岳建軍

摘 要：隨著電子信息系統(tǒng)的飛速發(fā)展，智能化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用于航標(biāo)系統(tǒng)越來越普及，通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)及時(shí)監(jiān)控工作狀態(tài)是航標(biāo)工作的一項(xiàng)重要組成部分。本文重點(diǎn)介紹航標(biāo)遙測(cè)遙控系統(tǒng)在燈塔上的應(yīng)用，以及存在的問題，提出了以后發(fā)展的方向。

關(guān)鍵詞：航標(biāo)燈；遙測(cè)遙控；燈塔

一、引言：

燈塔是一種固定的大型視覺助航設(shè)施，塔身表面有特定顏色為船舶白天指路，塔頂裝有高強(qiáng)度的發(fā)光設(shè)備，引導(dǎo)船舶夜間航行。隨著人類社會(huì)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，科技水平不斷提高，上世紀(jì)中期開始，實(shí)現(xiàn)了電子控制，控制方式經(jīng)歷了模擬控制、數(shù)字控制到智能控制的發(fā)展，如今大部分燈塔已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了遙測(cè)遙控和網(wǎng)絡(luò)化控制管理。

我國從上世紀(jì)八十年代初開始實(shí)行改革開放，國家經(jīng)濟(jì)快速增長、對(duì)外交往日益頻繁，海運(yùn)事業(yè)蓬勃發(fā)展，對(duì)燈塔的助航效能提出了更高的要求，為此，從八十年代開始我國開始引進(jìn)航標(biāo)旋轉(zhuǎn)燈器，較快地改善了燈塔的技術(shù)狀況，提高了助航效能，上世紀(jì)，我國大中型航標(biāo)旋轉(zhuǎn)燈器一直依賴進(jìn)口，主要有英國生產(chǎn)的PRB系列、西班牙生產(chǎn)的BGA系列和美國生產(chǎn)的TRB系列燈器。各種系列燈器采用電子元?dú)饧图呻娐房刂?，提高了自?dòng)化水平，通過日光開關(guān)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制開關(guān)燈器。

二、遙測(cè)遙控的技術(shù)狀況

進(jìn)入21世紀(jì)，為了提高航標(biāo)的管理水平，為海上交通運(yùn)輸和海洋開發(fā)活動(dòng)提供更加優(yōu)質(zhì)的助航服務(wù)，推動(dòng)航標(biāo)技術(shù)進(jìn)步，新材料、新能源的大力推廣應(yīng)用，建設(shè)沿海航標(biāo)遙測(cè)遙控系統(tǒng)，取得了良好的效果，尤其是光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電技術(shù)成熟，為孤島無人值守?zé)羲峁┝四茉幢Ｕ?，不僅提高了航標(biāo)效能，也大大減輕了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度。

近幾年，為推動(dòng)航標(biāo)技術(shù)進(jìn)步，我國航標(biāo)科技人員開始了航標(biāo)燈塔遙測(cè)遙控的研究，取得了快速進(jìn)展，成功研制了擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的智能化燈器產(chǎn)品。2004年研制了航標(biāo)燈器智能控制器，它能夠精確地完成多種燈器的智能化控制，替代了原有的PRB系列、BGA系列和TRB系列燈器的控制部分。制作了智能控制箱，完善了數(shù)字通信功能，解決設(shè)備老化問題，同時(shí)實(shí)現(xiàn)技術(shù)升級(jí)，至今已經(jīng)在全國30多座燈塔投入使用，使用手機(jī)或計(jì)算機(jī)可檢測(cè)和遙控?zé)羝?，使這些燈塔實(shí)現(xiàn)了遙測(cè)遙控。

2005年，ISA-400型航標(biāo)旋轉(zhuǎn)燈器研制成功，改變了我國一直沒有自己生產(chǎn)的大中型航標(biāo)旋轉(zhuǎn)燈器的歷史，開始了自主研制生產(chǎn)系列化航標(biāo)旋轉(zhuǎn)燈器，該系列燈器的應(yīng)用，主要有三個(gè)方面的特點(diǎn)：

