我國海洋信息化發(fā)展現(xiàn)狀分析及展望

程駿超，何中文

(中國船舶工業(yè)系統(tǒng)工程研究院 北京 100094)

我國海洋信息化發(fā)展現(xiàn)狀分析及展望

程駿超，何中文

(中國船舶工業(yè)系統(tǒng)工程研究院 北京 100094)

信息化能力是適應(yīng)海洋自身特點(diǎn)、支撐國家海洋戰(zhàn)略的核心要素，得到美、日等海洋強(qiáng)國的高度重視和巨大投入。新中國成立以來，我國海洋信息化發(fā)展成果顯著，正處于由“數(shù)字海洋”形態(tài)向“透明海洋”形態(tài)發(fā)展的過程中，但仍無法滿足海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略發(fā)展需求。文章分析我國海洋信息化發(fā)展中存在的問題，結(jié)合當(dāng)下新興信息技術(shù)的發(fā)展趨勢，提出以智慧化為發(fā)展目標(biāo)、分兩步走的實(shí)施建議，為我國海洋信息化發(fā)展提供借鑒。

海洋信息化;數(shù)字海洋;智慧海洋

自有歷史記載以來，海洋就在人類社會演變的進(jìn)程中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。隨著16世紀(jì)初“地理大發(fā)現(xiàn)”的興起，人類逐步通過海洋開啟全球化發(fā)展的進(jìn)程。葡萄牙、西班牙、荷蘭、英國、美國等國家充分利用各自的優(yōu)勢，在不同歷史時(shí)期建立海洋強(qiáng)國，并借此進(jìn)一步發(fā)展成為世界強(qiáng)國，幾百年來影響甚至是主導(dǎo)著世界發(fā)展。中國于2012年提出“建設(shè)海洋強(qiáng)國”的戰(zhàn)略目標(biāo)，不僅順應(yīng)21世紀(jì)海洋大開發(fā)的發(fā)展潮流，也是中國政治、經(jīng)濟(jì)、外交和社會進(jìn)一步發(fā)展的必經(jīng)之路［1］。

近代幾百年，人類對于海洋強(qiáng)國的認(rèn)識主要集中在國家海洋工業(yè)裝備實(shí)力方面。如，馬漢在其著作《海權(quán)論》［2］中指出，利用強(qiáng)大海軍(主要指艦船武器裝備)獲取制海權(quán)，從而為本國商船開展全球貿(mào)易鋪平道路，進(jìn)一步為攫取資源和商業(yè)暴力營造環(huán)境。這一思想不僅在西班牙、英國稱霸全球的史實(shí)中得到驗(yàn)證，更幫助美國在20世紀(jì)迅速崛起并被沿用至今［3］。然而進(jìn)入21世紀(jì)，隨著以物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等為代表的新一代信息技術(shù)的快速發(fā)展，對于海洋強(qiáng)國的認(rèn)識在原有基礎(chǔ)上加入利用信息技術(shù)“認(rèn)知海洋、管理海洋、開發(fā)海洋”這一全新維度［4］，可將其看做國家海洋的軟實(shí)力，重要性絲毫不亞于工業(yè)裝備實(shí)力。如，美國于2013年3月發(fā)布的《國家海洋政策行動計(jì)劃》中明確提出“海洋數(shù)據(jù)獲取與信息提供能力增強(qiáng)計(jì)劃”［5］，加強(qiáng)聯(lián)邦和地方政府、各行業(yè)等對海洋的認(rèn)識和理解，為海洋事業(yè)發(fā)展做出更為科學(xué)與合理的決策。

由此可以看出，我國在建設(shè)海洋強(qiáng)國的進(jìn)程中，不僅需要提升工業(yè)裝備方面的硬實(shí)力，如海上石油鉆井平臺、LNG船、深遠(yuǎn)海開發(fā)裝備等;更需要加強(qiáng)海洋信息化方面的軟實(shí)力建設(shè)，發(fā)揮信息在海洋環(huán)境認(rèn)知、海洋事務(wù)管理、海洋資源開發(fā)、海洋活動保障以及海洋戰(zhàn)略決策等多方面的體系黏合劑與力量倍增器的作用，形成以信息為主導(dǎo)、以裝備為支撐的協(xié)同發(fā)展格局。

