同济大学第一艘，我国首艘智能型海洋综合科考船来了！ - 海洋观测船舶

5月15日下午，同济大学第一艘海洋科考船——“同济”号试航成功，这也是我国首艘智能型海洋级综合科考船。据悉，“同济”号首次科考将于8月在南海开展为期近一个月的多学科综合科考。

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“同济”号是同济大学第一艘海洋科考船。这条2000吨级海洋科考船总长81.5米，型宽15.0米，型深6.9米，设计吃水4.0米，设计排水量2500吨，最大航速15节，经济航速11节，是一艘无限航区船舶（冰区除外）。

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它可实现开阔水域自主航行、辅助靠离泊、远程遥控、船舶能效监测和故障诊断等智能船舶功能。同时，可以搭载作业型ROV（水下遥控机器人）和多台集装箱式船载实验室，适应多样性科考任务和跨域协同作业，集海洋地质、海洋化学、海洋生物等科考和调查功能于一体。

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不少校友留言：“同济终于有自己的船了！”“校徽上那艘船终于落地了，同舟共济。”在为期8天的试航过程中，共完成了总体性能、居住环境振动噪声、水下辐射噪声、智能航行及远程遥控系统等100余个试验项目。

未来，“同济”号将用于同济大学海洋学科和其他单位的科学考察航次、海上工程施工任务以及学生海上实习等需求。

“同济”号科考船下水前。

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【为何要建？】

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全国已有60多条科考保障船，同济大学为何要建造这条2000吨级的科考船？

“海洋科考船作为运载海洋科学工作者亲临现场、进行海洋观测与研究的重要工具，能够使用专门仪器设备直接观测海洋、采集样品和数据，是开展海洋科学研究和人才培养的重要装备平台。”同济大学副校长石振明回答说，建造一艘技术先进、满足学科发展需要的科考船，对于建设世界一流海洋学科、在海洋强国建设中贡献同济力量都具有重要意义。

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在海洋与地球科学方面，同济大学在海底观测网、大洋钻探和深潜研究等方面取得重大突破，已成为南海深海研究的领导者和国际深海研究的主力军之一。比如，牵头建设我国海洋科技领域唯一在建的国家大科学工程——“国家海底科学观测网”；主持国际大洋发现计划IODP南海系列钻探航次，承担完成国家基金委“南海深海过程演变”重大研究计划，执行南海多个深潜航次，发现南海冷水珊瑚林和古热液矿等，引领我国深潜科学研究；在国际上率先提出气候演变“低纬驱动”新理论和边缘海“板缘张裂”新机制，使南海成为全球研究程度最高、进展最大的边缘海，确立了我国在南海深海研究中的国际主导地位。

“同济”号试航出发。

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“这条船集海洋地质、海洋化学、海洋生物、物理海洋、海底设备布设回收、海洋工程地质等科考和调查功能于一体，综合科考能力很强。”同济大学副校长石振明说。

【小而全、小而精】

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“同济”号建成后将成为我国东海海域乃至全国科考调查与工程保障能力首屈一指的海洋级综合科考平台。与相同吨位的科考船相比，新增了哪些功能？哪些功能有了提升？

参照国外对科考船级别的划分，海洋级科考船吨位一般在1000-3000吨之间，续航能力在6000-8000海里，自持力30-40天，具备较强的科考作业能力，有一定的深海大洋航行能力。

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“‘同济’号与之前同吨位科考船相比，在实验室与作业甲板面积以及布局优化、多任务布局方式兼容等方面有了提升。”同济大学海洋与地球科学学院副院长拓守廷介绍，以模块化的形式在后甲板加装海工级ROV系统、专用海缆维修设施；为了提升科考人员在海上换乘的安全性，还设计搭载了先进的具有波浪补偿的登乘装置。

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“同济”号设计俯视图。

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如何做到“小而全”？拓守廷解释，比如在2000吨级船舶平台基础上通过优化布局，实现了460平方米的甲板作业区域、320平方米的实验室区域、人均10.2平方米的居住舱室以及总计一百多平米的会议区、阶梯教室、休闲区、健身区等舱室，以较小的体量实现了3000吨级科考船的作业能力。

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在设计之初，“同济”号科考船就突出了标准化模块化可以兼容多类型科考及海工作业需求的后甲板设计，具有9个实验集装箱的搭载能力；在甲板两侧舷边安装两台能力较强且可靠性高的伸缩折臂吊，收纳后仅占很小的甲板空间，实现460平方米规整方便利用的后甲板区域。可以满足海缆运维、海底观测网节点设备布放回收以及其他学科的综合调查及海洋装备试验。

