航海知识科普：航海前沿研究和最新实践

航海知识科普：航海前沿研究和最新实践学术工作必须牢牢把握正确的政治方向，强化学术引领，推动科技攻关，深化科技产业融合，努力把学会的组织优势有效转化为高质量发展优势和现代化治理能效，把学会集聚的人才资源、创新资源有效转化为建设科技强国、交通强国、海洋强国、航运强国的强大动能。中国航海学会理事长 何建中学术年会开幕式上，上海国际港务（集团）股份有限公司原副总裁包起帆，中国船舶集团有限公司第七〇一研究所研究员、中国工程院院士徐青，长江设计集团党委书记、董事长、中国工程院院士钮新强，武汉理工大学首席教授、中国工程院院士严新平作主旨演讲。中国航海学会各专业委员会、地方航海学会代表，以及航海科技工作者、航海院校师生等3700多人次通过线上平台参会。年会期间还组织了航海优秀学术论文交流会，近40篇论文参加线上答辨和专家评审。 在12月12日举办的2021年中国航海学会学术年会开幕式上，多位重量级专家围绕“平安·绿色·智能”主题，分享了前沿

12月12日至13日，中国航海学会第九届理事会第三次全体会议、2021年学术年会以线上形式成功举行。理事会第三次全体会议决定，新增水运安全工程技术专业委员会、升船机技术专业委员会，新增威海职业学院等4家中国航海学会航海科普教育基地，助力实现高水平航海科技自立自强。

12月14日《中国交通报》相关报道，点击可看大图。

中国航海学会理事长何建中在九届三次理事会上提出，要高举旗帜，强化学会思想政治引领；要咬定目标，扎实推进中国特色一流学会建设；要创新平台，更加凸显“四服务一体”的作为担当；要深化改革，进一步完善学会内部治理体系。

据统计，目前中国航海学会拥有29个专业委员会、48个航海科普教育基地，单位会员500多家，个人会员近5000名。今年，学会主办了中国航海日论坛、丝路海运国际合作论坛、亚洲航海学术年会、北极航运安全可持续发展国际论坛等十几项学术活动；推荐的《如何突破深远海航行装备制造与安全保障工程技术难点？》提案入选中国科协发布的2021十个对工程技术创新具有关键作用的工程技术难题；组织航海领域科技成果评价104项，受理航海科技进步奖和航海技术发明奖120项，包起帆、徐青获得中国航海学会首届最高航海科技奖。此外，学会还向23所院校的80名优秀学生发放中国航海学会—中国船级社奖学金，向20所院校的275名学生发放中国航海学会—张荣发基金会助学金。

学术年会开幕式上，上海国际港务（集团）股份有限公司原副总裁包起帆，中国船舶集团有限公司第七〇一研究所研究员、中国工程院院士徐青，长江设计集团党委书记、董事长、中国工程院院士钮新强，武汉理工大学首席教授、中国工程院院士严新平作主旨演讲。中国航海学会各专业委员会、地方航海学会代表，以及航海科技工作者、航海院校师生等3700多人次通过线上平台参会。年会期间还组织了航海优秀学术论文交流会，近40篇论文参加线上答辨和专家评审。

在12月12日举办的2021年中国航海学会学术年会开幕式上，多位重量级专家围绕“平安·绿色·智能”主题，分享了前沿学术研究和最新产业实践。智慧碰撞探真知，交流共享促发展。

嘉宾致辞

中国航海学会理事长 何建中

学术工作必须牢牢把握正确的政治方向，强化学术引领，推动科技攻关，深化科技产业融合，努力把学会的组织优势有效转化为高质量发展优势和现代化治理能效，把学会集聚的人才资源、创新资源有效转化为建设科技强国、交通强国、海洋强国、航运强国的强大动能。

