航標燈檢測標準應用研究

摘要：航標燈檢測標準是對航標燈進行檢測和評估的技術標準。本文從航標燈檢測標準的實際應用出發，研究航標燈檢測標準相關的國家標準、交通行業標準，結合上海航標處目前現狀，通過對檢測標準進行吸收、轉化和應用，從而形成獨特的檢測體系，旨在提升管理人員的職業素養，加快航標維護的效率，降低航標維護的成本，提高航標管理的能力。

關鍵詞：航標燈；檢測；標準；應用

0 引 言

航標是指在航行中為引導船舶安全通行而設置的標志物或設施，包括燈浮、燈船、固定標志等。航標的作用是指示航道、警示危險等信息，幫助船舶確定自身位置和航向，確保船舶安全通行。航標燈指的是設置在航標上的燈光，用于為船舶提供導航和警示。航標燈的顏色和閃爍方式也有一定的規定，以便船舶在夜間或低能見度條件下能夠準確地識別和判斷航標位置和方向。航標燈的亮度和范圍也需要滿足一定的標準，確保船舶能夠遠距離識別和辨認航標。

上海航標處作為上海轄區管理維護單位，負責轄區1567座航標，其中視覺航標1349座。為了保證航標燈在航標上能夠正常運行，滿足實際使用的需求，須周期性或不定期對航標燈進行檢測。通過對航標燈檢測標準的應用進行研究，形成檢測體系，可以更好地對航標燈的質量進行把關監控，不僅可以降低航標管理的難度，減少航標維護的成本，還能提高上海航標處在專業技術上的水平，提高從業人員的專業素質，提高整體的航標管理能力，實現安全、有序、高效的運行保障。

1 航標燈檢測標準概述

航標燈檢測標準是指對航標燈進行檢測、測試、評估和判定的標準規范體系，包括航標燈的亮度、顏色、閃爍頻率、光束角度、光源壽命等各項指標的測定方法和評估標準。該標準旨在確保航標燈的正常運行和安全性能，以保障航行安全和海上交通的暢通。

1.1航標燈檢測標準

我國現行的航標燈檢測技術標準：

（1）JT/T 761-2022《航標燈通用技術條件》；

（2）JT/T 730-2008《航標燈光強測量和燈光射程計算》；

（3）GB 12708-1991《航標燈光信號顏色》等；

（4）GB 4696-2106《中國海區水上助航標志》；

（5）JT/T 788-2010《航標遙測遙控系統技術規范》。

1.2航標燈檢測標準的具體內容

隨著我國航海保障事業的快速發展，航標燈技術性能和質量要求越來越高，因此航標燈檢測標準對于航標燈的檢測要求是有明確規定的，具體如下：

（1）航標燈的光學性能：包括發光強度、射程、色溫、色度、光束角度、水平配光均勻度、閃爍頻率等方面的測試，以確保燈具的照明效果符合要求。

（2）航標燈的電氣性能：包括電壓、電流、耗電功率、電阻等方面的測試，以確保航標燈的電氣性能符合要求。

（3）航標燈的防水性能：包括防水等級、漏電流等方面的測試，以確保航標燈能夠在惡劣的天氣條件下正常工作。

（4）航標燈的機械性能：包括搖擺、沖擊、振動、碰撞等方面的測試，以確保航標燈能夠在海洋環境中保持穩定。

（5）航標燈的耐腐蝕性能：包括耐鹽霧、耐紫外線等方面的測試，以確保航標燈能夠在海洋環境中長期使用。

2 航標燈檢測的必要性

針對上海航標處目前狀況，無論是采購的航標燈還是返修的航標燈，都必須經過檢測才能投入現場使用，如圖1所示。

2.1海區要求和行業標準

2.1.1 海區要求

按照《東海航海保障中心航標器材技術規格及檢測說明（2022版）》關于航標燈檢測的規定，同時由2019年至2022年上海航標處航標燈采購統計表（見表1）可知，上海航標處每年平均采購約287臺的航標燈用于航標維護和庫存備用。因此每臺航標燈除經過生產廠家的出廠檢驗，并提供燈器檢測報告才能入庫。還應為保證燈器質量，根據到貨驗收、日常實際使用情況等綜合評估后，進行第三方檢測機構檢測，獲得CNAS報告后才能投入現場使用。

