成果简介：近年来国内数字航道建设兴起一股热潮，取得了显著的经济和社会效益。如长江数字航道2015年基本建成，综合运用遥感、遥测、地理信息系统、宽带网络、通信、计算机模拟、多媒体等现代科技，使航道业务流程、动态监测管理和辅助决策服务实现虚拟化、数字化、网络化、可视化。广西也在加快建设西江和漓江数字航道，利用信息技术让“黄金水道”真正产生“黄金效益”。数字航道建设不容忽视的一个重要问题是在恶劣环境下可靠地检测障碍物，保障航行船只的安全。在恶劣环境下如暴雨、黑夜，航道中的暗礁以及密集的航行船只都可能给航行船只带来极大的安全威胁。如果能够提前检测到障碍物并发出预警，让航行船只及时绕过，可以更好地保障船只的安全。内河航道主要依靠浮标和灯塔为过往船只指引方向。航道上的通信方式主要是在航道区域部署监测点，它们采集的数据通过移动通信网络发送到终端。部分航道搭建了远程监控系统，可以实时查看航道通行情况。这些都是数字航道建设的重要方向，而且在保障船舶安全和提高航道通行能力方面发挥了重要作用。但是，它们不能近距离、实时地获取航道数据，观测精细度和对紧急事件的及时预警不一定满足要求。另外山地环境不方便部署大量监测点，而且代价很大。数字航道缺乏保证障碍物检测可靠性的方案。传感器网络作为面向应用的分布式计算平台，是物理世界和虚拟世界的桥梁。大量传感器节点部署在航道区域，能够长期观测航道并且实时获取数据，提高障碍物检测和预警的能力。障碍物检测结果在传感器网络中的可靠传输决定了预警是否成功。该项目研究面向数字航道的传感器网络可靠通信技术，为平安、畅通的数字航道建设提供了一种新的技术方案，也为其它应用环境下的障碍物检测提供了可参考的技术。该项目研究包括数字航道障碍物检测数据传输需求分析、节能的MIMO中继转发和节能的MIMO信道编码三部分内容。负责感知的传感器节点根据其在数字航道中的观测数据，对障碍物做出初步的预警，产生一比特预警数据。这一比特数据在传感器网络中以MIMO通信的方式逐跳发送到终端。终端根据所有接收到的数据进行最终判决，产生预警消息并发送给用户。课题组采用中继转发和信道编码技术提高数据传输的可靠性。

成果简介：课题来源与背景：课题来源于浙江省公益技术研究社会发展项目，编号为2014C33107。背景：近年来，世界各国间的大宗商品海运贸易往来越来越频繁，给船舶散货计重带来新的机遇和挑战。其中，船舶水尺计重是低值大宗散货物料交接普遍采用的一种货物计量方式。但由于存在海水密度、海面波浪、压载水和人为等诸多干扰因素的影响，不易保证计量精度，误差最高能达到10%。因此，开展船舶载重量检测装置研制及应用，提高散货计量准确度，降低贸易纠纷，树立计量形象和提升计量信誉具有重要的现实意义和深远影响。技术原理及性能指标： 技术原理：装置原理是基于超声波测距原理，将超声波自动化检测装置对称放置在船艏、舯、艉左右船舷边，实时测量装置与船舶装（卸）前后的水面高度，并转换为吃水深度，从船舶记录中获取船舶垂线间长和压载水等数据，通过软件计算得到船舶载重量，用TLINK将数据实时上传到互联网和手机，可在现场用手机实时查看测量数据。 性能指标：高频超声的船舶载重量自动化检测装置总体结构主要由超声波收发器、控制部分、发射部分、接收部分、信号处理模块、温度补偿模块及外部终端等模块构成。测距范围（0.5-10）m；测距分辨力：1mm；测距精度：±1mm。技术的创造性与先进性： 将超声波应用于船舶载重量测量，将超声波液位计的发射信号改进为线性调频信号来提高系统的抗干扰能力及缩小盲区，应用傅立叶变换进行波浪反射修正。 研制实物装置一套，发表论文一篇，授权专利一项。技术的成熟程度，适用范围和安全性：项目的装置研制成果应用于船舶载重量吃水检测工作中，该方法为船舶载重量计量提供了新思路和新方法，提高了工作效率和检测精度。可以较好得完成了推广应用。应用情况及存在的问题： 该装置还需要：对多种船型进行载重量试验；系统还适用于较小风浪下的船舶载重量计算，后续研究在大风浪情况下的船舶载重量精确计量研究；做到全面应用和推广还需要进一步加强系统的自动化程度。

成果简介：成果属于交通运输领域。中国以长江、珠江、京杭运河、淮河、黑龙江和松辽水系为主体的内河水运网对流域经济发展发挥了重要作用。但是，中国内河通航环境复杂、水域桥梁（闸坝）密布、气象条件多变、船型多、通航安全保障基础薄弱，水上交通安全形势严峻。《关于加快长江等内河水运发展的意见》（国发〔2011〕2号）明确提出，建立重大危险源监控和预警、预报、预防制度，有效降低重大突发事件造成的损失。风险辨识与评价是国际上近年来开展风险预警与事故预防的重要研究领域。在国家自然科学基金、欧盟国际合作项目等支持下，该项目重点攻克了中国复杂条件下内河通航风险多因素耦合机理解析、宏观和微观尺度风险水平量化等科学问题，具体科学发现如下：（1）发现了复杂条件下内河通航多因素耦合作用机理及对事故后果的影响。提出FSA+BN网络有向无环图耦合关系模型，解决了复杂内河通航多因素动态响应关系的参数表征问题，揭示了人、船、环境、管理等多方面因素与事故的关联效应。（2）发展了内河通航系统风险评价的理论方法。针对小样本异构数据所建立的主客观数据融合泛化置信规则库（G-BRB）模型，与传统方法相比，大幅度提升了内河通航安全评价的精度和可靠性。（3）揭示了内河交通密集水域船舶碰撞风险时空分布及演化机制。提出交通流大数据反演算法，识别了船舶碰撞高风险水域，建立限制区域（RA）和时空增益（Spatial-temporal Gain）等模型，有效解决了船舶碰撞风险的突变预测。发表代表性学术论文6篇，出版专著/教材2部，相关重要论文16篇。研究成果受到国际期刊《Reliability Engineering & System Safety》主编Carlos Guedes Soares教授等知名学者高度评价，论文总引用量229次，他引157次，其中SCI他引78次，单篇最高SCI他引42次，3名项目完成人为本领域WOS数据库前10学者。形成的提案发表于国际海事组织海事安全委员会第97次会议。第一完成人张笛获得国际概率安全评估和管理协会“George Apostolakis院士青年科学家奖”（第一位华人学者）。成果形成的方法和模型在水上交通监管和风险控制中得到应用。

