数字技术在航标管理中的应用

数字技术在航标管理中的应用
“数字技术”是一门高新技术，它的优势不言而喻。

本文主要就“数字技术”的基本概念、内涵及在实际航标管理的应用、前景作一些初步的论述及探讨。

标签：数字技术；AIS；航标；遥测遥控
一、前言
随着信息时代的到来，新能源、新技术的不断出现，在航标领域内,传统意义上的航标结构体系早已从单一的视觉航标向更加效率的多元化、一体化的航标体系发展迈进，其管理方式也由单一的人工劳作逐步向数字化管理过渡。

二、数字技术的蓬勃发展
上世纪四十年代，世界上第一台通用数字电子计算机问世，人类历史正式步入了数字信息时代。

时至今日，数字技术得以迅猛发展，在国民生产的各行各业，数字技术更是以其方便、快捷、高效等诸多优点对人类工作、生活的各个领域起到了全面的推进作用。

数字技术，带给了人类新的思维理念，新的工作方式，新的社会生活，新的日常世界。

数字技术，正在不断打破地域的和民族的局限，使我们生活的星球越来越成为了“地球村”。

三、我国航标数字化现况
航标的数字化是大势所趋，我国“数字航标”的发展始于20世纪90年代，短短十几年间，相继建立了多种基于“数字航标”的专业系统。

据资料显示：1996－2000年，建成了全国联网的“航测信息系统”。

1994－1999年，建成了覆盖全国沿海的20座RBN／DGPS基站系统。

1998年起逐步建成长江口、珠江口、渤海湾的航标遥控遥测系统，并在逐年扩展中。

自上世纪90年代起，我国相继建成了22个港口的VTS中心、GMDSS和中国船舶报告中心。

2001－2004年，建成了长江口、珠江口、渤海湾、琼州海峡AIS基站系统，到2011年底，全国建成和在建的地区级网络有20多个，AIS基站有200多个，基本上实现了我国沿海的AIS覆盖。

我国的航标数字技术虽然起步较晚，但由于交通部海事局的高度重视和大力推广，目前在数字化航标尤其是船舶自动识别系统（AIS）的应用方面居世界前列。

四、数字技术在航标管理工作中应用的必要性
作为沿海航标的维护管理单位，为了有效的保障海上船舶交通安全，我们必须保证辖区各航标随时处于正常适用状态。

而在目前的工作环境下，航标管理工作往往因为自身的特点和一些客观原因，制约了航标管理质量的提高：
（一）航标管理工作点多面广，巡检量大，工作中存在盲点
我国目前沿海航标呈现种类多、数量大、分布面广、工作环境恶劣的特点，航标管理部门往往为了便于航标的维护管理，不得不分散人力，分地值守，这不仅造成了管理者劳动强度的增大，而且对于提高航标维护管理质量的效果也不明显。

就烟台航标处而言，其管辖范围为：西起黄河口，东至荣成成山头，北到北隍城岛，南至乳山口，目前管理各类助航标志共496座。

单从这个辖区范围来看，东西绵延几百公里。

为了便于航标管理，我处除了处机关外，从东到西还设置了七个基层航标管理站，由各航标管理站来具体履行辖区航标的日常管理工作。

目前的我处航标巡检周期是港外标志每月巡检一次，港内标志每月巡检两次。

因此对于那些暂时没有进行数字技术改造的航标设备的状态收集也只能限定在巡检的时候进行，而对于两次巡检之间的航标设备所发生的情况却无法了解。

与此同时，由于天气情况恶劣等客观情况的影响,经常会打乱正常的巡检周期，令管理者无法实时掌握辖区航标设备的确切状态。

以上几种可能都将直接影响航标管理部门对航标设备运行状态的掌握。

比如在航标失常的紧急情况下，作为航标设备的管理者由于没有信息来源,很可能无从知晓，也就无法第一时间组织维护、修复。

同时，巡检，作为当前条件下我国航标管理部门了解航标状态的一种重要手段，由于缺乏明确的针对性和目的性，其对人力、物力、财力的消耗都是巨大的。

（二）航标日常管理存在的难题
1、航标灯系统各设备容量的匹配问题
在航标的日常维护管理工作中，由于航标灯系统各设备容量匹配的不合理常常会导致设备的故障隐患或资源浪费等问题。

