創新促進科研工作轉型 研發支撐水運安全發展

張華勤

(交通運輸部天津水運工程科學研究所，天津 300456)

為加快“平安中國”和“交通強國”建設，首屆國際交通運輸安全博覽會于2017年12月在北京舉辦。博覽會的主題為“現代社會的交通運輸安全”，探討新時期交通運輸安全領域的新理念、新趨勢，分享交流國內外最佳實踐，研究工作新對策、新方案，進一步推動中國交通運輸安全發展[1]。水路運輸安全是交通運輸安全的重要組成部分，港口基礎設施安全、船舶航運安全、反恐等都面臨挑戰，交通運輸部天津水運工程科學研究院圍繞水路交通運輸安全，開展重大科技研發和創新，支撐和服務水運安全發展，落實平安交通建設。

1 安全發展是建設交通強國和人民滿意交通的必然要求與基本保障，加快推進傳統專業與安全的融合發展

習近平總書記指出，安全生產工作事關人民群眾福祉，事關經濟社會發展穩定大局，必須堅持人民利益至上，始終把安全放在首要位置。黨的十九大報告明確要求“樹立安全發展理念，弘揚生命至上、安全第一的思想，健全公共安全體系，完善安全生產責任制，堅決遏制重特大安全事故，提升防災減災救災能力”[2]。十九大報告首次明確提出了建設交通強國的戰略部署，賦予了交通運輸在新時代的新使命。這是黨中央的重大戰略部署，是實現我國現代化建設目標的重要支撐，也是滿足人民日益增長的美好生活需要的必然要求。建設交通強國，必須牢固樹立以人民為中心的發展思想，把人民滿意作為根本標準，加快建成更安全、更便捷、更高效、更綠色、更智慧、更可持續、更具有競爭力的現代綜合交通運輸體系。安全首當其沖！安全是關鍵！堅持安全發展，有效防范和化解交通運輸發展中面臨的安全風險和隱患，才能為建設交通強國夯實安全基礎，才能為建設人民滿意交通，增強人民的安全感、獲得感和幸福感，滿足人民群眾對美好生活的需要提供最基本最堅實的安全保障。

交通運輸部黨組楊傳堂書記和李小鵬部長多次強調要進一步增強政治意識、大局意識和責任意識，要進一步認識安全生產的極端重要性，將做好安全生產工作作為一切工作的基礎；要進一步發揚拼搏精神和務實作風，強化紅線意識、底線思維，以如臨深淵、如履薄冰的態度，真抓實干、改革創新，全力把安全生產工作責任落到實處，確保實現交通運輸安全形勢持續穩定向好。

交通運輸部天津水運工程科學研究院(下稱“天科院”)提出了“轉型、綜合、提升發展”的新目標和“傳統專業+安全，+綠色，+信息化”的科研供給側結構性改革的新要求，把科研工作從支撐水運工程建設為主轉變為服務“建管養用”綜合領域全過程，支撐和服務水運交通安全發展。

2 準確把握水運安全形勢和科研需求，聚焦關鍵領域，加強科技攻關

根據國家和交通行業安全生產工作的要求，以及水運行業特點和發展趨勢，結合天科院在水運行業開展的科研工作，對水運安全目前形勢和發展趨勢進行了思考，從科研創新支撐水運安全發展的角度出發，在以下六個方面進行了系統研發和重點突破：(1)超級水運工程建設安全保障技術；(2)港口生產安全風險防控與管理制度；(3)水運基礎設施運行安全風險防控技術；(4)海岸港口和航道工程防災減災技術；(5)內河航道和通航安全保障關鍵技術；(6)水上應急搶險及救助打撈關鍵技術。

