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现代助航设施的发展及应用趋势

时间:2023-06-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:新中国成立后,航标的整顿和建设受到极大重视。初期,为突破敌人封锁开通航运与配合解放沿海岛屿的军事作战,首先恢复和补充被国民党军队撤退时所破坏的航标设施。海上暗礁历来是船舶安全航行的最大威胁,在沿海干线和部分港湾事故多发地段布标就成为航标工作的一项重要任务。先进的设备提高了航标队伍的服务能力,航标维护目标由保证正常率转变为提供航标快速应急反应。

现代助航设施的发展及应用趋势

1949年前,中国漫长的海岸线上总共有323座航标,且大都分布在30余处港湾及其附近,而广阔的沿海交通线上则是航标残缺不全或空白区。

新中国成立后,航标的整顿和建设受到极大重视。初期,为突破敌人封锁开通航运与配合解放沿海岛屿军事作战,首先恢复和补充被国民党军队撤退时所破坏的航标设施。1950年冬,交通部航务工程总局的“流星”号航标船,首次出发检查、修复、重建和补给了长江口以北的7座灯塔,20余座灯桩,十多个浮标。1952年起,集中建设了当时作为海军舰艇基地的舟山海区的航标。经过3年努力,先后在定海、沈家门、岑港、宁波、穿山、长塗、牛轭、石浦等港,新建多种航标72座,修复了一些主要灯塔,为开辟上海至舟山群岛航线以及保障海军舰艇训练和作战创造了极为有利的条件。

为加强统一管理,1953年7月,交通部航务工程总局航标处与海军海道测量局合并,成立海军司令部海道测量部航标处,全面负责全国沿海航标的整顿和建设工作。

1954年,浙东沿海诸岛虽基本解放,但其近岸航线以及福州、厦门两港仍受到占据着金门、马祖等岛的国民党军队的直接威胁,南北海上交通受到了阻挠,坚持此线运输的船舶只能在夜间隐蔽航行。为保证近岸夜航安全,航标人员先后在黄岐半岛近岸航道和厦门港外的大嶝水道等区域设置了200余座航标。这在当时的形势下为打通南北小船航路起了积极作用。

继此之后,1954年下半年,我国开始海南岛的环岛建标工作。该岛在1949年前没有设过标,二次世界大战时在琼州海峡东口布过水雷,此处属水雷危险区,经过紧张工作,终于在短期内完成了国家要求的建标任务,设立了40座灯桩,并在琼州海峡敷设大型浮标,标明了一条安全航路。截至1958年,我国又在水道东口两侧硇(náo)州岛和抱虎角增建了两处指向标,从而使琼州海峡水道成为安全可靠的主要航道。

1956年,完成了新建湛江港的布标任务。新建、改建各种灯桩、导标、灯浮和立标等50余处。

此后,又对全国沿海干线和部分港口航标布局进行了调整配套,充实密度,填补空白,并对原有部分航标进行重建、改建,加强光源强度,增加灯光射程,以进一步提高航标质量。

进入20世纪70年代,全国沿海航标灯器和光源得到进一步改善。新设备、新技术,如透镜闪光仪、日光阀等不断得到应用。在光源方面,逐步实现了电气化,由锌空电池取代了乙炔气瓶。白炽钨丝灯、霓虹灯、溴钨灯和氙灯等的使用大大增加了灯标的照距,保证了夜间航行的安全。

海上暗礁历来是船舶安全航行的最大威胁,在沿海干线和部分港湾事故多发地段布标就成为航标工作的一项重要任务。为此,先后在闽江口的“七星礁”和“日庄礁”、宁波港的“夏老太婆礁”、青岛港的“中沙礁”、秦皇岛港附近的全山咀、长江口的“海礁”、珠江口的“蚊尾洲”、南洋航线上的“鼻头礁”和“野猪礁”等地区设置了航标。其中工程最艰巨而在航海中至关紧要的要数西沙群岛的浪花礁和北礁灯塔。

位于西沙群岛东南端的浪花礁和北礁地处南海海上交通要冲,礁盘高潮时被淹没,历来是航海的多事地区。据统计,1972—1979年,共有10艘中外万吨巨轮在此触礁遇难。1978年航标部门先在该处建立临时灯塔,1980年两座坚固的、高20米、采用硅太阳能做电池能自行换泡的永久性灯塔在浪花礁与北礁建成。从此,来往船舶再也没有在该处发生海难事故。

1978年,改革开放的春风吹开了中国的大门,伴随着我国蒸蒸日上的前进脚步,航标技术也迎来了发展的春天。

(1)航标结构:在继承基础上发展。

改革开放后,航标的管理部门淘汰了一些残旧和射程小的灯塔(桩),对可以利用的,在表面饰以瓷砖或反光材料,既美观又显眼。现在,新建的灯塔(桩)几乎都是钢筋混凝土结构,造型美观,艺术性强。灯笼则采用了透镜罩或凹镜透射罩,由三角体玻璃多块联结而成,使之发出集成光束,能见距离远,最高可达40海里之遥。

