內(nèi)河一體化航標(biāo)燈器維護(hù)與保養(yǎng)的研究

宋若宇

（鎮(zhèn)江市港航事業(yè)發(fā)展中心，江蘇鎮(zhèn)江212000）

1 航標(biāo)及燈器的介紹

1.1 航標(biāo)的分類

根據(jù)中華人民共和國交通運(yùn)輸部《內(nèi)河航標(biāo)技術(shù)規(guī)范》（JTS/T181-1-2020），內(nèi)河航標(biāo)應(yīng)包括視覺航標(biāo)、無線電航標(biāo)、虛擬航標(biāo)。視覺航標(biāo)應(yīng)通過形狀、顏色、燈質(zhì)、圖案、文字等特征直觀表示助航信息。

1.2 航標(biāo)燈器的分類

視覺航標(biāo)的“燈器”是傳輸光信號的照明裝置和自動(dòng)控制裝置。航標(biāo)燈的種類很多，根據(jù)功能分為航行標(biāo)志、信號標(biāo)志、專用標(biāo)志和警示標(biāo)志四類23 種。根據(jù)所用能源的分類，有煤油燈、煤氣燈和電動(dòng)航標(biāo)燈。煤油燈基本已被淘汰；氣體燈分為乙炔燈和丙烷燈，在國內(nèi)少見；電動(dòng)航標(biāo)燈是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的燈器。根據(jù)使用的電光源分類，有白熾燈器、金屬鹵素?zé)羝鳌⒔饘冫u化物燈器、霓虹燈器、LED 燈器等[1]。

1.3 航標(biāo)燈器的組成

航標(biāo)燈一般由外殼、光源、透鏡、濾色器、光敏元件、閃光燈和自動(dòng)燈泡更換組成，部分燈器有遮陽簾和反光鏡，具備遙測遙控功能的航標(biāo)燈會帶有GPS 模塊、控制電路板及天線。目前，內(nèi)河使用較為廣泛的是具備遙測遙控功能的LED 航標(biāo)燈。

2 航標(biāo)燈器的維護(hù)

航標(biāo)燈器的維護(hù)是指在燈器從交付到銷毀整個(gè)生命周期內(nèi)，確保航標(biāo)燈器正常工作的維護(hù)工作。在使用過程中進(jìn)行現(xiàn)場檢查和維護(hù)，以及在生命周期內(nèi)發(fā)生故障時(shí)的維修或更換工作。

2.1 安裝前的維護(hù)

航標(biāo)燈器安裝前應(yīng)進(jìn)行必要的調(diào)試，對于燈器的自由光和遙測遙控信號檢測時(shí)間應(yīng)持續(xù)72 小時(shí)以上并做好記錄。對存在缺陷的航燈及時(shí)修復(fù)，合格后應(yīng)做好記錄備案方可安裝使用。

2.2 現(xiàn)場檢查和維護(hù)

2.2.1 普通航標(biāo)燈的檢測

普通航標(biāo)燈的檢測可以從以下幾個(gè)方面開始：

（1）檢查燈質(zhì)，用遮光罩蓋住日光閥，檢查燈器是否正常點(diǎn)亮以及燈質(zhì)是否符合航標(biāo)參數(shù)。在燈質(zhì)檢測期間，應(yīng)使用秒表連續(xù)三次測量燈器的閃爍平均值。燈器應(yīng)保持運(yùn)行，直到完成電源系統(tǒng)的接線檢查。

（2）檢查光源。如果是LED 燈，檢查LED 和燈層是否正常；對于其他燈，拆下燈頭并檢查燈泡是否完好。同時(shí)，檢查設(shè)備是否牢固，外觀是否陳舊、損壞，燈器外觀是否完好，燈器結(jié)構(gòu)是否松動(dòng)，透鏡鋼化玻璃是否破損，線纜是否損壞、牢固、可靠，并檢查燈器終端和遙測遙控終端的使用壽命，燈器終端和遙測遙控終端的使用壽命應(yīng)一致，以便期后統(tǒng)一更換作報(bào)廢銷毀處理。

