成果簡介科學(xué)技術(shù)獎
中長周期波海況下工程船舶施工適應(yīng)性評估方法研究及應(yīng)用
主要完成單位：中交第四航務(wù)工程局有限公司、中交四航工程研究院有限公司、上海交通大學(xué)、
中交四航局第二工程有限公司、中交四航局第三工程有限公司、
中交四航局第五工程有限公司、南方海洋科學(xué)與工程廣東省實驗室(珠海)
1、項目基本情況
該項目為企業(yè)自主創(chuàng)新研發(fā)課題。項目組針對典型海域中長周期波條件下工程船舶安全與工程質(zhì)量等難題，通過長時間波浪觀測與驗證，理論與數(shù)值分析結(jié)合實船測試，室內(nèi)模型試驗與現(xiàn)場檢測等多種研究手段，開展了海況獲取和特征分析、工程船舶作業(yè)適應(yīng)性多指標(biāo)安全質(zhì)量評估、可作業(yè)天數(shù)分析方法和風(fēng)險改善及安全保障措施研究攻關(guān)，歷時近4年。首次提出基于工程船舶適應(yīng)性的波高-周期聯(lián)合分布下的可作業(yè)天數(shù)精確計算方法，建立了工程船舶作業(yè)適應(yīng)性多參數(shù)指標(biāo)評估體系，支撐了工程船舶選型、調(diào)遣和工期安排等工程實踐；研發(fā)了新型多孔材料浮式防波堤結(jié)構(gòu)，形成了中長周期波浪條件下浮式防波堤選型和設(shè)計方法，有效保障了中長周期波浪條件下工程船舶、設(shè)備、人員的作業(yè)安全及工程施工進(jìn)度。
該項目堅持自主創(chuàng)新和集成創(chuàng)新相結(jié)合，堅持產(chǎn)學(xué)研用一體，對總體技術(shù)具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)；共獲發(fā)明專利4項、實用新型專利8項、軟件著作權(quán)4項。
2、技術(shù)難點和特點
（1）提出了綜合考慮中長周期波作用下工程船舶安全、人員作業(yè)安全和質(zhì)量控制等多因素控制指標(biāo)的船舶作業(yè)條件分析方法；建立了工程船舶基于波高-周期的可作業(yè)天數(shù)分析方法，解決了中長周期波條件下工程船舶可作業(yè)天數(shù)精確計算的難題；揭示了浮式防波堤隨吃水深度、層數(shù)和波周期等參數(shù)變化的擋浪效果規(guī)律。
（2）建立了工程船舶作業(yè)適應(yīng)性多參數(shù)指標(biāo)評估體系；建立了波浪透射系數(shù)隨著波陡變化的計算模型。
（3）實現(xiàn)了“一帶一路”沿線施工船舶作業(yè)區(qū)域海浪、洋流、風(fēng)場和潮汐等參數(shù)的有效后報和7天短時預(yù)報；建立和完善了工程船舶施工作業(yè)安全決策支持算法與系統(tǒng)。
（4）研發(fā)了新型多孔材料浮式防波堤結(jié)構(gòu)，并提出了中長周期波浪條件下浮式防波堤選型和設(shè)計方法。
3、主要成果和創(chuàng)新點
（1）研發(fā)了全球海況信息綜合解析方法，開發(fā)了全球海況數(shù)據(jù)獲取分析及工程實施區(qū)域條件推演系統(tǒng)，實現(xiàn)了工程實施區(qū)域范圍內(nèi)施工船舶作業(yè)所需海浪參數(shù)的后報和7天短時預(yù)報，可為全球典型海域工程建設(shè)提供海況數(shù)據(jù)。
（2）提出了綜合考慮中長周期波作用下工程船舶安全、人員作業(yè)安全和工程質(zhì)量控制要求等因素的船舶作業(yè)條件分析方法，建立了工程船舶作業(yè)適應(yīng)性評估指標(biāo)體系，研發(fā)了工程船舶施工作業(yè)決策支持系統(tǒng)，有效提升了工程船舶選型決策效率。
（3）建立了波高、周期等多因素影響的工程船舶可作業(yè)天數(shù)預(yù)測方法，解決了中長周期波條件下工程船舶可作業(yè)天數(shù)計算的難題，精確預(yù)報了施工作業(yè)窗口，提高了工程施工組織的科學(xué)性。
（4）揭示了隨吃水深度、層數(shù)和波周期等參數(shù)變化的擋浪規(guī)律，建立了波浪透射系數(shù)隨著波陡變化的計算模型，研發(fā)了多孔介質(zhì)新型浮式防波堤，改善了中長周期波浪條件下施工作業(yè)條件。
4、成果應(yīng)用
在加納特碼新集裝箱碼頭工程、印尼阿迪帕拉防波堤工程、泉州港石湖作業(yè)區(qū)新泊位碼頭工程、揭陽惠來廣東石化原油碼頭工程、汕尾陸豐甲湖灣電廠新建工程和茂名港博賀港區(qū)粵電煤炭碼頭工程項目方案制定和施工中，應(yīng)用“惡劣海況下工程船舶可施工性評估方法研究及實踐”的成果，獲得了長周期波浪特性及其變化規(guī)律，掌握了施工窗口預(yù)報技術(shù)，對半潛駁、起重船、駁船和拋石船開展施工適應(yīng)性分析和現(xiàn)場實測驗證，克服了季風(fēng)和水流對船舶和沉箱的不利影響，保證了沉箱出運安全和安裝的精度，精準(zhǔn)預(yù)測了施工作業(yè)窗口，近三年來累計節(jié)約施工成本約6000萬元，具有顯著地經(jīng)濟(jì)效益。
在秘魯錢凱多用途港口碼頭工程項目投標(biāo)和實施方案策劃中，應(yīng)用“惡劣海況下工程船舶可施工性評估方法研究及實踐”的成果，對南美中長周期波浪海域施工工期和成本制定了精細(xì)化投標(biāo)方案，突出核心競爭力助力項目中標(biāo)5.98億美元，具有顯著的社會效益。
5、經(jīng)濟(jì)和社會效益
通過開展施工場域波浪特征分析和現(xiàn)場波浪獲取與后報，結(jié)合工程船舶作業(yè)適應(yīng)性評估指標(biāo)體系，針對典型工程船舶開展適應(yīng)性分析，提供了合理的施工作業(yè)窗口預(yù)測和指導(dǎo)，有效避免了不合理船舶選型及施工工藝對工程進(jìn)度和施工工藝可能導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)及工期損失，保障施工作業(yè)的順利進(jìn)行。對非作業(yè)窗口期較惡劣海況環(huán)境下的施工作業(yè)，提出的臨時擋浪措施，延長了可作業(yè)時間，對縮短施工工期，提升施工安全性起到了促進(jìn)作用，對于類似工程中的勘察、設(shè)計、投標(biāo)、施工等提供了合理的理論和實踐支撐，可有效降低施工成本。