浮标的变化更加引人注目,首先是全部浮标都装上了灯器,标体由多样化、中小型向统一的大型浮标发展。现在,在杭州湾大桥和广东的湛江已经出现了直径5米以上的灯浮。浮标的顶标被望板代替,标识更明显。灯器也由普通白炽灯改成具有低压电源、耗能少、适用性强、稳定性高的高亮LED灯源,射程提高到四海里以上。能源采用太阳能,供电时间长,对环境无污染。另外,在关键位置的航标还安装了雷达反射器,航标助航效果全面提高。

(2)航标技术:由传统向数字化进军。

改革开放40多年来,最能体现航标技术成果的是无线电航标的重大突破。从传统航标改革到无线电航标系统的建成,航标技术日新月异。

近代航标出现以前,中国航标技术以一步数百年的缓慢进程艰难推进。新中国成立后,航标技术虽然有了进步,但相比国外仍然是在落后中徘徊。其中最明显的变化是灯器光源,其由燃灯式变成了电器化。

1927年我国在花鸟山建立了第一座无线电指向标站,从此开始了我国的船舶无线电导航服务。但到了1949年,这种航标仅有4座,之后,中国又开通了无线电双曲线定位系统罗兰A,这两种作用距离小、定位精度低的无线电测向仪在我国无线电航标史上占据了多半个世纪,明显落后于国际航标技术。

改革开放以后,无线电航标建设步伐大大加快。1987年以后,我国陆续建成了港口和重要水域的船舶交管系统(VTS),至2000年,在全国建成了20座RBN/DGPS差分台站。随后,雷达应答器、船舶自动识别系统(AIS)近远程无线电导航、监控设施建设风起云涌,形成了从鸭绿江口到西沙群岛,覆盖沿海港口、重要水域和窄小航道的综合一体化航标助导航系统。

今天,目视航标和雷达应答器为在港口和航道近距离的船舶指引航向,提供航路的标示和安全信息;定位系统作用范围为距岸160海里,其提供精度为0.5米至20米的定位服务;AIS能够在覆盖范围内提供船舶动态和交通信息服务,使船舶由远海到近岸,由近岸到港口码头的全过程能够得到航标的有效助航服务。

(3)航标管理:由保证正常到应急反应。

改革开放以后,航标施工、维护的设备和手段日趋成熟和完善。先进的设备提高了航标队伍的服务能力,航标维护目标由保证正常率转变为提供航标快速应急反应。

图4-8 大沽灯塔

过去航标维护目标按沿海航标要求,在气候、路程和交通等综合条件下,按维护正常率公式计算的时间内恢复即可。但是,随着船舶数量的增加和港口物流对时间“快、准、短”的需要,对航标维护目标提出了更高的要求。为此,海事局各航标管理机构都制订了应急反应预案。一般情况下,气候、路程的困难已经被先进的航标船所征服,如遇航标失常,立即启动应急反应预案,航标恢复时间大大提前,为船舶提供了更完美的航海服务。

目前,全国沿海拥有20多个航标维护基地,80多艘航标维护船艇,3 000多名航标管理队伍,负责沿海5 000多座各种航标的管理和维护,提高了航标应急反应能力。

新中国成立后,我国航运事业迅速发展,尤其是改革开放以来,为了适应新时期航运事业的进一步发展,我国独立自主地修建、改造了一批现代化灯塔。

(1)“夜海明珠”:大沽灯塔。

大沽灯塔(见图4-8)矗立在天津港大沽口外的海面上,始建于1971年10月,1978年5月1日建成并发光,塔高38米,灯高36米,射程为17海里,是我国目前自行设计、自行建造的第一座海上灯塔。灯塔呈圆形,外表是红白相间的横纹,其主要作用是为进出天津港的船舶提供助航服务,已成为天津港的象征。(www.xing528.com)

大沽灯塔塔顶部分有6面红色的壁板,其间有金黄色的花格窗,庄重朴实,兼具民族特色。塔顶上装有灯具,无论阴、晴、雨、雾都能发光导航。尤其在夜间,大沽灯塔可以发出旋转着的光束。从1978年使用到现在,大沽灯塔一直正常运转,发光率始终是100%。特殊的地理位置、重要的助航功能为大沽灯塔赢得了“夜海明珠”的美誉。

(2)河塘灯桩的华丽转身:吴淞口灯塔。

吴淞口灯塔(见图4-9)早期曾叫河塘灯桩,地处黄浦江与长江口的交汇处,是船舶进出上海港、长江流域的必经之地,地理位置十分重要。由于过往船舶频繁,吴淞口灯塔成为该地区的重要助航标志。

图4-9 吴淞口灯塔

吴淞东临大海,是长江三角洲的水路门户,黄浦江与长江的交汇处称为吴淞口,黄浦江由吴淞口注入长江,长江由此入东海,具有得天独厚的水运便利。因此,吴淞历史上素有“重洋门户”“七省锁钥”之称。

1988年,上海海事局对河塘灯桩进行改造。1997年12月,吴淞岛堤修复工程竣工。1998年8月河塘灯桩退役,上海海事局对灯桩进行重建,改为圆锥形铁筒,易名“吴淞口灯塔”。

