淺談浮動(dòng)標(biāo)志夜間顯色顯形的設(shè)想

李忠

摘 要：為了保障船舶航行安全，業(yè)主或航保部門在航道或港池上設(shè)置浮動(dòng)標(biāo)志來(lái)標(biāo)示水域通航環(huán)境。對(duì)于駕駛員來(lái)講，白天可通過(guò)標(biāo)牌號(hào)碼、標(biāo)體顏色和形狀來(lái)判斷其在港口及航道水域的作用，夜晚卻只能利用點(diǎn)光源閃光周期及燈光顏色來(lái)判斷燈浮性質(zhì)及編號(hào)?？紤]夜間浮標(biāo)易被撞，人眼識(shí)別能力差，閃爍點(diǎn)光源識(shí)別難，各種點(diǎn)光源易混淆等問(wèn)題，本文提出浮動(dòng)標(biāo)志夜間顯色顯形的設(shè)想，通過(guò)夜光漆涂層或配置浮標(biāo)輔助燈，使燈浮能夠在夜間達(dá)到顯色和顯形效果，使浮動(dòng)標(biāo)志更容易識(shí)別，清晰標(biāo)示航道邊界，以此降低浮標(biāo)被撞概率，提升導(dǎo)助航能力。

關(guān)鍵詞：浮動(dòng)標(biāo)志 夜間顯色顯形 設(shè)想

1.夜間通航環(huán)境存在的問(wèn)題

為了保障船舶航行安全，業(yè)主或航保部門在航道或港池上設(shè)置浮動(dòng)標(biāo)志來(lái)標(biāo)示水域通航環(huán)境。對(duì)于駕駛員來(lái)講，白天可通過(guò)標(biāo)牌號(hào)碼、標(biāo)體顏色和形狀來(lái)判斷其在港口及航道水域的作用，夜晚卻只能利用點(diǎn)光源閃光周期及燈光顏色來(lái)判斷燈浮性質(zhì)及編號(hào)。但依賴點(diǎn)光源識(shí)別航標(biāo)存在以下問(wèn)題：

（1）點(diǎn)光源在夜間很難捕捉位置，導(dǎo)助航性能差，帶來(lái)潛在安全隱患。

（2）夜間航行，各種航標(biāo)燈閃爍，辨別燈質(zhì)困難，駕引人員難以識(shí)別航道邊界，影響船舶操縱決策。

（3）點(diǎn)光源易與漁標(biāo)混淆，缺少航道指示連續(xù)性。

隨著船舶流量迅速增長(zhǎng)，夜間燈光背景復(fù)雜交錯(cuò)，各種燈光交替閃爍，人眼夜間識(shí)別能力弱，尤其在較短時(shí)間內(nèi)，判斷船船、船標(biāo)相對(duì)動(dòng)態(tài)，錯(cuò)看、漏看浮動(dòng)標(biāo)志，容易作出失誤判斷，進(jìn)而發(fā)生走錯(cuò)航道甚至擱淺和碰撞等嚴(yán)重事故，需要花費(fèi)較大的人力、物力進(jìn)行修復(fù)。

2.沿海浮動(dòng)標(biāo)志現(xiàn)狀

2.1沿海浮標(biāo)標(biāo)志統(tǒng)計(jì)

截止2018年年底，中國(guó)沿海設(shè)置各類航標(biāo)15971座，其中燈船20艘，燈浮4202座，浮標(biāo)23座，按照海區(qū)劃分為如表1。

2.2浮標(biāo)標(biāo)志配布及顯形標(biāo)準(zhǔn)

（1）《海區(qū)浮動(dòng)助航標(biāo)志配布導(dǎo)則》（GB/T 26781-2011）第4條配布原則中4.2指出配布的浮動(dòng)助航標(biāo)志應(yīng)示意清晰、作用明確、特征顯著、易于識(shí)別。第6條技術(shù)要求中6.1.4指出背景光干擾嚴(yán)重或相鄰航道燈光易造成誤認(rèn)為的，宜采用或部分采用同步閃光。6.1.5指出連續(xù)設(shè)置的側(cè)面浮動(dòng)助航標(biāo)志，燈質(zhì)可按單閃、雙閃、三閃有規(guī)律配置，轉(zhuǎn)向點(diǎn)處設(shè)置標(biāo)志的燈質(zhì)宜選用快閃。