本文首先從海洋自身特點(diǎn)和國家海洋戰(zhàn)略2個(gè)方面闡述信息化發(fā)展的需求，并對國外海洋信息化建設(shè)的情況進(jìn)行介紹;概述我國海洋信息化發(fā)展歷程以及當(dāng)前發(fā)展熱點(diǎn)，并對我國海洋信息化發(fā)展現(xiàn)狀以及面臨的問題進(jìn)行深入分析;以此為基礎(chǔ)，進(jìn)一步提出將智慧化作為海洋信息化發(fā)展方向的展望與實(shí)施建議，試圖通過信息化建設(shè)實(shí)現(xiàn)我國海洋事業(yè)在全球范圍內(nèi)的“彎道超車”。

1 海洋信息化發(fā)展需求

1.1 海洋自身特點(diǎn)對信息化發(fā)展的需求

海洋是地球表面被各大陸地分割而彼此相通的廣大水域。作為人類賴以生存的第二自然環(huán)境，海洋具有十分鮮明的自身特點(diǎn)。首先是“大”:海洋不僅面積遼闊、占全球表面積的70.8%，而且空間立體，包括空中、水面、水下3個(gè)層次，到目前為止人類已探索的海底區(qū)域僅為5%，還有95%的海底區(qū)域仍處于未知狀態(tài);其次是“分”:與陸地上完全主權(quán)的占有關(guān)系不同，海洋是全人類共同擁有的自然資源，根據(jù)《聯(lián)合國海洋法公約》的規(guī)定［6］，海洋被分為領(lǐng)海、毗鄰區(qū)、專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)和公海，沿海國家在不同海域分別行使不同的權(quán)利;再次是“散”:由于海洋面積廣闊，較陸地而言，各類海洋主體和海洋活動都處于高度分散的狀態(tài)，不僅相互之間難以建立聯(lián)系，更對海洋活動的管理和監(jiān)控帶來困難;最后是“變”:海洋始終處于運(yùn)動變化的狀態(tài)，海洋水文氣象環(huán)境、海上活動的主體和內(nèi)容都在不斷變化，與陸地上相對穩(wěn)定的狀態(tài)截然不同。

由此可見，對海洋的開發(fā)與治理需要充分考慮其自身的特點(diǎn)，采用因海制宜的措施，才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)略海洋的目標(biāo)，而信息的應(yīng)用正是匹配上述4個(gè)特點(diǎn)的有效手段。通過對環(huán)境、目標(biāo)和活動3類信息的及時(shí)獲取與充分利用，能夠?qū)崿F(xiàn)對廣闊、立體海洋空間的認(rèn)知，制定不同海域的管理開發(fā)策略，管控分散狀態(tài)下各類海洋主體與相關(guān)活動，應(yīng)對各類變化帶來的問題與挑戰(zhàn)?？梢哉f，“信息主導(dǎo)”是經(jīng)略海洋的前提與基礎(chǔ)。

1.2 國家海洋戰(zhàn)略對信息化發(fā)展的需求

沒有信息，人類在海洋領(lǐng)域寸步難行。信息化水平和能力是各國制定海洋戰(zhàn)略、發(fā)展海洋事業(yè)的主要參考依據(jù)。而且隨著人類社會的演變和科技水平的不斷進(jìn)步，海洋戰(zhàn)略對于信息化發(fā)展的需求越發(fā)強(qiáng)烈，信息化與海洋事業(yè)之間的聯(lián)系也更為緊密。

從人類社會形成至15世紀(jì)這一段歷史時(shí)期內(nèi)，對海洋的開發(fā)利用主要停留在“興魚鹽之利，通舟楫之便”的水平［3］，關(guān)鍵原因之一就在于幾乎沒有任何信息化手段支撐人類活動從近海走向遠(yuǎn)海。15世紀(jì)至20世紀(jì)，隨著航海導(dǎo)航、海圖測繪等初級信息技術(shù)的進(jìn)步，以及海洋環(huán)境相關(guān)經(jīng)驗(yàn)信息的不斷積累、認(rèn)知水平的不斷提升，人類逐步獲得走向遠(yuǎn)海甚至在全球海域航行的能力［7］;這一時(shí)期內(nèi)，葡萄牙、西班牙、荷蘭、英國等歷史海洋強(qiáng)國都根據(jù)其全球海域可達(dá)范圍(主要由信息化水平?jīng)Q定)制定相應(yīng)的海洋戰(zhàn)略［8］。

