科技活动周 | 长江航运2023年度重要科技成果展示
来源：科信处
日期：2024-06-11 10:49
2023年，长航局贯彻落实交通强国、创新驱动发展等国家战略，在“145”长江航运高质量发展总体思路和“131”智慧长江建设路径指导下，长江航运科技事业蒸蒸日上，创新动能显著增强，在智慧、绿色、安全等方面取得丰硕成果，获得省部级科技奖励30余项，现对部分优秀成果集中展示。
本项目针对内河航道设施运行中的设施灾变机理与服役状态评价、基于智能无人系统的航道设施立体感知、复杂运行环境下航道设施在线智能监测预警、多源信息智能融合与数据挖掘、综合信息智能服务等关键问题开展了研究工作，取得了显著成效。
创新成果一：揭示了航标、航道整治建筑物、通航建筑物灾变机理，建立了架构统一、指标明确的航道设施服役状态评价体系，提出了在线监测预警的关键性指标参数，为内河航道设施智能化监测提供了理论依据。创新成果二：研制了无人机、无人船、水下机器人等3套立体无人装备，研制了坝体侵蚀三维层析扫描系统、岸坡失稳破坏数据采集系统等6套在线监测装备，构建了航道设施服役状态与航道要素的耦合评价模型，突破了航道设施智能快速采集、预警及决策技术。创新成果三：提出了面向船岸协同的内河航道要素提取与识别技术，构建了基于地理空间数据库和航道数学模型的多维航道设施运行场景图，建立了复杂流态下船舶航线动态规划模型，建成了新一代内河航道多元信息综合服务系统，实现了大数据和云网交互技术在内河航道信息服务中的应用创新。创新成果四：构建了内河航道基础设施技术框架体系，开发了新一代内河航道信息服务系统。依托本项目研究成果，研发的无人船装备实现了成果转化，国内外销售额超3800万，降低了航道管理部门的航道维护资源成本投入，降低了船舶航行成本，提高了船舶运输效益，降低了数据生产成本，提高了综合信息服务系统数据处理效率。结合长江电子航道图上、中、下游图幅划分实际情况，经测算，每幅图可节支人力成本费用约0.5万元，电子航道图的生产能力也从最初的年产800幅上升到现在年产 1500 幅左右以上，出图效率提升度为 87.5%，年节约制图人工成本达 400 万元以上。
三峡河段通航智能监管系统关键技术研究及应用是长江三峡通航管理局联合交通运输部规划研究院等单位历经十余年科研攻关与技术实践的成果。
创新成果：该项目对船舶监管系统核心自主化、通航综合监管、数据中心智能运维等关键技术进行了系统研究和实践，切实解决三峡河段监管系统自主可控不足、系统运维智能化程度不高、过坝船舶诚信管理缺乏、船岸信息交互不便等难题，实现了对过坝船舶全流程、全要素、全天候一站式实时动态精准监管及信息服务，提高了三峡通航主要业务规则化、系统化、体系化、流程化的智能管控水平。项目成果有力保障了三峡河段安全高效阳光通航，显著提高了三峡通航船东满意度，社会、经济、生态效益显著。项目成果已成功推广应用到宜宾、泸州、重庆、安庆、南通等海事监管及广西、湖南水运安全监管工作中，为通航管控、协同服务、诚信等系统开发设计提供了技术支撑和应用示范，推广应用前景广阔。
为适应长江航道高质量发展，在国家重点研发计划、国家自然科学基金、交通运输行业清单项目等支持下，项目组围绕长江干线航道新型航标系统关键技术，历经十余年产学研用协同攻关完成了《长江干线航道新型航标系统关键技术研发与应用》。
创新成果：研究创建了适应于长江干线航道复杂条件的新型航标系统设计体系；突破了长江干线航道新型航标系统功能性提升与可靠性保证关键技术；研制了长江干线航道新型航标系统系列自主可控核心产品；研发了长江干线航道新型航标系统工程建设与运行技术支撑关键平台。成果获发明专利 15 项、实用新型及外观专利 34 项、软件著作权 21 项，出版学术专著 3 部，发表期刊论文 29 篇。成果应用推动了长江干线航标助航技术整体迭代和变革，支撑了长江干线航道高质量发展，引领了内河航道航标技术进步。成果产品覆盖内河航道 90%以上助航产品市场，支撑了长江、西江、汉江、嘉陵江、黑龙江以及京杭运河灯内河高等级航道航标工程、数字航道的建设与运行，经济和社会效益显著。4、长江中下游航道工程生态效应与水滩岸立体生态治理技术研发示范
