固定航標(biāo)失常分析及應(yīng)對(duì)措施

閆 磊 張 璐

(交通運(yùn)輸部北海航海保障中心青島航標(biāo)處，山東青島 266011)

0 引言

航標(biāo)是幫助船舶安全、經(jīng)濟(jì)、便利航行的重要設(shè)施，為了實(shí)現(xiàn)以上作用，航標(biāo)一般具有4 項(xiàng)功能，即定位功能、危險(xiǎn)警告功能、確認(rèn)功能和指示交通功能[1]。工作狀態(tài)良好的航標(biāo)，能為船舶航行發(fā)揮其應(yīng)有的助航效能；失常的航標(biāo)會(huì)在不同程度上喪失其助航效能，甚至?xí)o航行中的船舶帶來(lái)安全隱患。提高航標(biāo)正常率，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和修復(fù)失常航標(biāo)，是提升航標(biāo)助航效能的重要工作內(nèi)容。

1 固定航標(biāo)失常的相關(guān)定義和規(guī)定

1.1 固定航標(biāo)

為幫助船舶航行而設(shè)置的助航設(shè)施，稱為航標(biāo)。位置固定的助航標(biāo)志，稱為固定標(biāo)志，例如燈塔、燈樁、立標(biāo)等[2]。

1.2 航標(biāo)失常

航標(biāo)不能顯示其對(duì)外公布所述特征的技術(shù)狀態(tài)[2]，統(tǒng)稱為航標(biāo)失常。

1.3 航標(biāo)失常的發(fā)現(xiàn)

在航標(biāo)維護(hù)工作中，發(fā)現(xiàn)航標(biāo)失常的信息源主要包括以下幾個(gè)方面：航標(biāo)巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)的航標(biāo)失常；轄區(qū)海事部門(mén)和當(dāng)?shù)厝嗣裾耐▓?bào)；港航單位的報(bào)告；其他單位或個(gè)人的報(bào)告。

1.4 航標(biāo)失常修復(fù)時(shí)限

根據(jù)《海區(qū)航標(biāo)維護(hù)管理規(guī)則》（海航保〔2019〕485 號(hào)）要求，除因?yàn)樘鞖鉄o(wú)法開(kāi)展修復(fù)外，航標(biāo)失常修復(fù)時(shí)限根據(jù)失常的類(lèi)型分為48 h 和72 h[3]。航標(biāo)失常修復(fù)時(shí)限的規(guī)定，綜合考慮了修復(fù)的難易程度、修復(fù)時(shí)的特殊因素等。及時(shí)修復(fù)失常的航標(biāo)，才能保證航標(biāo)效能的正常發(fā)揮。

2 航標(biāo)管理站的職責(zé)

航標(biāo)管理站承擔(dān)著大量的航標(biāo)巡檢和維護(hù)工作，是各航標(biāo)處航標(biāo)巡檢、維護(hù)工作的基層單位，在及時(shí)發(fā)現(xiàn)、搶修失常的航標(biāo)、提高航標(biāo)正常率等方面發(fā)揮著重要作用。以青島航標(biāo)處青島航標(biāo)管理站為例，主要管理轄區(qū)燈塔、燈樁、導(dǎo)標(biāo)等固定航標(biāo)設(shè)施。隨著科技的不斷進(jìn)步與發(fā)展，將來(lái)會(huì)有越來(lái)越多的新技術(shù)運(yùn)用到航標(biāo)的管理維護(hù)中，這需要航標(biāo)管理人員要積極學(xué)習(xí)，緊跟技術(shù)進(jìn)步的潮流。本文結(jié)合航標(biāo)站自身工作，立足于固定航標(biāo)，研究討論固定航標(biāo)失常的常見(jiàn)原因和應(yīng)對(duì)措施。