從20世紀(jì)后期開始，沿海各國進(jìn)一步拓展對于海洋的戰(zhàn)略需求。在近海安全防衛(wèi)、中遠(yuǎn)海航道通行等需求的基礎(chǔ)上，增加資源開發(fā)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生態(tài)保護(hù)、防災(zāi)減災(zāi)、管控治理等一系列新的需求［9］?？紤]到海洋的未知性和演化性，上述需求的滿足從根本上而言更依賴于海洋感知、態(tài)勢獲取、通信導(dǎo)航以及分析應(yīng)用等信息化手段。如，沒有海洋氣象信息，漁業(yè)生產(chǎn)安全將無法保證;沒有海底地質(zhì)信息，資源開采將無從下手;沒有海洋水文信息，生態(tài)保護(hù)將無的放矢;沒有海上活動目標(biāo)信息，沿海地區(qū)和海上航道安全將受到威脅，海洋管控更是無據(jù)可循。因此，信息化能力直接決定海洋事業(yè)發(fā)展的效果，信息化建設(shè)在國家海洋戰(zhàn)略中的地位也得到進(jìn)一步提升。

2 國外海洋信息化建設(shè)進(jìn)展

歐、美等西方發(fā)達(dá)國家均高度重視海洋信息化工作，在各類海洋信息的獲取、傳輸、處理與應(yīng)用等方面投入大量資源開展長期建設(shè)，促進(jìn)本國海洋信息化水平不斷提升。

美國在海洋事業(yè)發(fā)展中始終貫徹“數(shù)據(jù)為王”的理念，從不斷擴(kuò)大信息搜集范圍、提升信息利用價(jià)值2個(gè)方面開展工作。美國早在20世紀(jì)60年代就建立國家海洋數(shù)據(jù)中心［10］，逐步積累海洋相關(guān)信息。在初步完成東西管轄海域信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及信息調(diào)查的基礎(chǔ)上，于1998年開始布局全球，主導(dǎo)開展Argo全球海洋觀測試驗(yàn)項(xiàng)目［11］，以獲取海水溫、鹽度等剖面資料。此后，于2007年進(jìn)一步啟動綜合海洋觀測系統(tǒng)計(jì)劃(Integrated Ocean Observing System，IOOS)［11］，在美國各地已經(jīng)建立的成百個(gè)近海觀測系統(tǒng)基礎(chǔ)上，建設(shè)相互協(xié)調(diào)的全國主干系統(tǒng)和地區(qū)子系統(tǒng)，進(jìn)行聯(lián)合觀測、數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理。在初步完成海洋數(shù)據(jù)規(guī)模性積累的基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步加強(qiáng)數(shù)據(jù)價(jià)值的挖掘，于2013年啟動海洋數(shù)據(jù)獲取與信息提供能力增強(qiáng)計(jì)劃。這一系列舉措旨在形成一套覆蓋全球的海洋觀測、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理與信息管理集成的體系，提升海洋數(shù)據(jù)與信息產(chǎn)品質(zhì)量，不斷強(qiáng)化美國作為當(dāng)今世界第一海洋霸主的地位。

作為美國的鄰居，加拿大充分利用民間力量，針對科學(xué)研究和海洋產(chǎn)業(yè)服務(wù)開展信息化建設(shè)。Ocean Networks公司在本國運(yùn)輸委員會和西方多元化項(xiàng)目的資助下，聯(lián)合維多利亞大學(xué)與IBM公司于2014年發(fā)布海洋感知與決策系統(tǒng)研發(fā)項(xiàng)目［12］;該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)海洋信息的感知、傳輸、管理、分析與決策的自動化與智能化，從而為科學(xué)研究、政府戰(zhàn)略以及涉海行業(yè)提供信息和技術(shù)支撐。