成果简介：一、主要研究内容及结果： ①系统总体技术方案设计；②高寒无人区(-52℃)水文气象自动监测系统设备研发与系统集成；③就地监控管理软件研发(基础测报站)；④数据中心监控管理软件平台研发。 二、技术创新： ①适合高寒(-52℃)无人区条件下的水文气象自动测报技术；②高寒条件下(-52℃)的冰(水)雪智能监测技术与冰情动态阈值重算算法研究；③基于太阳能供电模式的智能加热保温技术，解决了高寒条件下水文遥测系统不可用的难题；④数据远程透传软终端组网方案；⑤多方式信息发布技术：以智能终端APP、WEB浏览器、GSM短信或北斗卫星短信的方式，向公众提供了多种获取监测流域实时水文、气象数据的途径。 三、作用意义：项目研究成果满足高寒无人区水文气象自动监测系统建设的需求，尤其是对额尔古纳河水系、黑龙江水系航道部门和水文部门的全自动水文测报系统的研究与建设起到了很好的示范作用。 项目研究核心技术-"高寒条件下(-52℃)的冰(水)雪智能监测技术"属于国际上首次使用，应用该研究成果可为北方封冻河流开河预报收集了大量水、热方面的基础资料，尤其是难以实测的冰压力、冰水之间的空隙度等指标，项目研究成果对于寒区水文自动监测具有良好的推广和应用价值。 四、应用推广： ①奇乾水文气象自动监测系统：该系统监测要素共计15项，为国内冰(水)情监测要素最全、实测温度最低、且正式投入工程应用的首例，填补了高寒无人区内陆河道冰(水)情自动监测的空白。 ②漠河冰凌实验站数据监测与分析系统：试验站监测要素包括雨雪、土壤参数、气象要素、太阳辐射及冰情等内容，试验站建成投产后，可连续自动开展近十类三十余项数据监测，系列收集各类基础资料，作为黑龙江省冰凌扩展研究、冻土研究、高寒地区水资源研究的前期工作基础，同时为拟建设的黑龙江省冰凌研究基地奠定基础。 ③黑龙江大学寒区地下水研究所墒情试验站：为了配合黑龙江大学《寒区地下冻土层水理性质及其对融雪水入渗的影响机理研究》项目(国家自然科学基金青年科学基金项目)，提供寒区土壤墒情试验站成套设备，项目核心技术为该项目研究成果。 五、社会经济效益： 中俄界河-额尔古纳河航道水位管理关键技术研究成果可以提供高寒无人区水文气象数据的搜集、汇总、发送等功能。无人值守水文站可以将原有的测站人员大量减少，降低日常使用运营成本，同时避免了测站人员冒着-40℃严寒凿冰眼观测水位的风险。此外，该项技术的使用可以将各监测站水文气象相关数据发送至数据中心服务器，为潜在需求用户提供相关信息支持。其收集的实测水文气象资料，可以作为航道规划、浅滩整治的基本水文资料，同时可满足水资源评价、水文计算、水文情报、水文预报和水文科学研究的需要，是对水利部门水文站网基本站的补充。界河航道水文测量承载着国家主权、边防、国境线变化等基础信息的搜集责任。

成果简介：智慧船舶交通管理系统(简称智慧VTS)是一个响应国家军民融合发展战略、面向海事需求、基于“智慧海事”设计理念、借鉴军事信息系统设计方法、遵循国际相关标准，用于保障船舶航行安全，提高通航效率以及保护水域环境的综合电子信息系统。系统首次实现了北斗在海事领域深层次集成应用；首创基于分形理论的自适应杂波识别技术，有效解决了复杂海况下各类目标的检测和稳定跟踪；首次建立基于交通流量的任务区域自适应分解和并行处理架构，有效适应大容量水上船舶的处理需求；创新提出基于流程的应急事件处置和多元信息记录与同步组合重放等技术，填补多项国内外空白，拥有授权专利10项，受理专利22项，拥有整套VTS完全自主知识产权，与长期垄断中国VTS市场的进口产品相比，系统各项实测性能指标全面优于进口系统，且有以下技术优势：1)综合集成能力强。系统采用SOA技术体制、C/S+B/S混合架构和中间件等技术，具有多种接口适配能力，支持与VTS各型传感器、海事云数据中心、港航等系统集成，支持VTS区域联网。2)首次实现二维、三维一体和WEB方式的水上交通态势显示。3)具有水上交通态势安全风险智能评估与多样化告警能力。4)首次实现水上交通态势监视与交通组织管理一体化融合设计。5)提供电子化值班与交班支持，支持无纸化办公。6)首次实现基于北斗/AIS的智能交通安全信息服务。7)首次提供针对水上交通突发事件的流程化应急处置支持能力等。2016年4月通过中国航海学会的行业鉴定，由工程院叶声华院士、费爱国院士和交通运输部专家委员会刘功臣专家牵头的鉴定委员会认为“系统成果总体达到国际先进水平”。2014年，智慧VTS在秦皇岛海事局试运行，2016年4月，智慧VTS替代进口系统正式担负日常值班。此外，智慧VTS还在河北、海口海事局，秦皇岛港等多个用户单位进行了应用。鉴于优异性能，智慧VTS获得多项荣誉，得到央视、新华社等主流媒体推荐。2015年科技部第四届中国创新创业大赛军转民大赛，优胜奖(仅有30个项目入围)。2016年工信部、国防科工局、全国工商联联合主办中国首届军民两用技术创新应用大赛，优胜奖。2016年国资委首届中央企业熠星创新创意大赛，进入决赛。2016年，工信部、国防科工局从全国范围750个项目中遴选出120个具有广泛产业化前景的项目列入《军用技术转民用推广目录》，智慧VTS是其中重点推广的十大项目之一。2016年12月，该项目应邀接受央视证券资讯频道《北交所时间》专访。2017年3月，新华社播发专稿《打破垄断：中国自主研发智慧船舶交通管理系统》，介绍了系统研制历程、特色功能及打破国外垄断的重要意义。今年5月，在与全球行业领先的多个跨国公司竞争中，智慧VTS成功中标摩洛哥项目，标志着具有中国自主核心技术的VTS产品首次走向国际海事市场，打破西方公司在该领域的国际垄断。