为助力长江航道高质量发展，在国家自然科学基金、交通运输行业重点科技项目、国家重点工程项目等支持下，项目组融合近十年来长江航道建设中的一系列工程实践经验，围绕理论探索、预测评估方法构建、体系化技术整合集成三方面工作，完成了《长江中下游航道工程生态效应与水滩岸立体生态治理技术研发示范》。
创新成果：揭示了人工构筑物与植被作用下的水沙输移机制，阐明了航道治理工程再自然化演替规律，提出了针对极具空间异质性特征的航道整治工程区的生态效果预测评估方法，结合长江中下游大水位波动及强水流条件复杂水文情势，研发了可促进工程区生境正向演替的水下、滩地、岸坡立体生态治理技术。成果获得发明专利6项、实用新型专利10项、计算机软件著作权7项，发表期刊论文34篇，其中SCI/EI收录16篇。成果丰富了长江绿色航道建设理论基础，提高了生态治理技术水平，已成功应用于长江中游荆江河段航道整治工程、武汉至安庆段6米水深航道整治工程、新洲至九江河段航道整治二期工程等岸滩治理中，改善了长江干线航道的生态环境，提升了生态景观效果，推进了长江流域生态环境保护和修复，经济、社会和环境效益显著，推广应用前景广阔。5、长江上游复杂航道桥梁全周期通航安全保障关键技术及应用
本项目研究成果在理论和技术上引领了山区城市桥梁高密度航道通航条件保障研究方向,在国际上具有领先水平，具有极强的竞争力和推广应用价值。
创新成果：本项目揭示了山区城市河段船舶-桥梁-航道安全适航运行机理，研发了以航标为载体的通航要素智能化感知和监控系统,发明了内河航道控制河段通行指挥和船舶运动模型参数辨识方法；提出了不同类型河道城市高密度桥梁间距确定及桥跨布设方法，阐明了船舶通航安全与桥梁间距及桥梁跨度的内在联系，首次构建了适应山区城市复杂航道条件的桥梁通航安全评价体系；提出了城市高密度桥梁桥区河段航标配布方法，建立了山区城市航道-船舶-桥梁三维场景仿真模型，研发了桥梁主动防撞预警系统，为保障山区城市高密度桥梁通航安全提供技术支撑。项目成果成功运用于城市高密度桥梁的规划、设计、运营和拆除，城市轨道专用复线桥或多线桥的设计、施工，城市多用途桥梁或复线桥的设计、施工，高等级航道桥梁拆除工程等。支撑了2006年以来重庆主城区所有复线桥及多线桥的通航论证及施工期通航，在加强主城区各组团的立体交通体系建设的同时，节省了大量投资；支撑拆除了老白沙沱大桥，极大提升船舶航行安全性，极大释放长江上游水运潜能，取得巨大的社会效益和经济效益。
内河数字航道云网一体化关键技术研究与集成应用由长江航道测量中心牵头，联合交通运输部规划研究院、武汉理工大学、长江航道规划设计研究院等单位开展研究。
创新成果：该项目创建了基于扎根理论的数字航道发展影响要素协同分析方法，提出了基于全过程动态优化的水位设施一体化布局技术，构建了适应云网交互的数字航道大数据应用架构，提出了面向场景需求的数字航道服务体系，突破了数字航道云网与航道云图协同服务应用关键技术。项目研究成果为《长江航道局“十四五”信息化发展规划》等行业政策制订提供支撑，指导了长江干线数字航道系列工程、苏北运河“智慧航道”总体设计、珠江航运综合信息服务系统等重大工程建设，带动内河航道科技创新水平，有效引领航道高质量发展，促进内河航道数据资源共享，提高航道部门生产能力，为150余家单位的船舶提供航道数据服务，有效提升航道信息服务品质，航道服务满意度明显提升，对推动我国航道基础设施数字转型、智能升级具有重要意义。2019至2021年间，累计实现新增利润2357.20万元，新增税收730.16万元。
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