歐盟集合各成員國的資源和優(yōu)勢科技力量，針對資源和生態(tài)2個(gè)方面共同開展海洋信息化建設(shè)。愛爾蘭、挪威等13個(gè)國家于2011－2014年聯(lián)合開展iMarine計(jì)劃［13］，研制并建設(shè)一套信息化基礎(chǔ)設(shè)施，旨在促進(jìn)獲取、開放和共享基礎(chǔ)性海洋數(shù)據(jù)，通過協(xié)同分析、處理和挖掘，形成經(jīng)驗(yàn)知識，支撐歐盟對于海洋資源的開發(fā)和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。

3 我國海洋信息化發(fā)展現(xiàn)狀及分析

3.1 發(fā)展歷程

20世紀(jì)80年代以前，我國海洋信息化工作主要以對歷史海洋調(diào)查和考察數(shù)據(jù)的搶救性保存為主，實(shí)現(xiàn)文檔化資料管理;“九五”期間，依托各類商業(yè)化軟件，逐步開展專題數(shù)據(jù)庫的建設(shè)工作，實(shí)現(xiàn)海量海洋數(shù)據(jù)的檢索和使用;“十五”至“十一五”期間，以專題數(shù)據(jù)庫為支撐，著手建立海洋信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)軟硬件設(shè)備的升級換代。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國海洋信息化成果已初步顯現(xiàn)［14］。

在政策保障方面，“十二五”以來，隨著國家不斷加大對海洋事業(yè)的投入，海洋的信息化建設(shè)也進(jìn)入高速發(fā)展的黃金時(shí)期。國家和沿海省(自治區(qū)、直轄市)先后出臺一系列海洋信息化建設(shè)的發(fā)展規(guī)劃，如《全國海洋觀測網(wǎng)規(guī)劃(2014—2020年)》《廣東省智慧海洋與漁業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《青島市“海洋+”行動計(jì)劃》等，分別從數(shù)值預(yù)報(bào)、漁業(yè)應(yīng)用、環(huán)境監(jiān)測等多個(gè)方面為海洋信息化建設(shè)提供政策保障。

在海洋信息化技術(shù)手段方面，我國也取得長足進(jìn)步。我國已成功發(fā)射3顆HY系列衛(wèi)星，岸基觀測臺站、高頻地波雷達(dá)、水下機(jī)器人、錨系/漂流浮標(biāo)、短波通信、北斗通信、水下光纖通信等一批關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備取得技術(shù)突破，無人機(jī)、無人艇等新型裝備逐步投入應(yīng)用［15］;當(dāng)前處于論證階段的“一帶一路空間信息走廊”［16］和“海底長期科學(xué)觀測系統(tǒng)”［17］將分別從太空和海底2個(gè)空間維度增強(qiáng)我國海洋信息獲取能力。

3.2 當(dāng)前發(fā)展熱點(diǎn)

“數(shù)字地球”概念的提出在全球范圍內(nèi)引起強(qiáng)烈反響。我國海洋工作者將其與海洋領(lǐng)域的工作和實(shí)踐相結(jié)合，于1999年提出“數(shù)字海洋”概念以及相關(guān)建設(shè)構(gòu)想，并與2003年正式啟動我國數(shù)字海洋信息基礎(chǔ)框架構(gòu)建項(xiàng)目，成為我國海洋信息化領(lǐng)域首個(gè)全國范圍內(nèi)的專項(xiàng)工程［18］。2011年數(shù)字海洋信息基礎(chǔ)框架建設(shè)圓滿結(jié)束，取得一系列豐碩成果，同時(shí)也還存在如缺乏實(shí)時(shí)、持續(xù)、立體的數(shù)據(jù)獲取手段，系統(tǒng)之間信息交換和協(xié)同能力較差，較注重近海而缺乏遠(yuǎn)海信息等一系列問題［19］。

數(shù)字海洋的核心是將大量復(fù)雜多變的海洋信息轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢远攘康臄?shù)字、數(shù)據(jù)，再以這些數(shù)字、數(shù)據(jù)建立起適當(dāng)?shù)臄?shù)字化模型，成為可計(jì)算、可存儲的對象。海洋環(huán)境信息中，溫度、鹽度、濕度等都是隨著時(shí)間、空間變化而連續(xù)變化的，只有通過數(shù)字化技術(shù)對這些連續(xù)變量進(jìn)行采樣、量化、編碼，才能形成可被存儲、運(yùn)算、處理的數(shù)值。因此可以認(rèn)為，數(shù)字海洋是海洋信息化發(fā)展的基礎(chǔ)。