成果简介：所属科学技术领域： 项目综合运用港口业务管理与作业控制一体化技术、枢纽运营组织优化与模拟技术、物流作业流程信息自动识别技术、港口物流作业机械状态智能化监控技术，解决制约港口综合物流枢纽建设与运营的关键问题。 简要背景： 港口的业务管理和作业控制正向着信息化和自动化的方向发展，一些港口已实现了管理信息化和作业自动化，但各管理系统和控制系统相互独立，信息不能共享，不能实现管理系统、业务系统和操作系统在信息流和业务流上的一体化运作。 主要技术内容： 项目立足于研究港口物流枢纽运营组织关键技术，以运营组织与流程控制一体化为指导思想，以流程优化为主线，从仿真优化、自动识别、智能化监控等方面，突出港口物流运作流程中的关键环节，着力解决实现理论、流程、技术的有机统一。 创新要点： 首次提出港口物流枢纽业务管理与流程控制一体化的总体框架，并从操作层、业务层和管理层三个层次提出管理与控制的基本功能。 首次提出港口集装箱码头和散货码头物流运作全过程流程优化方案和方法。 提出将自动识别技术应用于港口物流作业管控一体化流程的方案，集成应用了RFID、TPS、GIS等技术。 技术指标： 提交港口物流作业管控一体化运作流程(主要货类)；编制物流作业运营组织优化操作规程；依托示范工程，建立港口物流运营组织和控制示范平台。 社会效益： 项目研究成果可推广到其他西部港口，促进西部地区港口物流的发展，提升西部地区物流系统的运作效率和水平，发挥港口对区域经济的拉动作用，促进区域经济健康快速发展。 经济效益： 项目研究成果能够实际解决港口管理部门和企业在港口综合物流枢纽建设中的关键问题，有利于提升港口物流效率，具有突出的经济效益。 促进行业科技进步作用： 项目研究以解决制约西部港口物流发展的关键技术问题为出发点，形成了港口业务管理与流程控制一体化体系框架，在港口物流运作组织优化及仿真、作业流程信息自动识别及机械状态智能化监控等方面进行了技术分析，提出了实施方案，并进行了依托工程的示范应用。项目研究成果对西部地区提升港口物流系统的运作效率和水平，进而促进整个港口物流业科技进步有着明显的推动作用。 推广应用情况： 研究成果已应用于防城港硫磺专用码头和钦州港大榄坪作业区、北部湾港口物流作业机械状态智能监控系统已用于防城港务集体有限责任公司。

成果简介：该项目综合应用RFID技术、GPS技术、传感技术、人工智能技术和FLEXSIM仿真技术等，实现了基于物联网的可视化港口集装箱物流智能调度系统一套，提出了基于模拟退火算法的优化解决策略，可以使港口集装箱物流调度有良好的近似解和较高的收敛速度，为港口物流供应链的各个环节决策提供大量的支持信息。该项目的研究成果形成了一套用于港口集装箱物流的调度优化与仿真全新的理论方法体系，构筑了一个基于仿真优化和进化计算的系统决策支持平台，从而实现港口集装箱物流调度的最优化、自动化与智能化和可视化，有效提高了物流运作效率、降低了物流运作成本。

成果简介：课题来源与背景：随着全球经济一体化和信息技术的发展，水运在世界经济运行中的地位日益突出，现代港口的发展呈现出布局网络化、业务物流化、格局港城一体化和管理信息化等特点。大多数港口发展为传统的劳动密集型的粗放型企业，面临着巨大的成本压力和竞争压力，迫使港口全面实现信息化建设。信息化管理可以为企业改变过去粗放的工作方式，使得港口企业内部工作更加精细化，并能提升企业自身的竞争力。防城公司现有泊位41个，其中生产性泊位37个，万吨级以上深水泊位26个，泊位最大靠泊能力为20万吨级。码头岸线8000余米，库场面积达300万平方米，年实际吞吐能力超过亿吨，防城港主要经营货种多，如铁矿石、硫磷、非金属矿石、煤炭、化肥等等，生产作业工艺专业复杂，堆场面积广，传统的人工管理困难。原手工作业生产管理方式无法满足港口在生产、经营、管理、成本等方面的快速反应。公司秉承“立足北部湾，面向东南亚，沟通东中西，服务大西南和东盟自由贸易区”的宗旨，以打造中国-东盟区域性国际航运枢纽和港口物流中心为目标，全力搭建临港工业平台和港口物流平台，为西部大开发和中国—东盟自由贸易区经济发展提供安全、高效、便捷和低成本的港口物流服务。技术原理及性能指标：项目总体目标为运用现代信息化的技术手段，采用标准化、规范化、科学化的信息处理方法，建立港口全面信息化平台，实现基础业务的规范化操作，数据信息共享化，为港口发展服务。实现对港口经营状况实时监控，利用信息图形化显示技术，更加直观的管理码头、仓库、设备等港口资源，提高生产作业效率和管理水平，降低生产成本；进行统计智能分析，同时为港口生产业务流程优化、管理高效打下基础、细化成本分析，优化作业工艺、为商贸物流提供信息数据支撑。建设一套完整的散杂货生产管理系统，主要包括如下子系统：生产业务预约及受理、计划管理、调度管理、船舶作业管理、汽车作业管理、无线数据采集传输、库场管理、图形监控、闸口管理、计件工资、统计智能分析、客户关系管理、系统管理、火车生产管理、设备管理、作业票核算、单船成本核算，接口及EDI数据交换、网上物流远程服务一体化、费收与财务管控一体化、地磅与生产一体化；同时建立无线与有线硬件网络平台，服务器热备一体平台、数据仓库管理平台等配套硬件设施。技术的创造性与先进性：防城港散杂货系统应用了多种创新技术，如条形码管理技术、无线网络技术、GIS、EDI（电子数据交换）、WEB技术等，并采用了先进软件架构，把生产工艺嵌入整个软件中，实现了船舶火车的计划安排、作业的实时监控、作业票自动结算、单船作业成本核算、可视化堆场、船舶监控等国内领先的功能。