（2）《中國(guó)海區(qū)水上助航標(biāo)志》（GB 4696-2016）第10條10.2指出同種類型的水上助航標(biāo)志可采用同步閃光或順序閃光。

（3）《中國(guó)海區(qū)視覺(jué)航標(biāo)表面色規(guī)定》（GB 17381-1998）第5條表面色中指出中國(guó)海區(qū)視覺(jué)航標(biāo)表面色（其中分為普通色、熒光色和逆向反射物色）采用的顏色紅、綠、黃、黑、白五種。

3.浮動(dòng)標(biāo)志被撞分析

3.1浮動(dòng)標(biāo)志被撞統(tǒng)計(jì)分析

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年廣州航標(biāo)處疑似被撞浮動(dòng)標(biāo)志100多單，隨著遙測(cè)遙控技術(shù)的應(yīng)用推廣，配合導(dǎo)助航用應(yīng)用系統(tǒng)的軌跡回放功能，廣州航標(biāo)處成功抓獲肇事船舶25艘，為單位挽回巨大經(jīng)濟(jì)損失。但通過(guò)分析肇事船舶船型、碰撞航標(biāo)位置及時(shí)間點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)浮動(dòng)標(biāo)志碰撞事故有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）碰撞航標(biāo)的時(shí)間點(diǎn)均在1900時(shí)至次日0700時(shí)，都發(fā)生在夜晚。

（2）碰撞航標(biāo)多為航道交叉口的側(cè)面浮動(dòng)標(biāo)志。

（3）碰撞的船舶船型多為中小型船舶。

（4）肇事駕駛員多數(shù)不知道船舶碰撞航標(biāo)。

（5）肇事駕駛員存在浮動(dòng)標(biāo)志難以辨認(rèn)的問(wèn)題。

綜合上述特點(diǎn)及肇事船舶駕駛員的情況記錄，造成碰撞事故發(fā)生的原因可能是由于浮動(dòng)標(biāo)志夜間難以辨認(rèn)的情況導(dǎo)致的，具體原因如表2。

3.2船舶碰撞浮動(dòng)標(biāo)志案例

為了更直觀表達(dá)點(diǎn)光源夜間難以捕捉識(shí)別的概念，以沙仔島1號(hào)燈浮被撞案例進(jìn)行詳細(xì)闡述夜間浮動(dòng)標(biāo)志容易被忽視的情形。2018年12月26日早上，廣州航標(biāo)處接報(bào)沙仔島1號(hào)燈浮被撞漂至錨地，燈架及望板基本完好，航標(biāo)管理人員通過(guò)查詢航標(biāo)遙測(cè)遙控與防臺(tái)值班系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，沙仔島1號(hào)燈浮在25日2302時(shí)，位置偏移20米，2316時(shí)，位置偏移410米，能夠推斷2302至2316時(shí)間段發(fā)生航標(biāo)碰撞（如圖1）。

通過(guò)導(dǎo)助航綜合應(yīng)用系統(tǒng)的軌跡回放功能，該時(shí)間段有“常榮口”輪和“海港消拖2”輪進(jìn)港，經(jīng)過(guò)海圖距離測(cè)量，沙仔島1號(hào)（2306時(shí)位置）與“常榮口”輪軌跡線最近距離為32米，與“海港消拖2”輪軌跡線最近距離為15米，最近距離均大于兩船船寬的一半，在船舶正常航行姿態(tài)，兩艘船舶存在撞標(biāo)嫌疑，航標(biāo)工作人員嘗試詢問(wèn)兩艘船舶駕駛員，對(duì)方均表示未碰撞沙仔島1號(hào)燈?。ㄈ鐖D2）。

