近日,由共青团湖北省委、交通运输部长江航务管理局联合主办的湖北船舶航运交通领域青科突击队交流分享暨“青科思享汇”活动在武汉举行。长江航道规划设计研究院“航研尖兵青科突击队”聚焦智慧长江建设,交流分享航研青年如何用技术重塑千年水道,将“没有先例”变为“长江方案”的动人故事,充分展示航道青年立足国家战略、投身科技兴省,赋能交通强国建设的创新实践与使命担当。
接下来让我们一同走进他们的故事:
2023年,国家出台了《关于加快智慧港口和智慧航道建设的意见》,明确到2027年要建成一批世界一流智慧航道。2024年,航研尖兵青科突击队乘着内河水运数智化转型的东风应运而生,由5名博士、21名硕士组成,35岁以下占比六成以上,汇集了港航船舶、水利水文、大数据分析、测绘信息等专业的精锐力量。
我们的战场在长江,在这条全球运输需求最迫切、通航环境最复杂、货运量最大的“黄金水道”上,智慧航道建设的每一步都如同闯关。从“顶层规划设计”到“关键装备研发”,再到“核心算法集成”与“智驾场景应用”,纵使关隘重重,我们逢山开路,遇水架桥。
2024年,当接到“智慧航道示范段设计”任务时,我们翻遍国内外文献,发现内河智慧航道建设“没有先例”,需要依靠我们的想象力与创造力来破题。突击队员奔赴全国数十个涉水单位,走访了上百名一线船长、航道养护人员,了解智慧航道建设需求。无数个奔波途中,我们的脑海里始终盘旋着一个问题:人工智能到底怎么赋能长江航道呢?水运没有先例,我们就延展至铁路、民航等交通其他领域,寻找思路,经过无数次推演,我们首次提出了“1+1+1+N”的智慧航道总体架构(即一个航道全要素感知网、一个数据底座、一个分析大脑和N个智慧应用场景),交出了内河智慧航道建设的“长江方案”,获得院士专家们一致好评。
智慧航道感知需要敏锐的“神经末梢”,航标就是最好的载体。突击队研发了多功能航标,但在实验初期,原本精密的传感器一入水就遭遇了“水土不服”,长期浸泡在江水里,设备表面附着大量水生物和淤泥,经常会导致数据采集中断。“试了又试,败了再战,科研人的办法,永远比困难多一个”,在那段时间里,唐正涛、邝震等队员几乎把试验场当成了家,不断摸索、反复试错,终于找到突破口:既然水土不服,为什么要让设备一直待在水里?我们创新研制了自动升降装置,变“固定入水”为“自动升降”,这一忙时入水、闲时出水的巧思,解决了设备运行难题,总体数据质量明显提升至90%以上,维护周期延长3倍以上。最终先后研发出水深型、水文型等8种型号多功能航标,利用AI技术实现了航标防碰撞预警,目前已产品化应用40余套,“十五五”期间将在长江干线各地加大推广。
数据的生命力在于应用,智慧航道的生命力在于服务航运。突击队经过三个月日以继夜的攻关,利用大数据分析,将中枯水期水位预测7天平均误差控制在0.3米以内,建立了常态化地形流场预测模型。在此基础上,我们马不停蹄地开展了拓展应用场景的试验。我印象最深的是一次船舶编队试验。为了提升通行效率,我们想尽可能压缩编队间距,在嘈杂的设备间,在颠簸的船舱里,队员们围着闪烁的屏幕,反复推演,最终模拟出,在该水域环境下,40米的船舶跟随距离是安全的。但实船试验当天,我们丝毫不敢懈怠,三艘航标艇在水域就位,随着指令下达,跟随距离开始逐步缩短:100米、80米、60米……当数字跳到50米时,驾驶室里的气氛紧绷到了极点,我的心也提到了嗓子眼,在湍急的长江上,这个距离对于两艘船艇来说近乎“贴身肉搏”。“数据正常,继续靠近!”突击队队长郭涛沉稳指挥着,在AI辅助下,船舶最终以40米的跟随距离稳定航行,我们以实践证明了:岸端的智慧航道数据,完全可以成为江上船舶的最佳辅助。
没有先例,我们就上新方案;设备不适应水下环境,我们就帮助它自动升降;富余水深利用有限,我们就加强水深动态预测,提高船队智慧水平。经测算,一艘5000吨级的货船,每多利用0.1m航道水深,就可以多装货200余吨,增加7%的航次利润。近两年,突击队圆满完成了智慧航道交通强国建设试点、部首批智能交通先导应用试点任务,助力打造了全国首条内河智慧航道-武汉示范段,为全国内河高等级航道网数智化升级,探索提供了可落地实施的长江方案,让绵延千年的黄金水道,在数智转型浪潮中激荡新生。
相关技术成果获省部级科技特等奖和一等奖各1项、软件著作权4项、国家专利3项,被评为智慧交通应用场景创新实践十佳案例。队员江凌荣获“湖北省五一劳动奖章”“交通运输青年科技英才”,张晨、单敏尔入选“中国航海学会青年人才托举工程”,团队获湖北省“科创有我 共建支点”岗位建功竞赛二等奖,我们成为推动内河水运高质量发展的青年先锋力量。
站在“十五五”开局的关键节点,“人工智能+”击鼓催征,航研尖兵青科突击队将继续唱响,“创新湖北·青力青为”,以敢于探索、勇于冲锋的姿态,用匠心与智慧,书写全力打造全流域黄金水道,服务支点建设的青春篇章。