本项目涉及交通运输安全工程领域。 管节浮运是沉管隧道施工的关键环节，其难度主要体现在：1）管节尺寸巨大（长度180米，排水量7.8万吨），流线型差，易受水流影响，自身无动力，多艘拖轮协同操纵等特点，使得管节操控难度大；2）长距离拖航，复杂的海况环境，繁忙的水上交通，脆弱的混泥土结构，航道宽度狭窄和浅水区域等不利条件，使得安全保障难度大；3）满足浮运条件的窗口时间十分有限，在有限的时间内须完成管节起浮、出坞、拖航、系泊、沉放、对接等工序，使得浮运时间要求高。同时，工程造价昂贵，管节造价约1亿元，浮运工作船造价约2亿元，水密橡胶价值数百万美金，浮运过程中顶推位置不当或移位都可导致管节开裂或水密橡胶损毁。任何搁浅或碰撞都可毁坏管节和工作船、阻塞航道、影响工期，造成数以亿计损失。 因此，针对超大型管节的浮运操控仿真关键技术研究对保障浮运过程的安全航行，提高管节浮运效率，减少人力资源和资金的消耗浪费，具有重要的应用和推广意义。 项目主要创新成果包括： 1、综合分析超大型沉管管节水流阻力特性，通过旋回时间、航迹带宽度、拖轮使用功率等参数分析管节和拖轮操控响应关系，克服超大型管节在复杂水域条件多拖轮协同操控难题，实现世界最大尺寸管节长距离浮运成功； 2、针对管节惯性大、保向性差、易偏转等特性，提出独特的拖轮配备和拖带方法，建立超大型管节在航道、基槽、转向区内浮运的操控技术和突发断缆、转流等情况的应急操纵，控制拖航浮运风险，保障管节浮运安全和高效； 3、在国内首次搭建管节浮运操纵人员模拟实验和实训平台；整合卫星导航和水流气象数据，设计浮运管理软件以进行拖轮动力分配及控制，准确、高效地将各个拖轮引导到指定位置，通过航迹推算，预报管节动态，监控管节位置并进行偏航预警。 本项目应用于管节浮运，使得管节浮运的长度首次达到180米，排水量提高到7.8万吨，管节浮运尺度显著提高，为目前世界最大尺度，超大型管节浮运技术到达国际一流水平。 本项目成果及相关技术在港珠澳大桥、沪通铁路大桥、通航安全、港航论证和重大件运输等一系列项目中广泛应用，累计创造了4328万元的经济效益，取得管节浮运技术的新突破，创造了超大型管节浮运新记录。