淺談舷燈設置黑色遮光板的必要性

田中文，王應強，陳旭生，李法銘

（廣州文沖船廠有限責任公司，廣州510727）

1 引言

1.1 舷燈的定義及作用

舷燈是船的必要裝置，在《1972年國際海上避碰規則》（以下簡稱《規則》）中規定：舷燈是指安置在船舶最高甲板左右兩側的左舷紅光燈和右舷綠光燈，各自在112.5°的水平弧內顯示不間斷的燈光，其裝置要使燈光從船舶的正前方到各自一舷的正橫后22.5°內分別顯示。長度小于20 m得船舶，其舷燈可以合并成一盞，裝設于船舶的首位中心線上。

在某些天氣狀況下，由于船舶航速一般都比較慢，很難分清對方的航行方向。此時，當看到對方船舶的紅燈時，說明對方在向你的左側方向行駛；當看到綠燈時，說明對方在向你的右側方向行駛；當同時看到紅燈和綠燈時，說明對方在向你迎面駛來；紅燈和綠燈都看不到，說明對方在背向你駛來。

本文利用氣象能見距離的相關原理，解釋設置黑色舷燈遮板的必要性，并探討遮光板對能見距離的影響。

2 氣象能見度

能見度在航空、航海及其他交通運輸領域里，它是關系到安全保障的重要氣象要素之一。在海面上，正常目力所能看到的最大水平距離，稱為海面能見度。所謂“能見”就是能將目標物的輪廓從天空背景上分辨出來。據世界海事組織統計，有60%～70%的事故是與霧有關系，霧不僅影響船舶的航行安全，還影響船舶天文地理的定位。

2.1 白天氣象能見度

一般來說，白天的觀測條件是在均一的擴展背景下，觀測一個孤立的目標物，目標物也都是擴展反射光源，其目標物B0 — 背景B′0的固有亮度對比為C0，則

由于空氣的物光減弱和氣光增強作用，C0會衰減，在觀測者眼睛上形成的目標物BL—背景B′L的固有亮度對比為CL，則

式中：BL－經過L距離后，目標物的固有亮度；

B′L－經過L距離后，背景的固有亮度。

可得：

1)若選擇水平天空作為背景，此時背景亮度B′0等于水平天空亮度BH，則

當CL=ε時，相應的能見距離Lm1為：

2)若選擇黑色遮板作為背景，此時背景亮度是絕對黑體B′0=0，則當CL=ε時，相應的能見距離Lm2為：

3)若燈光熄滅，以黑色遮板作為目標物，天空作為背景，此時，背景的固有亮度B′0應等于水平天空的視亮度BH，則當CL=ε時，最大能見距離Lm3為：

2.2 夜間能見度

夜間由于光照條件的限制，已不能使用一般的目標物，而只能用發光物體（燈光）作為目標物。設燈光強度為I ，與觀測者為距離L，則在觀測者眼睛上產生的照度可由阿拉德（Allard）定律定義：

當觀測者離燈光距離為S時，燈光產生的照度達到閾值E0,這時目標燈恰好能見，稱S為燈光能見距離，即

很明顯它與背景的亮度無關，只與燈光強度、大氣黑夜消光系數以及黑夜人眼閥值有關。

3 計算結果與分析

影響海面能見度的因素包括：霧、沙塵暴、雨、雪、低云等。其中霧是最主要因素，故本文主要研究霧與能見度的關系。

由《規則》可知，長度≥20 m的船舶的舷燈應裝有無光黑色的內側遮板。現以能見距離為3 n mile的情況為例：

號燈的最低發光強度按下式計算：

式中：I——發光強度，當D=3 n mile時，I=12cd；

T——臨閥系數，T=2×10-7lx；

D——號燈的能見距離（照明距離），nmile；

K——大氣透射率，K=0.8。

3.1 舷燈分析

假定燈泡的光源寬度為d=24 mm,則球面面積：

根據光亮度與發光強度的關系求燈泡的亮度：

取對比閥值ε=0.02，根據國際氣象能見度分級編碼和IACO規定的照度閥值編制表1，以及3 n mile 舷燈分析圖，見圖1。

圖1 3 nmile 舷燈分析圖

表1 天氣狀況與能見距離表

3.2 圖表分析

從表1和圖1可以看出：Lm1、Lm2、Lm3均隨著消光系數σ的增大而減小，其變化幅度由劇烈到緩慢減小；而且Lm1

在圖1中，Δ2曲線一直處于Δ1曲線以下，并且兩者之間的距離隨著消光系數σ的增大而急劇增大。 對于Δ1 曲線來說，Δ1的大小隨著消光系數σ的先略微減小而又逐漸緩慢增大，當消光系數0.078≤σ≤0.196時，的大小逐漸減小達到最小值；當消光系數σ﹥0.196時，Δ1的大小開始逐漸變大并在濃霧狀態下出現最大，表明舷燈能見距離在天氣惡劣的情況下大幅度提高，其中當消光系數0.078≤σ≤0.672 5時，其變化幅度小于5%，說明舷燈的距離提升幅度在天氣較好的情況下沒有出現較大擾動；對于Δ2曲線來說，Δ2的大小則隨著消光系數σ的增大而逐漸減小，表明舷燈的能見距離在天氣較好的時候有所提高，而在天氣惡劣的時候沒有顯著提高。

4 總結

通過以上分析，得出以下結論：

（1）在有舷燈有遮光板的情況下，舷燈的能見距離比有舷燈無遮光板的能見距離有顯著提升，且提升幅度是隨消光系數逐漸上升的；

（2）在無舷燈有遮光板的情況下，舷燈的能見距離比有舷燈無遮光板的能見距離有顯著提升，但提升幅度是隨消光系數逐漸下降的；

（3）對于如沙塵暴、雨、雪、低云等其余天氣狀況，同樣會有類似的變化趨勢；

（4）黑色遮光板對舷燈的能見距離有提高，故設置黑色遮光板是必要的。

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