5月15日下午，同濟大學第一艘海洋科考船——“同濟”號試航成功，這也是我國首艘智能型海洋級綜合科考船。據悉，“同濟”號首次科考將于8月在南海開展為期近一個月的多學科綜合科考。

“同濟”號是同濟大學第一艘海洋科考船。這條2000噸級海洋科考船總長81.5米，型寬15.0米，型深6.9米，設計吃水4.0米，設計排水量2500噸，最大航速15節，經濟航速11節，是一艘無限航區船舶（冰區除外）。

它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。同時，可以搭載作業型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。

不少校友留言：“同濟終于有自己的船了！”“校徽上那艘船終于落地了，同舟共濟。”在為期8天的試航過程中，共完成了總體性能、居住環境振動噪聲、水下輻射噪聲、智能航行及遠程遙控系統等100余個試驗項目。

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。

“同濟”號科考船下水前。

【為何要建？】

全國已有60多條科考保障船，同濟大學為何要建造這條2000噸級的科考船？

“海洋科考船作為運載海洋科學工作者親臨現場、進行海洋觀測與研究的重要工具，能夠使用專門儀器設備直接觀測海洋、采集樣品和數據，是開展海洋科學研究和人才培養的重要裝備平臺。”同濟大學副校長石振明回答說，建造一艘技術先進、滿足學科發展需要的科考船，對于建設世界一流海洋學科、在海洋強國建設中貢獻同濟力量都具有重要意義。

在海洋與地球科學方面，同濟大學在海底觀測網、大洋鉆探和深潛研究等方面取得重大突破，已成為南海深海研究的領導者和國際深海研究的主力軍之一。比如，牽頭建設我國海洋科技領域唯一在建的國家大科學工程——“國家海底科學觀測網”；主持國際大洋發現計劃IODP南海系列鉆探航次，承擔完成國家基金委“南海深海過程演變”重大研究計劃，執行南海多個深潛航次，發現南海冷水珊瑚林和古熱液礦等，引領我國深潛科學研究；在國際上率先提出氣候演變“低緯驅動”新理論和邊緣海“板緣張裂”新機制，使南海成為全球研究程度最高、進展最大的邊緣海，確立了我國在南海深海研究中的國際主導地位。

“同濟”號試航出發。

“這條船集海洋地質、海洋化學、海洋生物、物理海洋、海底設備布設回收、海洋工程地質等科考和調查功能于一體，綜合科考能力很強。”同濟大學副校長石振明說。

【小而全、小而精】

“同濟”號建成后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？

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，以模塊化的形式在后甲板加裝海工級ROV系統、專用海纜維修設施；為了提升科考人員在海上換乘的安全性，還設計搭載了先進的具有波浪補償的登乘裝置。

“同濟”號設計俯視圖。

如何做到“小而全”？拓守廷解釋，比如在2000噸級船舶平臺基礎上通過優化布局，實現了460平方米的甲板作業區域、320平方米的實驗室區域、人均10.2平方米的居住艙室以及總計一百多平米的會議區、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。

在設計之初，“同濟”號科考船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，具有9個實驗集裝箱的搭載能力；在甲板兩側舷邊安裝兩臺能力較強且可靠性高的伸縮折臂吊，收納后僅占很小的甲板空間，實現460平方米規整方便利用的后甲板區域。可以滿足海纜運維、海底觀測網節點設備布放回收以及其他學科的綜合調查及海洋裝備試驗。

“同濟”號在建造過程中。

別看功能強大，但是運行成本卻相對較低。據悉，“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%。“同濟”號的智能能效系統，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%。

更具有前沿性的是，“同濟”號科考船在探索智能化、無人化做出了嘗試。“同濟”號科考船取得了中國船級社(ccs)智能船舶規范i-ship(R1，No，E，I)四個智能符號，分別是在岸基進行本船遠程遙控、在開闊水域可實現船舶的自主避碰航行、智能能效、智能集成平臺。機艙實現了無人化，可以實現機艙內設備自動運行，無人值守。

“同濟”號在夜間試航。

據悉，同濟大學已經正式成立了同濟大學船舶管理中心，專門負責“同濟”號的科學管理和運行，同時也聘請第三方海運公司提供專業服務。

【漂浮的創新社區】

“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。

“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。“我每次從汪品先院士燦爛的笑容中，都可以感受到在他的世界里，科研就是生活。希望這艘船也是最前沿的科研設施和最酷的生活方式的整合。”婁永琪說。

“同濟”號試航。

船的外觀，就像是一個時髦的現代建筑，而內部則是像“社區”和“家”一樣溫馨。“由于要長時間漂泊在海上，不管是造型、色彩還是細節，都要能乘坐者帶來情緒價值。”婁永琪表示。

“‘同濟’號科考船在外形設計過程中，參考海洋與地球科學的主題，提取了‘沉積’與‘流動’的地質形態，通過層疊的上層建筑、流暢的曲線輪廓，大面積的玻璃幕墻，和集成的空間布局，使其脫離一般船舶粗獷的工業屬性，呈現出輕巧和高級的設計意向。”負責外形設計的同濟大學設計創意學院郁新安副教授解釋，比如，靠近船首的位置采用較大的傾角，呈現出飄逸和整體的流線形態，而從上建尾部平臺配合舷梯呈現有節奏的空間落差，形成類似度假酒店的平臺環境。

“同濟”號餐廳設計示意圖。

“我們從100多組概念選型中，最終定稿。”在設計過程中，設計團隊探索了生成式人工智能與拓撲衍生式設計相結合的方式。

在概念設計階段，通過大數據廣泛采集海洋與科考的關鍵詞，并且通過擴散模型將其轉譯成概念方案，一共生成了100多組概念選型，為設計方案的討論推敲以及最終定稿提供了支撐。

在方案呈現階段，用拓撲衍生設計的方法完成了雷達桅與駕駛室幕墻結構的一體化設計，由于特殊要求，為了這根桅桿，設計者和航力學院的老師一起，用兩種力學衍生設計的方法分別生成了多組選型，并根據整體設計和后期維護的要求進行了優化和調整，最終在滿足規范強度的前提下盡可能實現了結構輕量化。

“同濟”號的住宿區示意圖。

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。同時融入了智能化設施，以提升整體生活和工作的質量。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。

設計團隊選取了“生鮮市場”、“咖啡吧”、“圖書館”等主題元素，運用鮮明色彩的抽象插畫進行裝飾，減輕了船艙的壓迫感。“比如我們設計的四人間門口，有一個公共小客廳區域，采用了類似北歐風格的比較溫馨的家居布置方式，這在傳統科考船的設計里是沒有的。”負責內環境設計的同濟設計創意學院郭泠老師說，除了小客廳，我們還設計了像廚房、水吧等等常用使用場景……各種各樣的微場景，構建起了整個船上人員生活的方方面面。

“同濟”號休閑娛樂區設計示意圖。

原標題：《同濟大學第一艘，我國首艘智能型海洋綜合科考船來了！》

欄目主編：徐瑞哲 題圖來源：同濟大學 圖片來源：同濟大學

來源：作者：李蕾