固定航标失常分析及应对措施

闫 磊 张 璐

(交通运输部北海航海保障中心青岛航标处，山东青岛 266011)

0 引言

航标是帮助船舶安全、经济、便利航行的重要设施，为了实现以上作用，航标一般具有4 项功能，即定位功能、危险警告功能、确认功能和指示交通功能[1]。工作状态良好的航标，能为船舶航行发挥其应有的助航效能；失常的航标会在不同程度上丧失其助航效能，甚至会给航行中的船舶带来安全隐患。提高航标正常率，及时发现和修复失常航标，是提升航标助航效能的重要工作内容。

1 固定航标失常的相关定义和规定

1.1 固定航标

为帮助船舶航行而设置的助航设施，称为航标。位置固定的助航标志，称为固定标志，例如灯塔、灯桩、立标等[2]。

1.2 航标失常

航标不能显示其对外公布所述特征的技术状态[2]，统称为航标失常。

1.3 航标失常的发现

在航标维护工作中，发现航标失常的信息源主要包括以下几个方面：航标巡检时发现的航标失常；辖区海事部门和当地人民政府的通报；港航单位的报告；其他单位或个人的报告。

1.4 航标失常修复时限

根据《海区航标维护管理规则》（海航保〔2019〕485 号）要求，除因为天气无法开展修复外，航标失常修复时限根据失常的类型分为48 h 和72 h[3]。航标失常修复时限的规定，综合考虑了修复的难易程度、修复时的特殊因素等。及时修复失常的航标，才能保证航标效能的正常发挥。

2 航标管理站的职责

航标管理站承担着大量的航标巡检和维护工作，是各航标处航标巡检、维护工作的基层单位，在及时发现、抢修失常的航标、提高航标正常率等方面发挥着重要作用。以青岛航标处青岛航标管理站为例，主要管理辖区灯塔、灯桩、导标等固定航标设施。随着科技的不断进步与发展，将来会有越来越多的新技术运用到航标的管理维护中，这需要航标管理人员要积极学习，紧跟技术进步的潮流。本文结合航标站自身工作，立足于固定航标，研究讨论固定航标失常的常见原因和应对措施。

3 航标失常的种类和应对措施

视觉航标、无线电航标、音响航标均有为满足助航效能而要求的总体性能指标[3]，根据以上指标要求，固定航标失常的类别主要包括：灯质错误或熄灭、标身结构破损、涂色不鲜明、无线电信号错误、音响航标响声不清等。

3.1 供电系统失常

3.1.1 市电供电系统失常及应对措施

民用电网供电，又称市电，在我国为220V 交流电。在离居民电网较近的灯塔、灯桩，架设输电线路较方便和经济时，采用市电供电，是一种较为理想的供电方式，因为其成本低、可靠性较高，能满足大功率灯器的耗电量，目前市电供电在固定航标上使用较为广泛。

以市电为主要供电系统的灯塔、灯桩，应根据相关规范和需求，设置电源线路及相应的变、配电设备，市电供电系统的故障主要表现为：交流电供电中断；电压转换设备故障。

针对故障原因，应采取以下措施：市电供电的稳定，需要依靠供电部门的支持，航标管理部门应加强与供电部门的沟通协调，确保供电的稳定，一旦出现供电线路故障，能够及时地采取维修措施；采用质量优良的电压转换设备；雷雨天气后，加强巡检，及时发现跳闸的空气开关及故障的设备。

3.1.2 太阳能供电系统失常及应对措施

太阳能供电是利用硅太阳能电池把太阳能转换为电能，属于再生电能源。除了太阳能供电，航标领域使用的再生电能源还有风能和波浪能：风力供电系统是利用风力发电机把风能转换为电能；波浪供电是利用波力发电装置把波浪能转换为电能。

远离陆地的固定航标，难以接入市电，再生电能源成为其首选供电方式。因为太阳能供电具有可靠性高、设备简单、维护方便、寿命长、安装后维护成本低、无噪声和适用面广等优点，且太阳能发电技术能与航标上广泛使用的LED 灯完美结合[4]，其应用范围远超风力供电和波浪供电，本文仅讨论太阳能供电系统，航标领域使用的太阳能供电系统如图1 所示。