比如，我们常用LED冷光源灯器和传统的155mm灯器所需的启动电压不等，配备的蓄电池容量或太阳能电池容量就相应的有所区别。

而在我们的实际工作中，对于这些情况，我们往往只能根据经验，人为的来进行匹配、调整，很容易造成灯器过压或欠压等问题，长此以往势必影响灯器和电池的使用寿命。

同样，用于部分灯塔、灯桩、灯浮标上的太阳能充电装置，由于春夏秋冬四季太阳光效的差别，太阳能的充电效果也不一样等，虽然系统自带的充电控制器可以对充电电流进行调节，但作为航标的管理部门，我们如果只能机械地管理设备，却无法清楚地掌握太阳能供电系统的工作状态，这对我们航标管理质量的提高无疑是无益的。

2、航标的受损问题
沿海航标是船舶进出港口的重要参照物，但在现实当中，由于航标用户对航标作用的认识不足或重视不够，损坏航标设备的现象时有发生。

每年，在我处对
灯浮标的应急反应中，除少量因天气原因导致灯浮标移位、漂失的情况外，其它大部分异常均来自上述原因。

根据我国《沿海航标管理办法》第二十六条的规定，“船舶、设施触碰沿海航标，船舶、设施所有人或使用人应当立即向沿海航标管理机构报告”。

而在现实中，由于缺乏海上监管，肇事后往往可以轻松地逃脱法律的制裁。

所以，在所发生的航标事故中，肇事逃逸率几乎达到了100％，这些都严重影响了海上航标设备的助导航效能。

受损的或被船舶拖拽进入航道的灯浮标失去了作为助航标志的意义，从另一层面，反而成了碍航物，对船舶造成的不安全隐患更大。

（三）复杂情况下航标的助导航效能问题
作为航标主管部门，确保航标的助导航效能，保证海上船舶的交通安全是我们的使命。

但当遭遇下列情况时，常规航标的助导航作用将无从发挥：
1、风雪、大风浪等恶劣天气，雷达的反馈信号会受到干扰，很可能出现丢失目标的问题，对船舶的安全有很大影响。

2、船舶行驶于岛礁或航道的弯曲地段等遮蔽水域时，
目视航标的效果很微弱，而雷达由于自身的工作原理，也无法观测到这些目标，对船舶航行存在安全隐患。

3、一些港口航道交错，进出途径众多，对不熟悉该水域情况的船舶很容易造成危险。

例如，我处辖区蓬莱栾家口作业区的外航道，由于业主为了保证该航道能够进出较大吨位油船的需要，在宽1000米的划定航道内进港靠左一侧人工疏竣了一条底宽125米的航道，水深达到－14米，形成了同一航道中水深不一致的“大航道套小航道”现象。

这种情况下，作为航行者，在面对航标时往往会不知所措。

五、数字技术在航标管理工作中的优势
就现阶段而言，我们所指的航标管理中的数字技术，涵盖了船舶自动识别系统（AIS）、船舶交通服务系统（VTS）、差分定位系统（DGPS）、航标遥测遥控系统等独立或综合的远近程无线电助导航、监控设施。

数字技术在航标管理中的应用优势和美好前景不言而喻。

就我们的航标工作而言，概括来讲，所谓的数字化航标管理就是将传统意义上的助导航元素通过数字化、信息化、虚拟化、可视化等处理方式，使原本抽象的东西在计算机可视环境下，达到有利于航标管理者管理的一种模式。

数字技术目前在我处部分灯塔、灯桩的管理中应用较广，从使用的效果来看，
其便捷和效率是其它航标体系根本无法实现的：
（一）遥测遥控
遥测遥控技术是一种实现远距离无线测量与控制的专业技术手段，航标的遥测遥控采用点对面的方式，即从航标处监测中心到基层各航标管理站管辖航标灯塔、灯桩遥测遥控数据的管理。

遥测遥控技术出现之前，为了保证各辖区航标设备的运行质量，我们每年在航标巡检方面都需要投入了大量的人力和物力，但实际效果尤其是对航标实际运行状态的掌握方面，始终无法做到及时、充分。

遥测遥控系统实际上是一个实时动态系统。

该系统通过相应功能的软件支持，依靠专用自动化航标设备来完成航标信息参数的自动采集、传输等功能，从而完成实时信息的动态管理。

遥测遥控技术的研发和应用实现了航标设备状态信息的实时播发，管理者可以通过遥测遥控终端界面对航标设备进行遥控测试，及时掌握航标设备实时运行数据及故障报警，确认航标设备的运行状态。

目前，我处已经在部分的灯塔、灯桩上应用此技术，管理者通过监控中心电脑界面可以轻松的掌握各航标设施的电流、电压、故障报警等一系列运行参数情况，大大便利了航标的管理工作。