后經(jīng)查詢船舶資料，發(fā)現(xiàn)“常榮口”輪為滾裝船舶，“海港消拖2”輪為拖輪，沙仔島1號(hào)燈浮發(fā)生異常移位時(shí)間段，“海港消拖2”輪協(xié)助“常榮口”輪右舷船尾帶纜繩進(jìn)港，纜繩處于松弛狀態(tài)浸入水面，且進(jìn)港時(shí)，“海港消拖2”輪聽(tīng)到巨響。綜合分析可推測(cè)，沙仔島1號(hào)燈浮在兩艘船舶航跡線中間位置，兩艘船舶通過(guò)纜繩連接拖帶進(jìn)港，松弛的纜繩勾住側(cè)面浮動(dòng)標(biāo)志水下錨鏈部分，在兩艘船舶巨大慣性下，燈浮錨鏈?zhǔn)艿骄薮笏矔r(shí)沖擊力而破斷。在證據(jù)面前，“常榮口”輪承擔(dān)了燈浮重新投放的相應(yīng)損失，但該船駕駛員依舊表示由于夜晚航行視覺(jué)效果差、船舶駕駛臺(tái)高度等原因，很難發(fā)現(xiàn)閃爍點(diǎn)光源的燈浮，更難識(shí)別閃爍點(diǎn)光源的位置及性質(zhì)，直接導(dǎo)致船舶碰撞事故。

4.浮動(dòng)標(biāo)志夜間瞬時(shí)導(dǎo)助航顯示效果對(duì)比

《海區(qū)浮動(dòng)助航標(biāo)志配布導(dǎo)則》（GB/ T 26781-2011）第5條配布原則中5.2疏浚航道5.2.2規(guī)定軸線設(shè)置的同側(cè)標(biāo)志間的距離，在標(biāo)準(zhǔn)氣象能見(jiàn)度（T=0.74）條件下，對(duì)直線段的浮標(biāo)間距，原則上白天應(yīng)達(dá)到能從一座浮標(biāo)處看到同一側(cè)相鄰的下一座浮標(biāo)；夜間應(yīng)達(dá)到能從一座燈浮處看到同一側(cè)相鄰的下兩座燈浮標(biāo)的燈光。浮標(biāo)設(shè)置間距通常為1nmile ～2nmile。廣州處轄區(qū)燈浮標(biāo)燈器射程為3nmile ～4nmile，廣州港13號(hào)燈浮至廣州港20號(hào)燈浮之間相鄰浮標(biāo)間隔約1nmile，本文通過(guò)對(duì)比該段航道燈浮不同狀態(tài)下的夜間瞬時(shí)顯示效果，展示浮動(dòng)標(biāo)志的夜間導(dǎo)助航效能。該航段燈浮相關(guān)參數(shù)如表3所列。

4.1四種狀態(tài)下夜間瞬時(shí)導(dǎo)助航顯示效果（見(jiàn)圖3）

（1）非同步閃或不同燈質(zhì)狀態(tài)。如表格所知，8個(gè)燈浮的閃光節(jié)奏（指明暗次數(shù)）相同，燈光顏色不同。

①假設(shè)廣州港13號(hào)燈浮至20號(hào)燈浮未裝置同步閃燈器，8個(gè)燈浮的燈器第一閃都是隨機(jī)開(kāi)始，所有燈器不能達(dá)到同閃同滅效果，即8個(gè)浮標(biāo)燈器只能夠瞬時(shí)亮幾座，出現(xiàn)類似圖1中該段航道夜間僅有14、15、20號(hào)燈器瞬時(shí)同亮的效果，不能瞬時(shí)顯示航道邊界。

②假設(shè)8個(gè)燈器設(shè)置的明暗時(shí)間周期不同，即便閃光節(jié)奏（指明暗次數(shù)）相同，第一閃同時(shí)亮起，由于明暗的時(shí)間長(zhǎng)短不同，其它時(shí)刻會(huì)出現(xiàn)類似圖1中該段航道夜間僅有14、15、20號(hào)燈器瞬時(shí)同亮的效果，不能瞬時(shí)顯示航道邊界。