成果简介：成果属于交通运输领域。国务院发布了《关于加快长江等内河水运发展的意见》，发展内河水运上升为国家战略。“十五”以来，长江、西江及京杭运河等航道建设逐年加强，形成了国家高等级航道主干网。国外经验表明：建设与航道基础设施配套的通航运行系统，是保障航道运行和提升内河运能的关键。但中国内河航道通航运行系统发展相对滞后，严重制约了内河水运国家战略的实施。突出问题为：通航运行系统设计方法与标准缺乏；纸质航道图无法展现复杂通航环境的多变动态信息；在航船舶与航道运行状态的大范围动态感知与交互装备落后；涉水涉航的百万级用户的通航运行公共服务体系不健全、功能不完善等。在863等项目支持下，经十余年研发，取得了国家高等级航道通航运行系统的设计方法、技术标准和“一图、两网和四平台”关键技术的系列创新成果：1.创建了高等级航道通航运行系统的设计方法与标准体系。建立了基于风险理论的船舶航行态势不确定性评估及微观行为模型；提出了融合船舶操纵理论的航道要素设计的参数计算与评价方法；突破了内河复杂环境下航行要素动态集成的关键技术；形成的10项国家行业标准为通航运行系统的顶层设计提供了依据。2.发明了内河电子航道图快速生产与航道要素动态更新技术。发明了基于多源异构数据库快速存储、融合及访问的电子航道图生产技术，年生产CJ57电子航道图1956幅；有效整合了航标、航道地形和水位等通航环境信息，创建了航道要素在线动态更新技术；发明了面向多用户的多功能电子航道图服务技术；为通航运行系统建设提供了信息集成的核心载体。3.研发了基于新型快速实时感知装备的在航船舶感知网和航道运行感知网。提出了通航运行要素实时感知与快速融合方法；发明了固态雷达、无人测量船、多功能航标和通航要素系列交互终端，创建了在航船舶感知网和航道运行感知网，船舶识别率提高到90%以上，水位感知精度提高至0.05米；实现了通航状态由静态采集向动态感知的变革。4.构建了高等级航道通航运行的多模式公共服务平台体系。提出了海量通航运行数据清洗方法，突破了面向涉水涉航百万级用户的公共服务平台安全保障与快速响应技术，研发了航道、船闸、船舶、海事等4个服务平台，实现了互联网+的通航运行服务。制定了国家行业标准11项，获发明专利17项、软件著作权42项、省部级一等奖4项、“十一五”交通运输部科技创新团队，发表SCI/EI论文63篇。鉴定表明：通航状态感知、电子航道图生产、航道要素动态更新、多级船闸调度等为国际领先水平。成果在高等级航道的20余项水运系统建设工程得到应用，用户2000多家，近3年经济效益3.6亿元。构建的“以电子航道图为载体，以船舶和航道感知网为依托，以航道在线服务、多级船闸调度、船舶位置服务、海事实时监管等平台为支撑”的高等级航道通航运行系统，产生了显著社会效益。以长江为例，运量从2005年的7.95亿吨提升到2015年的21.8亿吨。成果带动了中国水运信息化跨越式发展，为中国水运行业的核心竞争力做出重大贡献。

成果简介：基于移动互联网的港口客户视频服务系统以提升客户满意度为目标，以“互联网+港口客户服务”为理念，采用移动互联网、可视化等技术，可为港口客户提供港区内生产作业视频以及与视频同步的生产作业信息；同时，通过对港口作业现场数据的分析，系统实现港口行风测评功能和港口整合管理考核评价功能，从客户服务角度，对港口服务质量进行测评和考核，在提成客户服务水平的同时实现了港口作业管理的精细化水平，从而有效提升了港口客户服务水平及综合竞争力。主要技术内容： 系统以分布式架构设计为理念，由管理平台服务器、流媒体服务器、生产管理系统服务器三大部分组成并提供服务，通过信息整合，集成现场监控流媒体信息（实时监控、历史回放）、卸车生产动态信息、场存动态信息；系统实现与生产管理系统的实时数据传输，在管理平台和生产管理系统间建立数据中间层，提取系统所需的业务数据，使系统能够完美的整合监控视频和业务信息；系统通过对业务数据的分析实现对港口行风的测评及服务质量的考核，辅以监控视频作为证据资料，对港口作业环节实现精细化考评。为提高系统的使用范围，系统以互联网/移动互联网为访问手段，支持港口客户通过台式电脑或手机使用系统空能，扩展了系统使用空间。授权专利情况：基于移动互联网的港口客户视频服务系统中港口行风测评子系统获得计算机软件著作权登记证书。基于移动互联网的港口客户视频服务系统中港口综合管理考核评价子系统获得计算机软件著作权登记证书。技术经济指标： 系统以高精度GPS、北斗授时为基础，采用时间戳技术，实现港口生产作业实时信息与监控视频毫秒级同步，保证了系统向客户提供数据的准确性与实时性；系统采用互联网/移动互联网、压缩编码技术，实现港口翻车作业、水平输送、堆场状态视频信号在移动终端上的流畅发布和实时播放；建立了一种线上线下港口作业监督与管理为一体的客户服务模式，有效提高了客户服务质量与满意度。应用推广及效益情况： 系统投入运行以来，系统用户覆盖了秦皇岛港口的全部客户。系统本着“以客户为本、为客户提供周到服务”的思想，成为秦皇岛港为客户提供优质服务的重要环节，在港口精细化管理、服务风气测评截服务质量考核及港口宣传中起到关键作用，使秦皇岛在竞争激烈的大背景下拥有独树一格的特质化服务，在提升港口服务质量的同时，也大大提升了港口的整体竞争能力，使秦皇岛港“留住老客户、赢得新客户”的客户服务理念得到深化。 实际运行表明，该系统功能完善、运行稳定可靠，操作方便，数据实时准确，以直观可视的方式有效地提升了港口客户服务水平和港口自身精细化管理水平，为港口客户和港口管理部门节约了大量的成本。科技成果水平： 经河北省科技厅组织的科技成果鉴定，项目整体技术成果水平达到国际先进水平，其经济及社会效益显著。

