岳建军

摘 要：随着电子信息系统的飞速发展，智能化、信息化、网络化应用于航标系统越来越普及，通过网络平台及时监控工作状态是航标工作的一项重要组成部分。本文重点介绍航标遥测遥控系统在灯塔上的应用，以及存在的问题，提出了以后发展的方向。

关键词：航标灯；遥测遥控；灯塔

一、引言：

灯塔是一种固定的大型视觉助航设施，塔身表面有特定颜色为船舶白天指路，塔顶装有高强度的发光设备，引导船舶夜间航行。随着人类社会科学技术的进步，科技水平不断提高，上世纪中期开始，实现了电子控制，控制方式经历了模拟控制、数字控制到智能控制的发展，如今大部分灯塔已经实现了遥测遥控和网络化控制管理。

我国从上世纪八十年代初开始实行改革开放，国家经济快速增长、对外交往日益频繁，海运事业蓬勃发展，对灯塔的助航效能提出了更高的要求，为此，从八十年代开始我国开始引进航标旋转灯器，较快地改善了灯塔的技术状况，提高了助航效能，上世纪，我国大中型航标旋转灯器一直依赖进口，主要有英国生产的PRB系列、西班牙生产的BGA系列和美国生产的TRB系列灯器。各种系列灯器采用电子元气件和集成电路控制，提高了自动化水平，通过日光开关实现了自动控制开关灯器。

二、遥测遥控的技术状况

进入21世纪，为了提高航标的管理水平，为海上交通运输和海洋开发活动提供更加优质的助航服务，推动航标技术进步，新材料、新能源的大力推广应用，建设沿海航标遥测遥控系统，取得了良好的效果，尤其是光伏发电和风力发电技术成熟，为孤岛无人值守灯塔提供了能源保障，不仅提高了航标效能，也大大减轻了职工的劳动强度。

近几年，为推动航标技术进步，我国航标科技人员开始了航标灯塔遥测遥控的研究，取得了快速进展，成功研制了拥有自主知识产权的智能化灯器产品。2004年研制了航标灯器智能控制器，它能够精确地完成多种灯器的智能化控制，替代了原有的PRB系列、BGA系列和TRB系列灯器的控制部分。制作了智能控制箱，完善了数字通信功能，解决设备老化问题，同时实现技术升级，至今已经在全国30多座灯塔投入使用，使用手机或计算机可检测和遥控灯器，使这些灯塔实现了遥测遥控。

2005年，ISA-400型航标旋转灯器研制成功，改变了我国一直没有自己生产的大中型航标旋转灯器的历史，开始了自主研制生产系列化航标旋转灯器，该系列灯器的应用，主要有三个方面的特点：

一是应用了先进的自动控制技术。将当今工业自动化领域先进的可编程序控制器（PLC）技术应用到航标灯器，灯器所有技术参数均实现了信息化，而且运行稳定、控制准确；

二是引入了先进的数字通信技术。自身带有SMS通信功能和完整的遥测遥控指令系统，使用普通的手机即可进行遥测遥控，同时还预留了符合国际通行标准的串行通信接口，便于进行远程数据传输；

三是扩展性好。预留了充分的信号检测、控制端口和内存空间，易于扩展功能，提高智能化水平。

基于上述技术特点，这一灯器可以非常方便地接入航标遥测遥控等网络化管理系统，初步解决了灯塔内因技术发展带来的设备数量过多的问题，推动了航标灯器更广泛的技术进步。

先进的遥测遥控技术应用于各类灯塔，监控了整个航标信息系统，这些系统采用了先进的网络技术、计算机技术、数字通信技术和电子海图技术，加大了航标的覆盖范围，通信技术的提升，使信号传输更加稳定，实现与其它系统信息共享，更加切合航标管理工作的实际需要。目前該灯器广泛应用于很多灯塔，采用遥测遥控技术。使灯塔智能化研究成果的在实际工作中得到了体现，为无人值守灯塔提供技术保障，大大减轻了职工的劳动强度。目前孤岛无人值守灯塔达到百分之九十以上。节约了大量经费。