3 科技創新取得豐碩成果，支撐和服務水路交通安全發展

近年來，天科院圍繞水路交通安全這一主題，開展科技創新并取得豐碩成果，支撐和服務交通運輸行業安全發展。

3.1 突破泥沙精確預報難題，支撐港珠澳大橋沉管隧道建設安全

港珠澳大橋跨越珠江口伶仃洋海域，連接香港特別行政區、廣東省珠海市和澳門特別行政區，是一條具有戰略意義的世界級跨海通道。港珠澳大橋采用橋梁、人工島和隧道連接方式，其中海底隧道總長約5 664 m，采用沉管法進行施工，基槽開挖水深相對較大，相對挖深30～40 m，設計基槽寬度為41.9 m，沉管安放高差不能大于5 cm。2014年11月15～16日在E15節管節的浮運安裝過程中，基槽內出現了異常的泥沙強淤積現象，管節安裝工作被迫中止。天科院泥沙科研團隊聯合科研同行組成聯合攻關組，通過衛星遙感實時監測、數值模擬和物理模型實驗，準確分析了泥沙來源及淤積原因，突破了泥沙淤積長周期、宏觀的傳統研究理念，實現了逐日、厘米級的精確預報。成功進行了E15～E33共19個管節基槽泥沙淤積精細預警預報，為港珠澳大橋島隧工程的基槽鋪設以及沉管浮運安裝安全提供了支撐。

3.2 打造安全技術政策智庫，為政府部門安全管理提供智力支持

天科院收購天津東方泰瑞科技有限公司組建安全研究中心，安全研究工作實現了由天津地區為主向交通運輸行業為主轉型，由安全評價為主向安全管理全過程咨詢為主轉型，成為交通運輸部和天津市政府重要的安全研究咨詢機構。受交通運輸部相關司局委托，天科院編制完成《危險貨物港口作業重大事故隱患判定指南》、《港口危險貨物集中區域安全風險評估指南》、《港口危險貨物常壓儲罐檢測工作指南》和《港口危險貨物安全監管信息化建設指南》等規范文件，已發布實施。主編或參編了《港口水工建筑物檢測與評估技術規范》、《港口設施維護技術規范》、《內河危險化學品禁運目錄遴選標準》、《水運工程安全標準體系》等技術規范和標準。正在研究制定港口安全生產事故、通航建筑物安全生產事故以及水運工程建設安全生產事故技術調查指南。為推動水運安全管理標準化、規范化、制度化提供了有效的智力支撐。

3.3 健康診斷技術保障水運工程基礎設施安全運行

我國部分港口基礎設施接近達到規范規定的設計使用年限，由于所處海洋環境條件惡劣、海水侵蝕、結構材料老化、超載運營等原因，結構構件損傷與破壞現象普遍存在。港口的安全運營關系著國家經濟及民生問題，關系著經濟的良性增長。針對我國水運工程后建設時期港口工程安全保障的重大行業需求，天科院整合優勢學科資源，重點開展港口基礎設施安全保障及性能提升研究，研發建管養用成套技術，保障在役港口基礎設施安全。依托港口水工建筑技術國家工程實驗室、水工構造物檢測診斷與加固技術交通行業重點實驗室等科研平臺，重點攻克水工結構隱蔽部位無損檢測技術、港口碼頭整體性安全性評估技術難題，開展了基于BIM技術、光纖光柵傳感技術的港口水工建筑物健康監測與安全預警關鍵技術研究。

3.4 開展極端風浪條件下港口防災減災技術研究，開發災害預警系統為港口基礎設施安全提供保障

近年來，全球極端天氣條件驟增，臺風、暴雨、風暴潮和洪水等自然災害的發生頻率和強度增強，給水運交通基礎設施安全帶來較大風險。天科院科研團隊利用大比尺波浪水槽，建立了波浪全過程模擬、地基與結構監測、圖像測量系統等組成的成套模擬技術，再現大浪作用的海上設施破壞過程，分析破壞機理，開發出一套有效的沿海港口特大風浪災害監測預警系統，實現港口波浪的實時監測，并對致災波浪條件及時發出預警信息，提高沿海港口的特大風浪安全預警水平與防災減災能力，為重要港口基礎設施的安全運行提供保障。