成果简介：随着国家“一带一路”发展战略的实施和长江黄金水道建设的推进，内河航运事业蓬勃发展，船舶流量迅速增加，船舶吨位及尺度也明显加大，通航环境日益复杂，通航要求不断提高，航道等级提升已成为内河航运发展中迫切需要解决的现实问题。航道建设是航运发展的基本保障，滩险整治是航道建设的重要内容。在某些山区河流，滩险群集，成因复杂，整治方案往往需要通过系统研究确定，方案效果预测评价则成为方案决策的重要依据，预测的准确性如何与航道治理成败密切相关，因此，开展山区河流高等级航道治理效果预测具有重要的理论价值和现实意义。 山区河流高等级航道治理效果预测评估在“水流运动模拟技术”、“整治方案设计理论”和“整治方案效果直接预测评估”等方面还存在一些科学与技术问题，围绕上述问题，项目组通过科技攻关、数值仿真、实验测试、实践验证，完成了《山区河流高等级航道治理效果预测的关键技术及应用》技术成果，并将相关成果应用于工程实践，为整治方案的优化决策提供科技支撑。 研究取得的创新成果包括： 推导了雷诺应力垂线分布公式和多因素影响下的风生流流速分布公式，实现了水流表面风速数据提取，基于半隐式求解算法，建立了考虑风影响的改进三维水流数学模型和河床阻力的分形计算方法。 提出了山区河流弯道河段有效航道边界的判定方法，基于河相关系理论导出了考虑来沙粒径的山区河流航道整治线宽度计算公式。 开发了考虑风、流、浅水效应等复杂条件下的山区河流船舶操纵运动数学模型仿真软件，并将该软件成功应用于山区航道整治工程方案设计与效果预测评价。 项目研究获得国家发明专利10项、实用新型专利3项、计算机软件著作权2项，出版专著5部，发表论文39篇(其中SCI收录9篇、EI收录12篇)。 该项目研究的"山区河流高等级航道治理效果预测的关键技术及应用"技术，为整治方案优化决策提供了科学依据，有力支撑了长江上游黄金水道建设，促进了山区河流高等级航道整治技术的进步，推动了航运事业和地方经济的发展，成果已成功应用于长江上游九龙坡至朝天门河段航道建设工程、长江上游莲石滩碍航滩险航道整治工程等10余项航道整治工程中，优化了整治方案，提高了整治效果，节省了工程投资，取得了超过5000余万元的直接经济效益和巨大的社会效益，应用前景广阔。

成果简介：针对煤四期取装设备电气控制系统中存在的问题，研发了配煤精细化自动控制、单机行走数据采集、单机夹轨保护等系统，解决了原系统电气保护单一、故障频繁、能耗较高等问题，实现了煤四期取装设备电气控制系统的技术提升。其关键技术及创新点为：基于模糊控制理论建立了配煤精细化自动控制模型，优化了原有控制程序，提高了系统工作效率。提出了配煤作业取料限量算法，有效提高了配煤作业的精度和自动化程度提出了基于等差数列的电缆长度计算方法，实现了单机行走位移数据准确采集。单机监控系统是技术人员利用现有资源自主研发的，适合煤炭港口设备管理的一套监控系统，该系统具备设计成本低、功能涵盖全、易于操作、扩展能力强等特点。该系统正逐步推广至公司卸车、除尘等部门的设备中。设备电气安全保护系统对于单机运行的安全性、稳定性都有很大提高，其以创新的思路，灵活运用技术手段，解决了技术难题，降低了设备的故障率、设备使用、维修成本，具推广性，其相关技术已逐步推广至公司堆料机、扩容装船机、扩容取料机上。该项目对煤炭港口设备的针对性强、投入成本低、技术实用性好、技术成熟。

