0 引言

航标是指在航行中为引导船舶安全通行而设置的标志物或设施，包括灯浮、灯船、固定标志等。航标的作用是指示航道、警示危险等信息，帮助船舶确定自身位置和航向，确保船舶安全通行。航标灯指的是设置在航标上的灯光，用于为船舶提供导航和警示。航标灯的颜色和闪烁方式也有一定的规定，以便船舶在夜间或低能见度条件下能够准确地识别和判断航标位置和方向。航标灯的亮度和范围也需要满足一定的标准，确保船舶能够远距离识别和辨认航标。

上海航标处作为上海辖区管理维护单位，负责辖区1567座航标，其中视觉航标1349座。为了保证航标灯在航标上能够正常运行，满足实际使用的需求，须周期性或不定期对航标灯进行检测。通过对航标灯检测标准的应用进行研究，形成检测体系，可以更好地对航标灯的质量进行把关监控，不仅可以降低航标管理的难度，减少航标维护的成本，还能提高上海航标处在专业技术上的水平，提高从业人员的专业素质，提高整体的航标管理能力，实现安全、有序、高效的运行保障。

1 航标灯检测标准概述

航标灯检测标准是指对航标灯进行检测、测试、评估和判定的标准规范体系，包括航标灯的亮度、颜色、闪烁频率、光束角度、光源寿命等各项指标的测定方法和评估标准。该标准旨在确保航标灯的正常运行和安全性能，以保障航行安全和海上交通的畅通。

1.1航标灯检测标准

我国现行的航标灯检测技术标准：

（1）JT/T 761-2022《航标灯通用技术条件》；

（2）JT/T 730-2008《航标灯光强测量和灯光射程计算》；

（3）GB 12708-1991《航标灯光信号颜色》等；

（4）GB 4696-2106《中国海区水上助航标志》；

（5）JT/T 788-2010《航标遥测遥控系统技术规范》。

1.2航标灯检测标准的具体内容

随着我国航海保障事业的快速发展，航标灯技术性能和质量要求越来越高，因此航标灯检测标准对于航标灯的检测要求是有明确规定的，具体如下：

（1）航标灯的光学性能：包括发光强度、射程、色温、色度、光束角度、水平配光均匀度、闪烁频率等方面的测试，以确保灯具的照明效果符合要求。

（2）航标灯的电气性能：包括电压、电流、耗电功率、电阻等方面的测试，以确保航标灯的电气性能符合要求。

（3）航标灯的防水性能：包括防水等级、漏电流等方面的测试，以确保航标灯能够在恶劣的天气条件下正常工作。

（4）航标灯的机械性能：包括摇摆、冲击、振动、碰撞等方面的测试，以确保航标灯能够在海洋环境中保持稳定。

（5）航标灯的耐腐蚀性能：包括耐盐雾、耐紫外线等方面的测试，以确保航标灯能够在海洋环境中长期使用。

2 航标灯检测的必要性

针对上海航标处目前状况，无论是采购的航标灯还是返修的航标灯，都必须经过检测才能投入现场使用。

图1 上海航标处航标灯周转流程

2.1海区要求和行业标准

2.1.1 海区要求

按照《东海航海保障中心航标器材技术规格及检测说明（2022版）》关于航标灯检测的规定，同时由2019年至2022年上海航标处航标灯采购统计表（见表1）可知，上海航标处每年平均采购约287台的航标灯用于航标维护和库存备用。因此每台航标灯除经过生产厂家的出厂检验，并提供灯器检测报告才能入库。还应为保证灯器质量，根据到货验收、日常实际使用情况等综合评估后，进行第三方检测机构检测，获得CNAS报告后才能投入现场使用。

表 1  2019-2022年航标灯采购数量统计表

2.1.2 行业标准

中国沿海所设置的助航标志上航标灯的设计、生产和验收需满足《航标灯通用技术条件》的规定。

表 2  常用检测参数表

2.2 内业要求

航标灯常年处于海上复杂恶劣环境，易受带有盐碱的空气和风浪雾等恶劣气候影响，航标灯的元器件容易受损，导致如航标灯亮度减弱、射程不足、供电不畅等影响灯器正常使用的问题。因此上海航标处每年需定期或非定期对现场航标进行巡检。由于航标的现场巡检、局部保养、整体更换等原因对现场的航标灯进行更换，每年返回待修库的航标灯为约670台。为确保返修的航标灯是否处于正常状态，是否能够满足日常工作的需求，需对航标灯的光强、灯质、遥测信息、电子元器件和外观等要求进行检测，只有满足检测标准才能投入现场使用，才能进一步减少航标作业人员重复作业的工作强度，从长远角度看减少用船和用人成本，节省开支。

