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7月13日,同濟大學第一艘、我國首艘新型“海洋級智能科考船”——“同濟”號正式交付。據悉,未來幾天,“同濟”號將在舟山附近的東海海域試運行船只和船上的各種設備,計劃將在8月前往南海開展首次多學科綜合科考。
這是同濟大學第一艘海洋科考船,也是同濟大學著力打造“海上校區”的全新載體。它既可實現開闊水域自主航行、輔助靠離泊、遠程遙控、船舶能效監測和故障診斷等智能船舶功能;也可搭載作業型ROV(水下遙控機器人)和多臺集裝箱式船載實驗室,適應多樣性科考任務和跨域協同作業,集海洋地質、海洋化學、海洋生物等科考和調查功能于一體。
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“同濟”號試航。 (同濟大學)
“同濟”號采用全新的設計理念,定位“移動智慧體”和“高性能實驗室”,融合了先進的智能化、信息化技術以及模塊化設計,打造了完善的科考作業平臺。這一艘承載著同濟人“海洋夢”的智能化科考船,由中國艦船研究設計中心設計,中船黃埔文沖船舶有限公司建造。
“同濟”號將成為我國東海海域乃至全國科考調查與工程保障能力首屈一指的海洋級綜合科考平臺。與相同噸位的科考船相比,新增了哪些功能?哪些功能有了提升?
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“同濟”號在建造過程中。 (同濟大學)
在虹口北外灘,“同濟”號靜靜地停靠在碼頭。據悉,“同濟”號外形設計靈感源于海洋地質“流動”與“沉積”的特點。通過層疊建筑、流線輪廓、大面積玻璃幕墻集成布局,一改傳統船舶的粗獷工業風,打造出輕盈精致的現代建筑感。船艏大傾角的流線設計和船尾平臺營造出度假酒店般的層次空間,共同詮釋了溫馨如家的“漂浮創新社區”理念。
“同濟”號全長約82米、寬15米,排水量2500噸。別看它體型精干,卻擁有3000噸級科考船的能力,續航8000海里,約等于從上海開到南美洲西海岸,它能搭載15名船員和30名科學家在海上連續工作35天,探索除極區外的無限航區。
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U型駕駛操控臺。
記者在駕駛室看到,“同濟”號船舶航行的駕駛層采用新一代駕駛室的全景理念設計,U型駕控臺可以滿足高度集中化的操控需求,中間的駕駛位可以在軌道上絲滑滑動,完全滿足一人駕駛和自主航行的需求。駕駛臺集成安裝了最先進的航行控制、導航、雷達、電子海圖等設備。緊鄰駕駛室的會議區不但可以通過超大玻璃縱覽后甲板作業情況,還可以舉行遠程會議與岸上實現互聯互通,視頻直播。
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駕駛室一旁的工作區。
“同濟”號是擁有中國船級社(CCS)i-ship(No,R1,E,I)四項智能符號的第五代智能型科考船,可實現船舶在開闊水域自主避碰航行、岸基遠程遙控、航行以及運行中心智能能效管理和智能信息化集成平臺。
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智能化的動力定位儀,使船在風浪中也能保持固定位置“定點工作”。
別看功能強大,但是運行成本卻相對較低。“同濟”號采用了先進的直流母排+磷酸鐵鋰電池組的混合動力系統,鋰電池組起到削峰填谷及能量回收功能,相較同類科考船的能耗降低約8%。本船的智能能效系統,航線智能規劃功能可提高本船的航行效率,降低油耗節約運行成本約3%-5%。
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駕駛室一旁的會議室。
參照國外對科考船級別的劃分,海洋級科考船噸位一般在1000-3000噸之間,續航能力在6000-8000海里,自持力30-40天,具備較強的科考作業能力,有一定的深海大洋航行能力。
“‘同濟’號與之前同噸位科考船相比,在實驗室與作業甲板面積以及布局優化、多任務布局方式兼容等方面有了提升。”同濟大學海洋與地球科學學院副院長拓守廷介紹,在2000噸級船舶平臺基礎上通過優化布局,實現了460平方米甲板作業區域、320平方米實驗室區域、人均10.2平方米居住艙室以及總計一百多平方米的會議區、階梯教室、休閑區、健身區等艙室,以較小的體量實現了3000噸級科考船的作業能力。
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通用實驗室。