天科院建設了“水路綠色建設與災害防治示范型國際科技合作基地”，并結合走出去戰略，在印度尼西亞建立了“中國—印度尼西亞港口建設和災害防治聯合研究中心”，旨在加強中國—印度尼西亞雙方在海岸和港口工程水動力安全保障方面的合作，運用優勢技術合作開展適用于印度尼西亞沿海港口的災害監測預警系統開發與應用研究，提高印度尼西亞當地海岸和港口的災害防范能力，減少印度尼西亞在災害條件下海岸和港口工程損失，提高印度尼西亞港口安全運營水平。推廣海岸和港口工程水動力環境安全保障平臺示范效應，豐富中國與印度尼西亞海上合作內涵，推動我國海岸和港口工程水動力安全保障先進技術在東盟國家與“一帶一路”沿線國家的推廣與發展。

3.5 利用物理模型、數值模擬等技術手段，解決樞紐通航安全和復雜超大型船舶航行安全問題

近年來，隨著高等級航道網的建設，通航建筑物新建、改擴建工程中需要特別關注復雜河勢下的通航安全難題。通過導航建筑物新結構的系列研發，改善了多項通航樞紐工程的船閘引航道、口門區的通航水流條件，保障了限制性航道的船舶通航安全；通過多級多線船閘聯合調度技術的研發，解決了多級多線船閘、橋群、錨泊區等復雜通航環境、高通航密度下的船閘運行難題、船舶交通組織難題和通航安全問題。

天科院在發揮航道整治和高等級航道建設等傳統專業優勢的基礎上，針對高等級航道管理難、維護壓力大可能帶來的通航安全問題，開展了極端災害條件下通航預警及應急保障技術研究和典型航段通航預警及保障平臺的開發，為長江黃金水道建管養用提供了重要的技術支撐。針對超長航路、超大型船舶、滿載進出港的通航安全問題，充分發揮波浪、潮汐和潮流等海洋動力研究優勢，引進國際領先的360°船舶操縱模擬器并進行二次開發，模擬40萬噸超大型船舶滿載航行安全的適應性，提出工程和非工程等安全保障措施，解決了深水航路復雜海洋動力環境下超大型船舶滿載航行的難題。

3.6 信息技術與海洋勘察技術融合支撐水上應急救援與搜救

近年來，海上沉船事故的發生概率和數量呈快速上升趨勢，船舶沉沒大大增加海上航行安全和環境災害風險，存在重大安全隱患。為支撐海上應急保障和水運安全體系建設，天科院緊密圍繞我國航海保障、救助打撈、水上運輸突發事件的應急處置進行科研創新與轉型，組建了平戰結合的海上應急掃測專家團隊，將現代互聯網信息技術與傳統海洋工程勘察技術相融合，致力于海上突發事件應急搶險、深遠海搜尋定位及救助打撈、國家海事安全保障等領域的科研和業務工作，開展了水上水下應急探測與精密定位、應急救助綜合研判與輔助支持等研究工作，突破了水下三維立體勘察、沉船精細探測建模、水下精密導航定位、打撈過程實時顯示和遠程監控等系列技術難題。參與了亞航QZ8501失事飛機黑匣子及殘骸應急搜尋工作和韓國“世越號”沉船整體打撈工作，充分展示了天科院作為海上應急掃測國家隊的實力，以精良的裝備、精湛的技術和精干的人員向世界展示了大國責任與擔當，在支撐水運交通應急保障和平安交通建設發揮了重要作用。

4 水路運輸安全科研創新工作展望

為深入貫徹落實黨中央、交通運輸部黨組關于建設科技強國和交通強國等方面的決策部署，天科院將在水運安全領域不斷開拓創新，為水運行業安全發展提供更多更好的技術支撐。主要包括以下幾個方面工作：

