8.1.1

付姗姗

上海海事大学交通运输学院副教授

前些天获悉中国航海领域备受关注的中国航海青年科技奖于2024年7月10日颁发,该奖项逢双年评选一次,授予在航海领域取得重要创新成就和作出突出贡献的优秀青年科技人才。今年共有20位入选者,其中上海占据三席,值得一提的是2022级星友、上海海事大学副教授付姗姗便是其中之一。她因在北极航道船舶冰区航行安全研究方面取得的重要创新成果受到表彰。赶在颁奖前两天,笔者前往位于民生路600 号的上海船舶运输研究所有限公司(以下简称“船研所”),采访这位为北极航道冰区航行安全作出突出贡献的星友。姗姗所在的上海海事大学和家都在临港地区,为了方便采访,她特意提前两小时从临港赶到船研所。上海海事大学与船研所长期保持紧密合作,姗姗入选的启明星计划(C类)得到了这两家单位的大力支持。而我在8年前也因为采访2015 级星友韩冰来过这个在国内船舶运输领域知名度甚高的科技型企业,一听到船研所亦倍感亲切。

十年磨一剑,实至名归获大奖

见过付姗姗后,我请她先介绍一下此次获奖的主要工作。姗姗说,这次申报中国航海青年科技奖是基于自己十年来坚持聚焦北极航道船舶航行安全保障的研究。船舶在北极冰区航行面临北极海冰环境复杂多变、冰区航行模式多样、船员生理节律失衡、应急救助资源不够充足等问题。例如:北极一年中大半时间处于结冰状态,即使有破冰船护航的船队也可能引发船舶 - 破冰船碰撞;北极西/东行船舶时区每天减少/增加一个小时,致使船员作息变化、生理节律失衡,易引发疲劳等不安全行为和状态;北极水域地域遥远、应急救援能力受限,船舶一旦发生事故,极易造成重大人员伤亡和经济损失。这些难题致使在全球船舶事故数据总体呈现下降态势的情况下,北极水域船舶事故未有降低。因此,船舶冰区航行安全是北极航道可持续开发利用需要解决的重要难题。

姗姗及课题组针对北极水域船舶冰区航行事故风险形成机理开展了深入研究,提出了相应的风险防控方法,在此基础上建立了船舶冰区航行风险识别 - 评价 - 应对方法体系,提出了北极航道海冰环境、船舶和人为/组织因素耦合机制,构建了多因素耦合作用下北极航道船舶冰区航行风险预警与应急决策模型,实现了环境 - 船舶 - 人为/组织因素耦合关系的量化表征,使得北极独立航行船舶碰撞、搁浅、冰困、船 - 冰碰撞等多事故风险组合预警与应急决策成为可能。

如果读者觉得以上文字术语不易理解,这里快速回顾一下2014年1月媒体上广为报道的中国雪龙号科考船为浮冰所困动弹不得的事件。彼时俄罗斯绍卡利斯基院士号客轮在南极迪维尔海被浮冰困住,雪龙号前往救援。由于海冰厚度和密集程度均已超出雪龙号破冰能力,故它停止前进,被困在距俄遇险船6.1海里处。随后赶来的法国星盘号和澳大利亚南极光号破冰船,由于同样原因在雪龙船身后数海里外停下脚步。而后,雪龙号用直升机救出俄船上所有乘客。1月2日至3日间,雪龙号所在海域冰情突变,厚达三四米的浮冰在东风和东南风裹挟下将雪龙号围困。后在国家各方面的通力支持下雪龙号获得救援脱困。1月6日晚,雪龙号所在海域风向改为西风,风力逐渐加大,吹动雪龙号四周浮冰整体快速东移,其边缘浮冰已呈融化之态。次日凌晨雪龙号开始尝试破冰。17时50分左右,雪龙号突入一条水道,成功突破浮冰重围。回顾这段惊心动魄的冰困解救过程或有助于读者理解付姗姗研究工作的重要意义。

不恋金饭碗,就想做工程师

作为访问者,我很想知道这位与船舶装备打交道十多年,心里一直牵挂距自己万里之遥的北极通航情况的星友,到底有着怎样的成长经历?