3 航標(biāo)失常的種類(lèi)和應(yīng)對(duì)措施

視覺(jué)航標(biāo)、無(wú)線電航標(biāo)、音響航標(biāo)均有為滿足助航效能而要求的總體性能指標(biāo)[3]，根據(jù)以上指標(biāo)要求，固定航標(biāo)失常的類(lèi)別主要包括：燈質(zhì)錯(cuò)誤或熄滅、標(biāo)身結(jié)構(gòu)破損、涂色不鮮明、無(wú)線電信號(hào)錯(cuò)誤、音響航標(biāo)響聲不清等。

3.1 供電系統(tǒng)失常

3.1.1 市電供電系統(tǒng)失常及應(yīng)對(duì)措施

民用電網(wǎng)供電，又稱市電，在我國(guó)為220V 交流電。在離居民電網(wǎng)較近的燈塔、燈樁，架設(shè)輸電線路較方便和經(jīng)濟(jì)時(shí)，采用市電供電，是一種較為理想的供電方式，因?yàn)槠涑杀镜?、可靠性較高，能滿足大功率燈器的耗電量，目前市電供電在固定航標(biāo)上使用較為廣泛。

以市電為主要供電系統(tǒng)的燈塔、燈樁，應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)范和需求，設(shè)置電源線路及相應(yīng)的變、配電設(shè)備，市電供電系統(tǒng)的故障主要表現(xiàn)為：交流電供電中斷；電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備故障。

針對(duì)故障原因，應(yīng)采取以下措施：市電供電的穩(wěn)定，需要依靠供電部門(mén)的支持，航標(biāo)管理部門(mén)應(yīng)加強(qiáng)與供電部門(mén)的溝通協(xié)調(diào)，確保供電的穩(wěn)定，一旦出現(xiàn)供電線路故障，能夠及時(shí)地采取維修措施；采用質(zhì)量?jī)?yōu)良的電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備；雷雨天氣后，加強(qiáng)巡檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)跳閘的空氣開(kāi)關(guān)及故障的設(shè)備。

3.1.2 太陽(yáng)能供電系統(tǒng)失常及應(yīng)對(duì)措施

太陽(yáng)能供電是利用硅太陽(yáng)能電池把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，屬于再生電能源。除了太陽(yáng)能供電，航標(biāo)領(lǐng)域使用的再生電能源還有風(fēng)能和波浪能：風(fēng)力供電系統(tǒng)是利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)把風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能；波浪供電是利用波力發(fā)電裝置把波浪能轉(zhuǎn)換為電能。

遠(yuǎn)離陸地的固定航標(biāo)，難以接入市電，再生電能源成為其首選供電方式。因?yàn)樘?yáng)能供電具有可靠性高、設(shè)備簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、壽命長(zhǎng)、安裝后維護(hù)成本低、無(wú)噪聲和適用面廣等優(yōu)點(diǎn)，且太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)能與航標(biāo)上廣泛使用的LED 燈完美結(jié)合[4]，其應(yīng)用范圍遠(yuǎn)超風(fēng)力供電和波浪供電，本文僅討論太陽(yáng)能供電系統(tǒng)，航標(biāo)領(lǐng)域使用的太陽(yáng)能供電系統(tǒng)如圖1 所示。

圖1 太陽(yáng)能供電系統(tǒng)示意圖

由圖1 可知，一個(gè)完整的太陽(yáng)能供電系統(tǒng)一般由太陽(yáng)能板、蓄電池組和電源控制器組成。在近年的航標(biāo)維護(hù)中，太陽(yáng)能供電系統(tǒng)的失常主要原因?yàn)椋哼B續(xù)陰雨天氣造成太陽(yáng)能板給蓄電池充電受限；蓄電池老化，儲(chǔ)存電量下降，無(wú)法提供足夠的航標(biāo)用電；太陽(yáng)能板老化或被鳥(niǎo)糞等異物遮擋，無(wú)法提供足夠的電壓和電流；電源控制器故障。