要坚持创新创造，提升科技支撑能力；要拓展资源链接，构建“航海科创”平台；要充分发挥学术会议的学术导向作用，积极打造服务多元、梯次多级、规模多种、形式多样、具有航海学科特色的学术交流活动；要积极推进国际交流与合作，倡导国际航海科技领域共建发展；要尊重科技人才成长规律，激发航海科技工作者内在动力，搭建人才举荐、干事创业平台。

中国航海学会致力于打造中国航海学术交流服务品牌，明年航海学会学术年会将纳入航海日活动周统筹策划，集学术交流、成果发布、颁奖盛典、名家讲坛、展览展会于一体，把培养创新人才摆在突出位置，搭建服务平台，激发创新活力，推进开放合作，凝聚国际共识，全面开创中国航海学术创新发展新局面。

中国科协科学技术创新部部长 刘兴平

中国航海学会作为中国航海领域具有影响力和权威性的学术团体，始终立足世界航运发展潮头，充分发挥广泛联系航海科技工作者的枢纽作用，在引领学术前沿、促进学科发展、开展决策咨询、人才评价奖励等方面取得了显著成绩，在学术界、产业界的渗透力和影响力也在快速提升。

经过多年的持续打造，中国航海学会学术年会已成为激荡和融汇航海工作者智慧的优质平台。站在新时代国家发展的新征程上，年会倡导航海科技工作者坚定创新自信，强化使命担当，激发新作为，建功新时代。

希望中国航海学会继续拓展学术交流平台广度和深度，打造广聚天下英才的创新网络体系，不断提高学科整体水平和创造力，动员和引领航海科技工作者深入科技攻关，提升核心关键技术的创新能力，促进行业的高质量发展，为建设海洋强国、交通强国和世界科技强国提供坚实的航海科技支撑。

交通运输部科技司副司长 岑晏青

创新是引领发展的第一动力，科技创新必将在加快建设交通强国的征程上发挥重要作用。在第二届联合国全球可持续交通大会上，国家主席发表主旨讲话，明确指出：坚持创新驱动，增强发展动能。要大力发展智慧交通和智慧物流，推动大数据、互联网、人工智能、区块链等新技术与交通行业深度融合，使人享其行、物畅其流。未来，支撑交通当好“中国现代化的开路先锋”，必须把科技创新作为谋思路、定政策的逻辑起点、工作基点。

中国航海学会是我国交通运输领域的全国性科技社团，在水路交通运输行业具有很大的影响力和号召力，也是推动行业科技创新的重要社会力量。经过多年的发展，学会建立了广泛的工作网络，汇集了水路交通运输领域的骨干科研工作人员。

希望航海学会在梳理研发需求、聚焦重点研发任务、组织科研攻关、推动成果转化应用、开展学术交流等方面继续发挥重要作用。助力探索构建由重大交通建设工程需求牵引，带动核心关键技术研究、新材料新产品研发和标准规范制定，并为基础研究和应用基础研究提供条件和场景的新科学研究范式。

上海国际港务（集团）股份有限公司

原副总裁包起帆

从上世纪80年代研发新型抓斗工艺，推进港口装卸机械化起步，被誉为“抓斗大王”、港口装卸自动化创新者、领衔中国发明国际标准的开拓者。先后获国家技术发明、科技进步、省部级科技奖56项，2021年建党百年列入“100位重要英雄模范”榜单。

由自主创新到标准制定

中国港口闪亮国际舞台

我的成长伴随着中国交通大发展的步伐。五十多年来，我和同事们一起先后开展了130多项技术创新，其中3项获得国家发明奖，3项获得国家科技进步奖，50项获得省部级科技进步奖，36项获得日内瓦、巴黎、匹兹堡等国际发明展览会的金奖。

改革开放初期，我在上海南浦港务公司机修车间做修理工，看到钢丝绳磨损严重，革新了“变截面起升卷筒”。日本专家来港交流时，认为在日本可以申请“专利”。“专利”这个词，当时在中国还是件新鲜事，更没有想到我一个普通机修工后来竟被授权了50多项中国和美国专利。

