王政彭 張志斌 李木

1.東海航海保障中心連云港航標(biāo)處；2.中交上海航道勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司

1.國內(nèi)外海上風(fēng)電工程項(xiàng)目發(fā)展趨勢(shì)

根據(jù)世界海上風(fēng)電論壇風(fēng)電統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截至2020年底，全球海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量為32.5GW，較2019年底增長19.5%，其中，歐洲海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量已超過25.0GW。2020年全球海上風(fēng)電新增裝機(jī)容量超過5.2GW，新增投運(yùn)海上風(fēng)電場15個(gè)，分布在中國、德國、英國、葡萄牙、比利時(shí)、荷蘭和美國；全球累計(jì)已投運(yùn)海上風(fēng)電場共162個(gè)。我國雖然海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起步較晚，但2021年，中國海上風(fēng)電新增并網(wǎng)裝機(jī)容量近17GW，累計(jì)裝機(jī)容量超過英國，成為世界最大的海上風(fēng)電市場。在實(shí)現(xiàn)驚人增長后，預(yù)計(jì)2022年中國海上風(fēng)電新增裝機(jī)容量將有所下降，主要原因是從2022年開始，中央政府停止提供電價(jià)補(bǔ)貼，在2024年與2025年，中國海上風(fēng)電全面實(shí)現(xiàn)平價(jià)以前，發(fā)展增速將在一定程度上由廣東、浙江和山東等有省級(jí)財(cái)政補(bǔ)貼的地區(qū)推動(dòng)。全球風(fēng)能理事會(huì)預(yù)測，2025-2031年中國海上風(fēng)電年均裝機(jī)容量將超過10GW，有助于進(jìn)一步鞏固其全球領(lǐng)導(dǎo)者的地位。從國內(nèi)外相關(guān)海上風(fēng)電發(fā)展趨勢(shì)來看，我國已逐漸成為海上風(fēng)電裝機(jī)量第一大國，在2021年我國財(cái)政部停止電價(jià)補(bǔ)貼之后，我國的海上風(fēng)電場有望趨于穩(wěn)定增長，為確保我國海上風(fēng)電場工程施工期間所在海域的航道暢通，防止過往船舶駛進(jìn)作業(yè)區(qū)碰撞施工船和風(fēng)機(jī)塔設(shè)施，警示船舶遠(yuǎn)離施工區(qū)域航行，通過在”SPS”與”IPS”重要節(jié)點(diǎn)布設(shè)航標(biāo)，有效標(biāo)識(shí)風(fēng)電場施工水域范圍，為風(fēng)電場項(xiàng)目建設(shè)期間往來船舶提供優(yōu)質(zhì)的導(dǎo)助航服務(wù)，對(duì)保障此工程項(xiàng)目加速完工，履行航海保障職能，加速實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)、助推當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義[1]。

2.海區(qū)航標(biāo)效能驗(yàn)收方法和要求

航標(biāo)效能驗(yàn)收活動(dòng)由航標(biāo)管理機(jī)關(guān)組織，一般由航標(biāo)用戶、航標(biāo)建設(shè)單位、以及航標(biāo)設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、維護(hù)等相關(guān)單位的代表參加。航標(biāo)效能驗(yàn)收應(yīng)由航標(biāo)效能組負(fù)責(zé)，航標(biāo)效能驗(yàn)收活動(dòng)分為技術(shù)測定和航標(biāo)效能評(píng)估兩個(gè)部分。

