航標(biāo)位置合理性智能校核技術(shù)分析

于國(guó)飛+楊松

摘 要：隨著遙測(cè)遙控技術(shù)的發(fā)展，將之應(yīng)用于航標(biāo)校核中，協(xié)助完成巡邏任務(wù)，提高航標(biāo)運(yùn)行效率，節(jié)省大量的人力、物力以及財(cái)力。由于航標(biāo)會(huì)受到外界的影響容易出現(xiàn)移位的情況，航道水位的變化也會(huì)使得航標(biāo)發(fā)生移位，不利于船舶航行安全，需要重新對(duì)航變位置進(jìn)行調(diào)整，若航標(biāo)位置可實(shí)現(xiàn)智能化確定，航標(biāo)位置管理效率得到進(jìn)一步提升。本文側(cè)重對(duì)航標(biāo)位置合理性智能校核技術(shù)展開(kāi)分析。

關(guān)鍵詞：航標(biāo) 遙測(cè)遙控 智能校核技術(shù)

1.前言

本文探究航標(biāo)位置合理性智能校核技術(shù)，主要從傳統(tǒng)航標(biāo)遙測(cè)遙控技術(shù)基礎(chǔ)上，結(jié)合電子航圖顯示技術(shù)對(duì)水位展開(kāi)觀(guān)測(cè)，對(duì)航標(biāo)位置進(jìn)行確定，建立航標(biāo)位置智能校核系統(tǒng)，為船舶設(shè)置指導(dǎo)航道。

2.航標(biāo)校核規(guī)則庫(kù)及其相關(guān)技術(shù)分析

2.1航標(biāo)處深點(diǎn)水深自動(dòng)處理

絕對(duì)水深指的是電子航道圖上標(biāo)出的水深，在系統(tǒng)中將實(shí)時(shí)相對(duì)水位錄入，現(xiàn)對(duì)實(shí)時(shí)水位轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮雍降浪璧乃钫归_(kāi)探究。

①水位：自由水面至基準(zhǔn)面的垂直距離，以米作為單位，而基準(zhǔn)面的水位設(shè)置為零值，也稱(chēng)之為水位零點(diǎn)。超過(guò)基準(zhǔn)面的水位為正值，低于基準(zhǔn)面水位定義為負(fù)值，

根據(jù)各個(gè)地方的實(shí)際情況，水位零點(diǎn)還分為基本零點(diǎn)和當(dāng)?shù)亓泓c(diǎn)。如長(zhǎng)江，將吳淞附近海域某一個(gè)海平面當(dāng)做基準(zhǔn)面，并將當(dāng)?shù)厥飞献畹退坏乃矫娈?dāng)做基準(zhǔn)面。為確保各個(gè)河道航道的順利通航，實(shí)際航道管理中，一般每隔開(kāi)一段距離就設(shè)置一個(gè)當(dāng)?shù)亓泓c(diǎn)，并將之作為基準(zhǔn)面?，F(xiàn)階段，我國(guó)大多數(shù)河流各個(gè)地方的水位以及航行圖上標(biāo)注的水深，均是將該地作為起算面，然后依照當(dāng)?shù)貙?shí)際情況起名。

②水深：水面至河底的垂直距離。隨著水位的變化，水位觀(guān)測(cè)點(diǎn)也會(huì)發(fā)生改變，可見(jiàn)，長(zhǎng)江航道水深主要將深度基準(zhǔn)面當(dāng)做起算面，電子航道圖顯示深度統(tǒng)稱(chēng)為圖示水深，該系統(tǒng)中的Dp表示水深。圖示水深分為正和負(fù)水深，水深高于基準(zhǔn)面顯示負(fù)值，若是位于基準(zhǔn)面以下顯示為正值，稱(chēng)之為深度。

內(nèi)河電子圖上顯示的水深，一般是在設(shè)計(jì)時(shí)最低通航水位，長(zhǎng)度較長(zhǎng)的河流，水位數(shù)值會(huì)隨著地勢(shì)降低發(fā)生別大的改變，為方面計(jì)算航段中的實(shí)際水深，可將航道分成幾段進(jìn)行管理，每一段使用一個(gè)水位表示，并將之稱(chēng)為關(guān)系水位，計(jì)算長(zhǎng)江實(shí)際水深主要運(yùn)用兩種方式，一是川江，二是中下游。前者比降大，每一河段的比降也存在一定的差異，當(dāng)前只能通過(guò)書(shū)增加水尺的設(shè)站密度，才能得到川江真實(shí)的水位。長(zhǎng)久以來(lái)，重慶、萬(wàn)縣以及宜昌水位站作為川江基站，協(xié)助各地航行水尺，從而形成川江全部航行水尺。航行水尺需參考沿江兩邊的岸坡、岸壁等。船只航行者以及測(cè)量人員可以從水尺上直接讀出當(dāng)?shù)厮?，便于快速將該水尺范圍的航道水深及其障礙物深度計(jì)算出來(lái)。由于長(zhǎng)江中、下游具有河道寬、河水流速小等特點(diǎn)，因此站點(diǎn)密度小，僅設(shè)置了水位站，沒(méi)有設(shè)置航行水尺。