上世纪八十年代，我开始研究抓斗。经过三年的不懈努力，终于在码头上发明了木材抓斗、生铁抓斗、废钢抓斗，使得港口装卸从人力化逐步迈向了机械化。

到了上世纪九十年代，上级让我改行，到龙吴港务公司当经理。我从技术创新走向了产业创新，在各方支持下，提出了中国港口内贸标准集装箱水运工艺系统。

跨入新世纪，港口迈开了由机械化向数字化、自动化、智能化变革的步伐。我到上海港务局担任副局长，改制后担任港务集团分管科技、装备和基本建设的副总裁，使我有机会组建了集团技术中心，带领科技团队一起搞创新、搞发明。

在随后的几年中，我提出创意并参与建设了我国首座集装箱自动化无人堆场，研制了世界上首台全自动散货卸船机、装船机和我国首台全自动散货斗轮堆取料机；主持了外高桥四、五、六期集装箱码头建设，以现代物流理念规划码头布局，建立新型的集装箱港区功能模块横断面布置模式；率先实现双40英尺集装箱桥吊在港口的应用，为上海港成为世界第一大港提供了技术支撑；主持罗泾二期散杂货码头建设，在世界上首次实现了公共码头与大型钢厂间的无缝隙物流配送新模式和一条岸线同时供公共码头、钢厂物料配送和电厂灰场共用的方案；与科研团队发明了多种新型机械设备，有效推动了港口节能减排。

2011年，我发明的“基于互联网实现集装箱全球跟踪管理的方法和解决方案”上升为国际标准ISO 18186，这是我国在交通运输领域首个由中国专家发起、起草和主导的国际标准，也是我国拥有自主知识产权的发明最终上升为国际标准的典范。现在ISO 18186已被多国采纳为国家标准，展示了中国创新在国际上的影响力。

同年，针对上海日益面临人口快增、土地缺乏、码头岸线短缺以及港口超负荷运行等多重压力，我组织了国内近百位专家学者，以前瞻性的视角开展了长江口疏浚土资源化利用、横沙生态陆域、上海横沙超深新港等课题研究，引起各界的极大关注和认可。目前投资113.8亿元的横沙七期、八期工程已经完工，利用长江口航道疏浚土变废为宝，形成了56平方公里的生态陆域。

2015年起，我创新了“融合北斗的物流跟踪与监控技术”，研制了以北斗通信模块和定位芯片为基础的物流跟踪与监控智能系列终端，并将北斗定位和通信及相关发明纳入 ISO/TS 18625，打破了国际上定位即为GPS的惯例，为中国北斗进入国际市场和国际标准撬开了门缝。

今年，值得欣慰的是，在交通运输部和全国集装箱标委会的支持下，我们的又一项国际标准新提案《ISO/NP TS 7352 集装箱NFC/二维码封条》投票获得通过。我们创新团队的成果再一次打动世界，让中国拿到了领衔制定国际标准的入场券。

中国船舶集团有限公司第七〇一研究所

研究员 中国工程院院士徐青

近40年来一直从事驱护舰总体研究设计，在首型远海隐身护卫舰、首型中程反导和区域反潜护卫舰、首型万吨级驱逐舰研制中取得开拓性创新成果，为海军装备建设作出重大贡献。

抢占发展先机

强化深远海装备研发

远洋航运贸易的健康发展离不开装备技术的有力支撑。我国船舶工程技术走过了从研仿到自主研制创新的发展历程，船舶设计建造能力得到了大幅提升。

截至2020年，我国造船完工量、新接订单量、手持订单量均居世界首位，已成为名副其实的造船大国。

近年来，我国全面推进绿色船舶技术，完善绿色船舶规范，大力发展新型推进与混合动力技术和环保处理技术。在压载水系统方面，我国自主产品已占据全球约20%的市场额。在船用脱硫装置方面，我国相继研发推出具有完全自主知识产权的产品，在全球船舶脱硫装置改装市场中占据优势地位。“十三五”期末，国际脱硫装置改装市场最活跃的16家设备厂商中，有14家是中国船厂。