2.1 技術(shù)測定相關(guān)定義及內(nèi)容

航標(biāo)技術(shù)測定一般是指對(duì)新建、改建或調(diào)整后的航標(biāo)進(jìn)行全部或抽樣的現(xiàn)場測試，來檢測所設(shè)計(jì)的航標(biāo)技術(shù)性能是否符合航標(biāo)設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范要求。其中，視覺航標(biāo)技術(shù)測定的主要內(nèi)容包括航標(biāo)的位置、結(jié)構(gòu)、涂色和燈光的射程、節(jié)奏、周期;無線電航標(biāo)的技術(shù)測定主要內(nèi)容包括航標(biāo)位置、名稱、類型、MMSI編碼等顯示效果和信號(hào)播發(fā)時(shí)間間隔、作用距離等[2]。一般會(huì)選擇符合設(shè)計(jì)的大氣透明系數(shù)條件下的晴天成立技術(shù)測定小組，包括航標(biāo)專業(yè)技術(shù)人員和航標(biāo)用戶代表，不少于三人。具體視覺航標(biāo)技術(shù)測定的項(xiàng)目、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)要求、數(shù)量和方法應(yīng)符合規(guī)定（見表1）。

表2 技術(shù)測定航標(biāo)數(shù)據(jù)表

2.2 技術(shù)測定的必要性

基層航標(biāo)管理站作為交通運(yùn)輸部下屬海域航標(biāo)管理服務(wù)機(jī)構(gòu)，航標(biāo)員是現(xiàn)場技術(shù)測定的主要負(fù)責(zé)人，對(duì)于本座風(fēng)電場的通航環(huán)境是否滿足國際航標(biāo)協(xié)會(huì)IALA所提出的海區(qū)效能驗(yàn)收規(guī)范具有重要意義，建設(shè)出標(biāo)志醒目、結(jié)構(gòu)安全可靠、用多系統(tǒng)確保船舶在不同氣象條件下識(shí)別航標(biāo)，對(duì)風(fēng)電場自身安全、提供安全穩(wěn)定的發(fā)電量、船舶安全通過附近水域均具有重要意義[3]。除此之外，在布設(shè)視覺航標(biāo)的基礎(chǔ)上，位于風(fēng)電場特定位置的風(fēng)機(jī)上增設(shè)AIS航標(biāo)，用多系統(tǒng)來警示船舶，保障船舶安全通過工程水域的同時(shí)促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展[4]。

2.3 航標(biāo)效能驗(yàn)收規(guī)范準(zhǔn)則

技術(shù)測定是航標(biāo)效能驗(yàn)收的前期主要工作，相關(guān)航標(biāo)管理員需對(duì)現(xiàn)場技術(shù)測定結(jié)果進(jìn)行記錄，對(duì)視覺航標(biāo)記錄在視覺航標(biāo)技術(shù)測定表里，對(duì)于加裝有AIS的航標(biāo)寫在AIS航標(biāo)技術(shù)測定表內(nèi)，并匯總出具技術(shù)測定報(bào)告，準(zhǔn)備航標(biāo)效能驗(yàn)收專家評(píng)審會(huì)為今后技術(shù)測定工作打下鋪墊的同時(shí)也為專家評(píng)估帶來便捷。

航標(biāo)效能驗(yàn)收是航標(biāo)管理機(jī)關(guān)通過進(jìn)行現(xiàn)場技術(shù)測定和專家評(píng)估的方式來對(duì)所需測定的航標(biāo)效能是否達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和批復(fù)要求進(jìn)行的總體評(píng)價(jià)，一般以效能驗(yàn)收專家座談會(huì)的形式進(jìn)行。專家座談會(huì)上一般由航標(biāo)管理機(jī)關(guān)、業(yè)主單位、當(dāng)?shù)睾Ｊ戮趾鸵恍＜掖斫M成。航標(biāo)效能驗(yàn)收程序主要包括四個(gè)方面：①效能預(yù)驗(yàn)收，②效能驗(yàn)收申請(qǐng)，③效能驗(yàn)收審查，④效能驗(yàn)收方式。其中航標(biāo)效能驗(yàn)收方式因按工作順序分為事先的查驗(yàn)資料、事中的現(xiàn)場技術(shù)測定和事后的綜合總結(jié)評(píng)價(jià)三部分所組成。

因此，本文以基層航標(biāo)管理站為駐點(diǎn)，就高效服務(wù)航標(biāo)效能驗(yàn)收準(zhǔn)則規(guī)范進(jìn)行前中后期的主要工作來作為案例探討。