成果简介：长江三峡工程是世界上最大的水利工程，具有巨大的防洪、航运和发电等综合效益。三峡库区航道主要位于重庆市境内，是《国务院关于依托黄金水道推动长江经济带发展的指导意见(国发〔2014〕39号)》国家战略的重要建设任务，也是重庆长江上游航运中心建设的关键。三峡2010年蓄水至175m后，库区航道条件大幅改善、均建设为高等级航道的同时，对库区航道畅通、助航高效和通航安全等支持保障方面也提出了更高的要求。该项目围绕三峡库区航道支持保障建设工程中涉及的航道条件预测、航标助航、雾情监测与通行指挥等关键技术难题开展系统的科技攻关，取得了如下创新成果： 研发了新水沙条件下三峡库区航道条件预测技术。包括揭示了长江上游水沙变化条件下库区航道泥沙淤积特性，揭示了库区航道细颗粒泥沙的絮凝现象及其输移规律，研发了新水沙条件下三峡库区航道条件预测模型。为三峡库区航道畅通的支持保障提供了技术支撑。 研发了三峡库区航标助航成套技术。包括研制了绿色环保折叠式航标标体，研发了遥测遥控嵌入式智能航标灯，发明了三峡库区航道深水设标施工技术。为三峡库区航道航标助航高效的支持保障提供了技术支撑。 研发了三峡库区雾情监测与通行指挥技术。包括提出了三峡库区航道雾情自动监测与智能识别技术，研发了三峡库区雾情条件下船舶探测系统，发明了三峡库区控制河段智能通行指挥技术。为三峡库区航道通航安全的支持保障提供了技术支撑。 基于以上创新成果形成的三峡库区航道支持保障关键技术，通过了重庆市科学技术委员会的科技成果鉴定，项目成果总体上达到国际先进水平，获国家发明专利5项、实用新型专利23项、软件著作权5项，发表高水平论文48篇(其中SCI论文6篇、EI论文15篇)，出版学术专著4部。 项目成果在1项三峡库区航道整治工程、9个长江航道管理局和管理处、2个轮船运输企业全面应用，保障了三峡库区航道畅通、助航高效和通行安全。经济效益方面，重庆市年均水运货物周转量由成果应用前的558亿吨公里提升到成果应用后的1514亿吨公里，为企业和社会节约运输成本约350亿元；社会效益方面，成果应用后显著降低了通航安全事故、减少了能源消耗和污染物排放、促进了重庆长江上游航运中心的建设。成果引领了中国航道支持保障关键技术的自主创新，推广应用前景十分广阔。

成果简介：该项目属于机械故障诊断与控制技术领域。港口起重机械在海运物流中作为重大关键设备，其本质安全对货物海陆高效经济的转运起着决定性作用。“十二五”期间，国发(2010)23号和国质检特联(2011)137号两个文件要求提高大型起重机械本质安全，预防和减少起重机械重特大事故的发生。港机大型化、自动化和高效化所带来的诸多新问题如动力特性抗变形能力问题、稳定性问题、动态监控与健康管理问题等已直接影响着它的安全性和耐久性；一些技术基础问题如大变形结构的振动位移和大结构旋转时的重心运动等还缺乏有效的现场测试分析方法，使用可靠性还少有实时监控评价系统，因而出现了对大结构动态性能及其安全的评价盲区。而这些问题又是现代港机安全事故频发的主要根源之一。所以研究大型港口机械本质安全与健康评价系统已迫在眉睫。该项目在国家863计划等国家和地方项目支持下，该课题组经过十几年的研究积累取得如下创新性成果：提出基于小概率大冲击概率控制技术和面向健康特征提取的新方法，并采用该方法研制了面向健康诊断的“机器体温计”，达到国内领先水平。在新的技术路线“结构安全预期保障机制”指导下，依托远程起重机械状态监评系统(NetCMAS)，该方法解决了港口机械健康与本质安全的实时监控、在线评价和维修决策难题，确保了港口机械的高可靠性，也对使用后期的“老”港机提供了安全保障。该方法已成功应用于上海港、青岛港、宝钢等大型港机的安全评估和技术改造。提出超低频振动位移绝对式测量与实时计算方法，攻克了超低频振动位移测试分析难题，突破了1Hz的技术瓶颈，达到了低到0.06Hz的振动大位移测量分析能力(误差<5%)，填补了大型港机和海工装备等大型结构动态抗变形实测能力的空白，达到国际领先水平。该方法扩展并提高了港机本质安全评价系统的深度和广度，已成功应用于宝钢、沙特达曼港等国内外港机健康监控、安全评估与改造。提出大型港机上部旋转结构体重心轨迹圆测试分析新方法，建立了基于现场特点的工程计算方程式，设计了参数化专用分析软件，并通过现场测试可即时得到重心轨迹圆的特征参数，填补了现场测试技术中的空白，达到国际先进水平。该方法解决了港机上部旋转结构及其支撑大轴承的寿命延长和本质安全问题，并已成功应用于上海市重点工程(罗泾二期)、宝钢、梅山钢厂和青岛港等大型港机上。该项目授权发明专利6项，发表论文20篇，获得德国TUV Nord工业4.0认证，制定振华重工(ZPMC)企业标准1项，建立了“物流装备安全工程”博士点。该项目不仅在国内得到广泛应用，如除各大港口外的各大电厂燃料码头的港机，以及海上风电装置的安装等，还推广应用到国外大型企业，如迪拜最大铝厂等，产生直接经济效益1亿多元；提高了港机实时动态的健康监控、使用可靠性和港机现代化管理的技术水平，延长了在役老港机的使用寿命，为企业节支1亿多元，保障了设备和人员安全，同时也推动了行业科技水平进步，支撑相关产业的结构调整和转型升级，社会效益凸显。