2.1.2 行業標準

中國沿海所設置的助航標志上航標燈的設計、生產和驗收需滿足《航標燈通用技術條件》的規定，見表2。

2.2 內業要求

航標燈常年處于海上復雜惡劣環境，易受帶有鹽堿的空氣和風浪霧等惡劣氣候影響，航標燈的元器件容易受損，導致如航標燈亮度減弱、射程不足、供電不暢等影響燈器正常使用的問題。因此上海航標處每年需定期或非定期對現場航標進行巡檢。由于航標的現場巡檢、局部保養、整體更換等原因對現場的航標燈進行更換，每年返回待修庫的航標燈為約670臺。為確保返修的航標燈是否處于正常狀態，是否能夠滿足日常工作的需求，需對航標燈的光強、燈質、遙測信息、電子元器件和外觀等要求進行檢測，只有滿足檢測標準才能投入現場使用，才能進一步減少航標作業人員重復作業的工作強度，從長遠角度看減少用船和用人成本，節省開支。

3 航標燈的檢測內容

目前上海航標處檢測條件有限，只能進行基礎方面的檢測，比如燈質（燈光節奏和燈光顏色）、遙測信息和報文播發情況，遠遠不能滿足航標燈檢測的需求。因此針對于航標燈參數的多樣性以及上海航標處目前具備的檢測條件，提出多種檢測方式，通過自我檢測或者第三方檢測機構檢測，讓航標燈達到“6個滿足”的要求，如圖2所示。

3.1 燈光射程

3.1.1 檢測原理

常用航標燈的燈光基本都為扇形光束，扇形光束是指集中在一個面內或接近在一個面內發射的呈扇形的光束。航標燈的理論射程（如圖3所示）是指晴天黑夜，當測量者眼高為5 m時，理論上能夠看見（燈塔、燈樁特有）燈光的最大距離。通俗的來講，就是一個人在海上能看到航標燈發出的燈光的最遠距離。

而燈光的射程往往是由燈光強度決定的，通過將航標燈固定在轉臺上（如圖4、圖5所示），通過光度計進行測量，測得燈光強度，再通過燈光射程計算公式與夜間航標燈光強與標稱燈光射程換算表（見表3），可以算出燈光射程。

3.1.2實例分析

3.2水平配光均勻度

3.2.1檢測原理

通常來講，水平配光均勻度是指在定光狀態下，最小發光強度與最大發光強度的百分比。一般情況下航標燈的水平配光均勻度不應小于70%。

水平配光均勻度是否滿足檢測要求對于船舶航行至關重要。一方面，均勻的光線分布可以避免出現明暗不均的情況，使得發光效果更加自然和舒適。另一方面，好的水平配光均勻度可以提高發光的可視性，減少眩光和陰影的出現，使得船舶在夜間環境下的航行更加安全和高效。

3.2.2實例分析

以北斗一體化LED燈器（型號：WX-C-4B）的檢測為例，理論射程為4 n mile，相當于光強為36.4cd。經過分布光度計檢測，軟件分析得出水平配光曲線（如圖7所示），測得最小發光強度（Imin）為50.7cd和最大發光強度（Imax）為59.3cd，根據水平配光均勻度公式U=（最小發光強度Imin/最大發光強度Imax）*100%=（50.7/59.3）*100%，算出水平配光均勻度為85%，滿足航標燈的水平配光均勻度不應小于70%的條件，檢測合格。

3.3 光束發散角

3.3.1檢測原理

一般來講，浮動助航標志的航標燈的光束發散角就是指垂直發散角。浮動標志是隨海面起伏而晃動的，為了能夠讓過往船舶在規定的射程范圍內看到航標燈發出的燈光，則需要航標燈在燈浮處于一定的傾斜角度時仍能發出足夠強度的燈光，而這個傾斜角度就是垂直發散角。固定助航標志由于是固定的，不隨海面波浪而晃動，因此只要滿足比較小的垂直發散角，就可以讓射程范圍內的船舶觀測到。

航標燈的光束發散角都有明確規定，浮動航標應考慮到搖擺角度以及觀察者所處的位置，垂直發散角不小于8°，以提高浮動航標燈在搖擺過程中的助航效果；用于固定助航標志的航標燈不小于2.5°。

3.3.2實例分析

以衛訊北斗一體化LED燈器（型號：WX-C-4B）的檢測為例，經過分布光度計檢測（如圖8所示，見表4），軟件分析得出垂直配光曲線，測得基準面最小發光強度點所在的垂直面發散角為9.1°、第十百分位發光強度點所在垂直面發散角為9.0°和基準面最大發光強度點所在垂直面發散角為7.3°，最終取各測量面光束發散角的平均值8.4°作為航標燈的垂直發散角。