3.案例分析

3.1 基層航標(biāo)管理站航標(biāo)技術(shù)測定數(shù)量統(tǒng)計(jì)分析

從圖1可以明顯看出，近三年連云港航標(biāo)處如東航標(biāo)管理站所測定的航標(biāo)數(shù)量呈凸形函數(shù)增長，2021年測定的航標(biāo)數(shù)量遠(yuǎn)大于其他兩年，相關(guān)風(fēng)電場數(shù)量與行駛的里程數(shù)也隨之增多。筆者認(rèn)為主要因?yàn)閲邑?cái)政部宣布2021年之后將取消海上風(fēng)電國家補(bǔ)貼，隨后2022相比2020有小幅度提升主要是因?yàn)楦魇∈邢嗬^出臺(tái)海上風(fēng)電補(bǔ)貼政策促進(jìn)國家清潔能源的發(fā)展。本文通過2020-2022的技術(shù)測定工作總結(jié)出步驟流程，以江蘇如東H15#海上風(fēng)電工程為案例進(jìn)行現(xiàn)場測定，發(fā)現(xiàn)通過此方法流程可大大提高技術(shù)測定工作效率，產(chǎn)生一定的藍(lán)色經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

圖1 技術(shù)測定航標(biāo)數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)圖

3.2 江蘇如東H15#海上風(fēng)電工程項(xiàng)目工程概況

江蘇如東H15海上風(fēng)電項(xiàng)目由如東江蘇海上風(fēng)電有限公司投資建設(shè)，圖2為江蘇如東H15#海上風(fēng)電場工程區(qū)地理位置示意圖，坐落于江蘇如東海域竹根沙東側(cè)，規(guī)劃海域面積約32km2，場區(qū)中心點(diǎn)離岸約47公里。

圖2 工程區(qū)地理位置示意圖

圖3為江蘇如東H15#海上風(fēng)電場工程項(xiàng)目電子海圖范圍所在地。由圖可見，風(fēng)電場形狀近似梯形，南北寬約5.7km，海底高程0～-10m。H15#海上風(fēng)電項(xiàng)目工可階段規(guī)劃裝機(jī)容量200MW，裝機(jī)容量達(dá)20萬千瓦。

圖3 江蘇如東H15#海上風(fēng)電場

如圖4所示，如東H15#海上風(fēng)電場工程附近還有黃沙洋如東H14#風(fēng)電場、江蘇如東H13風(fēng)電場、如東H2#海上風(fēng)電場、如東H3#海上風(fēng)電場、如東H4#海上風(fēng)電場等。筆者通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)得知，如東H15#海上風(fēng)電場平面布置圖項(xiàng)目建成后，產(chǎn)能將達(dá)到年發(fā)電量為9.2億千瓦時(shí)，與同等規(guī)模的燃煤電廠相比，每年可節(jié)約標(biāo)煤約30萬噸、減排二氧化碳68萬噸、減少灰渣11萬噸，對(duì)優(yōu)化江蘇省能源結(jié)構(gòu)，降低煤炭消耗，助推經(jīng)濟(jì)綠色發(fā)展具有重要意義。

圖4 附近風(fēng)電場平面布置圖

3.3 江蘇如東H15#海上風(fēng)電場工程技術(shù)參數(shù)表

江蘇如東H15#風(fēng)電場配布9座傳統(tǒng)燈樁視覺航標(biāo)和5座AIS實(shí)體無線電航標(biāo)，標(biāo)識(shí)風(fēng)機(jī)的位置和范圍，為風(fēng)機(jī)自身安全以及過往船舶航行安全提供有力保障。具體營運(yùn)期專用航標(biāo)技術(shù)參數(shù)表如圖5所示，其包含了如東H15#風(fēng)電場各航標(biāo)的標(biāo)名、類別、方位、燈質(zhì)周期、燈高、射程及構(gòu)造等參數(shù)。