2.2.2 發(fā)光電源一體化航標(biāo)燈的檢測

燈器檢查分為以下幾個(gè)部分：

（1）檢查燈質(zhì)，與普通航標(biāo)燈的檢測相同，主要檢查燈光光色、節(jié)奏、閃爍周期。

（2）檢查光源。觀察LED 照明層是否正常。如果一個(gè)或多個(gè)二極管損壞，燈器發(fā)光射程受到影響，必須及時(shí)更換，若1 根LED 燈條中少部分燈珠熄滅不影響發(fā)光范圍，維修可以延遲，但必須做好記錄，為以后維護(hù)提供便利。檢查燈器外觀，檢查燈器結(jié)構(gòu)是否松動(dòng)，透鏡、遮陽板鋼化玻璃是否有裂紋。針對使用電池供電的一體化航標(biāo)燈應(yīng)采用萬用表檢測太陽能板、燈器電池效能參數(shù)，并與遙測數(shù)據(jù)核對，如發(fā)現(xiàn)參數(shù)異常應(yīng)及時(shí)更換。在檢查燈器終端和遙測遙控終端的使用時(shí)，應(yīng)保持使用壽命相一致，以便期后統(tǒng)一更換作報(bào)廢銷毀處理。

2.3 一體化航標(biāo)燈器故障及排除

在日常維護(hù)過程中一體化航標(biāo)燈主要出現(xiàn)的故障有以下幾類：

日光閥蓋上后航標(biāo)燈不亮，白天航標(biāo)燈長亮，航標(biāo)燈閃爍周期有誤，接收不到遙測數(shù)據(jù)。

結(jié)合現(xiàn)場檢測應(yīng)從五個(gè)方面排除故障：電池電壓過低，無法滿足工作電壓要求；電源線斷開或連接不良；燈器外部組建損壞；燈泡燈珠損壞；燈器內(nèi)部電路板或端子裝置故障。故障排除的方法如下：

日光閥蓋上后航標(biāo)燈不亮：首先檢查日光閥是否損壞；其次檢查燈泡燈珠是否損壞，在排除日光閥和燈泡燈珠損壞可能性之后，用萬用表測量燈器的輸入電壓，確定輸入電壓是否滿足工作要求。如果電壓過低，檢查蓄電池電壓，確定是否發(fā)生過放電；如果電池電壓正常，檢查電源線是否斷開，電源線各部分的接頭是否松動(dòng)、氧化；最后使用遙測功能強(qiáng)開、強(qiáng)關(guān)燈器并進(jìn)行復(fù)位操作，如果故障仍然無法解決，應(yīng)更換新的一體化航標(biāo)燈。

白天航標(biāo)燈長亮：應(yīng)首先檢查日光閥是否有污垢，其次檢查日光閥是否損壞。確定日光閥完好后，如果仍然無法正常，應(yīng)檢查燈器線路，確定日光閥與燈器內(nèi)部電路板或端子裝置間連接線路正常。若始終無法排除故障，則應(yīng)更換新的一體化航標(biāo)燈。

航標(biāo)燈閃爍周期有誤：打開燈器進(jìn)行檢查和維修，并檢查代碼設(shè)置開關(guān)是否符合燈質(zhì)代碼設(shè)置，同時(shí)利用遙測功能檢查航標(biāo)燈代碼是否錯(cuò)誤，可重新編輯航標(biāo)燈代碼并發(fā)送指令重置。若無法排除故障，則可能是電池電壓過低造成。用萬用表測量蓄電池電壓，確定電壓是否正常。如果檢測到的電壓正常，則應(yīng)該為燈器內(nèi)部電路板或端子裝置損壞，應(yīng)更換新的一體化航標(biāo)燈。

接收不到航標(biāo)遙測數(shù)據(jù)：首先利用遙測功能對一體化航標(biāo)燈進(jìn)行遠(yuǎn)程重置，再嘗試遙測數(shù)據(jù)，若數(shù)據(jù)無法返回，則應(yīng)前往現(xiàn)場進(jìn)行一體化航標(biāo)燈的冷重啟，排除遙測裝置死機(jī)可能性，冷重啟后5 分鐘再次嘗試遙測，若數(shù)據(jù)仍無法返回，則應(yīng)更換新的一體化航標(biāo)燈。

