应用智能航标解决巢湖湖区航标巡航排查难题

    杜丽娟++沈保根

    

    摘 要：巢湖湖面宽广，湖区航道网呈放射状，船舶航行对航标的依存度高，传统的航标管理主要依靠定期巡航排查，维护成本居高不下，且无法保证在第一时间发现问题。智能航标有效解决了以上问题，节约了人力资源成本，保证了航标维修的时效性。

    关键词：湖区航道 智能航标 航标维护

    概述

    巢湖闸以上流域面积9153 km2，主要支流有丰乐河、杭埠河、南淝河、派河、白石天河、柘皋河和兆河等呈放射状注入巢湖；巢湖闸下裕溪河水系流域面积3929km2，主要支流有清溪河、西河等，经湖泊调蓄后由裕溪河和牛屯河分洪道等注入长江，裕溪河上建有巢湖船闸和裕溪口船闸。巢湖正常蓄水位6.1m，湖底高程一般3～4m，为典型的浅水湖泊，巢湖20年一遇洪水位10.6m。

    巢湖既是水路货物运输的重要航道、又是传统的渔场、现代旅游风景区，流域内河航道资源十分丰富。目前已形成了以巢湖湖区为中心，放射状的航道布局格局。巢湖湖区航道是合裕线、派河、兆西河、白石天河、丰乐河等航道对外沟通的必经线路，湖区中主要有合裕线航道巢湖湖区段、散兵航道、派河口至合裕线航道、马尾河口及白石天河口门至合裕线航道等，湖区共有等级航道30条，航道里程650公里，其中Ⅲ级航道53km，Ⅴ级航道189km。

    巢湖湖面宽广，如果没有航标，在天气恶劣的情况下，水天一色，方向难辩，船舶无法航行，容易触礁、沉船、翻船。航标也使巢湖渔民不会迷失方向。为了保证船舶航行安全，有关部门在巢湖水面上设置了多种形式的航标。受多种原因有限，配备的航标遭到不同程度损坏；例如2005年合肥市地方海事局在巢湖入三河口门抛石坝上、下游设置了5座浮标，但时间不长就全部丢失，造成来往船舶碰撞到抛石坝上，传统的航标管理主要依靠例行的船舶定期检查，定期巡航排查、维护成本居高不下，而且无法保证航标在第一时间发现问题，保障船只安全通航。

    航标失常原因分析

    1、船舶碰撞造成航标失常

    船舶碰撞造成航标失常数量比例最大，碰撞原因大多受船舶驾驶技术、能见度较低，疲劳驾驶等因素的影响。

    2、恶劣气象造成航标失常

    一是高强度的暴风将浮标的标体吹倒或系缆断裂，导致浮标移位流失或者沉没；二是雷电瞬间击坏标灯电路或灯器，致使灯光熄灭；三是长时间的阴雨天气造成太阳能电源充电不足，致使灯器工作电流不足无法正常发光及各种原因导致的电路故障造成航标失常。

    3、人为破坏造成航标失常

    部分岸标设置位置较为偏远，大多在乡镇或村部，部分民众缺乏航标保护的法律法规意识，航标配件中的灯器、电源、太阳能板等相关器材常被人为偷盗或者损坏，致使岸标失常。

    航标失常带来的不利影响

    航标一旦被擅自移动或破坏，其正常功能将不能发挥，就可能造成船舶航行偏离航道，发生船只搁浅、倾覆、碰撞等海损事故，严重威胁公共通航安全。这些航标的设置根据类型的不同，发挥的功能也各不相同，造成的影响及损失程度也不一样，大致可分为三大类：

    一是充分利用自然水深，为船舶提供一条尺度符合技术规范，标示航道界限，经济便捷通道而设置的航行标志。这类航标的失常容易使船舶在浅险航道内搁浅，使得原有航槽被破坏，航道条件迅速恶化，造成航道尺度得不到保障，严重影响航道通航，并且恢复航道原始形态所耗费的工作量、时间和成本均较大。

    二是受委托为水工设施、碍航物设置的专用标志。此类标志主要是进行警示提醒，这类航标失常容易引发海损事故，并且对水工设施造成破坏。

    三是在施工河段或特定水域设置的信号标志。防止行轮船舶误入禁止通航水域，从而避免安全事故的发生。

    智能航标的功能

    为了适应日益繁忙的水路运输要求，航道管理部门急需一个性能高效且安全可靠的航道管理系统，以实现航标维护和管理的现代化、智能化、自动化。智能航标灯，采用单片机为核心，ARM嵌入式系统作为硬件平台，GPS模块作为定位模块，GSM模块作为无线通信模块，精准的PTC模块，实现航标的数字化管理，通过GPRS方式联网，实现远程集中管理。

    功能如下：①行政管辖范围所属标灯在电子地图上直观显示航标位置、分级管理站、市局，省局。②标灯异常，在第一时间主动上报并在电脑地图上显示异常，航标位置以及故障现象。③航标安装后，非正常移动，超过设置距离，主动上报非正常位移，并显示航标在地图上当前位置。④航标安装后，设定航标工作水深范围，一旦因涨水或退水超出设置范围，主动上报当前水深，并在地图上显示，提高移标准确性、即时性，以保证船只在航道安全行驶。⑤智能航标对光源每一颗灯珠都实行管理，只要有一颗灯珠异常，即主动上报，让管理人员第一时间进行修复。⑥在连续阴雨天，标灯的太阳能充电与电池工作情况直接影响到航道安全，智能标灯每小时主动上报电池工作情况，让管理人员掌握第一手数据，及时发现隐患。

    结论

    智能航标以人为本，集中分级管理模式。利用先进的物联网技术、高效的人机交互技术，强大的可扩展性，方便建立指挥中心。智能航标无需再分光源颜色定制，可随意安装。电脑与手机点击进入，即可显示所属行政范围内所有标灯位置及工作情况， 也可对智能航标发出设置指令，进行相关设置。在管辖范围内的任意一盏环保智能航标都可以通过电脑远程监控，基层管理单位可控，上级管理单位可监控。除安装、移标、维修外其他所有功能均可远程操作。不再像传统航标一样，巡航找故障，查故障问题。环保智能航标所有数据、地理位置、故障现象在电脑上同步显示，出现异常能及时有针对性进行检修，方便快捷。

    （作者单位：合肥市地方海事局）