圖5 如東H15#海上風(fēng)電場技術(shù)參數(shù)表

3.4 測定前準(zhǔn)備工作

如圖6所示，基層航標(biāo)管理員首先按照當(dāng)?shù)睾Ｊ戮炙鷱?fù)的海事行政許可決定書、查詢航標(biāo)設(shè)計(jì)文件（包括圖紙資料）、航標(biāo)技術(shù)履歷及預(yù)驗(yàn)收資料、施工總結(jié)報(bào)告（包括現(xiàn)場施工和竣工的圖片及燈質(zhì)視頻）相關(guān)資料以及要求進(jìn)行全面了解。提前選擇好能見度較好的晴天作為技術(shù)測定的日期。了解航區(qū)航法、航道基本情況。確定技術(shù)測定的范圍和內(nèi)容，選定測試用船舶，提前準(zhǔn)備好測定工作的設(shè)備和儀器。最后通過所在航標(biāo)24h遙測遙控平臺(tái)對(duì)所效能驗(yàn)收布設(shè)的風(fēng)電場航標(biāo)進(jìn)行遙測位置的監(jiān)控并與當(dāng)?shù)睾Ｊ戮炙鷱?fù)的文件進(jìn)行位置對(duì)比，檢查工作電流及電壓判斷航標(biāo)燈是否可以正常工作。最后將不符合技術(shù)測定驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的航標(biāo)記錄下來，做到后期反復(fù)的監(jiān)控以判斷其位置的準(zhǔn)確性，給現(xiàn)場技術(shù)測定工作的便捷性帶來鋪墊。

圖6 本文技術(shù)路線圖

3.5 測定中現(xiàn)場工作

作業(yè)前相關(guān)航標(biāo)管理員、航標(biāo)用戶代表、及航標(biāo)專業(yè)技術(shù)人員等需要攀爬作業(yè)的工作人員應(yīng)按規(guī)定穿好救生衣、系安全帶、戴安全帽、檢查好測定必備儀器后方可進(jìn)行現(xiàn)場技術(shù)測定的工作檢查。在檢查過程中，如圖7江蘇如東H15風(fēng)電3號(hào)燈樁的遠(yuǎn)照為例，用肉眼目測的方式在不小于1海里顯形視距內(nèi)，與標(biāo)準(zhǔn)色卡進(jìn)行比較觀察其涂色是否鮮明，標(biāo)志形狀是否無殘缺，主體結(jié)構(gòu)是否完好，用來判斷其是否滿足相關(guān)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。工作人員現(xiàn)場通過攀爬上燈樁進(jìn)行技術(shù)測定，比照設(shè)計(jì)和規(guī)范的要求，使用Trimble天寶JUNO手持GPS儀對(duì)風(fēng)電燈樁進(jìn)行位置核對(duì)測量，選用萬用表對(duì)燈器工作的電流電壓進(jìn)行測量對(duì)比是否正常，夜間通過使用虎閣秒表對(duì)航標(biāo)燈質(zhì)周期進(jìn)行測量及視頻錄制，判斷其夜間射程是否滿足5海里要求，周期平均值是否準(zhǔn)確，識(shí)別效果是否滿足要求，并準(zhǔn)確無誤的記錄在視覺航標(biāo)技術(shù)測定表里。圖8為3號(hào)燈樁的近照，從照片上可以看出該燈樁有加裝AIS航標(biāo)，安裝了AIS的航標(biāo)不僅可以與船舶通信，而且還可以被基層航標(biāo)管理站所接收信息，這對(duì)船舶安全航行和航標(biāo)管理帶來了很多便利。在測定過程中，應(yīng)首先觀察其AIS航標(biāo)的九位編碼(MMSI)是否與行政批復(fù)文件一致，對(duì)于不一致的要及時(shí)進(jìn)行記錄。對(duì)于此航標(biāo)的AIS信號(hào)穩(wěn)定性應(yīng)使用船載AIS對(duì)每座AIS無線電航標(biāo)進(jìn)行觀察，接受并記錄分析。用來判斷AIS航標(biāo)是否信號(hào)穩(wěn)定、工作連續(xù)。AIS航標(biāo)通過控制器搜集航標(biāo)的工作狀態(tài)信息形成電文后，通過尋址方式發(fā)送給AIS基站。其相關(guān)動(dòng)態(tài)、靜態(tài)信息被船臺(tái)AIS所接收，船載AIS記錄表如圖9所示。

