[00934378]沿海港口水域超大型船舶通航安全保障关键技术及应用

我国是世界第一贸易大国，90%的进出口货物由海运完成，连续10年港口货物吞吐量世界第一。船舶大型化是必然趋势，第三轮世界船舶大型化浪潮席卷而来，超大型船舶（16万及以上载重吨的油轮、船长超过300米的散货船、万箱级集装箱船及承载能力达21万方的LNG船等）已成为航运主力军，然而因我国港口水域船舶交通密度大，水深受限，季风频发，台风致灾严重等问题，导致超大型船舶不能满载进出港、通过能力低，装载率不到60%，严重制约了进出港效率；另一方面超大型船舶搁浅、碰撞事故时有发生，航运安全隐患突出。保障超大型船舶安全高效运行对国民经济和世界贸易发展意义重大。 项目立足超大型船舶安全高效运行发展需求，针对我国港口水域超大型船舶通航亟需解决的“进不来、装不多、靠不拢、系不牢”等突出问题，以提升装载率和协同通航安全保障能力为目标，通过理论分析、模型实验、实船试验、示范应用等，突破了船舶富裕水深、控制航速、动态船舶领域等理论及码头泊稳防台、无缝监管等核心关键技术。经十余年攻关，取得系列创新成果： 1.突破了既有船舶通航安全保障的理论局限，首次提出了超大型船舶富裕水深、控制航速、安全间距及码头防台系泊力等关键指标的确定方法和计算模型，形成了超大型船舶通航安全保障理论体系，并在天津、曹妃甸等港口示范应用，实现了船舶装载率由57%提高到90%以上、港口通过能力提升20%、LNG船进出港月艘次提高50%。 2.攻克了超大型船舶下沉量计算及测量技术瓶颈，通过数值船池仿真、缩尺船模试验、实船试验以及大数据计算分析，形成了超大型船舶下沉量计算方法与综合测量技术，发明了可调节尺度的下沉量综合试验装置，提升了动态下沉量取值的科学性，实现了在良好天气下富裕水深取值由吃水的15%降到6%。 3.攻克了超大型无动力船舶码头系泊防台技术难题，研发了基于风暴桩、缆绳、锚碇、拖轮等多方式防台技术方案及组合装置，首次实现了超大型船舶码头防台，抗风等级由登陆8级提升到14级，示范应用以来成功抵御了“山竹”等台风36次，近5年节省移泊防台费用1.75亿元。 4.突破了船舶仿真平台的传统模式，开发了集成高精度风流载荷模型、生态仿真模块的新型六自由度仿真平台，研发了符合精度髙达90%的三维模型数据库，界定了船舶航行、泊稳等动态指标及边界条件，为天津、深圳等港口提供技术服务1853次，直接经济效益5.02亿元，为航运业培养技术骨干1万余人。 项目获授权发明专利、软件著作权等知识产权41项;发表论文73篇，其中SCI/EI论文33篇；出版著作9部；培养研究生100余名。经中国航海学会组织鉴定；整体成果国际先进，核心成果国际领先；获中国航海科学技术一等奖。 成果已在中国沿海五大港口群的十多个示范港口转化应用，五年来保障了超大型船舶3万余艘次髙效安全运行，为航运企业创造经济效益29.14亿元（3年18.56亿元），未发生重大亊故，社会经济和生态效益显著，彰显其公益性。