在“數(shù)字海洋”的基礎(chǔ)上，海洋科學(xué)與技術(shù)國家實(shí)驗(yàn)室的吳立新院士于近年提出“透明海洋”的工程構(gòu)想［20］。“透明海洋”針對我國南海、西太平洋和東印度洋，實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)獲取和評估不同空間尺度海洋環(huán)境信息，研究多尺度變化及氣候資源效應(yīng)機(jī)理，進(jìn)一步預(yù)測未來特定一段時(shí)間內(nèi)海洋環(huán)境、氣候及資源的時(shí)空變化，實(shí)現(xiàn)海洋狀態(tài)透明、過程透明、變化透明，使其成為“透明海洋”?！巴该骱Ｑ蟆笔窃诤Ｑ笮畔?shù)字化的基礎(chǔ)上，向海洋環(huán)境信息應(yīng)用邁出的重要一步，將大幅提升我國認(rèn)知海洋的能力。然而認(rèn)知海洋只是基礎(chǔ)，經(jīng)略海洋才是目標(biāo)，如何充分利用信息提升經(jīng)略海洋的能力才是未來發(fā)展的關(guān)鍵。

3.3 存在的問題

雖然我國海洋信息化發(fā)展已取得豐碩成果，但現(xiàn)階段信息化水平還遠(yuǎn)無法有效支撐建設(shè)海洋強(qiáng)國、“21世紀(jì)海上絲綢之路”等戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，主要表現(xiàn)在幾個(gè)方面。

3.3.1 海洋信息化缺乏頂層體系性設(shè)計(jì)

首先，海洋涉及軍事、政治、外交、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等多個(gè)領(lǐng)域，而在海洋信息化建設(shè)過程中沒有國家頂層的體系性設(shè)計(jì)和統(tǒng)一的規(guī)劃引導(dǎo)，缺乏空間、功能布局和實(shí)施步驟的合理統(tǒng)籌，各部門、沿海地方通常按照自身業(yè)務(wù)需求獨(dú)立開展建設(shè)，各系統(tǒng)不僅難以相互協(xié)調(diào)支撐、統(tǒng)一形成合力，而且造成重復(fù)建設(shè)和資源浪費(fèi)。

其次，海洋信息化建設(shè)內(nèi)容豐富，涵蓋基礎(chǔ)設(shè)施、管理機(jī)制、運(yùn)行保障、標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量、安全防護(hù)等多個(gè)方面，且各部分關(guān)系緊密、不宜分立，必須相互支撐、協(xié)調(diào)推進(jìn)，因此頂層體系性設(shè)計(jì)尤為關(guān)鍵。然而目前我國仍較重視個(gè)別領(lǐng)域的建設(shè)，缺乏全局整體性發(fā)展規(guī)劃，從而形成能力短板，嚴(yán)重制約海洋信息化建設(shè)的整體效果。

3.3.2 海洋信息獲取能力亟待提升

從整體來看，我國已初步形成由衛(wèi)星、飛機(jī)、調(diào)查船、岸基監(jiān)測站、浮標(biāo)等組成的海洋環(huán)境立體監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，在空中、海面、水下形成一套立體綜合觀測體系［19］。然而我國自主獲取的海洋信息在范圍、內(nèi)容和質(zhì)量等方面還存在明顯不足。

在范圍方面，目前我國布局的信息基礎(chǔ)設(shè)施僅能夠覆蓋管轄海域，且以水面信息為主，對于深海、遠(yuǎn)海、重要戰(zhàn)略通道等區(qū)域缺乏有效的信息獲取手段，而是主要以國際合作和交換資料為主，難以實(shí)現(xiàn)對船舶遠(yuǎn)洋航行和海外軍事/非軍事行動的有效保障。

