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院士建言江苏交通运输高质量发展——把握发展趋势,推动交通科技创新

2023-07-10   中国江苏网   阅读量:357

    中国江苏网讯 近日,省综合交通运输学会行业前沿学术报告会在南京举行,中国工程院张喜刚、严新平、胡亚安三位院士分别围绕桥梁工程科技创新、水运交通控制技术、高等级航道畅通延伸与提质扩能等分享前沿技术,助力江苏综合交通高质量发展。

    “当前,中国桥梁建设正站在一个新的发展起点上。”中国工程院院士张喜刚认为,我国已经是世界第一桥梁大国,但是桥梁发展还存在不少问题,比如桥梁安全长寿方面,再如跨海通道和复杂山区桥梁建设也面临许多挑战,桥梁工程如何实现高质量发展任务非常艰巨,要从国家的高度和历史的使命来进行审视。

    张喜刚提出,通过分析国际前沿动态和重大工程技术挑战,我们研判新一代土木工程面临的科学技术问题主要有韧性提升、智能建维、低碳节能、协同更新和全域环境等五个方面。这需要我国桥梁在材料与结构、勘察设计、施工、运维、防灾减灾、协同能力等方面开展全要素、全过程、多维度协同攻关,进一步促进桥梁工程发展。打造能够实现安全可靠、智能先进、绿色集约、跨径突破的新一代桥梁工程已成为桥梁工程未来高质量发展目标。

    “未来,桥梁工程建设的需求是旺盛的,但是建设的难度很大,现在桥梁的存量意味着养护需求和难度也很大,今后桥梁工程一定要向着安全长寿、健康运维和实现工业化数字化智能化方向发展,将进一步促进学科交叉,带动材料、信息、人工智能、机械装备等方面的发展。”张喜刚说,“向桥梁强国迈进,我们的科技创新任务非常艰巨,这是压力更是动力和机遇。新一代桥梁工程将进一步推动科技创新发展,桥梁工程大有可为。”

    为进一步推动桥梁工程的基础研究,张喜刚带领团队在江苏联合相关单位组建了重点实验室,瞄准长大桥梁结构安全、长寿保障和健康运维的重大需求,攻克难题,努力打造原创理论和变革技术的策源地。

    江苏是水运大省。今年1—5月,全省港口累计完成货物吞吐量13.6亿吨,同比增长6.4%。打造更具特色的水运江苏,我省正努力实现由水运大省向水运强省的高质量转变。

    围绕渡船远程驾控实验,中国工程院院士严新平团队在南京板桥汽渡进行了船舶航行探索。

    “如何基于现有的基础设施来进一步提升水路交通的货物载运量,是未来一个重要发展方向。”严新平介绍,大数据、物联网和人工智能等技术的发展正在重塑航运业的船和岸、船员和船舶系统之间的关系。现在的船舶主要靠人在船上进行操作来实现航行。今后,越来越多的智能系统会搭载在船上替代船员的岗位。总体来说,以人为主的弱控制随着技术的发展将演变为以系统为主的强控制。所以,以远程驾控为代表的船舶智能控制是新一代水路交通系统下运行控制的新业态,也是国际上竞争的热点。

    严新平说,对于货运船舶来说,完全实现自主航行还有很长的路要走,主要是它的航行要求精度高。其关键技术包括智能感知、智能决策。我们亟需解决实现人、船、岸、云的高度协同。同时,船和船、船和岸之间信息交互,有待发展新型可靠的通信技术。“在长江沿线我们进行过测试,在重庆到三峡的航段,目前还有20%的航段无论是5G还是其他通信方式都不能够完全可靠进行覆盖。”

    为了解决这些关键技术难题,严新平团队研发了航行脑系统,具有数据解译、场景理解、认知推理、智能决策等功能,并不断进行相关测试。

    严新平表示,未来新一代航行系统的架构是由绿色智能船舶和数字生态航道,数字生态设施、可靠岸基支持和韧性运营服务四个主要部分组成。要对船岸、船舶、港口、航道等通过网络的形式实现资源共享和信息互联互通。“以长江为例,我们面向新一代航运系统控制体系建设,要在长江干线布设船舶岸基驾控中心、区域调度中心,实现辖区船舶远程控制与协调调度,来构建长江的新一代航运系统的新范式,今后航运类似于空管,就像从广州起飞到南京、到武汉,沿途都要进行监管,然后进行信息的交互。”

    中国工程院院士胡亚安说,江苏水运一直走在全国前列,我们见证了一批京杭大运河船闸的建设。船闸是内河水网咽喉节点,是沟通不同水系,实现水运畅通成网的控制工程,直接影响内河水运网的通和畅。

    “内河水运本身有成本低、运量大、能耗小的独特优势,持续发展节水、低能耗通航建筑物是我国水运高质量发展需要,也是水利交通行业践行双碳目标的关键。”胡亚安说,随着我国内河水运不断发展,通航建筑物规模尺度巨型化、过坝船舶大型化趋势显著,对能耗需求随之增大,我们的节水要求正在加快实施。

    针对高等级航道畅通延伸与提质扩能方面的建设需求,胡亚安表示,我国内河航道的通航里程已达12.8万公里,为世界之最,但是与水运发达国家相比,内河水运潜力和运输优势完全没有充分发挥,我们千吨级航道占比少。江苏千吨级航道达到2500公里,占全国的1/6左右。我们航道畅通性不足,互联互通程度低,不能发挥我们的水运网优势。“十四五”期间,我国内河水运发展目标提出要加快水运大通道扩能升级,主攻高等级航道网畅通延伸,稳步推进运河沟通工程。对此,需要进行跨水系大型运河工程建设、干线航道大型通航枢纽扩能、高等级航道的畅通延伸。