3 航标灯的检测内容

目前上海航标处检测条件有限，只能进行基础方面的检测，比如灯质（灯光节奏和灯光颜色）、遥测信息和报文播发情况，远远不能满足航标灯检测的需求。因此针对于航标灯参数的多样性以及上海航标处目前具备的检测条件，提出多种检测方式，通过自我检测或者第三方检测机构检测，让航标灯达到“6个满足”的要求。

图2 航标灯“6个满足”

3.1 灯光射程

3.1.1 检测原理

常用航标灯的灯光基本都为扇形光束，扇形光束是指集中在一个面内或接近在一个面内发射的呈扇形的光束。航标灯的理论射程（见图3）是指晴天黑夜，当测量者眼高为5 m时，理论上能够看见（灯塔、灯桩特有）灯光的最大距离。通俗的来讲，就是一个人在海上能看到航标灯发出的灯光的最远距离。

图3 航标灯的理论射程

而灯光的射程往往是由灯光强度决定的，通过将航标灯固定在转台上（见图4、图5），通过光度计进行测量，测得灯光强度，再通过灯光射程计算公式与夜间航标灯光强与标称灯光射程换算表（见图6），可以算出灯光射程。

图 4  发光强度测量示意图

图5 现场测试图

图6 夜间航标灯光强与标称灯光射程换算表

3.1.2实例分析

以卫讯北斗一体化LED灯器（型号：WX-C-4B）的检测为例，在大气透射系数T=0.74的标准海况下设计射程为4海里，通过光强与射程换算表查出光强为36.4cd。为验证实际射程是否达到设计射程，进行发光强度检测，经过光度计检查和软件分析得出光强检测结果（图6 红色方框标示）。测出水平光强最小值50.7cd和水平光强最大值59.3cd，经过换算，得出射程范围为4.4~4.6海里，说明实际射程是能够满足设计要求，也满足航标检测标准中规定。

图6 水平光强结果

3.2水平配光均匀度

3.2.1检测原理

通常来讲，水平配光均匀度是指在定光状态下，最小发光强度与最大发光强度的百分比。一般情况下航标灯的水平配光均匀度不应小于70%。

水平配光均匀度是否满足检测要求对于船舶航行至关重要。一方面，均匀的光线分布可以避免出现明暗不均的情况，使得发光效果更加自然和舒适。另一方面，好的水平配光均匀度可以提高发光的可视性，减少眩光和阴影的出现，使得船舶在夜间环境下的航行更加安全和高效。

3.2.2实例分析

以北斗一体化LED灯器（型号：WX-C-4B）的检测为例，理论射程为4海里，相当于光强为36.4cd。经过分布光度计检测，软件分析得出水平配光曲线（见图7），测得最小发光强度（Imin）为50.7cd和最大发光强度（Imax）为59.3cd，根据水平配光均匀度公式U=（最小发光强度Imin/最大发光强度Imax）*100%=（50.7/59.3）*100%，算出水平配光均匀度为85%，满足航标灯的水平配光均匀度不应小于70%的条件，检测合格。

图7 水平配光曲线

3.3 光束发散角

3.3.1检测原理

一般来讲，浮动助航标志的航标灯的光束发散角就是指垂直发散角。浮动标志是随海面起伏而晃动的，为了能够让过往船舶在规定的射程范围内看到航标灯发出的灯光，则需要航标灯在灯浮处于一定的倾斜角度时仍能发出足够强度的灯光，而这个倾斜角度就是垂直发散角。固定助航标志由于是固定的，不随海面波浪而晃动，因此只要满足比较小的垂直发散角，就可以让射程范围内的船舶观测到。

航标灯的光束发散角都有明确规定，浮动航标应考虑到摇摆角度以及观察者所处的位置，垂直发散角不小于8°，以提高浮动航标灯在摇摆过程中的助航效果；用于固定助航标志的航标灯不小于2.5°。    

3.3.2实例分析

以卫讯北斗一体化LED灯器（型号：WX-C-4B）的检测为例，经过分布光度计检测（见图8和图9），软件分析得出垂直配光曲线，测得基准面最小发光强度点所在的垂直面发散角为9.1°、第十百分位发光强度点所在垂直面发散角为9.0°和基准面最大发光强度点所在垂直面发散角为7.3°，最终取各测量面光束发散角的平均值8.4°作为航标灯的垂直发散角。

图8 垂直配光曲线

图9 光束发散角结果

3.4 灯质

3.4.1检测原理

航标灯的灯质通常来讲是指闪光节奏。这种特定的节奏模式有助于船只区分不同的航标，并确定自己的位置。航标灯的闪光节奏都是有明确规定的，以确保船只能够准确地解读和识别这些灯光信号。