在內(nèi)容方面，目前我國仍以水文氣象等環(huán)境信息為主，對于低空、水面和水下活動目標(biāo)信息難以做到及時(shí)掌握，即使通過雷達(dá)、聲吶等手段探測到目標(biāo)，也難以實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)身份和意圖的有效識別，從而給海上安全管控、突發(fā)事件應(yīng)急處理帶來巨大困難。

在質(zhì)量方面，受限于獲取手段和儀器設(shè)備，我國現(xiàn)有的海洋數(shù)據(jù)主要以批次性調(diào)查和日常業(yè)務(wù)工作積累等為主，數(shù)據(jù)的時(shí)效性、時(shí)空分辨率以及精度等方面與國外還有較大差距，且即使使用相同的原始數(shù)據(jù)也難以達(dá)到國外的處理水平。

3.3.3 海洋信息缺乏有效共享

由于信息系統(tǒng)分頭建設(shè)，涉海數(shù)據(jù)分別掌握在各業(yè)務(wù)主管部門和相關(guān)科研機(jī)構(gòu)手中，彼此之間相互隔絕，再加上政策、技術(shù)、安全等方面的考慮，形成多個(gè)數(shù)據(jù)孤島，使海洋數(shù)據(jù)的管理和共享出現(xiàn)各自為政的局面。一方面使數(shù)據(jù)重復(fù)采集、成本提升;另一方面也使大量數(shù)據(jù)囤積難以發(fā)揮其潛在價(jià)值。

數(shù)據(jù)共享機(jī)制的不健全進(jìn)一步影響信息關(guān)聯(lián)與協(xié)同的能力。海洋環(huán)境復(fù)雜多變的特點(diǎn)導(dǎo)致單一海洋信息的可信度和準(zhǔn)確度通常較差，無法憑此做出有效決策。只有將多種信息關(guān)聯(lián)起來、相互比對，并進(jìn)一步建立信息之間的關(guān)系模型、協(xié)同使用數(shù)據(jù)，才能夠驗(yàn)證數(shù)據(jù)的有效性，并深層次挖掘數(shù)據(jù)，尋找規(guī)律、提煉價(jià)值?？梢姡Ｑ髷?shù)據(jù)共享程度直接影響數(shù)據(jù)使用效果。

3.3.4 海洋信息業(yè)務(wù)化應(yīng)用水平低

我國雖已在相關(guān)涉海部門、行業(yè)初步建立信息應(yīng)用系統(tǒng)，但大多停留在數(shù)字化辦公和掌握當(dāng)前情況這一初級層面。對于信息自身價(jià)值的開發(fā)仍處于起步階段，而這一價(jià)值主要體現(xiàn)在取代經(jīng)驗(yàn)、對未來進(jìn)行更準(zhǔn)確的預(yù)測。

綜合來看，受數(shù)據(jù)質(zhì)量、歷史積累以及最為關(guān)鍵的數(shù)據(jù)挖掘能力等方面的限制，目前我國海洋信息對經(jīng)濟(jì)、管控、軍事和開發(fā)等領(lǐng)域的決策支撐保障水平仍然較低，信息在實(shí)際業(yè)務(wù)中的應(yīng)用范圍、應(yīng)用深度都亟待提升。

3.3.5 海洋核心技術(shù)裝備力量薄弱

海洋信息化能力以核心裝備技術(shù)水平為基礎(chǔ)。根據(jù)我國海洋工程與科技發(fā)展戰(zhàn)略研究結(jié)果［21］，僅8%的國產(chǎn)核心裝備達(dá)到國際先進(jìn)水平、22%的國產(chǎn)核心裝備與國際先進(jìn)水平差距為5年、其余國產(chǎn)裝備差距在5～20年。尤其在信息感知裝備(如水下觀測設(shè)備、岸基雷達(dá)設(shè)備等)方面，缺乏自主研制和生產(chǎn)能力，核心技術(shù)、關(guān)鍵零部件和整機(jī)裝備大部分依賴進(jìn)口和國外配套，對未來我國海洋信息化發(fā)展造成不利影響。

