创新促进科研工作转型研发支撑水运安全发展

2018-03-25张华勤

水道港口 2018年1期

张华勤

(交通运输部天津水运工程科学研究所，天津 300456)

为加快“平安中国”和“交通强国”建设，首届国际交通运输安全博览会于2017年12月在北京举办。博览会的主题为“现代社会的交通运输安全”，探讨新时期交通运输安全领域的新理念、新趋势，分享交流国内外最佳实践，研究工作新对策、新方案，进一步推动中国交通运输安全发展[1]。水路运输安全是交通运输安全的重要组成部分，港口基础设施安全、船舶航运安全、反恐等都面临挑战，交通运输部天津水运工程科学研究院围绕水路交通运输安全，开展重大科技研发和创新，支撑和服务水运安全发展，落实平安交通建设。

1 安全发展是建设交通强国和人民满意交通的必然要求与基本保障，加快推进传统专业与安全的融合发展

习近平总书记指出，安全生产工作事关人民群众福祉，事关经济社会发展稳定大局，必须坚持人民利益至上，始终把安全放在首要位置。党的十九大报告明确要求“树立安全发展理念，弘扬生命至上、安全第一的思想，健全公共安全体系，完善安全生产责任制，坚决遏制重特大安全事故，提升防灾减灾救灾能力”[2]。十九大报告首次明确提出了建设交通强国的战略部署，赋予了交通运输在新时代的新使命。这是党中央的重大战略部署，是实现我国现代化建设目标的重要支撑，也是满足人民日益增长的美好生活需要的必然要求。建设交通强国，必须牢固树立以人民为中心的发展思想，把人民满意作为根本标准，加快建成更安全、更便捷、更高效、更绿色、更智慧、更可持续、更具有竞争力的现代综合交通运输体系。安全首当其冲！安全是关键！坚持安全发展，有效防范和化解交通运输发展中面临的安全风险和隐患，才能为建设交通强国夯实安全基础，才能为建设人民满意交通，增强人民的安全感、获得感和幸福感，满足人民群众对美好生活的需要提供最基本最坚实的安全保障。

交通运输部党组杨传堂书记和李小鹏部长多次强调要进一步增强政治意识、大局意识和责任意识，要进一步认识安全生产的极端重要性，将做好安全生产工作作为一切工作的基础；要进一步发扬拼搏精神和务实作风，强化红线意识、底线思维，以如临深渊、如履薄冰的态度，真抓实干、改革创新，全力把安全生产工作责任落到实处，确保实现交通运输安全形势持续稳定向好。

交通运输部天津水运工程科学研究院(下称“天科院”)提出了“转型、综合、提升发展”的新目标和“传统专业+安全，+绿色，+信息化”的科研供给侧结构性改革的新要求，把科研工作从支撑水运工程建设为主转变为服务“建管养用”综合领域全过程，支撑和服务水运交通安全发展。

2 准确把握水运安全形势和科研需求，聚焦关键领域，加强科技攻关

根据国家和交通行业安全生产工作的要求，以及水运行业特点和发展趋势，结合天科院在水运行业开展的科研工作，对水运安全目前形势和发展趋势进行了思考，从科研创新支撑水运安全发展的角度出发，在以下六个方面进行了系统研发和重点突破：(1)超级水运工程建设安全保障技术；(2)港口生产安全风险防控与管理制度；(3)水运基础设施运行安全风险防控技术；(4)海岸港口和航道工程防灾减灾技术；(5)内河航道和通航安全保障关键技术；(6)水上应急抢险及救助打捞关键技术。

3 科技创新取得丰硕成果，支撑和服务水路交通安全发展

近年来，天科院围绕水路交通安全这一主题，开展科技创新并取得丰硕成果，支撑和服务交通运输行业安全发展。

3.1 突破泥沙精确预报难题，支撑港珠澳大桥沉管隧道建设安全

港珠澳大桥跨越珠江口伶仃洋海域，连接香港特别行政区、广东省珠海市和澳门特别行政区，是一条具有战略意义的世界级跨海通道。港珠澳大桥采用桥梁、人工岛和隧道连接方式，其中海底隧道总长约5 664 m，采用沉管法进行施工，基槽开挖水深相对较大，相对挖深30～40 m，设计基槽宽度为41.9 m，沉管安放高差不能大于5 cm。2014年11月15～16日在E15节管节的浮运安装过程中，基槽内出现了异常的泥沙强淤积现象，管节安装工作被迫中止。天科院泥沙科研团队联合科研同行组成联合攻关组，通过卫星遥感实时监测、数值模拟和物理模型实验，准确分析了泥沙来源及淤积原因，突破了泥沙淤积长周期、宏观的传统研究理念，实现了逐日、厘米级的精确预报。成功进行了E15～E33共19个管节基槽泥沙淤积精细预警预报，为港珠澳大桥岛隧工程的基槽铺设以及沉管浮运安装安全提供了支撑。