3 一體化航標(biāo)燈技術(shù)的發(fā)展前景

過去航標(biāo)燈經(jīng)常遇到電池連接器連接不良、電池老化短路、電池進(jìn)水、燈器進(jìn)水、太陽能電池板斷開等故障，除了碰撞、惡劣天氣、浮標(biāo)擺動(dòng)外，人工操作因素也占很大比例，一體化航標(biāo)燈將從根本上消除這些人為因素，對提高航標(biāo)質(zhì)量起到非常重要的作用，集成技術(shù)的發(fā)展和技術(shù)要求與LED 燈器的發(fā)展方向密切相關(guān)。從技術(shù)要求來看，基于燈器和航標(biāo)應(yīng)用的短程LED 組合航標(biāo)燈，理論上是在相同發(fā)散角和能耗的前提下，峰值光強(qiáng)越大，越好。但是，從性能價(jià)格比角度看，情況并非如此，因?yàn)榉逯倒鈴?qiáng)的增加是以成本的增加為代價(jià)的，LED 近程組合航標(biāo)燈的輸入功率必須控制在4～8W，峰值光強(qiáng)一般為40cd，垂直發(fā)散角一般為6.8o，有效視距一般為3 海里左右。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，越來越多的先進(jìn)材料和信息技術(shù)應(yīng)用于燈器、太陽能電池和電池技術(shù)，對于一體化航標(biāo)燈的未來發(fā)展前景，LED 技術(shù)的不斷進(jìn)步起著至關(guān)重要的作用。白光LED 的發(fā)光效率可達(dá)501m/W，遠(yuǎn)高于目前常用光源，尤其是半導(dǎo)體超高亮度發(fā)光二極管（LED），氮化物白光LED 具有體積小、電壓低、壽命長、響應(yīng)快、無頻閃、功耗低、發(fā)熱低等優(yōu)點(diǎn)，在航標(biāo)燈上采用最新技術(shù)LED 將使組合航標(biāo)燈更耐用、更明亮、更穩(wěn)定、更節(jié)能。

目前太陽能電池技術(shù)比較成熟，光電轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到20%左右。根據(jù)太陽能技術(shù)的最新發(fā)展，由兩層氮化銦和氮化鎵制成的多級太陽能電池可以達(dá)到理論最高效率的50%。因此，只需“調(diào)整”一層，如果可以制造多層太陽能電池，每層都有自己的禁帶，太陽能電池的最大理論效率可以達(dá)到70%以上。未來將這種太陽能電池應(yīng)用到一體化航標(biāo)燈上，可以大大提高電池的充電電流，減少一體化航標(biāo)燈器的體積，使燈泡更小。電池的性能也關(guān)系到一體化航標(biāo)燈器的使用效率和使用壽命。目前，免維護(hù)電池和高性能鋰電池也被廣泛使用。但是，由于體積大，很難為一體化航標(biāo)燈器提供更高的電池容量比。隨著新材料的出現(xiàn)，更先進(jìn)、更耐用的充電電池不斷涌現(xiàn)，新開發(fā)的固態(tài)聚合物鋰離子電池（電解液）和鋰金屬電池不僅解決了液體泄漏問題，而且具有容量大、體積小、安全性高、可靠性強(qiáng)的特點(diǎn)。它們將成為具有巨大潛力的新一代一體化航標(biāo)燈的主電池。

4 內(nèi)河航道一體化航標(biāo)燈器維護(hù)和保養(yǎng)的推進(jìn)措施

4.1 構(gòu)建符合要求的人才隊(duì)伍

加強(qiáng)航標(biāo)建設(shè)與維護(hù)專業(yè)技術(shù)人才的儲備和培養(yǎng)刻不容緩，提高現(xiàn)有航標(biāo)維護(hù)技術(shù)人員的專業(yè)技術(shù)能力；加強(qiáng)對船員的航標(biāo)知識、航標(biāo)法律法規(guī)培訓(xùn)，進(jìn)一步提高技術(shù)人員的愛航標(biāo)、護(hù)航班的專業(yè)技術(shù)工作理念，以適應(yīng)不斷變化的技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。

4.2 保證資金和政策的支持

內(nèi)河一體化航標(biāo)燈器的維護(hù)工作的開展，多是在水上偏遠(yuǎn)地區(qū)，工作環(huán)境和條件相對較為艱苦。應(yīng)當(dāng)加大對航標(biāo)維護(hù)工作人才、資金投入力度，真正做到“讓專業(yè)的人，干專業(yè)的事，拿專業(yè)的收入”，如此才能讓他們充分發(fā)揮工匠精神。

4.3 加大示范宣傳引導(dǎo)力度

為了促進(jìn)內(nèi)河航標(biāo)事業(yè)的發(fā)展，就一體化航標(biāo)燈的維護(hù)和保養(yǎng)，應(yīng)確保與地方政府的溝通協(xié)調(diào)，并尋求理解和支持；上級主管部門和主管立法機(jī)構(gòu)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充和修改相關(guān)法律法規(guī)，以確保航標(biāo)維護(hù)工作順利進(jìn)行。

5 結(jié)語

近年來，隨著內(nèi)河船舶流量的不斷增加，航標(biāo)數(shù)量也在迅速增加，這對航標(biāo)的技術(shù)效率和助航功能提出了更高的要求，航標(biāo)上使用了不同類型的燈器，燈器的開發(fā)和維護(hù)是航標(biāo)管理的重要組成部分，提高航標(biāo)的技術(shù)效率非常重要，降低航標(biāo)故障率，改進(jìn)航標(biāo)管理模式才能使航標(biāo)充分發(fā)揮其效能，真正稱得上是船民們的“眼睛”。