数字航道航标失常数据在航道维护中的分析及应用

张弋沛

（长江武汉航道局，湖北 武汉 430014）

在长江航道局对数字航道要求不断深化的大背景下，从开始的“必须用、全面用、好好用”、到“规范用、出规范”、再到“用出习惯、用出成效、形成生态”。基层航道处在数字航道运用上既要在会用、能用、用好上下功夫，更应该积极利用数字航道系统航道维护数据进行数据统计、分析和研究，通过对相关数据分析和研究来帮助基层航道处解决实际航道维护工作中的一些问题。

1 失常航标数据分析与应用的意义

基层航道处在日常航道维护工作中，恢复失常航标是重点工作之一，也是有效保障航道畅通、安全的重要手段。在数字航道运行之前，工作人员往往凭借多年累积的工作经验来判断，并组织实施航标维护。优点是简单直接、可操作性强且有一定的科学性。但受到具体人员及工作年限等客观因素的限制，特别是在面对复杂的变动关系时，容易出现疏漏和失误。在定量分析上不够严谨和准确，经验判断容易受到心理、情绪、知识结构等个人因素的影响，会产生主观片面性。在数字航道运行后，可以运用数据分析工具，对日常工作中的航道维护作业数据进行统计分析，并将数据分析的结论与现场实际情况相结合，制定针对性强、效果优的航道维护方案，在一定程度上减少航标因各类原因失常的可能，有效降低航标失常率，提高航道维护工作质量，保障航道畅通、安全。

2 数字航道失常航标数据分析

本文以长江阳逻航道处2021 年全年失常航标数据举例说明。对阳逻航道处2021 年航标失常情况进行分析如下。

2.1 失常航标原因数据分析

2.1.1 因自然原因导致失常

因自然原因失常的航标主要集中在汛期。据统计，2021 年全年因自然原因失常的航标总计41 座次，其中7至10月（2021年9～10月上旬长江下游阳逻段出现“秋汛”）因自然原因失常的航标共计25 座次，占全年因自然原因失常航标总数的60.98%。此期间，阳逻水道弯道处凹岸及以下水域因自然原因失常的航标达12 座次，占7 至10 因自然原因失常的航标总数的48%，占全年因自然原因失常航标的29%。如表1 统计。

表1 汛期支流附近水域自然原因失常航标

2.1.2 因船舶碰撞原因导致失常

对因船舶碰撞原因失常的航标进行统计，如图1。据统计，2021 年全年因船舶碰撞失常的航标总计88 座次，仅上半年就达到了61 座次，占全年因船舶碰撞原因失常的航标的69.31%。1 月、3 月、5 月和7 月因船舶碰撞原因失常的航标分别为18 座次、9 座次、17 座次、9 座次，分别占全年因船舶碰撞失常的航标总数的20.45%、10.23%、19.32%、10.23%。

图1 全年船舶碰撞失常统计

2.2 失常航标类型数据分析

运用数字航道辅助决策功能模块中航标失常统计功能进行统计分析，如图2、图3。航标失常原因和航标失常类型较多（单月累计超过10 次）地出现在1 月、3 月、5 月、7 月～10 月。通过对图2、图3 对比分析，5 月、8～12 月因自然原因导致航标失常的占比，较其他月份明显增多。

图2 失常原因

图3 失常类型

根据影响航标助航功能划分了三类航标失常类型：标位失常、标体失常、灯器失常。对相关数据进一步筛选分析，将阳逻航道处2021 年辖区内航标失常数量进行统计，如图4。据统计，2021 年全年因船舶碰撞原因失常的航标总计88 座次，其中仅标位失常的航标共计63 座次，占全年因船舶碰撞原因失常航标总数的71.60%；标位、标体失常的航标共计8 座次，占全年因船舶碰撞原因失常航标总数的7.96%；标位、标体、灯器失常的航标共计17 座次，占全年因船舶碰撞原因失常航标总数的20.45%。

图4 航标失常类型与失常航标数量统计

对航标失常频次较高的航段进行统计，如表2 统计。周阳港白浮一侧水域，失常时间出现在3～9 月，其中，周阳港#3 白浮失常频次达6 座次。猴子礁石一侧水域，失常时间出现在1～4 月，其中，猴子矶#2 红浮失常频次达12 座次。阳逻二水厂附近水域，失常时间分别出现在1～5 月、7～8 月、10 月，其中，阳逻二水长施#2白浮失常频次达5 次。

表2 航标失常频次统计

对单座航标失常类型两类及以上的进行统计，如表3 统计。标位、标体失常较多地分布在：猴子礁石一侧水域（2 座次），阳逻二水厂附近水域（2 座次）；标位、标体、灯器失常较多地分布在：长航洗舱站码头（3 座次）、中交二航局码头水域（2 座次）、武船双柳滑道码头水域（3座次）、恒阳化工码头水域（2 座次）、周阳港白浮附近水域（2 座次）。

表3 失常航标失常类型两类及以上统计

通过对失常航标频次以及失常航标类型进行数据统计分析，2021 年阳逻航道处辖区失常航标区域主要有以下三个特点：

（1）阳逻水道与牧鹅洲水道交界处周阳港白浮一侧水域航标失常频次及失常类型较多；

（2）牧鹅洲弯道下行航路（枯水期）猴子矶礁石一侧水域和（枯、洪两期）上行航路阳逻二水厂白浮一侧水域航标失常频次及失常类型较多；

（3）阳逻水道的长航洗舱站码头、恒阳化工码头水域；湖广水道的武船双流船厂、中交二航局专用码头水域航标失常频次及失常类型较多。

3 导致航标失常的致因分析

3.1 自然原因导致航标失常的致因分析

河口支流受汛期上游来水影响，水位上升快、河道宽度窄、水流流速大，临河两岸的植被、树木被淹没泥土松动，随水流汇入长江干流。大量植被、树木汇入江中，到达阳逻水道后，随主流而下进入主流一侧缓流。植被、树木等缠绕在标志船索具上，累积到一定数量后使标志船锚抓力下降导致航标失常。