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“同济”号在建造过程中。

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别看功能强大，但是运行成本却相对较低。据悉，“同济”号采用了先进的直流母排+磷酸铁锂电池组的混合动力系统，锂电池组起到削峰填谷及能量回收功能，相较同类科考船的能耗降低约8%。“同济”号的智能能效系统，航线智能规划功能可提高本船的航行效率，降低油耗节约运行成本约3%-5%。

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更具有前沿性的是，“同济”号科考船在探索智能化、无人化做出了尝试。“同济”号科考船取得了中国船级社(ccs)智能船舶规范i-ship(R1，No，E，I)四个智能符号，分别是在岸基进行本船远程遥控、在开阔水域可实现船舶的自主避碰航行、智能能效、智能集成平台。机舱实现了无人化，可以实现机舱内设备自动运行，无人值守。

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“同济”号在夜间试航。

据悉，同济大学已经正式成立了同济大学船舶管理中心，专门负责“同济”号的科学管理和运行，同时也聘请第三方海运公司提供专业服务。

【漂浮的创新社区】

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“同济”号科考船另一个亮点是，这是由同济人自己设计的第一条科考船。

“接到这个设计任务，我首先想到的是这艘船应该是一个移动和漂浮的现代建筑！”瑞典皇家工程科学院院士、同济大学娄永琪教授主持了这一科考船的外观设计，他说，希望每个科考人员登上这条船的时候，第一感觉不仅是要出任务了，而是即将开启一段期待已久的迷人旅程。“我每次从汪品先院士灿烂的笑容中，都可以感受到在他的世界里，科研就是生活。希望这艘船也是最前沿的科研设施和最酷的生活方式的整合。”娄永琪说。

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“同济”号试航。

船的外观，就像是一个时髦的现代建筑，而内部则是像“社区”和“家”一样温馨。“由于要长时间漂泊在海上，不管是造型、色彩还是细节，都要能给乘坐者带来情绪价值。”娄永琪表示。

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“‘同济’号科考船在外形设计过程中，参考海洋与地球科学的主题，提取了‘沉积’与‘流动’的地质形态，通过层叠的上层建筑、流畅的曲线轮廓，大面积的玻璃幕墙，和集成的空间布局，使其脱离一般船舶粗犷的工业属性，呈现出轻巧和高级的设计意向。”负责外形设计的同济大学设计创意学院郁新安副教授解释，比如，靠近船首的位置采用较大的倾角，呈现出飘逸和整体的流线形态，而从上建尾部平台配合舷梯呈现有节奏的空间落差，形成类似度假酒店的平台环境。

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“同济”号餐厅设计示意图。

“我们从100多组概念选型中，最终定稿。”在设计过程中，设计团队探索了生成式人工智能与拓扑衍生式设计相结合的方式。

在概念设计阶段，通过大数据广泛采集海洋与科考的关键词，并且通过扩散模型将其转译成概念方案，一共生成了100多组概念选型，为设计方案的讨论推敲以及最终定稿提供了支撑。

在方案呈现阶段，用拓扑衍生设计的方法完成了雷达桅与驾驶室幕墙结构的一体化设计，由于特殊要求，为了这根桅杆，设计者和航力学院的老师一起，用两种力学衍生设计的方法分别生成了多组选型，并根据整体设计和后期维护的要求进行了优化和调整，最终在满足规范强度的前提下尽可能实现了结构轻量化。

“同济”号的住宿区示意图。

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科考船的使用者是“海上用户”，针对科研人员、船长、船员和专家等不同用户需求，设计团队全面考虑色彩、材料、使用习惯和灯光，量身定制居住空间。同时融入了智能化设施，以提升整体生活和工作的质量。此外，设计师通过科学的色彩组合，既增强了视觉效果，又让船内环境更显生机。

设计团队选取了“生鲜市场”“咖啡吧”“图书馆”等主题元素，运用鲜明色彩的抽象插画进行装饰，减轻了船舱的压迫感。“比如我们设计的四人间门口，有一个公共小客厅区域，采用了类似北欧风格的比较温馨的家居布置方式，这在传统科考船的设计里是没有的。”负责内环境设计的同济设计创意学院郭泠老师说，除了小客厅，我们还设计了像厨房、水吧等等常用使用场景……各种各样的微场景，构建起了整个船上人员生活的方方面面。

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“同济”号休闲娱乐区设计示意图。

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原标题：《同济大学第一艘，我国首艘智能型海洋综合科考船来了！》

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栏目主编：徐瑞哲 题图来源：同济大学 图片来源：同济大学

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来源：作者：李蕾

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