針對(duì)以上的失常原因，航標(biāo)維護(hù)人員應(yīng)關(guān)注太陽(yáng)能板和蓄電池的使用年限，密切監(jiān)測(cè)即將到達(dá)使用壽命的設(shè)備，及時(shí)更新充放電效能明顯下降的設(shè)備；及時(shí)清理太陽(yáng)能板上的異物，必要的時(shí)候可安裝驅(qū)鳥(niǎo)設(shè)備；在供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初，應(yīng)充分考慮到陰雨天氣的影響，太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的容量應(yīng)滿足連續(xù)陰雨天氣下的供電需求；及時(shí)更換出現(xiàn)故障的電源控制器，防止蓄電池過(guò)充或過(guò)放，為負(fù)載提供穩(wěn)定的電壓，延長(zhǎng)蓄電池和負(fù)載的使用壽命。

3.1.3 柴油發(fā)電機(jī)組供電

因距離原因不能接入市電的有人值守的燈塔，柴油發(fā)電機(jī)常用作基本電源。近些年來(lái)，新型燈器的耗能大幅降低，射程較遠(yuǎn)的燈器的供電需求，單純使用太陽(yáng)能供電也可滿足，柴油發(fā)電機(jī)組多作為應(yīng)急和備用電源。因使用頻率的大幅下降，由柴油發(fā)電機(jī)組導(dǎo)致的航標(biāo)失常已較為少見(jiàn)。需注意的是，按照發(fā)電機(jī)組要求，定期開(kāi)展維護(hù)保養(yǎng)，定期開(kāi)機(jī)試機(jī)，確保發(fā)電機(jī)組處于可用狀態(tài)。

3.1.4 線路故障及其應(yīng)對(duì)措施

線路故障主要表現(xiàn)為，接線處松動(dòng)，造成接觸不良；剝線時(shí)造成線路損傷，隨著時(shí)間的推移，線路開(kāi)路；走線時(shí)線路彎折過(guò)于劇烈，造成線路開(kāi)路。這需要航標(biāo)管理人員在接線時(shí)，線路走向合理，剝線和接線符合相關(guān)規(guī)范，接線完成檢查相關(guān)的接線點(diǎn)，保證設(shè)備間連接正常。

3.1.5 備用發(fā)電設(shè)施的使用

在重要位置的燈塔、燈樁上，為保證在主供電設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，航標(biāo)設(shè)備能正常工作，常采用備用供電設(shè)施的設(shè)計(jì)。例如，青島航標(biāo)處千里巖燈塔，地處偏遠(yuǎn)海島，無(wú)市電供應(yīng)，主要采用太陽(yáng)能發(fā)電的方式供電。一旦太陽(yáng)能供電系統(tǒng)發(fā)生故障，需緊急派船前往維修，遇到惡劣氣象時(shí)，將導(dǎo)致無(wú)法及時(shí)修復(fù)故障。如上文所述，柴油發(fā)電機(jī)組是常用的備用電源。備用發(fā)電機(jī)組原理簡(jiǎn)單，通過(guò)監(jiān)測(cè)目前供電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，在發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)發(fā)電，可保證供電的可靠性，為工作人員上島維修爭(zhēng)取充足的時(shí)間。

3.2 燈器、無(wú)線電設(shè)備等設(shè)備故障

近年來(lái)，隨著技術(shù)的發(fā)展，燈器、無(wú)線電設(shè)備等故障率在不斷下降，但任何產(chǎn)品都無(wú)法做到完全不發(fā)生故障，加之航標(biāo)設(shè)施所處位置大多氣候環(huán)境惡劣，隨著使用年限的增長(zhǎng)，設(shè)備故障也是航標(biāo)失常的重要原因之一。