(3)校园灯塔:中国海事·南汇嘴灯塔。

2012年5月16日,矗立于东海之滨、上海海事大学校园内的中国海事·南汇嘴灯塔(见图4-10)正式亮灯。这是全国首座也是目前唯一一座建造在高校里的固定航标,2008年由中国海事局和上海海事大学合作建造,定名为中国海事·南汇嘴灯塔。

图4-10 中国海事·南汇嘴灯塔

南汇嘴灯塔发挥着指引船舶航行、定位、标示危险区和航行障碍物等作用,为进出洋山深水港的船舶指明方向。南汇嘴灯塔为白色圆柱形,高31.35米,由塔基、塔身和灯笼组成,六层以下为钢筋混凝土结构,七层为钢结构。灯塔采用目前国内最先进的聚焦灯笼和国际一流的灯器,射程远、能耗少,具备双保险机制,能自动调节电压,如发生断电可用蓄电池、太阳能为其供电。

作为上海海事大学标志性建筑之一,中国海事·南汇嘴灯塔不仅发挥了其作为航标的作用,还对全校师生进行传承海洋文明、弘扬海洋文化教育。它指引的不仅仅是前方的道路,也是照亮上海海事大学师生心灵的光芒。

(4)南海航行安全的守护者:南海灯塔。

南海是连接太平洋印度洋的重要海上通道,也是十分重要的渔场,船舶密度大,通航环境复杂,气象海况多变。长期以来,南海海域船舶航行安全保障设施、海上应急救助力量以及船舶溢油反应力量的不足,已经较大地制约了南海海域通航安全和该地区社会经济发展。为改善这一局面,交通运输部自2015年5月起在南海海域开工建设大型多功能灯塔,不断加大南海民用导航助航、应急搜救设施的建设力度。目前,华阳、赤瓜、渚碧、永暑、美济5座灯塔已先后建成发光,极大地提高了该海域船舶航行安全保障能力。

① 华阳、赤瓜灯塔。

华阳灯塔[见图4-11(a)]位于南海华阳礁,赤瓜灯塔[见图4-11(b)]位于南海赤瓜礁。两座灯塔均于2015年5月26日开工建设。采用圆柱形钢筋混凝土塔体结构,塔身高50米,夜间发白光,设计灯光射程为22海里,周期为8秒。两座灯塔配置了4.5米灯笼,根据不同部件需求,采用铜、钢、合金钢等多种材质制作,并采用镀锌和喷涂防腐油漆等工艺,提高了灯塔灯笼防腐蚀性能。

图4-11 (a)华阳灯塔;(b)赤瓜灯塔

灯塔安装了船舶自动识别系统(AIS)基站和甚高频(VHF)基站,可为船舶提供定位参考、航路指引、航海安全信息等高效的导航助航服务,有利于提升周边水域助航、通航管理以及应急搜救能力。

② 渚碧灯塔。

图4-12 渚碧灯塔

渚碧灯塔(见图4-12)位于南沙渚碧礁,于2015年10月开工建设,塔身为圆柱形钢筋混凝土结构,采用蓝白条纹间隔外观设计;塔基为两层八角形结构,取“际天及地、取道自然、刚柔并济”的理念设计造型,塔身高55米,配置4.5米直径灯笼,装配大型旋转灯器,采用北斗遥测遥控终端进行远程监控。灯塔夜间发白光,灯光射程为22海里,周期为5秒。为提升灯塔导航性能,灯塔配套建设船舶自动识别系统(AIS)基站和甚高频(VHF)基站,可为过往船舶提供定位参考、航路指引、航海安全信息等导航助航服务。渚碧灯塔的投入使用将有效提升周边水域助航、通航管理及应急搜救能力。

③ 永暑灯塔。

永暑灯塔(见图4-13)位于南沙群岛永暑礁北岛,于2016年5月26日首次投入使用,取名“鼎盛中华”,设计立意取自中国传统文化中的鼎,象征中华民族永远吉祥、国家鼎盛千秋。永暑灯塔高55米,装配现代化大型旋转灯器,配备直径为4.5米的灯笼,夜间发白光,灯光射程为22海里,此外,还配备了船舶自动识别系统(AIS)和甚高频(VHF)通信基站。也就是说,船舶可利用船载设备与灯塔基站进行通信,一方面起到与传统灯塔目视助航类似的功能,另一方面还可接收灯塔基站播发的航海安全及预警信息。

图4-13 “鼎盛中华”永暑灯塔

图4-14 美济灯塔

④ 美济灯塔。

美济灯塔(见图4-14)是第五座南海灯塔,处于南沙群岛的美济礁,取名“海上明烛”,寓意为矗立在海边的烛台,为人们指引方向、照亮航程,为航海者点亮一盏永不熄灭的烛光。美济的灯塔有60多米高,是南沙诸多岛礁上最高的建筑。这是座大型多功能灯塔,装配大型旋转灯器,采用北斗遥测遥控终端进行远程监控。灯塔夜间发白光,灯光射程20多海里。灯塔配套建设有船舶自动识别系统和甚高频基站,可以为过往船舶提供定位参考、航路指引、航行安全信息等导航助航服务。

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