③自動(dòng)處理水深計(jì)算方法：首先，將在系統(tǒng)中讀取的某一個(gè)觀(guān)測(cè)點(diǎn)的航標(biāo)水位錄入到該系統(tǒng)；其次，根據(jù)原系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，得到該航標(biāo)處圖示水深；最后，根據(jù)公式將該航標(biāo)實(shí)際水深計(jì)算出來(lái)，并將之作為輸出參數(shù)。

2.2航標(biāo)校核規(guī)則庫(kù)分析

航標(biāo)校核規(guī)則庫(kù)用于判斷航標(biāo)位置，并將結(jié)果作為航標(biāo)校核系統(tǒng)的輸出，由此得到一系列航標(biāo)指示數(shù)據(jù)。因此航標(biāo)校核規(guī)則庫(kù)的完整度以及運(yùn)行狀態(tài)關(guān)系到整個(gè)航標(biāo)位置的準(zhǔn)確性。

①天然以及渠化航道中的規(guī)則，一方面水深規(guī)則：天然、渠化航道中設(shè)置航標(biāo)，分為Ⅰ級(jí)～Ⅷ級(jí)航道，其中Ⅰ級(jí)水深要求在3.5～4.0米范圍內(nèi)，代表船舶或者是船隊(duì)為4排4列駁船；Ⅱ級(jí)水深要求在2.6～3.0米范圍內(nèi)，代表船舶或者是船隊(duì)為3排3列駁船；Ⅲ級(jí)水深要求在2.0～2.4米范圍內(nèi)，代表船舶或者是船隊(duì)為3排2列駁船；Ⅳ級(jí)水深要求在1.6～1.9米范圍內(nèi)，代表船舶或者是船隊(duì)為3排2列駁船或貨船；Ⅴ級(jí)水深要求在1.3～1.6米范圍內(nèi)，代表船舶或者是船隊(duì)為2排2列駁船或貨船；Ⅵ級(jí)水深要求在1.0～1.2米范圍內(nèi)，代表船舶或者是船隊(duì)為1拖5船隊(duì)或貨船；Ⅷ級(jí)水深要求在0.7～0.9米范圍內(nèi)，代表船舶或者是船隊(duì)為1拖5船隊(duì)或貨船。系統(tǒng)檢測(cè)到航標(biāo)發(fā)生移位后，就會(huì)自動(dòng)計(jì)算位置，根據(jù)水深以及所在航道級(jí)別分析航標(biāo)與上述航道水深規(guī)則是否相符。

另一方面，航道直線(xiàn)段寬度規(guī)則：航道直線(xiàn)的段包括單線(xiàn)、雙線(xiàn)兩部分，每一級(jí)航道中的單線(xiàn)和雙線(xiàn)要符合航道直線(xiàn)段寬度規(guī)則，Ⅰ級(jí)（代表船舶或船隊(duì)：4排4列駁船；單線(xiàn)寬度：125米；雙線(xiàn)寬度：250米）、Ⅱ級(jí)（代表船舶或船隊(duì)：3排3列駁船；單線(xiàn)寬度：100米；雙線(xiàn)寬度：190米）、Ⅲ級(jí)（代表船舶或船隊(duì)：3排2列駁船；單線(xiàn)寬度：55米；雙線(xiàn)寬度：110米）、Ⅳ級(jí)（代表船舶或船隊(duì)：3排2列駁船或貨船；單線(xiàn)寬度：45米；雙線(xiàn)寬度：90米）、Ⅴ級(jí)（代表船舶或船隊(duì)：2排2列駁船或貨船；單線(xiàn)寬度：35米；雙線(xiàn)寬度：70米）、Ⅵ級(jí)（代表船舶或船隊(duì)：1拖5船隊(duì)或貨船；單線(xiàn)寬度：15米；雙線(xiàn)寬度：30米）、Ⅷ級(jí)（代表船舶或船隊(duì)：1拖5船隊(duì)或貨船；單線(xiàn)寬度：12米；雙線(xiàn)寬度：24米）。航標(biāo)標(biāo)示航道寬度以以上規(guī)則，因此，航標(biāo)所在航道級(jí)別，根據(jù)系統(tǒng)計(jì)算由此得到航標(biāo)位置標(biāo)示航道寬度則根據(jù)寬度規(guī)則即可。