③假設(shè)8個(gè)燈器閃光節(jié)奏不同（明暗時(shí)長(zhǎng)和次數(shù)均不同），出現(xiàn)類似圖1中該段航道夜間僅有14、15、20號(hào)燈器瞬時(shí)同亮的效果，點(diǎn)光源不能瞬時(shí)顯示航道邊界。

（2）同步閃狀態(tài)。當(dāng)8座燈浮配置同步閃燈器，通過(guò)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的授時(shí)功能，達(dá)到同閃或同滅的節(jié)奏，即出現(xiàn)圖2中該段航道夜間8個(gè)燈器瞬時(shí)同亮的效果，點(diǎn)光源瞬時(shí)顯示航道邊界。

（3）非同步閃或不同燈質(zhì)夜間顯色顯形狀態(tài)。通過(guò)夜光漆涂層或配置浮標(biāo)輔助燈，使燈浮能夠在夜間達(dá)到顯色和顯形效果，8個(gè)燈浮按照標(biāo)體性質(zhì)發(fā)光，在配置非同步閃、明暗周期不同或不同燈質(zhì)情況下，即出現(xiàn)類似圖3中該段航道夜間8個(gè)燈浮發(fā)光、顯色、顯形，且僅有14、15、20號(hào)燈器瞬時(shí)同亮的效果，顯色顯形標(biāo)體一直顯示航道邊界，點(diǎn)光源不能瞬時(shí)顯示航道邊界。

（4）同步閃夜間顯色顯形狀態(tài)。通過(guò)夜光漆涂層或配置浮標(biāo)輔助燈，使燈浮能夠在夜間達(dá)到顯色和顯形效果，8個(gè)燈浮按照標(biāo)體性質(zhì)發(fā)光，并配置同步閃燈器，即出現(xiàn)圖3中該段航道夜間8個(gè)燈浮發(fā)光、顯色、顯形，8個(gè)燈器瞬時(shí)同亮的效果，顯色顯形標(biāo)體一直顯示航道邊界，點(diǎn)光源瞬時(shí)顯示航道邊界。

4.2夜間顯色顯形的優(yōu)點(diǎn)

（1）通過(guò)圖片及上文可知，同步閃夜間顯色顯形狀態(tài)的導(dǎo)助航效果最佳，能夠十分清晰向駕駛員展示航道邊界。

（2）提升浮動(dòng)標(biāo)志的識(shí)別速度，夜間顯色顯形浮動(dòng)標(biāo)志作為參照物，駕駛員更容易捕捉燈質(zhì)節(jié)奏。

（3）浮動(dòng)標(biāo)志燈器故障時(shí)，夜間顯色顯形標(biāo)體能夠作為輔助光源，在一定程度上能夠起到標(biāo)示通航環(huán)境的作用。

（4）閃爍燈器與夜間顯色顯形標(biāo)體的結(jié)合，更容易區(qū)分漁標(biāo)等其他非導(dǎo)助航效能浮動(dòng)標(biāo)志。

（5）夜間顯色顯形標(biāo)體更明顯，能夠提高駕駛員注意力，降低夜晚船舶碰撞的浮標(biāo)的概率。

（6）結(jié)合城市形象建設(shè)，作為風(fēng)景元素融入旅游航道，起到美化效果。

5.結(jié)束語(yǔ)

隨著電子導(dǎo)航設(shè)備及通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，船舶航行已經(jīng)進(jìn)入智能化，白天船舶能夠通過(guò)視覺(jué)觀察輕松完成狹窄水域船舶航行和避讓。但是，船舶安全夜航的難題仍然困擾著航海者，作者希望通過(guò)浮動(dòng)標(biāo)志的夜間顯色顯形構(gòu)想，提升航標(biāo)夜間導(dǎo)助航性能，進(jìn)而保障船舶航行安全。

參考文獻(xiàn)：

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[3]GB 17381-1998，中國(guó)海區(qū)視覺(jué)航標(biāo)表面色規(guī)定〔S〕，1998.