圖7 燈樁遠(yuǎn)照

圖8 燈器及AIS近照

圖9 船載AIS信息

3.6 測定后維護(hù)總結(jié)工作

現(xiàn)場測定結(jié)束后將按照航標(biāo)維護(hù)技術(shù)要求：浮動(dòng)視覺航標(biāo)按照《沿海浮動(dòng)視覺航標(biāo)維護(hù)規(guī)程》的規(guī)定執(zhí)行；固定視覺航標(biāo)按照《海區(qū)航標(biāo)維護(hù)固定構(gòu)建物》的規(guī)定執(zhí)行。比照行政許可批復(fù)文件設(shè)計(jì)和規(guī)范的相關(guān)要求，對(duì)于航標(biāo)維護(hù)總體目標(biāo)及指標(biāo)進(jìn)行后期線上線下調(diào)研來判斷航標(biāo)正常率是否不低于99.0%，航標(biāo)維護(hù)正常率是否不低于99.5%。

基層航標(biāo)管理員后期將定時(shí)通過航標(biāo)遙測遙控平臺(tái)的24h實(shí)時(shí)監(jiān)控做好數(shù)據(jù)記錄如圖10所示。通過網(wǎng)上巡視對(duì)航標(biāo)位置、涂色、結(jié)構(gòu)、燈光、無線電信號(hào)等助航效能進(jìn)行完好性檢查。通過現(xiàn)場航標(biāo)巡檢定期對(duì)航標(biāo)結(jié)構(gòu)、設(shè)施、設(shè)備等進(jìn)行的現(xiàn)場檢測、局部保養(yǎng)或零部件更換。利用航標(biāo)車間對(duì)于航標(biāo)全壽命周期內(nèi)（即風(fēng)機(jī)使用年限內(nèi)）定期實(shí)施的航標(biāo)進(jìn)行整體更換或維修等保養(yǎng)，包括浮標(biāo)的起吊更換和固定標(biāo)志的修理、修繕等。對(duì)于遙測遙控平臺(tái)報(bào)警的航標(biāo)應(yīng)在一定時(shí)限內(nèi)進(jìn)行應(yīng)急反應(yīng)處理。

圖10 如東H15#海上風(fēng)電場燈樁遙測遙控平臺(tái)

測試航標(biāo)進(jìn)行一段時(shí)間的試運(yùn)行后，將對(duì)航標(biāo)各測試項(xiàng)目驗(yàn)收完畢后對(duì)視覺航標(biāo)記錄在視覺航標(biāo)技術(shù)測定表里，對(duì)于燈樁上加裝有AIS的航標(biāo)出具AIS航標(biāo)技術(shù)測定表，并匯總出具技術(shù)測定報(bào)告。準(zhǔn)備航標(biāo)效能驗(yàn)收專家評(píng)審工作匯報(bào)PPT，航標(biāo)效能驗(yàn)收組通過審核工程資料，審核航標(biāo)技術(shù)測定的有效性，以及相關(guān)單位的介紹和用戶意見反饋等由各專家對(duì)航標(biāo)的整體助航效能進(jìn)行評(píng)估，形成航標(biāo)效能驗(yàn)收結(jié)論性意見。

4.總結(jié)

本文通過近三年連云港航標(biāo)處如東航標(biāo)管理站的技術(shù)測定工作提煉步驟、總結(jié)方法，以江蘇如東H15#海上風(fēng)電工程為案例進(jìn)行現(xiàn)場測定，發(fā)現(xiàn)通過此方法流程按邏輯順序可大大提高技術(shù)測定工作效率，降低測定勞動(dòng)強(qiáng)度和成本，減少船舶燃油使用、降低污染物排放、產(chǎn)生一定的藍(lán)色經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，保障風(fēng)電場自身穩(wěn)定發(fā)電的同時(shí)也確保了附近海域及船舶的通航環(huán)境。