4.1 進一步開展交通運輸行業安全領域相關政策、法規和標準研究

重點按照《中共中央國務院關于推進安全生產領域改革發展的意見》的要求，結合水運行業的實際和特點，開展企業全過程安全生產和職業健康管理制度、安全生產和職業健康一體化監管執法體制、安全執法行為審議制度、安全監管執法裝備配置標準、安全監管執法人員資格管理辦法、事故暴露問題整改督辦制度、重大隱患掛牌督辦制度等的研究制訂工作。

4.2 探索性開展水運安全理論研究

探索開展事故致因理論、安全人機工程學、安全系統工程理論、安全經濟學、安全風險管理學等安全學科的理論研究，結合水路運輸安全生產的規律與特點，以理論指導安全工作實踐，推進安全發展。

4.3 加強產學研協同創新

加強產學研協同創新，建立以企業為主體、市場為導向、產學研深度融合的安全技術創新體系，優勢互補、互利共贏，著力研究解決行業熱點難點問題和重大關鍵共性技術問題，增強安全發展能力。貫徹落實《中國人民共和國促進科技成果轉化法》、《實施<中國人民共和國促進科技成果轉化法>若干規定》要求，充分利用市場化手段，促進安全科技成果轉化和推廣應用。

4.4 推動安全標準與安全技術服務“走出去”

充分總結我國水運行業安全發展成果，同時學習借鑒發達國家和國際組織的先進經驗，建立健全國家標準、行業標準、企業標準多層級的安全標準體系，結合“一帶一路”戰略的實施，利用“水路綠色建設與災害防治國際科技合作基地”和中國—印度尼西亞“港口建設與災害防治聯合研究中心”等平臺，促進相關安全標準和安全技術的輸出，引領國際水運工程的安全發展。

4.5 抓緊組織開展水運行業反恐怖防范技術及裝備研究

《中華人民共和國反恐怖主義法》已于2016年1月1日起施行。交通運輸行業是反恐怖主義的重點行業，承擔著十分重要的責任和任務。組織開展水運行業反恐防范及應對處置技術研究與裝備研制，主要包括：重要水路交通基礎設施和典型船舶恐怖事件風險辨識與評估技術，大型郵輪碼頭及港口危險貨物倉儲密集區域的入侵感知和智能預警技術，在港大型船舶船底可疑裝置綜合探測技術與裝備，大型船舶周邊水面可疑船只識別及應急攔截技術與裝置，被劫持船舶撞擊重要橋梁的識別、預警及防撞技術等。

4.6 組織開展網絡與信息安全技術研究

習近平總書記指出，沒有網絡安全就沒有國家安全。《中華人民共和國網絡安全法》已于2017年6月1日起施行。交通是《中華人民共和國網絡安全法》明確規定的關鍵信息基礎設施保護重點行業領域。組織開展水運交通網絡安全技術研究，顯著提升網絡情報偵察、數據獲取、實時監測、技術檢測、通報預警、應急處置、追蹤溯源、綜合防御、態勢感知、固證打擊以及技術反制等技術能力，確保港口、航運、海事等單位關鍵信息基礎設施和信息系統的安全。

5 結語

安全發展是水運發展的永恒主題。在交通運輸發展的黃金期，天科院將發揮技術、人才、設施等優勢，加強安全基礎理論研究和應用技術研究，推進產學研用協同創新和科技成果轉化，支撐和服務水路交通安全發展，為平安交通建設和交通強國建設做出新的貢獻。

[1]雷東瑞.協力促進交通運輸安全發展首屆國際交通運輸安全博覽會在京舉辦[EB/OL].(2017-12-19).http://www.xinhuanet.com/politics/2017-12/19/c_1122134447.htm

[2]習近平. 決勝全面建成小康社會奪取新時代中國特色社會主義偉大勝利[M].北京：人民出版社，2017.