3.2 打造安全技术政策智库，为政府部门安全管理提供智力支持

天科院收购天津东方泰瑞科技有限公司组建安全研究中心，安全研究工作实现了由天津地区为主向交通运输行业为主转型，由安全评价为主向安全管理全过程咨询为主转型，成为交通运输部和天津市政府重要的安全研究咨询机构。受交通运输部相关司局委托，天科院编制完成《危险货物港口作业重大事故隐患判定指南》、《港口危险货物集中区域安全风险评估指南》、《港口危险货物常压储罐检测工作指南》和《港口危险货物安全监管信息化建设指南》等规范文件，已发布实施。主编或参编了《港口水工建筑物检测与评估技术规范》、《港口设施维护技术规范》、《内河危险化学品禁运目录遴选标准》、《水运工程安全标准体系》等技术规范和标准。正在研究制定港口安全生产事故、通航建筑物安全生产事故以及水运工程建设安全生产事故技术调查指南。为推动水运安全管理标准化、规范化、制度化提供了有效的智力支撑。

3.3 健康诊断技术保障水运工程基础设施安全运行

我国部分港口基础设施接近达到规范规定的设计使用年限，由于所处海洋环境条件恶劣、海水侵蚀、结构材料老化、超载运营等原因，结构构件损伤与破坏现象普遍存在。港口的安全运营关系着国家经济及民生问题，关系着经济的良性增长。针对我国水运工程后建设时期港口工程安全保障的重大行业需求，天科院整合优势学科资源，重点开展港口基础设施安全保障及性能提升研究，研发建管养用成套技术，保障在役港口基础设施安全。依托港口水工建筑技术国家工程实验室、水工构造物检测诊断与加固技术交通行业重点实验室等科研平台，重点攻克水工结构隐蔽部位无损检测技术、港口码头整体性安全性评估技术难题，开展了基于BIM技术、光纤光栅传感技术的港口水工建筑物健康监测与安全预警关键技术研究。

3.4 开展极端风浪条件下港口防灾减灾技术研究，开发灾害预警系统为港口基础设施安全提供保障

近年来，全球极端天气条件骤增，台风、暴雨、风暴潮和洪水等自然灾害的发生频率和强度增强，给水运交通基础设施安全带来较大风险。天科院科研团队利用大比尺波浪水槽，建立了波浪全过程模拟、地基与结构监测、图像测量系统等组成的成套模拟技术，再现大浪作用的海上设施破坏过程，分析破坏机理，开发出一套有效的沿海港口特大风浪灾害监测预警系统，实现港口波浪的实时监测，并对致灾波浪条件及时发出预警信息，提高沿海港口的特大风浪安全预警水平与防灾减灾能力，为重要港口基础设施的安全运行提供保障。

天科院建设了“水路绿色建设与灾害防治示范型国际科技合作基地”，并结合走出去战略，在印度尼西亚建立了“中国—印度尼西亚港口建设和灾害防治联合研究中心”，旨在加强中国—印度尼西亚双方在海岸和港口工程水动力安全保障方面的合作，运用优势技术合作开展适用于印度尼西亚沿海港口的灾害监测预警系统开发与应用研究，提高印度尼西亚当地海岸和港口的灾害防范能力，减少印度尼西亚在灾害条件下海岸和港口工程损失，提高印度尼西亚港口安全运营水平。推广海岸和港口工程水动力环境安全保障平台示范效应，丰富中国与印度尼西亚海上合作内涵，推动我国海岸和港口工程水动力安全保障先进技术在东盟国家与“一带一路”沿线国家的推广与发展。

3.5 利用物理模型、数值模拟等技术手段，解决枢纽通航安全和复杂超大型船舶航行安全问题

近年来，随着高等级航道网的建设，通航建筑物新建、改扩建工程中需要特别关注复杂河势下的通航安全难题。通过导航建筑物新结构的系列研发，改善了多项通航枢纽工程的船闸引航道、口门区的通航水流条件，保障了限制性航道的船舶通航安全；通过多级多线船闸联合调度技术的研发，解决了多级多线船闸、桥群、锚泊区等复杂通航环境、高通航密度下的船闸运行难题、船舶交通组织难题和通航安全问题。

天科院在发挥航道整治和高等级航道建设等传统专业优势的基础上，针对高等级航道管理难、维护压力大可能带来的通航安全问题，开展了极端灾害条件下通航预警及应急保障技术研究和典型航段通航预警及保障平台的开发，为长江黄金水道建管养用提供了重要的技术支撑。针对超长航路、超大型船舶、满载进出港的通航安全问题，充分发挥波浪、潮汐和潮流等海洋动力研究优势，引进国际领先的360°船舶操纵模拟器并进行二次开发，模拟40万吨超大型船舶满载航行安全的适应性，提出工程和非工程等安全保障措施，解决了深水航路复杂海洋动力环境下超大型船舶满载航行的难题。