3.4 燈質

3.4.1檢測原理

航標燈的燈質通常來講是指閃光節奏。這種特定的節奏模式有助于船只區分不同的航標，并確定自己的位置。航標燈的閃光節奏都是有明確規定的，以確保船只能夠準確地解讀和識別這些燈光信號。

根據《航標燈通用技術條件》的規定，燈質的測量通常是任意指定至少五種節奏光燈質，采用光電探測器以不小于500Hz的采樣頻率測量燈光節奏。而由于上海航標處目前檢測設備的限制，也可以采用秒表計時的方式進行測量，跳過航標燈閃爍開始的第一個周期，從第二個發光開始計時，測的三個完整周期，取平均值，算出燈光節奏。

3.4.2 實例分析

以衛訊北斗一體化LED燈器（型號：WX-C-4B）的檢測為例，根據《中國海區水上助航標志》GB 4696-2016的規定要求，分別將航標燈的燈質設定為聯閃2次，周期6S、混合聯閃2次加1次，周期6S、等明暗4S、聯甚快閃6次加一長閃，周期10S和莫（P）12S，通過秒表計時，分別測得3個周期讀數，見表5。

3.5 燈光顏色

3.5.1檢測原理

航標燈光信號顏色應采用紅、黃、綠、白、藍五色系統，不應使用其他顏色。航標燈的燈光顏色在航海中起著至關重要的作用。它們不僅能夠幫助船只確定位置和安全航道，還能提供重要的導航信息。航標燈的顏色選擇是基于國際標準和規定，以確保全球范圍內的一致性和可靠性。此外，航標燈的燈光顏色也對環境保護具有重要意義。因此，我們應該高度重視航標燈的燈光顏色，并確保其正確使用，以促進船只的安全航行和海洋生態系統的保護。因此航標燈燈光顏色應滿足CIE 1931色品坐標象限要求（見表6）。

3.5.2 實例分析

以衛訊北斗一體化LED燈器（型號：WX-C-4B）的檢測為例，燈光顏色為紅色經過第三方檢測機構檢測，通過光譜儀測得色品坐標值（如圖11所示），測得數據為x=0.693 y=0.306，x的數據均在（0.660，0.710）內，y的數據均在（0.290，0.320）內，滿足航標燈光信號顏色的色品坐標象限（如圖12所示）的要求。

4 目前現狀分析

為了更好地適應航保業務的發展和經濟環境的改變，滿足對航標燈的日常管理和維護，上海航標處對航標燈實行精細化管理，已經采購了部分檢測工具用于燈器檢測。

目前，上海航標處用于航標燈器檢測的工具有數位式照度計和萬用表，見表7。

5 規劃與展望

航標燈檢測標準的實際應用對于提高航標燈質量和保障航行安全具有重要的作用。在實際應用過程中，需要結合具體情況，選擇合適的檢測方法和標準，并根據結果采取相應的維護和改進措施，以確保航標燈的質量和性能滿足航標需求。但在具體實施的時候還存在不足需要我們去改進和完善。為更好地將航標燈檢測應用到實際工作中，提出幾點建議：

（1）加強檢測標準理論學習：雖然國際電工委員會（IEC）和國際海事組織（IMO）等機構已經制定了一系列的航標燈檢測標準和規范，我國也制定了航標燈檢測相關的標準，但是從目前現狀來看檢測標準的普及程度還不夠高，對標準的內容一知半解，對檢測的定義、流程和分析沒有充分了解?？梢酝ㄟ^系統性的培訓和實踐操作，加深對航標燈檢測的理解，從而加強對航標檢測標準和法規的學習。

（2）加強與檢測機構合作共建：與航標燈檢測機構進行溝通交流是近距離接觸先進檢測技術的有效途徑。目前國內的航標燈檢測機構處于國內領先水平，不管是參與檢測標準的制定，還是檢測設備的先進程度都值得學習。通過實踐觀察航標燈具體檢測流程，對理論知識的鞏固和后期航標燈的自我檢測都具有深遠意義。

（3）引進檢測設備完善檢測體系：目前航標燈的檢測設備和檢測體系的不完善也是制約檢測標準實際應用的重要原因之一。缺少標準的航標燈檢測設備無法滿足航標燈的日常檢測需求，導致無法準確地評估航標燈的狀態?？梢試L試引進專業的航標燈檢測設備，讓理論落到實處，以學以致用為落腳點，完善航標燈檢測體系。

參考文獻

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