一是應(yīng)用了先進(jìn)的自動(dòng)控制技術(shù)。將當(dāng)今工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域先進(jìn)的可編程序控制器（PLC）技術(shù)應(yīng)用到航標(biāo)燈器，燈器所有技術(shù)參數(shù)均實(shí)現(xiàn)了信息化，而且運(yùn)行穩(wěn)定、控制準(zhǔn)確；

二是引入了先進(jìn)的數(shù)字通信技術(shù)。自身帶有SMS通信功能和完整的遙測(cè)遙控指令系統(tǒng)，使用普通的手機(jī)即可進(jìn)行遙測(cè)遙控，同時(shí)還預(yù)留了符合國際通行標(biāo)準(zhǔn)的串行通信接口，便于進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸；

三是擴(kuò)展性好。預(yù)留了充分的信號(hào)檢測(cè)、控制端口和內(nèi)存空間，易于擴(kuò)展功能，提高智能化水平。

基于上述技術(shù)特點(diǎn)，這一燈器可以非常方便地接入航標(biāo)遙測(cè)遙控等網(wǎng)絡(luò)化管理系統(tǒng)，初步解決了燈塔內(nèi)因技術(shù)發(fā)展帶來的設(shè)備數(shù)量過多的問題，推動(dòng)了航標(biāo)燈器更廣泛的技術(shù)進(jìn)步。

先進(jìn)的遙測(cè)遙控技術(shù)應(yīng)用于各類燈塔，監(jiān)控了整個(gè)航標(biāo)信息系統(tǒng)，這些系統(tǒng)采用了先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)和電子海圖技術(shù)，加大了航標(biāo)的覆蓋范圍，通信技術(shù)的提升，使信號(hào)傳輸更加穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)與其它系統(tǒng)信息共享，更加切合航標(biāo)管理工作的實(shí)際需要。目前該燈器廣泛應(yīng)用于很多燈塔，采用遙測(cè)遙控技術(shù)。使燈塔智能化研究成果的在實(shí)際工作中得到了體現(xiàn)，為無人值守?zé)羲峁┘夹g(shù)保障，大大減輕了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度。目前孤島無人值守?zé)羲_(dá)到百分之九十以上。節(jié)約了大量經(jīng)費(fèi)。

三、遙測(cè)遙控存在的問題

在航標(biāo)技術(shù)進(jìn)步的過程中，也暴露出一些制約因素和矛盾，就燈塔而言，其主要有三個(gè)方面的問題：

1、目前的航標(biāo)管理網(wǎng)絡(luò)，無線數(shù)字通信鏈路大部分采用的是GMS網(wǎng)的GPRS或SMS；對(duì)于個(gè)別公眾移動(dòng)數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)尚未覆蓋或數(shù)據(jù)傳輸量比較大的航標(biāo)燈塔，有的采用VHF，有的采用微波通信。有些燈塔遠(yuǎn)離大陸，信號(hào)傳輸有局限性，采用傳統(tǒng)的GPS、GPRS傳輸效果不理想，還受天氣影響，，獲取技術(shù)參數(shù)和執(zhí)行遙控指令不暢通，導(dǎo)致先進(jìn)的遙測(cè)遙控系統(tǒng)在燈塔上發(fā)揮的作用有限。

2、是燈塔內(nèi)的設(shè)備越來越多，造成設(shè)備配置不合理。由于以前所使用的旋轉(zhuǎn)燈器非智能化，因此實(shí)現(xiàn)遙測(cè)遙控、航標(biāo)AIS等新功能只能不斷增加新設(shè)備，使小小的燈塔內(nèi)設(shè)備數(shù)量不斷增加，一方面加大了電能消耗，對(duì)采用太陽能供電的燈塔增加了額外的負(fù)擔(dān)，另一方面系統(tǒng)穩(wěn)定性降低，維護(hù)工作量增大，這與燈塔高穩(wěn)定可靠的運(yùn)行的有一定差距。

3、安全防護(hù)技術(shù)措施有待于加強(qiáng)，燈塔大部分位于孤島或高山，高溫高濕，環(huán)境惡劣，容易受到雷電等強(qiáng)電磁感應(yīng)的沖擊，設(shè)備的安全防護(hù)任務(wù)特別艱巨。燈塔遙測(cè)遙控所采用的微處理器件內(nèi)部都有大量大規(guī)模集成電路，突出的弱點(diǎn)是抗靜電感應(yīng)的能力差，這對(duì)安全防護(hù)提出了更高的要求。因此，一方面燈塔智能管理中心在設(shè)計(jì)中要充分地采取電涌抑制技術(shù)措施，提高自身的防護(hù)能力；另一方面燈塔的避雷設(shè)施要確保完好有效。