图1 太阳能供电系统示意图

由图1 可知，一个完整的太阳能供电系统一般由太阳能板、蓄电池组和电源控制器组成。在近年的航标维护中，太阳能供电系统的失常主要原因为：连续阴雨天气造成太阳能板给蓄电池充电受限；蓄电池老化，储存电量下降，无法提供足够的航标用电；太阳能板老化或被鸟粪等异物遮挡，无法提供足够的电压和电流；电源控制器故障。

针对以上的失常原因，航标维护人员应关注太阳能板和蓄电池的使用年限，密切监测即将到达使用寿命的设备，及时更新充放电效能明显下降的设备；及时清理太阳能板上的异物，必要的时候可安装驱鸟设备；在供电系统设计之初，应充分考虑到阴雨天气的影响，太阳能发电系统的容量应满足连续阴雨天气下的供电需求；及时更换出现故障的电源控制器，防止蓄电池过充或过放，为负载提供稳定的电压，延长蓄电池和负载的使用寿命。

3.1.3 柴油发电机组供电

因距离原因不能接入市电的有人值守的灯塔，柴油发电机常用作基本电源。近些年来，新型灯器的耗能大幅降低，射程较远的灯器的供电需求，单纯使用太阳能供电也可满足，柴油发电机组多作为应急和备用电源。因使用频率的大幅下降，由柴油发电机组导致的航标失常已较为少见。需注意的是，按照发电机组要求，定期开展维护保养，定期开机试机，确保发电机组处于可用状态。

3.1.4 线路故障及其应对措施

线路故障主要表现为，接线处松动，造成接触不良；剥线时造成线路损伤，随着时间的推移，线路开路；走线时线路弯折过于剧烈，造成线路开路。这需要航标管理人员在接线时，线路走向合理，剥线和接线符合相关规范，接线完成检查相关的接线点，保证设备间连接正常。

3.1.5 备用发电设施的使用

在重要位置的灯塔、灯桩上，为保证在主供电设备发生故障时，航标设备能正常工作，常采用备用供电设施的设计。例如，青岛航标处千里岩灯塔，地处偏远海岛，无市电供应，主要采用太阳能发电的方式供电。一旦太阳能供电系统发生故障，需紧急派船前往维修，遇到恶劣气象时，将导致无法及时修复故障。如上文所述，柴油发电机组是常用的备用电源。备用发电机组原理简单，通过监测目前供电设备的运行状态，在发生故障时，自动启动发电，可保证供电的可靠性，为工作人员上岛维修争取充足的时间。

3.2 灯器、无线电设备等设备故障

近年来，随着技术的发展，灯器、无线电设备等故障率在不断下降，但任何产品都无法做到完全不发生故障，加之航标设施所处位置大多气候环境恶劣，随着使用年限的增长，设备故障也是航标失常的重要原因之一。

为了提高航标器材的质量，在航标器材的应用及采购中，可采取以下措施。一是目前航标器材的生产厂商众多，结合航标器材采购和各航标处在器材使用中的问题，加强航标器材的对比，选择可靠性更高的产品；二是加强与企业的沟通，将使用中的问题及时反馈给生产厂家，帮助厂家提高产品质量，优化器材的使用效果；三是严格器材验收，保证各设备符合质量标准；四是规范保修条例，对出现质量问题的设备有具体的维修、赔偿等解决方案，以提高厂家对质量的重视；五是加强与科研单位、生产厂家的合作，提升航标科技含量，生产制造更方便使用、更符合要求的设备，进一步提高航标质量和可靠性；六是在重要的航路位置或者出现故障难以及时维修的航标上，可采用备用灯器的设计，例如青岛航标处千里岩灯塔和朝连岛灯塔均有备用灯器。