在320平方米的實驗室區域,通用實驗室是同濟號智能海洋科考船的“智慧大腦”,各個傳感器和科考設備的控制設備以及信息數據都會集中到這個房間。船上各類聲吶設備主要負責分析數據的采集及處理,如海底測繪數據,大氣與地球物理數據等。而操作臺以及4個壁掛顯示器則可以遙控后甲板A架、溫鹽深測量采樣作業裝置以及配套絞車的運行。
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通用實驗室的操作臺。
濕實驗室、微生物實驗室主要負責對海中取得的水樣、泥沙和生物樣品進行處理和化驗。實驗室內可以安全存放處理化驗所需的各類材料,并具有超純凈水、超凈工作臺、培養箱等先進的科研設備。“同濟”號還具有零下80度超低溫冰箱等多種樣品保存設施。
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微生物實驗室。
此外,科研人員可以在巖心分樣臺對采集的海底巖心樣品進行初步的分樣、描述和記錄,為后續的實驗室分析做足準備。“這里的頂置式A架是最先進的溫鹽深測量采水設備布放系統。”現場講解人員同濟大學學生梁亮介紹說。
后甲板面積約460平方米,相當于一個籃球場大小,這里是日常海洋科考工作的主工作區之一。尾部甲板的大型A架可以進行水下機器人、浮標潛標的布放,來進行海洋調查、取樣監測等相關工作,以及重力柱取樣,箱式取樣來獲取海洋沉積物進行海洋地質、海洋古氣候學的研究。兩側可伸縮的折臂吊展開長達十幾米,收起時卻僅占3平方米空間,它能吊起12噸重的設備,配合5000米纜繩絞車,輕松將機器人送入深海。
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日常海洋科考工作的主工作區之一:面積約460平方米的后甲板。
更靈活的是,“同濟”號科考船在設計之初就突出了標準化模塊化,可以兼容多類型科考及海工作業需求的后甲板設計。甲板預留9個集裝箱位,可快速切換為ROV工作站、海纜維修平臺或實驗室方艙。另外,通過船載多波束測深儀能夠繪制海底地形,通過“同濟”號船載的無人潛水器可以實時拍攝海底畫面并直接傳回船艙實驗室。
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居住層甲板,可用于觀景。
不僅是先進的科考船,也是一艘生活舒適的“創新社區”。“同濟”號科考船另一個亮點是,這是由同濟人自己設計的第一條科考船。
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融居住、辦公為一體的生活空間。
“接到這個設計任務,我首先想到的是這艘船應該是一個移動和漂浮的現代建筑!”瑞典皇家工程科學院院士、同濟大學婁永琪教授主持了這一科考船的外觀設計,他說,希望每個科考人員登上這條船的時候,第一感覺不僅是要出任務了,而是即將開啟一段期待已久的迷人旅程。
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融居住、辦公為一體的生活空間。
科考船的使用者是“海上用戶”,針對科研人員、船長、船員和專家等不同用戶需求,設計團隊全面考慮色彩、材料、使用習慣和燈光,量身定制居住空間。
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四人間的小會客廳。
“同濟”號人均居住面積10.2平方米,為科學家和船員提供了比較舒適的居住和辦公空間。此外,設計師通過科學的色彩組合,既增強了視覺效果,又讓船內環境更顯生機。
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餐廳。
艏樓甲板是“同濟”號“海上社區”的過渡帶,設有餐廳和休閑娛樂區,是船員和船上科研人員用餐、放松的場所。墻面選用海洋板飾面為主材,一進來就有種踏入書房的寧靜氛圍。
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類似書房的休閑放松區。
設計師還運用了鏡面天花板,進一步消解了空間的壓抑感,設計師在小餐廳隔斷墻外側增設書架,有效拓展了展陳空間,最多可容納十余人在此閱讀、聊天、聽音樂,娛樂場景靈活。
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鏡面天花板消除壓抑感。
未來,“同濟”號將用于同濟大學海洋學科和其他單位的科學考察航次、海上工程施工任務以及學生海上實習等需求。
原標題:《我國首艘新型“海洋級智能科考船”長啥樣?“同濟”號揭開面紗》
欄目主編:徐瑞哲 題圖李蕾 攝影 李蕾 攝影
作者:解放日報 李蕾





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