四、今后遙測(cè)遙控的發(fā)展方向

1、實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷與維護(hù)

遠(yuǎn)程診斷與維護(hù)就是以遠(yuǎn)程操作的方式對(duì)燈塔智能管理中心的軟件進(jìn)行技術(shù)診斷、維護(hù)和升級(jí)，減少直接上燈塔進(jìn)行技術(shù)維護(hù)，掌握和調(diào)整燈塔的技術(shù)狀態(tài)。及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的故障。航標(biāo)遙測(cè)遙控系統(tǒng)等航標(biāo)網(wǎng)絡(luò)化管理系統(tǒng)建設(shè)，為實(shí)現(xiàn)這一功能創(chuàng)造了條件。研究工作主要是解決三個(gè)方面的技術(shù)問題：

一是燈塔智能管理中心要支持遠(yuǎn)程技術(shù)診斷與維護(hù)。

二是建立連續(xù)數(shù)據(jù)通信鏈路，滿足遠(yuǎn)程技術(shù)維護(hù)進(jìn)行連續(xù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?，特別是采用SMS等非連續(xù)通信方式進(jìn)行遙測(cè)遙控的燈塔，要在保持原有功能的同時(shí)，建立GPRS或CDMA等進(jìn)行連續(xù)數(shù)字通信鏈路。

三是通信鏈路的傳輸速率、通信協(xié)議要滿足遠(yuǎn)程技術(shù)診斷與維護(hù)過程中進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸必要的技術(shù)要求。

2、實(shí)現(xiàn)電源系統(tǒng)智能化監(jiān)控

穩(wěn)定可靠的電源是燈塔穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，因而實(shí)現(xiàn)電源的智能監(jiān)控十分必要。目前大部分燈塔采用光伏發(fā)電，用蓄電池存儲(chǔ)電能。電源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化監(jiān)測(cè)與控制包括兩方面的技術(shù)任務(wù)，一是制定并嚴(yán)格落實(shí)有關(guān)技術(shù)規(guī)范，對(duì)蓄電池實(shí)施科學(xué)的充放電管理，保持電池的技術(shù)狀態(tài)、延長電池使用壽命；二是將電源系統(tǒng)完全納入航標(biāo)網(wǎng)絡(luò)化控制管理，自動(dòng)報(bào)告燈塔電源系統(tǒng)的技術(shù)狀態(tài)，發(fā)生異常時(shí)自動(dòng)進(jìn)行遠(yuǎn)程報(bào)警，燈塔管理人員可以遠(yuǎn)程查詢燈塔電源系統(tǒng)的技術(shù)狀態(tài)、進(jìn)行必要的遠(yuǎn)程維護(hù)操作。

3、實(shí)現(xiàn)航標(biāo)AIS

AIS安裝于助航設(shè)備上即構(gòu)成航標(biāo)AIS。航標(biāo)AIS使傳統(tǒng)航標(biāo)數(shù)字化，對(duì)完善與擴(kuò)展航標(biāo)功能和實(shí)現(xiàn)航標(biāo)現(xiàn)代化管理具有重要意義。航標(biāo)AIS包括三個(gè)類型：真實(shí)航標(biāo)AIS、綜合航標(biāo)AIS和虛擬航標(biāo)，真實(shí)航標(biāo)AIS是燈塔智能化發(fā)展的一項(xiàng)重要內(nèi)容。

五、結(jié)束語

隨著計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、微電子和數(shù)字通信等新技術(shù)的不斷發(fā)展，燈塔智能化的內(nèi)容也將不斷充實(shí)、豐富和提高。新技術(shù)的大量應(yīng)用和智能化水平的不斷提高，古老的燈塔必將煥發(fā)出新的青春，為船舶航行安全、海運(yùn)事業(yè)的發(fā)展，更好地服務(wù)國家“一帶一路”建設(shè)，發(fā)揮越來越重要的作用。endprint