国家重点研发计划项目成果||《港口深水航道全流程监测预警理论与技术》正式出版

本书采用 理 论 分 析 、 模 型 试验 、系 统 集成、现 场 实测和 数值模拟 等研究 手段 ，发 挥 海 洋科学 、地球 科学 、 数 理 科学 、工程与 材料科学 和 信息科学 等多 学科交叉创新 的优势。 研究 传感网络 支持 下 的 智 能化、自动化、 高精 度的港口深水航道性能安全监测关 键 技术集成 创新 ，实现港口深水航道重要基础设施全流程性能安全监测与预警， 并率先 以连云港港 30 万 t 航道为示范，对港口重大工程的动力灾变过程 从简单 监测效应分 析 到 传感网 多效应 耦合 的全过程分 析 预测。重 点利用 多 源传感网 、全球 卫星 定位、 遥感 、地理 信息 系 统 等技术在 高精 度 新 型 传感器 集成监测关 键 技术 方面跨 越 创新 和理 论升华 ，形成 面向 全国港口 产业 化的国内领 先 水 平 成果 转 化 方案 ，在我国重大工程 防 灾减灾关 键 技术研究与 传感网 应 用 中 起 到 引 领作 用 。研究在海 洋 工程建设、港口减灾 防 灾、航道航行安全等 方面 具有重要的 学 术 价值 和实际应 用价值 。

随着世界海运船舶大型化发展，深水航道通航安全显得越来越重要。大型深水航道边坡稳定性和航道疏浚施工造成的港口设施及区域形变安全隐患成为建设深水大港的主要问题之一。例如，连云港港30万t级航道是迄今为止国内外开挖厚度最大的人工航道，疏浚工程量大，而边坡工程量占整个疏浚工程量的20%～30%，边坡坡度的确定不仅关系到航道边坡稳定和航道的正常营运，而且关系到疏浚工程量和工程投资的大小。边坡的优化一直是许多专家关心的主要问题之一，而稳定边坡与航道地质结构、水动力条件和开挖尺度因素有关，由于水文、地形、地质等自然因素和动力过程等多种复杂因素叠加，及其地质条件的复杂性和变形机制的多样性，使得对边坡稳定性及其支护效果进行准确预测和判断存在着很大的难度，导致航道施工存在动态环境不清的情况，难以保证有效安全施工。航道工程全流程性能安全监测与预警是解决航道施工边坡稳定性和港口设施及区域安全问题的技术基础和前提条件。

全书共分 7 章，较全面地论述了港口航道全流程安全监测预警理论和关键技术，主要包括陆海一体化港口航道安全监测高精度三维空间基准框架、港口航道区域地质结构稳定性监测技术、港口航道全息扫描安全监测技术、港口航道声纹扫描安全监测技术以及港口航道全流程安全预警技术等。

本书具有如下几个特点：

（1）成熟理论方法与前沿科技相结合。本书的内容一方面考虑了工程监测的成熟技术，另一方面又考虑了以物联网、人工智能为代表的新一代信息技术与该领域国际最新的研究成果的结合。本书不仅对于工程技术员具有指导作用，而且对于科研工作者了解港口航道安全监测预警研究进展和开展进一步理论技术创新具有一定的参考意义。

（2）声、光、电等多传感器监测感知与智能无人平台、人工智能安全预警融合，开展港口航道全流程安全监测预警。本书对高精度卫星连续运行基准服务网络、智能无人艇声学全息扫描监测、海底航道声纹扫描识别、航道边坡失稳滑塌相似模型实验以及港口航道全流程安全预警决策支撑系统等相关创新理论与关键技术描述得非常详细和全面。

（3）理论与实践相结合。本书非常注重描述创新理论，对每一种监测预警理论都进行了详细描述，同时也通过对连云港港特大型 30 万 t 级深水航道大量的探索与实践，对这些创新理论进行了对比与分析，论证了这些关键技术方法的实用性，为广大科研和工程技术人员提供了理论和实际应用保障。

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作者简介

周立，江苏海洋大学二级教授，江苏省海洋工程技术实验示范中心主任，江苏省高等学校教学名师,中国太平洋学会海洋智能装备分会常务理事，中国海洋学会海洋测量专业委员会委员，中国卫星导航定位协会理事，中国海洋发展研究会海洋勘测与地理信息产业研究分会理事；海洋技术国家特色专业负责人，国家一流课程《卫星海洋测量学》、国家精品资源共享课《GPS定位与导航》、江苏省一流课程、中国大学MOOC《卫星导航定位》主持人。主编《海洋测量学》、《卫星海洋测量学》、《数字海洋工程》和《GPS测量技术》等教材。周立教授长期从事海洋空间信息技术教学与科研工作。主持承担国家高技术研究发展计划（863计划）、国家海洋公益专项、国家重点研发计划、江苏省科技支撑计划项目等20余项。主持完成的《GPS海域使用动态监测控制网系统》获国家海洋局海洋创新成果奖二等奖、《基于CORS的海域使用管理陆海一体化空间基准框架研究》获得2012年中国卫星导航定位科技进步三等奖、《近海核电站温排热污染遥感监测与影响评价研究》获得2013年地理信息科技进步三等奖、《智能化高精度GNSS港口航道安全监测预警关键技术研究与应用》获得2017年中国卫星导航定位科技进步二等奖、《港口航道地理空间基础数据集成分析与信息共享服务关键技术》获得2019年度中国测绘科学技术进步二等奖、《港口航道基础地理时空一体图共享服务关键技术》获得2020年度海洋科学技术二等奖。

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本文摘编自《港口深水航道全流程安全监测预警理论与技术》（周立 著. 北京：科学出版社）一书“前言”，有删减修改。

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