三、遥测遥控存在的问题

在航标技术进步的过程中，也暴露出一些制约因素和矛盾，就灯塔而言，其主要有三个方面的问题：

1、目前的航标管理网络，无线数字通信链路大部分采用的是GMS网的GPRS或SMS；对于个别公众移动数字通信网络尚未覆盖或数据传输量比较大的航标灯塔，有的采用VHF，有的采用微波通信。有些灯塔远离大陆，信号传输有局限性，采用传统的GPS、GPRS传输效果不理想，还受天气影响，，获取技术参数和执行遥控指令不畅通，导致先进的遥测遥控系统在灯塔上发挥的作用有限。

2、是灯塔内的设备越来越多，造成设备配置不合理。由于以前所使用的旋转灯器非智能化，因此实现遥测遥控、航标AIS等新功能只能不断增加新设备，使小小的灯塔内设备数量不断增加，一方面加大了电能消耗，对采用太阳能供电的灯塔增加了额外的负担，另一方面系统稳定性降低，维护工作量增大，这与灯塔高稳定可靠的运行的有一定差距。

3、安全防护技术措施有待于加强，灯塔大部分位于孤岛或高山，高温高湿，环境恶劣，容易受到雷电等强电磁感应的冲击，设备的安全防护任务特别艰巨。灯塔遥测遥控所采用的微处理器件内部都有大量大规模集成电路，突出的弱点是抗静电感应的能力差，这对安全防护提出了更高的要求。因此，一方面灯塔智能管理中心在设计中要充分地采取电涌抑制技术措施，提高自身的防护能力；另一方面灯塔的避雷设施要确保完好有效。

四、今后遥测遥控的发展方向

1、实现远程诊断与维护

远程诊断与维护就是以远程操作的方式对灯塔智能管理中心的软件进行技术诊断、维护和升级，减少直接上灯塔进行技术维护，掌握和调整灯塔的技术状态。及时发现设备的故障。航标遥测遥控系统等航标网络化管理系统建设，为实现这一功能创造了条件。研究工作主要是解决三个方面的技术问题：

一是灯塔智能管理中心要支持远程技术诊断与维护。

二是建立连续数据通信链路，满足远程技术维护进行连续数据传输的要求，特别是采用SMS等非连续通信方式进行遥测遥控的灯塔，要在保持原有功能的同时，建立GPRS或CDMA等进行连续数字通信链路。

三是通信链路的传输速率、通信协议要满足远程技术诊断与维护过程中进行数据传输必要的技术要求。

2、实现电源系统智能化监控

稳定可靠的电源是灯塔稳定运行的基础，因而实现电源的智能监控十分必要。目前大部分灯塔采用光伏发电，用蓄电池存储电能。电源系统实现智能化监测与控制包括两方面的技术任务，一是制定并严格落实有关技术规范，对蓄电池实施科学的充放电管理，保持电池的技术状态、延长电池使用寿命；二是将电源系统完全纳入航标网络化控制管理，自动报告灯塔电源系统的技术状态，发生异常时自动进行远程报警，灯塔管理人员可以远程查询灯塔电源系统的技术状态、进行必要的远程维护操作。

3、实现航标AIS

AIS安装于助航设备上即构成航标AIS。航标AIS使传统航标数字化，对完善与扩展航标功能和实现航标现代化管理具有重要意义。航标AIS包括三个类型：真实航标AIS、综合航标AIS和虚拟航标，真实航标AIS是灯塔智能化发展的一项重要内容。

五、结束语

随着计算机、自动控制、微电子和数字通信等新技术的不断发展，灯塔智能化的内容也将不断充实、丰富和提高。新技术的大量应用和智能化水平的不断提高，古老的灯塔必将焕发出新的青春，为船舶航行安全、海运事业的发展，更好地服务国家“一带一路”建设，发挥越来越重要的作用。endprint