1987年出生于武汉的付姗姗可以说是成长于“银行之家”。银行工作收入较高,而且工作相对稳定,是很多人向往的职业。但姗姗说她从来没有过到银行工作的念想,部分原因可能是她幼年寒暑假时期妈妈时常会带着她去银行找个地方让她写作业,所以有一段时间到了银行她就条件反射地认为自己又要做作业了。为了让她专注于学习,爸妈在家一般不看电视。姗姗称自己高中之前学习生活比较自由,很少家教补课之类。中考时,家里怕她压力大,给她报了一个省重点中相对适中的学校,而她以学校前20名的中考成绩进入这所学校。高中期间姗姗理工科成绩一直优于文科成绩,临近高考时姗姗已经很明确不会选择父母的职业道路,想朝着工程师方向发展。高考填报志愿时,姗姗本想报考同济大学,但在父母的强烈建议下,她报考了武汉的学校。父母不希望她离开武汉,也担心她考不上更好的外地高校。虽有遗憾,但她还是报考了武汉理工大学,选了工科专业。本科期间,姗姗就读于物流工程专业,实际上偏向港口机械装备方向。本科四年用她自己的话说就是中规中矩地求学,值得一说的是她辅修了华中科技大学的英语专业,以弥补自己认为的英语短板,同时借此了解更多相关国家及其文化,并提升自己的求学履历。为了拿到英语学位必不可少的50学分,她在本科四年的一年半时间里,利用双休日、寒暑假和课余时间进行英语学习,光是两校之间的往返每次就要四个小时。

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2023年6月,付姗姗(后排左四)与首届硕士毕业生合影

导师引路,锚定极地航行安全十年不偏航

本科毕业前,姗姗想在专业方向上有所调整,到自己更感兴趣、也是当时比较前沿的智能交通工程方向,姗姗报考了本校硕士研究生并被录取。硕士导师吕植勇研究员建议她申请硕博连读,跟随严新平教授(2019年当选中国工程院院士)直接攻读博士,加上智能交通系统研究中心良好的学术氛围对学生都很有吸引力,姗姗在硕士一年多后转入了博士阶段的科研学习。博士学习进入到半程时,严老师建议她把从硕士以来一直关注的液化天然气(LNG)燃料动力船舶安全性研究转向极地航行安全。研究方向调整的背景是严老师作为水路交通运输领域科学家,他对国家在极地航行安全方向的战略性和前瞻性需求有着更多了解。那时(2014年),极地航行安全的关注度远不及现在,这与该领域资料匮乏、进入难度较大有关。当然,那年年初发生的牵动人心的中国极地科考船雪龙号冰困南极地区这件事,也触动、刺激了严老师等一批科学家,因为那次雪龙号能从冰困中突围主要是老天爷帮忙,天气情况发生变化而得以脱困。因此严老师意识到需要抓紧布局开展这方面研究,为极地冰区安全航运提供关键科学技术手段的支撑。姗姗也就是在那时进入这个领域,整整十年一直锚定这个方向。这期间姗姗博士顺利毕业,2017年入职上海海事大学,从讲师起步,三年后晋升副教授。

与付姗姗的交流中,我知道她能坚持下来并取得一批重要成果,除了导师在大方向上的及时指引,也与这些年来她努力申报科研项目获得稳定经费支持息息相关,包括两项国家自然科学基金、三项上海市科委项目的支持,有一项是入行之初就得到的,这其中更重要的是获得了启明星计划的支持。有了稳定的科研经费,加上姗姗本人对研究心有所属,以及她做事心比较静、坐得住的性格因素成就了今天的她。