以深入推进远洋航运装备“增效降费”为目标，我国积极发展高性能大载量船舶，大力开展轻量化设计，深入应用减阻节能技术，同时应用智能化技术推动减员增效，取得了积极成效。2016年中国船级社颁布《智能船舶规范》。在随后的几年中，智能散货船“大智”号等多艘代表性船舶投入测试和使用。

值得关注的是，在深远海装备技术开发领域，我国船舶产业也取得了长足发展。由上海外高桥造船厂承建的我国首艘国产大型邮轮有效提升我国高端邮轮研制能力；我国自主设计研制的蛟龙号、奋斗者号载人潜器多次创造中国载人深潜的新纪录；海洋石油981、海洋石油982、蓝鲸号等钻井平台相继研制成功并投入开采使用……

展望未来，远洋航运装备绿色化、智能化将成为船舶工程技术的创新发展方向。从减少“碳污染逐步实现“零排放”，从“少人化辅助驾驶”到逐步实现“无人智慧驾驶”，围绕绿色智能船舶技术，未来将有更大的技术发展空间和广阔的市场前景。

远洋航运装备应用清洁能源将是实现“双碳”目标的必然选择，以风能、太阳能、氢能为代表的清洁能源将是未来远洋航运装备的主要动力形式。

持续推进深远海装备的高质量创新发展是船舶工程技术必然趋势，特别是突破豪华邮轮、深海采矿船、大型高冰级的极地航行船舶及设备等方面的科学技术问题，是抢占本轮产业发展制高点的关键。

长江设计集团党委书记、董事长

中国工程院院士钮新强

全国工程设计大师，水工结构专家。主持重大水利水电工程设计20余项，国家科技攻关及重大工程专项科研40余项，是三峡、南水北调中线、乌东德水电站主要设计负责人。获国家科技进步二等奖5项、省部级科技进步特等奖9项，荣获全国杰出专业技术人才、首届全国创新争先奖状、国际大坝杰出工程师等荣誉称号。

大型超高垂直升船机助力高坝通航

高坝通航设施建设是打造干支衔接、水系连通的内河高等级航道网络的重点内容之一，也是加快建设交通强国的重要支撑。

我国西部水利水电建设为航运发展创造了条件，但高山峡谷地区地形地质条件复杂、通航水头高、建筑物布置难度大、通航水流条件复杂、生态环境脆弱，大型通航建筑物建设难度大。其中，金沙江下游梯级电站多为300米级高坝，需要突破200米级高坝向300米级高坝通航发展的技术瓶颈；规划研究中的湘桂运河和赣粤运河需要建设高水头梯级枢纽，实现水系连通。

在型式选择上，高坝通航采用梯级船闸布置时，船闸级数多，船舶过坝速度相对较慢，耗水量大，投资高。采用大型超高垂直升船机布置时，过坝时间短，能耗低，经济性好。除三峡枢纽外，国内高坝通航建筑物以垂直升船机和组合式通航建筑物为主；湘桂、赣粤两大运河也主要靠垂直升船机实现水系沟通。

为突破高坝通航发展技术瓶颈，我国开展了大型超高垂直升船机关键技术攻关，研发了齿轮齿条爬升式、钢丝绳卷扬式、摩擦驱动式和组合式垂直升船机等成套关键技术并成功实践，具有广泛的应用推广价值。

相比之下，对于大型超高垂直升船机，齿轮齿条爬升式存在机械设备与塔柱变形协调、制造和施工难度大等问题，钢丝绳卷扬式存在水漏空设防、船厢纵倾稳定及主提升机布置困难等问题。摩擦驱动式垂直升船机则规避了上述问题，具备安全可靠、施工简单、经济性好、能适应更大提升高度的特点。