3.3 标体结构受损、涂色不鲜明

人们可直接观测的助航标志称为视觉航标，航海人员白天时通过观察视觉航标标身的形状、颜色等，协助航海活动的开展。根据标体材质的不同，标体的结构、涂色主要存在以下问题：混凝土开裂、瓷砖脱落、涂色不鲜明、油漆开裂或脱落等。为减少此类问题的出现，航标管理者应按规定维护航标。对已经出现问题的标题，应及时修复。

3.4 接地电阻失常

固定航标通常有避雷设施保护，一般是在灯器顶端装有避雷器，由接地装置接入大地或海水中。避雷设施不直接影响固定航标的效能，但在保护航标免遭雷电损坏方面发挥重要作用。避雷设施的接地电阻实质上是电流由接地装置流入大地再经大地流向另一接地体或向远处扩散所遇到的电阻[5]，他直接影响到固定航标的避雷效果。

为保护固定航标免遭雷击损坏，避雷设施的接地电阻应在安全范围内，固定航标的接地电阻要小于10 Ω。在地阻的测试过程中，针对接地点土壤的不同特性，可采用多点测量，然后取平均值计算；在接地极上存在电阻过大的影响因素时，可采用在接地处泼水处理来调节接地电阻；对接地线上的接触电阻较大的问题，应使用锉刀对测试夹和接地线进行抛光处理[6]。当地阻不能满足要求时，应检查接地线的腐蚀程度以及断裂情况，损坏严重时，要及时更换接地线；检查接地线是否松动，连接是否可靠。采取措施后，地阻仍不能达到要求，应对避雷设施重新设计整改。

3.5 人为破坏与盗窃引起航标失常

在某些民众法治意识或保护航标意识不强的地方，蓄电池、太阳能板、灯器等航标设施存在被污损或被盗的情况。如某些钓鱼者经常会污损固定航标标体。

针对此种破坏航标的情况，管理者应通过新闻媒体、开展航标日活动等加强航标保护相关法律法规的宣传，提高社会公众保护航标的意识；应用科技手段，提高破坏盗窃航标设施的追查，依据有关法律、法规，向肇事者提出相关索赔要求，依法打击相关的违法行为。近年来，随着民众保护和爱护航标的法律意识的提高，人为破坏航标的行为在逐渐减少。

3.6 其他应采取的应对措施

3.6.1 做好航标巡检工作

加强航标定期巡视巡检工作，是确保航标正常最传统和有效的方法之一。按规定对航标进行定期巡视巡检，可及时发现问题，排除故障，使航标处于良好的技术状态，航标管理人员应严格按照规定要求开展航标的巡视巡检工作。

3.6.2 加强北斗航标监控系统的应用

随着航标信息化的发展，航标遥测遥控在航标状态监控方面的作用越来越重要，航标管理部门应鼓励开发电子监控，丰富航标监控手段[3]。北斗监控技术可实现对航标位置、灯器和电源状态等的检测和失常报警，方便航标管理人员监视、查询航标设备运行信息。目前，北方海区公用航标北斗覆盖率已达到100%，依托北斗监控系统，可更快发现航标失常，并帮助诊断航标设备故障类型，缩短设备维修时间。通过北斗系统报警已成为获取航标运行状态的重要手段之一。

3.6.3 加强与固定航标所在地单位人员的沟通

目前，有大量固定航标位于其他单位的经营场所，加强与所在地单位人员的沟通，建立良好的关系，所在地单位的工作人员能在一定程度上协助提供航标的状态，能够帮助航标管理人员更快掌握航标状态。

4 结语

固定航标失常原因有多种情况，主要包括供电系统失常、设备失常、标体受损、人为破坏失常等，通过提高航标维护保养的质量、加强航标的巡检、把关设备质量、密切关注极端天气、加强保护航标的法治宣传等，可以有效减少航标失常频次，及时发现和修复失常的航标，保障船舶的安全行驶。期待本文能为其他航标辖区提供一定的借鉴意见，提高固定航标失常应对水平，为船舶提供更为优质的航海保障服务。