从海量报告中提取特征,构建极地冰区航行风险应对体系

回到研究工作本身,从付姗姗这次申报中国航海青年科技奖的材料中我摘了几个数据:进入专业领域以来,她在国内外期刊和学术会议发表论文90余篇,其中斯高帕斯(Scopus)检索论文70余篇,合计被引近1000次;在技术研究方面,针对船舶智能航行安全保障,作为核心成员她参与起草了国家和团体标准各一项;在技术应用方面,她和课题组采用大数据分析技术,研发了“北极水域船舶行为可视化分析系统”,找出了北极航道船舶航行特征(航线、航速、破冰船引航行为等)。我对以上提到的“找出北极航道船舶航行事故特征”非常感兴趣,遂请姗姗做一些深入介绍。姗姗说她这次成果的创新点在于构建了船舶在极地冰区航行风险识别 - 评价 - 应对方法体系,这里所谓的风险识别包括极地冰区航运中最常见的船 - 冰碰撞、搁浅、冰困等事故。避免和减少这些事故以往主要依赖航海人的经验。姗姗通过深入分析全球上千起海事事故调查报告(每起事故差不多有近百页的英文报告),从事故形成原因、事故演变过程、事故影响等多个方面做分析,在此基础上结合冰区航行实船数据,构建了冰区航行事故风险评价模型。这些工作发表后得到了包括葡萄牙工程院院士卡洛斯·格德斯·苏亚雷斯(Carlos Guedes Soares)教授、加拿大工程院院士费萨尔·卡恩(Faisal Khan)教授、芬兰阿尔托大学工程海洋技术名誉教授彭蒂·库哈拉(Pentti Kujala)教授等多位国际海洋工程领域知名专家的引用和评价。

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2023年7月,付姗姗在上海海事大学育明轮实践学习

为建设“冰上丝绸之路”做好探路先行者

本次访问开始时付姗姗就用PPT 向我简单介绍了自己的课题研究,其中有关北极航道利用对提升我国国际航运竞争力和建设上海航运中心意义的介绍给我留下很深印象。姗姗介绍,无论从地理位置,还是从海运里程考量,上海港经东北航道到达鹿特丹港的航程比传统经苏伊士运河的航线要缩短约1500海里,运输成本大大减少的同时船舶排放也相应减少。因此,上海经东北航道到北欧的航线又被称为“冰上丝绸之路”。加上北极地区已知蕴藏着全球约四分之一的油气资源,因此北极地区成为“群雄逐鹿之地”。在此竞争态势下,我国国务院新闻办公室2018年1月发表的《中国的北极政策》白皮书指出,中国愿与有关各方一起,积极应对北极变化带来的挑战,共同认识北极、保护北极、利用北极和参与治理北极。2021年3月,国家“十四五”规划进一步提出“参与北极务实合作”,建设“冰上丝绸之路”。听姗姗的介绍,我更能理解姗姗的导师严新平院士、船研所的2015级星友韩冰研究员(他是多项在航船舶安全研究的国家级、省部级项目的牵头人或负责人)和姗姗等为北极航道船舶冰区航行保驾护航的科技工作者工作的价值和之于国家发展的意义了。

付姗姗说她唯一感到遗憾的是,她2017年博士论文针对极地船舶冰困研究提出的应对方案,以及这几年建立的船舶冰区航行风险识别 - 评价 - 应对方法体系,虽然从理论研究上是成立的,并都顺利结项结题,但还需要实践检验,也就是说需要到北极航行商船中去实践验证。目前受制于国际形势一些因素而难以实施,相信不久的将来一定会有机会进行实船验证。

