浅谈一体化灯器在灯浮标上的应用

◎ 钟　辉　王冬梅　海口航标处

浅谈一体化灯器在灯浮标上的应用

◎ 钟辉王冬梅海口航标处

本文介绍了一体化灯器主要构造和功能，分析了一体化灯器在灯浮标上应用情况，探讨一体化灯器的优化完善和推广应用。

一体化灯器应用

1.引言

灯器是灯浮标重要组成部分，对船舶安全夜航起重要助航作用。随着航标技术的发展，灯器先后经历了燃油灯、白炽灯、卤素灯、LED灯和一体化灯器时代，灯器技术的不断发展，提高了灯浮标的助航效能。特别是一体化灯器的发展，能够提高灯浮标工作的稳定性和安全性，推动灯浮标的信息化水平，促进提升航标管理维护水平。

2.一体化灯器主要构造和功能

一体化灯器是一种集LED发光源、能源系统、智能控制等模块的灯器，具有重量较轻、功能丰富、稳定性高等诸多优点，越来越被广泛应用于灯浮标等目视航标中，一体化灯器的主要的构造和功能如下。

2.1发光源

一般为LED发光源。早期灯器采用普通灯泡、卤素灯泡等光源，能耗大、故障率高。LED光源具有亮度高、能耗低、寿命长优势，被航标灯器广泛采用。

2.2智能控制模块

灯器控制系统，灯器的“大脑”。通过硬件电路和软件编程设计，实现灯器状态的检测和控制等智能管理。

2.3通信模块

一般为GSM/GPRS通信硬件和软件结合模块，通过GSM/GPRS移动通信公网传输灯器工作数据。

2.4定位模块

通过接收卫星信号，实现授时和定位功能，提供时间信息和位置信息。

2.5传感器模块

即电流、电压、光照度传感器及相应检测电路等，采集灯器工作电压、电流、光照度等数据，为灯器智能模块实现自动开灯和关灯、监控灯器工作状态等智能管理提供数据支持。

2.6能源系统

一般为太阳能硅片和锂电池，锂电池为灯器工作提供电力保障，太阳能硅片利用太阳能给锂电池充电。

一体化灯器

一体化灯器构造示意图

3.一体化灯器在灯浮标上应用

一体化灯器具有集成度高、重量较轻、功能丰富、稳定性好等诸多优点。一体化灯器在灯浮标上的应用，能较好地适应海洋腐蚀环境，提高航标管理和维护水平及效率，推动航标助航服务数字化、信息化和智能化发展，为航海者提供更加优质的助航保障服务。

3.1航标管理及时高效

一体化灯器自动采集电压、电流、位置等数据，通过公用移动网络实现灯浮标数据的实时传输。掌握了灯浮标的实时数据和工作状态信息，能够快速评估和确认灯浮标工作状态，及时发布航标运行状况通报，有针对性地开展灯浮标日常巡检和应急抢修工作，有效提高了灯浮标管理和维护的水平，提供更加安全、可靠的助航信息。

3.2海上作业安全便捷

灯浮标使用普通灯器时，一般还需配备太阳能硅片、蓄电池等其他设备。因此灯浮标海上作业时，不仅要携带灯器、蓄电池、太阳能硅片等大量配套设备，还需进行大量的现场安装和调试工作，增加了海上作业时间、强度和难度，不利于海上作业安全。海况稍有变化时，甚至无法进行海上作业，导致灯浮标日常巡检维护、应急抢修等作业无法按时开展，影响灯浮标的正常工作。

一体化灯器内部集成了电池等设备，可提前实施灯器设备综合调试等操作，把本该在海上进行的工作转移到岸上和维修间里进行，减少海上作业程序。海上作业也不用携带大量装备和工具，作业人员可以轻装出海。无需大量设备固定、线路连接等操作，只需固定四枚灯器底座螺丝，作业人员即可独立完成灯浮标配套设备安装。大大缩短了海上作业的人员和时间，使海上作业更加安全、高效、便捷。

3.3灯器工作稳定可靠

一体化灯器所有设备全部密封在灯壳内，免受海洋强烈腐蚀环境侵蚀。因此，灯器设备耐酸碱、耐腐蚀性好，不易老化，工作更加稳定。灯器内部使用的高性能锂电池工作温度范围宽，没有充电和放电记忆效应，充电效率高、容量稳定，适应温差较高的海上工作环境和灯器频繁充放电工作特点。同时，一体化灯器内部高效的LED点光源，耗电量低、工作电流小，能有效减少电池耗损、延长电池使用寿命。此外，一体化灯器内部电子元器件和设备高度集成化，没有各种容易出现松动、断裂的接头和连线，灯器故障率有效降低，整体工作稳定性大大提高。

3.4符合E-航海（E-navigation）发展需要

为满足E-航海时代船舶大型化、高速化对航海保障提出的更高需求，国际海事组织提出了E-航海的概念。E-航海是一个全面的助航信息服务系统，代表了航海未来发展方向。E-航海主要通过收集、综合和显示水文潮汐、助航信息等海上交通信息，为船舶提供航行助航服务。E-航海需要航标助航保障信息支持，一体化灯器可以提供相应的数据信息支持。一体化灯器具有工作数据采集和传输功能，可通过公用移动网络将灯浮标工作数据上传，建立航标工作数据库与E-航海综合助航系统对接，为E-航海提供稳定、可靠的助航信息。

4.一体化灯器优化改进建议

虽然一体化灯器具有诸多优点，但结合实际使用情况，为加快一体化灯器的推广应用，一体化灯器还需要进行持续优化改进。

4.1进一步提高在线率

灯浮标大多处于公网信号较弱沿海港口，灯器容易掉线。应继续改进天线通信系统，提高信号在线率，使通信信号更加稳定。

4.2进一步保障数据完整性

灯器数据传输受公网信号掉线或中断影响，容易出现数据丢失情况，应优化灯器工作数据传输和处理程序，确保灯器工作数据完整传输。

4.3进一步优化能源和能效

进一步优化硬件电路和程序设计，降低灯器能耗，提高能源容量和LED发光亮度，使灯器闪光更亮、更省电、更持久。增加亮度调节功能，不同光照条件时可调节合适亮度，使灯器处于最佳工作状态。

5.结束语

一体化灯器是未来灯浮标灯器的发展趋势，结合一体化灯器使用效果进行持续优化改进，有利于加快一体化灯器推广使用步伐，提高航标维护管理水平，提供更加优质的助航服务。

洪四雄.沿海航标管理及维护运行信息化探讨［J］.中国海事，2011，（1）：56-59.