成果简介：内河航运具有运能大、能耗小、成本低、占地少、污染轻等优势，是典型的资源节约、环境友好型交通运输方式。中国内河通航里程约12.3万公里，位居世界第一。长江上游高等级航道是内河高等级航道网的主要组成部分。由于长江上游地区的地形地貌及水文条件复杂、地质环境脆弱等原因，使得航道通常具有航槽窄、水深浅、水流急、两岸地形陡峻等特点。航道岸坡在河(库)水作用、大气降雨、人类活动、地震等多种内外动力地质作用下，容易发生失稳破坏现象，从而影响航道甚至阻断航道的事故时有发生，岸坡稳定问题已成为影响长江上游高等级航道安全的主要因素之一。 鉴于此，在国家科技支撑计划等科技项目支持下，历时近10年，系统开展了长江上游高等级航道岸坡动力过程及稳控技术攻关研究，取得了如下创新性成果： 发明了长江上游高等级航道岸坡岩土体特性指标测试技术及试验仪器。长江上游高等级航道属于典型的山区航道，航道岸坡动力过程与岩土体的特性密切相关，且受航道水文条件、地下水作用等多种因素及其耦合作用影响，测试难度很大。该成果解决了航道岸坡岩土体特性指标的测试难题。 揭示了长江上游高等级航道岸坡失稳机理，建立了航道岸坡动力过程计算分析方法。长江上游高等级航道岸坡动力过程与许多因素密切相关，岸坡失稳机理复杂；岸坡动力过程的计算分析涉及地质学、水文学、水工学等多个学科，计算分析难度大。该成果为航道岸坡的稳控提供了理论依据。 研发了长江上游高等级航道岸坡稳控新结构，发明了稳控新结构性能测试技术。长江上游高等级航道岸坡失稳机理复杂、稳控结构易损、稳控工程易失败，尚缺乏适宜性的航道岸坡稳控结构，岸坡稳控难度大。该成果为航道岸坡稳控提供了适宜性的新型结构，并提供了稳控结构的性能测试技术。 形成了长江上游高等级航道水下礁石爆破清除、水下岸坡稳控结构施工工法。长江上游高等级航道岸坡由于所处的水文及地形地貌条件复杂、地质环境脆弱等原因，岸坡稳控工程施工难度大，施工质量难以保证。该成果形成了适于长江上游高等级航道岸坡稳控工程施工的4项国家及交通运输部工法。 该成果授权发明专利21项，授权实用新型专利8项，登记软件著作权5项；发表学术论文89篇(其中SCI收录24篇、EI收录30篇)，出版学术专著7部。 该成果在长江、乌江、嘉陵江、澜沧江、闽江、西江、黄河等通航河流的多个航道建设工程中得到成功应用，取得了良好的经济效益和社会效益。

成果简介：粉沙质海岸受泥沙问题困扰，曾被列为“建港禁区”。唐山港京唐港区作为中国第一个粉沙质海岸大型港口，建港初期，外航道发生多次风暴潮航道骤淤，造成重大经济损失。京唐港区的建设特别是其航道工程发展，经历了沙质海岸认识阶段、粉沙质海岸的初步认识阶段和粉沙质海岸的再认识阶段，到2006年7万吨级航道全面竣工，是海岸工程界对粉沙质海岸泥沙运动的认识及理论完善的典范。京唐港作为综合性港区，随着京唐港区吞吐量的上升以及到港船舶尤其是矿石船大型化的发展趋势，急需进一步提升航道等级，建设10万、20万吨级深水航道，拓展港区规模。但在该项目实施前，国内外粉沙质海岸没有如此高等级的航道提供借鉴。该项研究系统地开展了细沙粉沙质海岸泥沙起动和输移规律和航道治理方法，首次研究并实践了在细沙粉沙质海岸建设20万吨级深水航道。主要研究成果如下： 1.界定了细沙粉沙质海岸的特征指标,将细沙粉沙质海岸定义为泥沙中值粒径大于0.06mm、岸滩坡度大于1/1000、含泥量在15%以内；系统研究了波浪潮流共同作用下细沙粉沙质海岸泥沙起动和输移规律，创建了细沙粉沙质海岸复合沿岸输沙率计算公式，为细沙粉沙质海岸深水航道建设奠定了理论基础。 2.开发出沿海港口较长水文年系列波浪潮流共同作用下细沙粉沙质海岸岸滩演变及风暴潮骤淤物理模型模拟技术，确定了国内外细沙粉沙质海岸首条20万吨级深水航道口门防波挡沙堤的布置方案。 3.开发出越浪携带泥沙和堤后二次波浪掀沙整体物理模型模拟技术，合理确定了唐山港京唐港区第四港池防浪挡沙堤堤顶高程。 4.提出了在复合沿岸输沙条件下的航道防淤减淤措施和挡沙堤布置原则以及适合于细沙粉沙质海岸的深水航道尺度确定方法，为工程实施与安全运营奠定了基础。 该项研究成果已应用于唐山港京唐港区20万吨级深水航道工程以及第四港池内航道和防浪挡沙堤工程，部分成果已纳入《海港水文规范》及《海港总体设计规范》，推动了中国港口建设行业科技进步。研究成果对类似海岸条件的港口,如国内的潍坊港、滨州港、东营港区和滨海港区，国外的巴基斯坦瓜达尔港、印度尼西亚AWAR电厂码头等港口工程的开发及深水航道建设具有借鉴和指导意义，社会和经济效益显著，推广应用前景广阔。

成果简介：该课题针对公路水运工程中经常和反复出现的实体质量通病，采用查阅资料、现场调研、专家咨询等方法，运用“零缺陷”管理理论和系统管理理论，梳理分析了近年来安徽省公路水运工程建设过程中典型的质量通病问题，研究了防治路径，构建了防治体系，编写出版了《公路水运工程质量通病防治手册》。主要创新点有：阐释了质量通病的概念，揭示了质量通病与工程质量、质量缺陷、质量事故的关系；提出了质量通病防治的核心理念与主要路径；系统研究了安徽省公路水运质量通病，提出了工程质量通病的防治体系与措施。

成果简介：“河北省创新港口管理体制研究（项目编号：2013-1-25）”由河北省交通运输厅于2013年7月（冀交科教[2013]559号）下达，由河北省交通运输厅港航管理局承担、河北省政策科学研究会协作完成。研究成果有针对性地分析了该省港口管理体制存在的主要问题，创新性的辨析了地主港模式，并提出了港口管理体制改革的总体思路和对策建议，明确了该省港口的专业化分工与多元化定位，为港口管理部门创新港口管理体制提供了解决方案和操作路径。经相关专家评审，研究成果思路清晰，站位较新、较高。