還有航道彎曲半徑規(guī)則：航道彎處，航標(biāo)航步密度稍大，航標(biāo)標(biāo)示的航道彎曲半徑應(yīng)符合以下規(guī)則。Ⅰ級(jí)（代表船舶或船隊(duì)：4排4列駁船：彎曲半徑：1200米）、Ⅱ級(jí)（代表船舶或船隊(duì)：3排3列駁船；彎曲半徑：810米）、Ⅲ級(jí)（代表船舶或船隊(duì)：3排2列駁船；彎曲半徑：720米）、Ⅳ級(jí)（代表船舶或船隊(duì)：3排2列駁船或貨船；彎曲半徑：500米）、Ⅴ級(jí)（代表船舶或船隊(duì)：2排2列駁船或貨船；彎曲半徑：280米）、Ⅵ級(jí)（代表船舶或船隊(duì)：1拖5船隊(duì)或貨船；彎曲半徑：180米）、Ⅷ級(jí)（代表船舶或船隊(duì)：1拖5船隊(duì)或貨船；彎曲半徑：130米）。

②通用規(guī)則：一方面，航標(biāo)間距離規(guī)則：航標(biāo)間要參考《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》的配布標(biāo)準(zhǔn)，在白日和夜間均有所不同，在白日，一艘船舶可以從一座標(biāo)志看到下一個(gè)標(biāo)志；而在夜間，可以從這一盞航標(biāo)燈看到下一盞航標(biāo)燈。關(guān)于這兩種航標(biāo)，晝夜通航航道和一類(lèi)航道的要求是一致的，航標(biāo)配布少，每一座標(biāo)志間的功能是有關(guān)聯(lián)的。另一方面，旋回半徑規(guī)則：浮標(biāo)回旋半徑設(shè)置不宜過(guò)長(zhǎng)，比如在水深15米航道中，其高潮位大約為5米，浮標(biāo)錨鏈接長(zhǎng)度為25米適宜。航標(biāo)位置與航道底邊距離要維持在穩(wěn)定狀態(tài)，如果浮標(biāo)設(shè)置在航道邊緣，浮標(biāo)出現(xiàn)回旋時(shí)，就會(huì)占有一部分水深航道，為確保過(guò)往船舶與浮標(biāo)保持安全距離，就會(huì)減少部分有效航道，航道減少，特別是對(duì)山區(qū)河流而言，有效航道是有限的。

2.3航標(biāo)校核規(guī)則庫(kù)核算方法

規(guī)則庫(kù)在計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)，將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中，才能使得校核系統(tǒng)得到運(yùn)用，規(guī)則中對(duì)水深、航道直線(xiàn)段寬度以及彎曲半徑規(guī)則進(jìn)行講述，根據(jù)表格相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)錄入，結(jié)合系統(tǒng)微軟Office附帶的Access數(shù)據(jù)庫(kù)，建立有效數(shù)據(jù)庫(kù)，并有專(zhuān)業(yè)計(jì)算機(jī)工作人員運(yùn)行操作。要判斷航標(biāo)是否滿(mǎn)足船舶航行需求（如圖1），可從以下幾方面開(kāi)展：首先，得到航標(biāo)點(diǎn)實(shí)際水深，進(jìn)入校核規(guī)則數(shù)據(jù)庫(kù)，獲取航類(lèi)型；其次，應(yīng)用While循環(huán)將對(duì)應(yīng)規(guī)則調(diào)出，然后將實(shí)際水深與上一次調(diào)出的規(guī)則一一做比較，查看是否符合規(guī)則；最后，若不相符，則將不符的規(guī)則列出，其他規(guī)則判斷繼續(xù)。

3.小結(jié)

分析航標(biāo)處水深相關(guān)原理，并對(duì)航標(biāo)在航道中基本規(guī)則進(jìn)行分析，對(duì)系統(tǒng)航標(biāo)校核規(guī)則庫(kù)展作整體了解，發(fā)生動(dòng)態(tài)變化后的航標(biāo)開(kāi)展精確定位，有效利用系統(tǒng)為航道提供服務(wù)，確保航道船舶航行安全。

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