本报记者 甘皙
船舶操控系统和货物配载软件换上了“中国脑”、一根缆绳可安全收放万米深海的取样设备……日前，记者走进交通运输部天津水运工程科学研究院（以下简称部天科院）、大连海事大学，见证科技工作者们在渤海之滨书写的水运奇迹，感受国家战略科技力量在水运工程共性技术和重大工程建设关键技术研究中的硬核担当。
“数字船长”掌舵远航
记者走进部天科院通航安全与航海保障实验室看到，巨幅屏幕上，渤海湾的风、浪、流、潮正实时精准呈现，高精度通航环境预报平台展现在眼前。
“我们正在推动港口群航道智能化技术赋能协同决策新模式。”部天科院正高级工程师孔宪卫介绍，“团队研发了超大型船舶安全通航智控平台，实现了‘风—浪—流—潮’高精度感知和‘海—陆’长距离稳定通信。”依托该平台，可精准预报风、浪、流、潮、水深等通航环境要素，智能规划船舶最优乘潮进港航线，支撑40万吨级船舶满载进靠渤海湾港口群，提升“巨轮进港”的智能决策水平和安全性。
一旁，360度大型船舶操纵仿真模拟器正进行模拟试验，为船舶通航提供仿真验证。孔宪卫表示：“我们研发的全要素智慧通航试验装置，可精准复现夜航、雾航等复杂场景。依托该装置研发的夜航成套智能装备，已在河北港、天津港等港口落地应用，推动科技创新提升航运效率。”
去年6月，我国首个功能完备的智能船舶岸基数智运控中心建成并投入运行。在这里，信息流编织起另一张看不见的智慧神经网络，轻点操控台屏幕，岸基系统就可与“新红专”轮实现数据互通。中心致力于打造集技术研发、实船运控、系统验证于一体的综合性岸基支撑平台，为我国智能船舶及无人驾驶船队的商业化运营提供核心岸基保障。
“平时大部分情况是船长在船上控制，但切换到岸基操控模式时，这里就能直接控制船舶的车和舵，相当于给远洋巨轮装了一套远程‘代驾’。”大连海事大学航海学院教授尹勇介绍。
换上“中国脑”的不只是船舶操控系统。尹勇带领团队，十年磨一剑，研发出完全自主可控的船舶货物配载软件。“以前远洋商船设备国产化率不到10%。”尹勇介绍，如今，这套软件已适配散货、液货、集装箱、汽车运输船等五大船型，实船安装已超500艘，成功打破国外垄断。
在万米海底放“风筝”
在海底工程技术与装备联合研究中心，一根缆绳引起了记者的注意——这是大连海事大学轮机工程学院教授李文华及其团队攻关打造的全海深地质绞车系统的核心所在。
“就像在深海里放一只价值不菲的‘风筝’，我们用的是芳纶材料，用这种合成纤维做缆绳，在水中是零浮力。”李文华介绍道，团队用轻质高强的国产新材料替代钢缆，将缆绳做得又轻又韧。
如今，这套系统已在南海7762米深处成功取样。除了地质绞车系统，团队还研制出全球唯一一套全海深光电缆绞车系统和全球首套全海深痕量金属CTD绞车系统，并随“极地”号、“雪龙2”号破冰船完成北极示范应用，被有关部门评价为“我国深海资源开发装备实现从‘跟跑’到‘领跑’跨越的标志性成果之一”。
这根13000米光电缆如同连接母体与婴儿的“脐带”，既能传输几千伏高压电，又能通过光纤实时回传控制信号与高清画面。2024年10月，这套系统随广州海洋地质调查局“海洋地质二号”船在我国南海完成了首个航次的深海调查任务，在作业水深大于4000米海域完成了两次深海拖曳作业，放缆长度均超过11000米，最大放缆长度达11228.7米。
把波浪“装”进实验室
“这是世界上规模最大、功能最全、造波能力最强的实验水槽。”部天科院首席科学家陈汉宝对着大比尺波浪水槽介绍，这条水槽最大能生成3.5米高的波浪和每秒15立方米的水流，支持1:5到1:1的大比尺试验。
“很多海岸工程经过标准检测、可行性研究，但是实际使用过程中还可能会出现问题。”陈汉宝表示，原因在于比尺效应——就像把一张高清照片缩成邮票大小，轮廓还在，细节却模糊了，无法精准复现大型结构的受力与动态响应。而1:1的原态模型试验，正是破解这道难题的钥匙。
“有了它，我们才能精准开展海岸工程防灾减灾、波浪泥沙运动机理、大型浮体动力响应等基础研究。”陈汉宝说。
依托这一“大国重器”，一系列突破性成果加速转化落地：该院研发的水下清淤机器人，可实现“主动预防性清淤”，节省成本约20%，已在上海、浙江等港口得到推广应用；水下保护剂解决了高海况应急修复难题，LNG船舶围护系统砰击试验正在攻坚行业关键技术难题……
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