随着我国机械设备制造、安装及土建施工水平的提高，全平衡垂直升船机在超高扬程和大吨位过坝船舶的通航条件下将得到更加广泛的应用。通过关键技术的研发、工程实践的探索，摩擦驱动式垂直升船机具有一定比较优势，将在高坝通航领域发挥积极作用。组合式垂直升船机通过渡槽和中间渠道过渡衔接后，升船机布置线路更加灵活，对复杂运行条件的适应性更好，对自然环境的扰动小，能够有效解决垂直升船机布置难题。大型通航设施智能在线监测技术在升船机领域的发展和应用，将有效提高升船机的安全可靠性、运行效率和质量。

通过关键技术的研发、工程实践的探索，可以进一步提升高坝通航技术，夯实我国在高坝通航领域的国际领先地位。

武汉理工大学首席教授

中国工程院院士严新平

智能交通系统研究中心、交通与物流学院博士生导师；国家水运安全工程技术研究中心、智能航运与海事安全国际科技合作基地、内河智能航运交通运输业协同创新平台主任。长期从事交通运输工程的教学科研工作，致力于水路交通智能化、安全性和绿色技术研究。

建设新一代绿色智能内河航运系统

随着国内外船舶减排法规日益严格，航运业减排压力日益严峻，急需发展绿色技术。特别是IMO温室气体减排“初步战略”、我国“30·60”双碳目标等战略规划的提出，正推动零碳船舶从未来趋势变成现实需求，可以从能源替代、能效控制、碳捕捉封存、碳汇机制等方向推动航运绿色化转型。

目前船舶工业探索的主要船用燃料都可以在能源转化或使用过程中实现碳中和。从能源替代来看，船舶采用何种燃料取决于全社会形成何种能源供应体系。预计电能仍将是最大的二次能源，风、光、水等可再生能源发电的储能需求，有利于氢、氨燃料的发展。目前中国、日本、欧洲等国家和地区，均把氢能作为未来能源供应体系的重点。

船舶燃料的选择具有多样性特点，不同种类燃料的适用范围和应用现状也不尽相同。目前，LNG已经实现了大规模实船应用，供应链体系已经成型，后期通过加装船用碳捕捉装置，或使用合成天然气和生物天然气，均可以实现零排放目标。液氨动力船用主机目前正在研发之中，且由于海洋可再生能源的发展，液氨作为一种能量储运方式，在海洋相关产业中的应用前景被普遍看好。甲醇的应用并不需要对船用内燃机进行较大改动，不仅可以直接替代传统船用燃料油，还可以作为补充燃料提高灵活性。氢动力和电动船舶由于在能量密度方面的劣势，近期看更可能在内河船舶、拖轮、中小型海工辅助船等领域实现较大规模应用。

在燃烧前或燃烧后捕捉二氧化碳并加以利用或封存，是清洁燃料之外另辟蹊径的脱碳方式。陆上工业领域已有试点应用，但船上应用还存在许多挑战，例如装置占用空间大、二氧化碳储存安全性有待提升、设备投资成本较高等。

智能航运发展方面，技术的突破与运用正在重塑船与岸、船员与船舶系统的关系。主要技术趋势包括，船端人工操作逐渐被系统替代，实现岸基驾控航行；船舶航行决策控制将逐步实现岸基为主，船端为辅。根据世界海事大学《交通2040：自动化、科技、就业—未来工作》报告预测，在2040年左右，远程监控下的自主船舶将达到15%左右。

当前，船舶智能航行的难点主要有态势感知精度低、存在盲区，船岸通讯不稳定，数据融合复杂，状态操控复杂，避碰决策困难，运动控制鲁棒性低等，需要通过攻克全息感知、船岸通讯、远程驾控、编队航行等关键技术加以解决。

畅想未来水路交通场景，“岸基驾控为主、船端值守为辅”的新一代航运系统将应运而生：由绿色智能船舶、数字生态设施、可靠岸基支持、韧性运营服务组成，以信息物理系统为基础，构建数字化创新技术体系；船舶、港口、航道和客货等单元物理分散但信息互联共享，显著提升运输服务的绿色、安全、智能和便捷水平。

记者 金校宇

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