為了提高航標(biāo)器材的質(zhì)量，在航標(biāo)器材的應(yīng)用及采購(gòu)中，可采取以下措施。一是目前航標(biāo)器材的生產(chǎn)廠商眾多，結(jié)合航標(biāo)器材采購(gòu)和各航標(biāo)處在器材使用中的問(wèn)題，加強(qiáng)航標(biāo)器材的對(duì)比，選擇可靠性更高的產(chǎn)品；二是加強(qiáng)與企業(yè)的溝通，將使用中的問(wèn)題及時(shí)反饋給生產(chǎn)廠家，幫助廠家提高產(chǎn)品質(zhì)量，優(yōu)化器材的使用效果；三是嚴(yán)格器材驗(yàn)收，保證各設(shè)備符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；四是規(guī)范保修條例，對(duì)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的設(shè)備有具體的維修、賠償?shù)冉鉀Q方案，以提高廠家對(duì)質(zhì)量的重視；五是加強(qiáng)與科研單位、生產(chǎn)廠家的合作，提升航標(biāo)科技含量，生產(chǎn)制造更方便使用、更符合要求的設(shè)備，進(jìn)一步提高航標(biāo)質(zhì)量和可靠性；六是在重要的航路位置或者出現(xiàn)故障難以及時(shí)維修的航標(biāo)上，可采用備用燈器的設(shè)計(jì)，例如青島航標(biāo)處千里巖燈塔和朝連島燈塔均有備用燈器。

3.3 標(biāo)體結(jié)構(gòu)受損、涂色不鮮明

人們可直接觀測(cè)的助航標(biāo)志稱為視覺(jué)航標(biāo)，航海人員白天時(shí)通過(guò)觀察視覺(jué)航標(biāo)標(biāo)身的形狀、顏色等，協(xié)助航?；顒?dòng)的開(kāi)展。根據(jù)標(biāo)體材質(zhì)的不同，標(biāo)體的結(jié)構(gòu)、涂色主要存在以下問(wèn)題：混凝土開(kāi)裂、瓷磚脫落、涂色不鮮明、油漆開(kāi)裂或脫落等。為減少此類(lèi)問(wèn)題的出現(xiàn)，航標(biāo)管理者應(yīng)按規(guī)定維護(hù)航標(biāo)。對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)問(wèn)題的標(biāo)題，應(yīng)及時(shí)修復(fù)。

3.4 接地電阻失常

固定航標(biāo)通常有避雷設(shè)施保護(hù)，一般是在燈器頂端裝有避雷器，由接地裝置接入大地或海水中。避雷設(shè)施不直接影響固定航標(biāo)的效能，但在保護(hù)航標(biāo)免遭雷電損壞方面發(fā)揮重要作用。避雷設(shè)施的接地電阻實(shí)質(zhì)上是電流由接地裝置流入大地再經(jīng)大地流向另一接地體或向遠(yuǎn)處擴(kuò)散所遇到的電阻[5]，他直接影響到固定航標(biāo)的避雷效果。

為保護(hù)固定航標(biāo)免遭雷擊損壞，避雷設(shè)施的接地電阻應(yīng)在安全范圍內(nèi)，固定航標(biāo)的接地電阻要小于10 Ω。在地阻的測(cè)試過(guò)程中，針對(duì)接地點(diǎn)土壤的不同特性，可采用多點(diǎn)測(cè)量，然后取平均值計(jì)算；在接地極上存在電阻過(guò)大的影響因素時(shí)，可采用在接地處潑水處理來(lái)調(diào)節(jié)接地電阻；對(duì)接地線上的接觸電阻較大的問(wèn)題，應(yīng)使用銼刀對(duì)測(cè)試夾和接地線進(jìn)行拋光處理[6]。當(dāng)?shù)刈璨荒軡M足要求時(shí)，應(yīng)檢查接地線的腐蝕程度以及斷裂情況，損壞嚴(yán)重時(shí)，要及時(shí)更換接地線；檢查接地線是否松動(dòng)，連接是否可靠。采取措施后，地阻仍不能達(dá)到要求，應(yīng)對(duì)避雷設(shè)施重新設(shè)計(jì)整改。

3.5 人為破壞與盜竊引起航標(biāo)失常

在某些民眾法治意識(shí)或保護(hù)航標(biāo)意識(shí)不強(qiáng)的地方，蓄電池、太陽(yáng)能板、燈器等航標(biāo)設(shè)施存在被污損或被盜的情況。如某些釣魚(yú)者經(jīng)常會(huì)污損固定航標(biāo)標(biāo)體。