3.6 信息技术与海洋勘察技术融合支撑水上应急救援与搜救

近年来，海上沉船事故的发生概率和数量呈快速上升趋势，船舶沉没大大增加海上航行安全和环境灾害风险，存在重大安全隐患。为支撑海上应急保障和水运安全体系建设，天科院紧密围绕我国航海保障、救助打捞、水上运输突发事件的应急处置进行科研创新与转型，组建了平战结合的海上应急扫测专家团队，将现代互联网信息技术与传统海洋工程勘察技术相融合，致力于海上突发事件应急抢险、深远海搜寻定位及救助打捞、国家海事安全保障等领域的科研和业务工作，开展了水上水下应急探测与精密定位、应急救助综合研判与辅助支持等研究工作，突破了水下三维立体勘察、沉船精细探测建模、水下精密导航定位、打捞过程实时显示和远程监控等系列技术难题。参与了亚航QZ8501失事飞机黑匣子及残骸应急搜寻工作和韩国“世越号”沉船整体打捞工作，充分展示了天科院作为海上应急扫测国家队的实力，以精良的装备、精湛的技术和精干的人员向世界展示了大国责任与担当，在支撑水运交通应急保障和平安交通建设发挥了重要作用。

4 水路运输安全科研创新工作展望

为深入贯彻落实党中央、交通运输部党组关于建设科技强国和交通强国等方面的决策部署，天科院将在水运安全领域不断开拓创新，为水运行业安全发展提供更多更好的技术支撑。主要包括以下几个方面工作：

4.1 进一步开展交通运输行业安全领域相关政策、法规和标准研究

重点按照《中共中央国务院关于推进安全生产领域改革发展的意见》的要求，结合水运行业的实际和特点，开展企业全过程安全生产和职业健康管理制度、安全生产和职业健康一体化监管执法体制、安全执法行为审议制度、安全监管执法装备配置标准、安全监管执法人员资格管理办法、事故暴露问题整改督办制度、重大隐患挂牌督办制度等的研究制订工作。

4.2 探索性开展水运安全理论研究

探索开展事故致因理论、安全人机工程学、安全系统工程理论、安全经济学、安全风险管理学等安全学科的理论研究，结合水路运输安全生产的规律与特点，以理论指导安全工作实践，推进安全发展。

4.3 加强产学研协同创新

加强产学研协同创新，建立以企业为主体、市场为导向、产学研深度融合的安全技术创新体系，优势互补、互利共赢，着力研究解决行业热点难点问题和重大关键共性技术问题，增强安全发展能力。贯彻落实《中国人民共和国促进科技成果转化法》、《实施<中国人民共和国促进科技成果转化法>若干规定》要求，充分利用市场化手段，促进安全科技成果转化和推广应用。

4.4 推动安全标准与安全技术服务“走出去”

充分总结我国水运行业安全发展成果，同时学习借鉴发达国家和国际组织的先进经验，建立健全国家标准、行业标准、企业标准多层级的安全标准体系，结合“一带一路”战略的实施，利用“水路绿色建设与灾害防治国际科技合作基地”和中国—印度尼西亚“港口建设与灾害防治联合研究中心”等平台，促进相关安全标准和安全技术的输出，引领国际水运工程的安全发展。

4.5 抓紧组织开展水运行业反恐怖防范技术及装备研究

《中华人民共和国反恐怖主义法》已于2016年1月1日起施行。交通运输行业是反恐怖主义的重点行业，承担着十分重要的责任和任务。组织开展水运行业反恐防范及应对处置技术研究与装备研制，主要包括：重要水路交通基础设施和典型船舶恐怖事件风险辨识与评估技术，大型邮轮码头及港口危险货物仓储密集区域的入侵感知和智能预警技术，在港大型船舶船底可疑装置综合探测技术与装备，大型船舶周边水面可疑船只识别及应急拦截技术与装置，被劫持船舶撞击重要桥梁的识别、预警及防撞技术等。

4.6 组织开展网络与信息安全技术研究

习近平总书记指出，没有网络安全就没有国家安全。《中华人民共和国网络安全法》已于2017年6月1日起施行。交通是《中华人民共和国网络安全法》明确规定的关键信息基础设施保护重点行业领域。组织开展水运交通网络安全技术研究，显著提升网络情报侦察、数据获取、实时监测、技术检测、通报预警、应急处置、追踪溯源、综合防御、态势感知、固证打击以及技术反制等技术能力，确保港口、航运、海事等单位关键信息基础设施和信息系统的安全。