道及航標維護管理工作也提出了更高的要求。傳統(tǒng)的維護管理難以及時掌握航標的動態(tài)信息，致使有些航標失常后巡航工作船不能及時發(fā)現(xiàn)。通過航標遙測遙控系統(tǒng)等技術(shù)手段對航標狀態(tài)加以實時監(jiān)控，主動掌握航標動態(tài)，有效提高了對航標失常情況的處理效率。由此，航標遙測遙控系統(tǒng)的運用將從前5天一巡才能發(fā)現(xiàn)的問題縮短至幾小時乃至幾分鐘，時效性明顯增強。航標遙測遙控系統(tǒng)的深入運用，實現(xiàn)了維護管理人員及時發(fā)現(xiàn)故障隱患、及時報警、及時通知相關(guān)船舶處理，從而大大提高了航標正常率，確保了航道安全暢通。

3.3應(yīng)用系統(tǒng)準確判斷航標故障類別，提高工作效率

在傳統(tǒng)的航道維護管理中，當收到失常報告后，需要及時派船出航進行排查再處理。利用航標遙測遙控系統(tǒng)，能第一時間準確分析和判斷航標故障類型，對癥下藥，提高對異常信息的處理效率。目前廣泛使用的系統(tǒng)報警主要有4種類型，即燈質(zhì)異常報警、航標燈黑夜不亮報警、航標位置偏移報警和離線報警。此外，通過對航標報警的數(shù)據(jù)分析，可對航標的整體配套設(shè)備（如航標燈、蓄電池、太陽能板）及航標的部署（例如經(jīng)常被撞等）整體缺陷問題進行統(tǒng)一深化研究，從而進一步優(yōu)化航標整體配套設(shè)備和航標配布方案，降低航標故障率和上標作業(yè)風險，有效提升航道的維護管理效率，確保航道的安全性和高效性。

3.4應(yīng)用系統(tǒng)延長巡標周期，減輕一線班組人員工作量

航標遙測遙控系統(tǒng)采用全天候監(jiān)測，全面監(jiān)控航標及其配套設(shè)備的運行狀態(tài)，大幅度提高航標保養(yǎng)的正常率。隨著航標及其配套設(shè)備性能的優(yōu)化和技術(shù)的發(fā)展，其本身的穩(wěn)定性已經(jīng)得到大幅度提升，長期、大量的數(shù)據(jù)分析又為維護管理人員對各項設(shè)備的工作狀態(tài)有較為清晰的把握。結(jié)合航標遙測遙控系統(tǒng)及時有效的報警，從現(xiàn)有航標維護正常率來看，可以在保證航道安全暢通的前提下適當延長固定巡標周期，減輕一線班組人員的維護工作量。

4.結(jié)束語

綜上所述，在航道的日常維護和管理過程中，掌握航標的運行情況，及時發(fā)現(xiàn)并妥善處理航標失常等問題是不可忽視的關(guān)鍵內(nèi)容。充分應(yīng)用航標遙測遙控系統(tǒng)，發(fā)揮其準確性、便捷性、穩(wěn)定性的工作特點和功能優(yōu)勢，能夠使現(xiàn)有的航道維護水平和管理效率得到有效提升，從而進一步保障航道的安全暢通和航運過程的經(jīng)濟高效。

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