下一步，如何更好的改进、推广及与GPS定位技术相结合加快在港口重点区域灯浮标上的应用，将具有很现实的意义。

达到这样的效果，我们才可以更加合理的调配人力、物力，真正做到巡检的有计划和针对性，从而达到减少设备巡检次数，延长巡检周期，降低航标设备维护费用的目的。

在推进航标管理现代化方面，遥测遥控系统界面还可以按照预定格式，按时自动汇总航标管理部门或主管部门所需的各类报表或资料，通过计算机网络传送至指定用户，促进了航标信息管理的标准化和规范化建设，从而进一步提高航标设备的管理质量。

我国目前已初步建成了四大海区的航标遥测遥控系统，实行海区监控中心、航标处监控中心、监控分中心和数据采集终端四层管理。

具体到航标处监控中心的功能来看，管理者可以根据实际工作需要，通过图形化人机界面，监视、查询航标设备的运行信息，实时、动态地掌握每个灯塔、灯桩甚至更广意义航标的具体信息，及时发现存在的问题，及时进行维护管理，确保航标“两率”。

（二）船舶自动识别系统（AIS）
船舶自动识别系统（AIS），是工作在VHF海上频段上，能在船舶之间和船岸之间能自动进行航行通信、建立船舶信息交换和船舶识别的一个集现代通信、网络技术和信息技术于一体的新型助航系统。

AIS的出现是航标数字化建设的一个契机，通过数字化建设，将不仅使海区
的航标管理机构高效运转并相互协作、信息共享，连接成一个有机整体，更能促使基层航标管理站的业务管理从传统的劳动密集型向知识密集型转变，迎合了部局提出的“交通海事、阳光海事、数字海事”的发展目标，为航标管理现代化战略目标的实现创造有利条件。

AIS技术具备如下功能：1、自动向合适配备的岸台、其他船舶和航空器提供信息，包括船舶识别、类型、位置、航向、航速、航行状态和其他与安全有关的信息；2、自动接收来自岸台和其它船舶的有关信息；3、识别船只、检测和跟踪船舶；4、与岸基设施交换数据；5、简化信息交流和提供其他辅助信息以避免碰撞发生。

基于AIS上述的强大功能，我们不难解决航标管理中的一些问题：
1、减少或消除航标受损情况
在AIS网络覆盖区内，AIS岸台可以清楚掌握每艘装有AIS船台设备的船舶的动静态信息，可以对其实行实时监控和数据采集、储存。

如发生航标受损情况，管理者可以迅速通过AIS系统数据检索功能，搜寻出在该时段内，所有经过受损航标一定半径内的船舶动态信息，采集、分析数据，然后通过海图终端回放可疑船舶的航行轨迹，即可查获、严惩肇事船舶，以达到保护航标的目的。

2、解决复杂情况下航标的助导航效能问题
（1）在恶劣天气下，AIS系统尽管也可能会受到干扰，但由于工作原理的不同，其受恶劣天气的影响较雷达要小的多。

而且，只要在AIS覆盖区，目标不会由于距离的远近、大小、形状而产生信号差异，加之AIS传输的信息量较大，因而十分利于船舶的助导航。

（2）船舶在复杂水域航行时，AIS系统的助导航效果尤为明显。

AIS系统会把附近水域航行船舶的数据显示在显示屏上，航行于遮蔽水域的船舶可以通过AIS船台界面及早发现目标，从而避免突然出现目标使船舶被动的局面，进而保证了船舶在该水域航行的安全。

（3）AIS可通过岸台向船台播发安全服务信息，提醒船舶引起注意。

另外，AIS还有设置虚拟航标的功能，如果未来船舶AIS化普及，可以考虑在诸如“大航道套小航道”等复杂情况下，设置虚拟航标，以改变目前航道混乱的情形。

当然，我们的AIS或航标遥测遥控技术等一系列“数字航标”的应用目前还处于初级阶段，还会有这样那样的不足和缺陷，但“数字航标”作为航标的一种新形式，它是一种趋势，一种必然，它已经完全区别于传统意义的航标，而更趋向于一种能够为船舶提供助导航综合服务的平台。

这个平台不但具有传统航标的功能，使用者还可以通过它，查询、播发与航海相关的各类信息，为船舶提供更多、更完善的助导航服务。

六、结束语
“数字航标”，是基于当今数字技术的发展对航标业全面而深刻的影响这一现状而提出的。

它的出现，迎合了部局“三个海事”的发展要求，符合了当今航标业的发展趋势，在国际航标领域具有先进和现实的意义。

我们可以预想，在未来的航标事业中，随着数字技术持续、快速的发展和AIS、遥测遥控等一些数字技术在航标管理中的良好应用，集网络化、信息化和多系统“一体化”于一身的“数字航标”必将会以其便捷、高效等特点在航标事业中逐渐占据主导地位。