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中交天津港研院:向海图强,探索蓝色疆域的无限可能

2025-12-26 14:25     来源:中交一航      波浪能
从精准预测台风防御黄金期的海洋动力信息系统,到让防波堤变身绿色发展“新引擎”的波浪能发电装置;从突破传统海洋工程技术瓶颈,到培育新质生产力转型升级……66年来,港研院秉承着行业领先、国内一流、国际知名的企业愿景,深深扎根天津这片涌动着海洋经济活力的创新沃土。

作为新中国最早成立的科研院所之一,港研院以产业链需求为导向,深度整合创新链、产业链、资金链、人才链资源,因地制宜发展新质生产力,在海洋工程领域不断擦亮责任名片,持续书写着驻津央企与地方深度融合发展的新篇章。

天津力量多维赋能

聚力突破海洋工程技术瓶颈

海洋工程建设中,海洋动力环境的精准预报直接关系施工安全与效率。长期以来,“预报不准、响应不快”是行业普遍面临的技术痛点,制约着重大海洋工程的推进。

港研院深耕产学研融合,凭借自主研发的“小区域精细化海洋动力信息系统”,在大连湾海底隧道、辽宁红沿河核电、茂名港吉达港区防波堤等重大工程中表现亮眼,为“海洋强国”“透明海洋”战略注入强劲的天津动能。

大连湾海底隧道

系统研发的缘起,是工程一线迫在眉睫的技术需求。2021年,大连湾海底隧道建设进入关键阶段,这座北方首条大型跨海沉管隧道对潮流、波浪参数精度要求达厘米级,而现有的公开数据库完全无法支撑计算需求,施工窗口期选错一次就可能造成上百万元损失。

为了精准服务海隧工程建设,港研院锚定“空间分辨率偏低、计算效率不足”的行业核心短板,着手系统研发。

回忆起接手项目的那一刻,港研院技术中心高级工程师董智超表示没有丝毫犹豫,“我们当时完全有信心补全这块短板,天津得天独厚的资源禀赋和技术优势就是我们最大的底气。”

董智超介绍说,项目构建起“企业提需求,高校攻难关,科研机构供资源”的协同模式,联合天津大学等高校,在海洋数据积累、算法优化、理论研究等方面进行深度合作;“天河一号”技术专家提供的专项咨询,为破解数据传输延迟与计算误差等关键瓶颈蓄力,奠定了技术研发的坚实基础。

人才链与资金链的双轮驱动

为工程按下“加速键”

作为项目主力,董智超及其他同事在“送出去交流、沉下去摔打、提上来锻炼”的人才培养模式中快速成长。资金上形成“企业主投+政府补投”格局,中交集团专项经费提供核心保障,天津市“一带一路”重点实验室资助、国家级专精特新“小巨人”扶持资金、河西区高价值专利补贴等政策红利相继落地。团队依托“天津市水下隧道重点实验室”,实现研发选题与产业需求精准对接,确保资金用在核心技术转化上,避免纸上谈兵。

小区域精细化海洋动力信息系统试验

历经无数次调试与优化,团队终于攻克关键技术难关:从零掌握CUDA编程语言,完成海洋动力模型的GPU并行化改造,创新研发集合调整卡尔曼滤波全网格参数调优方法,将单次台风模拟时长从传统的数小时压缩至5至10分钟,计算效率提升30至60倍,彻底解决了精细化预报的时效性难题。此外,该系统的空间分辨率达到米级,能够精准覆盖海洋工程的具体作业范围。

如今,这一“天津智造”成果已在全国多地落地见效:为大连湾海底隧道规避停工返工风险、提升工效,助红沿河核电将每日有效施工窗口期从4小时延长至8小时,帮茂名港抢出36小时台风防御黄金期……真正实现了“研发扎根天津、配套依托天津、服务赋能全国”的产业协同效应。

央企担当引领转型

因地制宜激活海洋经济新动能

“既要让防波堤守住港口安全的‘生命线’,也要让波浪能成为绿色发展的‘新引擎’。”港研院副总经理、海岸工程水动力重点实验室主任侯晋芳解释道,“简单来说,就是给防波堤装个‘发电心脏’。”

中交集团海岸工程水动力重点实验室技术团队

“双碳”目标下,港口绿色转型迫在眉睫,而渤海海域波浪能密度低,传统发电技术门槛高的现实,让天津海岸线的丰富资源难以得到利用。

立足这一现实痛点,正在规划实验室新质生产力转型的侯晋芳与团队一拍即合,锚定“防波堤+波浪能发电”方向,依托中交集团海岸工程水动力重点实验室,确立“以工程带能源、以能源促工程”思路,携手开启防波堤融合波浪能发电装置研发,走出一条因地制宜培育海洋新质生产力的特色路径。

旅顺新港防波堤融合波浪能发电装置示范工程

该项目将防波堤端部原有开孔沉箱改造成俘能气室,利用波浪推动气室水柱振荡产生的气流驱动透平发电,实现“一堤两用”,不新增用海面积却让防波堤兼具防护与发电功能,堪称海洋“充电宝”。

项目的开发涉及多个交叉学科,侯晋芳介绍说,“我们的技术整合了水动力、材料、机械自动化等多领域资源,联动了天津大学、河北工业大学及中交一航局等高校及机构,形成了‘研发-设计-施工’的产业链条。”

实验室人员就发电技术进行讨论

作为国内首个直立式防波堤融合波浪能发电的示范工程,其价值双向凸显:既能推动传统港工产业升级,契合零碳码头建设需求;又能辐射带动深远海开发,拓展海洋经济发展新空间。

目前,科研团队正全力推进“首台套”重大技术装备申报,强化与天津智慧城市研究院等属地单位合作,为技术产业化铺路搭桥。该项目改造成本低、无需改动码头主体结构的特点,更让技术具备极强的推广价值,助力传统港口低成本拥抱绿色转型。

在侯晋芳看来,天津的央企技术引领、产业集群支撑、政策人才护航等综合优势,与院所的创新实力形成同频共振,才孕育出这一特色成果。

港研院的实践充分证明,央企科研院所是汇聚高端创新资源的“领头羊”。立足新起点,港研院将继续以央企担当为帆,以技术创新为桨,锚定海洋绿色发展航向,深化与天津的协同联动,在突破海洋工程技术壁垒、培育海洋新质生产力的征程上破浪前行,为绘就区域海洋经济高质量发展的壮美蓝图注入源源不断的央企力量。

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