根据《航标灯通用技术条件》的规定，灯质的测量通常是任意指定至少五种节奏光灯质，采用光电探测器以不小于500Hz的采样频率测量灯光节奏。而由于上海航标处目前检测设备的限制，也可以采用秒表计时的方式进行测量，跳过航标灯闪烁开始的第一个周期，从第二个发光开始计时，测的三个完整周期，取平均值，算出灯光节奏。

3.4.2 实例分析

以卫讯北斗一体化LED灯器（型号：WX-C-4B）的检测为例，根据《中国海区水上助航标志》GB 4696-2016的规定要求，分别将航标灯的灯质设定为联闪两次，周期6S、混合联闪两次加一次，周期6S、等明暗4S、联甚快闪6次加一长闪，周期10S和莫（P）12S，通过秒表计时，分别测得3个周期读数，见下表。

表3 5种灯质的秒表读数

3.5 灯光颜色

3.5.1检测原理

航标灯光信号颜色应采用红、黄、绿、白、蓝五色系统，不应使用其他颜色。航标灯的灯光颜色在航海中起着至关重要的作用。它们不仅能够帮助船只确定位置和安全航道，还能提供重要的导航信息。航标灯的颜色选择是基于国际标准和规定，以确保全球范围内的一致性和可靠性。此外，航标灯的灯光颜色也对环境保护具有重要意义。因此，我们应该高度重视航标灯的灯光颜色，并确保其正确使用，以促进船只的安全航行和海洋生态系统的保护。因此航标灯灯光颜色应满足CIE 1931色品坐标象限要求（图10）。

图10 航标灯光信号颜色的色品坐标象限

3.5.2 实例分析

以卫讯北斗一体化LED灯器（型号：WX-C-4B）的检测为例，灯光颜色为红色经过第三方检测机构检测，通过光谱仪测得色品坐标值（见图11），测得数据为x=0.693 y=0.306，x的数据均在（0.660，0.710）内，y的数据均在（0.290,0.320）内，满足航标灯光信号颜色的色品坐标象限（见图12）的要求。

图11 灯光颜色检测结果

图12 在CIE 1931色度图（x，y）上画出航标灯光信号颜色的色品区域

4 目前现状分析

为了更好地适应航保业务的发展和经济环境的改变，满足对航标灯的日常管理和维护，上海航标处对航标灯实行精细化管理，已经采购了部分检测工具用于灯器检测。

目前上海航标处用于航标灯器检测的工具有数位式照度计和万用表。

5 规划与展望

航标灯检测标准的实际应用对于提高航标灯质量和保障航行安全具有重要的作用。在实际应用过程中，需要结合具体情况，选择合适的检测方法和标准，并根据结果采取相应的维护和改进措施，以确保航标灯的质量和性能满足航标需求。但在具体实施的时候还存在不足需要我们去改进和完善。为更好地将航标灯检测应用到实际工作中，提出几点建议：

（1）加强检测标准理论学习：虽然国际电工委员会（IEC）和国际海事组织（IMO）等机构已经制定了一系列的航标灯检测标准和规范，我国也制定了航标灯检测相关的标准，但是从目前现状来看检测标准的普及程度还不够高，对标准的内容一知半解，对检测的定义、流程和分析没有充分了解。可以通过系统性的培训和实践操作，加深对航标灯检测的理解，从而加强对航标检测标准和法规的学习。

（2）加强与检测机构合作共建：与航标灯检测机构进行沟通交流是近距离接触先进检测技术的有效途径。目前国内的航标灯检测机构处于国内领先水平，不管是参与检测标准的制定，还是检测设备的先进程度都值得学习。通过实践观察航标灯具体检测流程，对理论知识的巩固和后期航标灯的自我检测都具有深渊意义。

（3）引进检测设备完善检测体系：目前航标灯的检测设备和检测体系的不完善也是制约检测标准实际应用的重要原因之一。缺少标准的航标灯检测设备无法满足航标灯的日常检测需求，导致无法准确地评估航标灯的状态。可以尝试引进专业的航标灯检测设备，让理论落到实处，以学以致用为落脚点，完善航标灯检测体系。

6 结束语

随着科学技术水平地不断提高，航标灯也一直发展变化，从白炽灯到LED光源的不断进步，其检测方式也不断转变升级。只有不断地将国内或国外的检测标准进行学习、吸收和转化，不断地将理论知识运用到实践中去，形成自身的检测体系，实现对航标灯的精细化管理，才能不会被时代所淘汰，才能大有作为。

参考文献：

[1]许浩.航标灯光学检测关键技术研究[J].电子科技大学,2022(03).

[2]曹世杰，郑建华.圆周连续焦点LED航标灯配光均匀度影响因素分析[J].中国海事,2018(10).