3.2 船舶碰撞导致航标失常的致因分析

（1）牧鹅洲弯道猴子矶礁石一侧水域船舶碰撞航标原因分析：在枯水期牧鹅洲弯道白浮一侧受牧鹅洲滩尾泥沙淤积和猴子矶礁石双重影响，航宽较窄。在此处会船时，通常下行船舶过弯时习惯将船位摆在过于“挂高”的位置上，占用了对向上行船舶部分航路。当会船出现紧迫局面时，为防止船舶发生碰撞，下行船舶操作大角度舵角急转让出对向船舶上行航路，此操作由于船舶冲程和水流流速、流向等因素的影响，极易导致下行船舶船尾扫弯碰撞该处航标。

（2）牧鹅洲弯道以下阳逻二水厂白浮附近水域船舶碰撞航标原因分析：虽然水深条件较好，但该处为回流区水文条件复杂。部分船舶为更经济地航行，选择在航道外侧航行，进入牧鹅洲弯道时，再由阳逻二水厂施#1 至#2 白浮间穿行进入上行航路。由于操作不当及水流流速、流向的影响，造成船舶碰撞该处航标。

（3）周阳港#3 白浮船舶碰撞航标原因分析：周阳港#3 白浮受阳逻公路长江大桥桥涵标设置位置及多余灯光的影响，部分下行船舶在通过桥区下行时，船位偏向白浮一侧，周阳港#3 白浮标位距离中石油西北分公司码头较近，受到码头白色强光影响，绿色单闪航标灯光被白色灯光遮蔽，船舶驾驶员在安全距离无法辨识，从而导致船舶碰撞该处航标。

（4）码头和锚地水域碰撞航标原因分析：①长航洗舱站码头、恒阳化工码头水域原因分析：特别是中小型船舶因自身船舶宽度较小，在进入码头泊位时违规穿越浮标，或在出泊位后贪图缓流贴航标航行。当船舶行至标志船附近时，因受船吸效应影响，体积较小的标志船向体积较大的行轮一侧倾入，导致船舶碰撞航标。②武船双柳船厂、中交二航局码头水域原因分析：船舶碰撞航标多因船舶驾驶员进泊位时，操舵时角度较小或在码头内水域违规掉头导致船舶碰撞航标。③周阳港#1、#2 白浮标和李家矶锚地#1、#2 专用浮原因分析：该处4 座航标设置位置间距较近，部分船舶在航行过程中未按航行规定进出锚地，违规穿越浮标时极易碰撞该处航标。

4 将数据分析结论与实际情况相结合，制定相应工作对策

4.1 针对汛期自然原因航标失常情况：

（1）在汛期航道维护时加强航道巡查工作以及数字航道电子巡查力度。在航道巡查过程中，应重点关注河口支流出口处及其以下的航标，同时加强关注往年汛期容易因缠绕物过多而失常的航标。

（2）在汛期要加大航道巡查频次，通过巡查及时发现并处置航标索具上的缠绕物，减少航标流失的可能，确保航标技术状况正常。

4.2 针对牧鹅洲弯道重点航标失常情况：

（1）在枯水期加大牧鹅洲滩尾的探测力度，并根据水深探测情况逐步调整牧鹅洲下口白浮标位，根据水位及探测情况逐步收紧该处航宽。

（2）枯水期设置牧鹅洲下口白浮时，应兼顾航宽条件及该处水深情况，既保证浅点在航道外侧，又能保证航道尺度有富余。

（3）定期安排工程疏浚船舶对牧鹅洲滩尾进行维护性施工，改善牧鹅洲滩尾处浅点水深条件。

4.3 针对周阳港#3 白浮船舶碰撞航标失常情况：

（1）与阳逻大桥桥管所联系，对下行桥涵标设置位置进行优化调整，并关闭夜间与通航无关多余灯光。尽可能减少桥区光对助航标准灯光设备的影响，确保船舶有效识别助航标志，避免碰撞航标。

（2）将周阳港#3 白浮进行优化调整，向上游水域适当调整尽可能减少中石油码头灯光污染。

4.4 针对船舶违规航行导致航标失常情况：

（1）加强与当地海事部门协作，严厉打击船舶穿行锚地、穿反浮航行的船舶，规范船舶航行秩序。

（2）通过走访船舶及新媒体等方式加强《航道法》《航标条例》《航道管理条例》等航道航标法律法规的宣传力度，增强船员法律意识。

（3）坚决打击破坏、盗窃国家航道设施和设备的违法行为，确保航道设施、设备不被人为破坏，保证航道安全畅通。

5 小结

对数据进行分析，也是对往期工作的一种回顾方式。通过对数据的分析和研究，可以掌握这些数据背后与航标有关的信息和具体情况。发现事物之间的联系，掌握普遍规律，这是给目前基层航道处在实际维护作业中出现的“工作任务重”“工作时间不定时”“维护效果不理想”等问题提供了切实可行的解决手段。运用一定的数据思维，充分利用数据资源，对数据进行有效专业的分析，在制定工作决策方面，可以促进关键性决策转变为定量决策，提高科学性；在工作具体执行方面，降低一定的工作强度，提高工作效率；在航标维护效果方面，可以促进感性认知转向理性分析。通过对各类数据统计、分析、研究，并与实际情况相结合的方法，有针对性地开展航道维护工作。有利于基层航道处从粗放式管理模式转变向精细化管理模式的发展，促进基层航道处在航道维护中提高工作效率和管理水平。