亦师亦友星友情,相扶相持成佳话

说来也巧,就在我撰写此文的时候,我8年前访问过的船研所韩冰研究员发来一张他和付姗姗的合影,以及付姗姗等获奖人登上领奖台的照片,并附言:“今天付姗姗领奖,2020年我拿了航海青年科技奖,今天她也领了这个奖。”应我之邀,随后韩老师发来作为亦师亦友的同行对这位学妹为人为学的评价:付姗姗最早参与船研所合作是2021年,当时集团正在组织编制“十四五”科技发展规划,付姗姗作为编写组成员参与规划的编制工作。工作中,她勤奋务实,思维敏捷,展现了优秀的专业知识宽度和过人的文字编写能力,特别是在航运船舶安全管理方面,有扎实的知识功底。随后我邀请她参加了我正在主持的国家重点研发计划“在航船舶安全风险辨识与防控平台”项目,她能够快速进入角色,提升了项目的成果水平,研究成果支撑项目顺利通过绩效评价。这也为她获得启明星计划资助打下基础。随后我们依托上海院士工作站成功开展了“北极航道通信导航保障关键技术研究与系统研发”等项目合作,成为校企合作的成功案例。付老师在合作中从来不计个人得失,总是能够从促进行业发展进步出发,以平台提升共赢为目标,立德树人培养人才,孜孜不倦地开展了多领域的研究工作,不仅出色地完成了科研任务,在项目管理、团队协作等方面也得到了锻炼和提高。

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2024年7月,付姗姗与韩冰研究员合影

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2024年7月,中国航海青年科技奖颁奖,左五为付姗姗

“国际航运 + 现代海洋”协同发展,上海未来更可期

在上海海事大学交通运输学院做了4年副教授后,付姗姗得到提前申报教授的机会。2020年姗姗在临港买了房,这样从家到学校骑车10分钟足矣,只是苦了她先生,每天从家驱车到杨浦单程就要70公里。目前他们小家庭已有一个三岁半的女儿,姗姗的爸妈每年会来上海半年帮忙带孩子。

工作上,付姗姗目前还是以教学为主,这个学期每周给本科生上六节课,博士研究生两节课。科研主要体现在产学研方面,和船研所、中国极地研究中心、中国船级社等都有课题合作,承担了上海市社会发展科技项目(船研所牵头)“船舶极地航行安全风险预警与应急决策技术研究”,该项目是姗姗拿到启明星项目后申报的。目前即将结题验收的项目是由浦东院士中心给予资助的决策咨询课题“上海‘国际航运+ 现代海洋’协同发展的科技创新战略研究”,该课题严新平院士为顾问,由韩冰、付姗姗、张笛、王芳等人开展实施。

见我对此课题有强烈了解的兴趣,姗姗就课题的立题背景展开了介绍。目前上海作为国际航运中心排名全球第三,与第一、第二相比差距较大。而缩小这个差距的一个重要构想(举措)是:协同上海科技创新中心、上海现代海洋城市建设,进一步促进上海航运中心能级提升。其中北极航道/极地船舶的技术装备是上海科创中心和浦东新区建设的重点产业。“上海市建设具有全球影响力的科技创新中心‘十四五’规划”已把支撑引领重点产业——海洋智能与绿色装备(船舶智能系统等)、极地科学与技术(极地航道技术与装备研发、极区航行船舶研制等)—— 作为重点方向。目前严新平院士受聘于中远海运集团有限公司院士工作站驻站指导专家,依托船研所合作开展“上海‘国际航运 + 现代海洋’协同发展的科技创新战略研究”。感受到这个课题的分量及对上海的特殊意义,笔者邀请姗姗等就此课题的背景、内容、课题组形成的共识等撰文,以让更多关心上海国际航运中心建设和上海向现代海洋城市迈进的人们也感受到这方面的进展带给我们的振奋和希望。

在回答我有关将于2025年结题的启明星项目的进展情况时,付姗姗说:“我有信心在完成立项要求的指标基础上,力争有一些超过指标的成果呈现。”以我对姗姗“话不多,说一是一,少说多做性格”的理解,我相信到时她会带来惊喜。姗姗好运相伴!

江世亮采写于2024 年7月12日