成果简介：背景和意义：该成果属于水路交通运输和船舶导航科学技术领域。海洋强国建设急需自主知识产权的船舶通信导航技术，针对非履约船舶监管缺少技术手段的国际海事技术前沿问题，面向中国水路交通中非履约船舶占多数的现状，符合中国船舶监管领域亟待解决的实际应用需求。在世界上首次提出多系统协同船舶安全监管技术.提升了中国在国际海事领域的技术话语权，为国家节省了十几亿的系统重复建设费用，具有保障人命安全和国家财产的重要意义，同时填补了国内该领域标准空白，推动了行业科技进步，为水路交通运输船舶监管方向开辟了新的技术领域。主要技术内容：该成果基于交通运输部项目，解决了船舶监管多系统不协同的技术难题，2010年交通运输部成果鉴定为国际领先水平。主要发明点：（1)基于公网移动IP的船舶自动识别技术，使公网监控系统具有船舶自动识别功能。在此基础上：（2)多系统相互协同的综合AIS技术，使装备标准AIS的船舶和装备公网AIS的船舶能够互相识别，并与VTS系统信息共享。交通运输部成果鉴定为国际领先水平。（3)综合AIS监管系统的实时数据交换技术，在船载终端芯片实现了高可靠性实时在线，国外AIS岸站系统底层数据获取，保障了国家航运信息安全。（4) GNSS按需差分技术，通过船舶风险评估，解决了高精度定位差分信息传输与通信流量的矛盾，提高了船舶定位精度。（5)具有通信协议栈的GNSS基带处理器和天文辅助GNSS基带处理技术，能够使GNSS定位信息解算和传输控制集成于一个芯片，提高了定位和传输系统的性价比和可靠性。（6)新技术应用的三个国家标准，填补了公网监控系统没有国家标准的空白，推动了行业技术进步，在世界上为水路交通运输船舶监管方向开辟了新的技术领域。综上，研制了基于上述发明的系统底层和船载终端核心芯片及设备’该发明注重物理层和芯片层的创新，属于原始创新，技术难度大。取得成果：发明成果授权国家发明专利7项，获得软件著作权5项，出版国家标准3项，获得辽宁省技术发明一等奖1项。技术经济指标：国内外都没有公网监控系统和AIS系统的协同技术及其实现的相关技术，该发明获得了国际承认，在2010年国际航标协会第17次世界大会上做了大会交流。系统主要技术指标如下：系统协同平台的实时数据交换能够承受两万艘船舶同时自动识别的压力；数据传输延迟在1.5秒以内；系统平台100%实时在线。应用及效益情况：该成果多数应用于船舶监管公益类领域，具有保障人命和国家财产安全的重要意义，已经应用八年，技术稳定，形成生产力，技术应用前景广阔。3项国家标准实施以来，国内很多已经存在的公网监控系统按照标准进行了技术改造，避免了系统的重复建设，为国家节省了十几亿资金，属间接经济效益。在吉林省地方海事局、重庆地方海事局、船舶导航系统国家工程研究中心和大连口岸物流企业的应用，创造了直接经济效益3.62亿元。

成果简介：随着船舶大型化以及大宗散货国际贸易的快速发展，码头前沿的装卸设备快速朝大型化方向发展，码头后方堆场的设备也朝大型化方向发展。自主研发、生产大型斗轮堆取料机是港机厂商综合实力的体现；对于使用该设备的矿山和港口来说，拥有大型斗轮堆取料机也是实力的象征。堆场设备朝大型化方向发展已成必然趋势。2003年起，中国以进口2.08亿吨成为世界最大的铁矿石进口国，此后进口量呈逐年上升态势，中国对进口矿依赖度居高不下。预计今年进口铁矿石将达到10亿吨。随着国内铁矿石市场快速发展的需求，对国内矿石码头的要求也越来越高，超大矿船的出现，要求国内超大码头装卸作业，要求更大型装卸设备来满足日益增长的矿石进口需求。青岛港顺应国际发展需求，率先建立国内首个40万吨级矿石码头，以满足大型40万吨级矿石船装卸。DQ10500/6000型斗轮堆取料机额定设计生产率为每小时堆料10500t、取料6000t，峰值生产率可以达到每小时堆料12600t、取料7200t，是国内堆取能力最大的斗轮机，其斗轮机的高效化与大型化对金属结构的动态强度刚度、稳定性和疲劳寿命及悬臂皮带机，均提出了更高的要求。项目旨在通过对斗轮取料和动态仿真技术、复杂载荷下斗轮机结构动力学响应分析技术、斗轮机悬臂皮带输送技术进行重大创新，研制开发一种大型高效节能的斗轮机。通过对大型斗轮取料、提升、抛料过程的EDEM仿真，确定斗轮的转速、料斗形状、圆弧卸料挡板的结构，达到提高效率、降低能耗的目的；通过对斗轮机金属结构动力学建模，形成设计理论与方法，达到提高动态刚度和疲劳寿命、降低动态响应的目的；通过对大型斗轮机悬臂皮带的研究，达到受料和输送的有效和稳定性，提高带条寿命、降低能耗的目的。首次采用离散单元法对超大型斗轮取料过程进行仿真研究，准确地反映了物料在斗轮取料过程中的力学特性和运动规律，成功地运用离散单元法仿真来指导DQ10500/6000型斗轮堆取料机斗轮机构的设计，在大幅降低斗轮机构的能耗、实现斗内物料的充分填充、杜绝提升与卸料过程中物料的撒落等方面，取得显著的效益。首次采用周期激励下动态响应的结构分析方法，对超大型斗轮堆取料机结构进行动态响应分析，避免斗轮机结构共振响应。创新提出了构造新颖、性能优良的超大型斗轮卸料条件下输送带智能防跑偏装置、可实现弧线过渡的皮带机铰链装置、快速流程转换的双流程尾车。通过对超大型斗轮堆取料机关键技术的研究，在斗轮转速、料斗形状、圆弧卸料挡板结构形式等方方面取得了设计理论和方法进展，形成了具有自主知识产权和核心竞争力的战略产品，对于提高研发企业的科技创新能力、产品升级换代能力、节能减排技术能力以及增效创汇能力均具有重大的意义。对保持中国在港口机械研发和制造领域的国际领先地位和核心竞争力、对实现产学研科研成果的产业化等都具有显著性意义。在基础上研制的超大型斗轮堆取料机技术经济性能优越，可成为大型散货港口的主力堆场机型，项目的推广应用已产生较大的经济效益与社会效益。