針對(duì)此種破壞航標(biāo)的情況，管理者應(yīng)通過(guò)新聞媒體、開(kāi)展航標(biāo)日活動(dòng)等加強(qiáng)航標(biāo)保護(hù)相關(guān)法律法規(guī)的宣傳，提高社會(huì)公眾保護(hù)航標(biāo)的意識(shí)；應(yīng)用科技手段，提高破壞盜竊航標(biāo)設(shè)施的追查，依據(jù)有關(guān)法律、法規(guī)，向肇事者提出相關(guān)索賠要求，依法打擊相關(guān)的違法行為。近年來(lái)，隨著民眾保護(hù)和愛(ài)護(hù)航標(biāo)的法律意識(shí)的提高，人為破壞航標(biāo)的行為在逐漸減少。

3.6 其他應(yīng)采取的應(yīng)對(duì)措施

3.6.1 做好航標(biāo)巡檢工作

加強(qiáng)航標(biāo)定期巡視巡檢工作，是確保航標(biāo)正常最傳統(tǒng)和有效的方法之一。按規(guī)定對(duì)航標(biāo)進(jìn)行定期巡視巡檢，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，排除故障，使航標(biāo)處于良好的技術(shù)狀態(tài)，航標(biāo)管理人員應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)定要求開(kāi)展航標(biāo)的巡視巡檢工作。

3.6.2 加強(qiáng)北斗航標(biāo)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

隨著航標(biāo)信息化的發(fā)展，航標(biāo)遙測(cè)遙控在航標(biāo)狀態(tài)監(jiān)控方面的作用越來(lái)越重要，航標(biāo)管理部門(mén)應(yīng)鼓勵(lì)開(kāi)發(fā)電子監(jiān)控，豐富航標(biāo)監(jiān)控手段[3]。北斗監(jiān)控技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)航標(biāo)位置、燈器和電源狀態(tài)等的檢測(cè)和失常報(bào)警，方便航標(biāo)管理人員監(jiān)視、查詢航標(biāo)設(shè)備運(yùn)行信息。目前，北方海區(qū)公用航標(biāo)北斗覆蓋率已達(dá)到100%，依托北斗監(jiān)控系統(tǒng)，可更快發(fā)現(xiàn)航標(biāo)失常，并幫助診斷航標(biāo)設(shè)備故障類(lèi)型，縮短設(shè)備維修時(shí)間。通過(guò)北斗系統(tǒng)報(bào)警已成為獲取航標(biāo)運(yùn)行狀態(tài)的重要手段之一。

3.6.3 加強(qiáng)與固定航標(biāo)所在地單位人員的溝通

目前，有大量固定航標(biāo)位于其他單位的經(jīng)營(yíng)場(chǎng)所，加強(qiáng)與所在地單位人員的溝通，建立良好的關(guān)系，所在地單位的工作人員能在一定程度上協(xié)助提供航標(biāo)的狀態(tài)，能夠幫助航標(biāo)管理人員更快掌握航標(biāo)狀態(tài)。

4 結(jié)語(yǔ)

固定航標(biāo)失常原因有多種情況，主要包括供電系統(tǒng)失常、設(shè)備失常、標(biāo)體受損、人為破壞失常等，通過(guò)提高航標(biāo)維護(hù)保養(yǎng)的質(zhì)量、加強(qiáng)航標(biāo)的巡檢、把關(guān)設(shè)備質(zhì)量、密切關(guān)注極端天氣、加強(qiáng)保護(hù)航標(biāo)的法治宣傳等，可以有效減少航標(biāo)失常頻次，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和修復(fù)失常的航標(biāo)，保障船舶的安全行駛。期待本文能為其他航標(biāo)轄區(qū)提供一定的借鑒意見(jiàn)，提高固定航標(biāo)失常應(yīng)對(duì)水平，為船舶提供更為優(yōu)質(zhì)的航海保障服務(wù)。