4 我國海洋信息化未來展望和發(fā)展建議

4.1 智慧化是海洋信息化發(fā)展的必經(jīng)之路

近年來，CPS［22］、大數(shù)據(jù)［23］、云計(jì)算［24］、物聯(lián)網(wǎng)［25］等新一代信息技術(shù)飛速發(fā)展，推動人類社會逐步由工業(yè)社會向信息社會轉(zhuǎn)型。海洋作為對信息具有高度依賴性的特殊領(lǐng)域，更是迎來劃時(shí)代的發(fā)展機(jī)遇。

從整體來看，新一代信息技術(shù)體系已經(jīng)具備構(gòu)建與人類所在物理空間相對應(yīng)的虛擬空間的能力。憑借海洋物聯(lián)網(wǎng)獲取的與日俱增的海量數(shù)據(jù)，加上長期積累的各類歷史數(shù)據(jù)，通過以云計(jì)算平臺為支撐的工業(yè)大數(shù)據(jù)［26］、社會大數(shù)據(jù)、科學(xué)大數(shù)據(jù)［23］的分析處理，可在虛擬空間中構(gòu)建海洋環(huán)境演變模型、海上設(shè)備運(yùn)行模型、涉海人員活動模型。在此基礎(chǔ)上，利用大量實(shí)時(shí)真實(shí)數(shù)據(jù)驅(qū)動虛擬空間中的各類模型，可實(shí)現(xiàn)在虛擬海洋空間中模擬和預(yù)測實(shí)體海洋空間的發(fā)展變化情況［27］。由此，一方面可利用模擬預(yù)測結(jié)果對實(shí)體海洋空間的活動和決策進(jìn)行指導(dǎo);另一方面可利用實(shí)體空間產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)促進(jìn)虛擬空間的成長，提升模型的準(zhǔn)確程度和預(yù)測能力。從而形成實(shí)體海洋空間與虛擬海洋空間相互指導(dǎo)、相互映射的良性互動關(guān)系。這正是CPS技術(shù)的核心思想［27］。

在以CPS技術(shù)為核心的海洋信息化發(fā)展框架下，隨著網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的不斷完善、相關(guān)數(shù)據(jù)的不斷積累、模型準(zhǔn)確性的不斷提升，海洋實(shí)體空間與對應(yīng)虛擬空間的深度交互與融合將成為必然，從而使得“虛實(shí)融合”的海洋信息化體系進(jìn)一步朝著智能化的方向發(fā)展，逐漸形成海洋信息的智能感知、智能管理、智能分析、智能決策等一系列核心能力，最終成為智慧海洋?？梢?，智慧化是海洋信息化發(fā)展的必經(jīng)之路。

4.2 發(fā)展建議

在深刻認(rèn)識我國海洋信息化發(fā)展中存在的問題的基礎(chǔ)上，應(yīng)充分借鑒國外該領(lǐng)域積累的經(jīng)驗(yàn)和形成的理念，立足現(xiàn)有“數(shù)字海洋”“透明海洋”，從全局戰(zhàn)略性角度出發(fā)，加強(qiáng)海洋信息化發(fā)展的頂層設(shè)計(jì)，完善信息共享機(jī)制，大膽利用新興信息技術(shù)，充分發(fā)揮其對現(xiàn)有業(yè)務(wù)模式的開創(chuàng)性作用，形成后發(fā)優(yōu)勢，分2步實(shí)現(xiàn)對世界先進(jìn)水平的趕超，實(shí)現(xiàn)對海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略發(fā)展的有力支撐。

第一步主要解決現(xiàn)存問題，夯實(shí)完善海洋信息體系。通過海洋物聯(lián)網(wǎng)、海上寬帶通信、海洋工程裝備等方面的發(fā)展，打造覆蓋全球的海洋信息基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)。通過海洋大數(shù)據(jù)、云平臺等方面的建設(shè)，提升我國海洋信息開放共享、分析處理、價(jià)值挖掘等方面的能力。通過為各涉海領(lǐng)域提供具有準(zhǔn)確預(yù)測能力的信息應(yīng)用服務(wù)開發(fā)平臺和環(huán)境，鼓勵(lì)海洋信息服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，形成涉海領(lǐng)域全面覆蓋的信息服務(wù)體系。

第二步主要提升信息體系能力，構(gòu)建智慧海洋。順應(yīng)海洋信息化發(fā)展的必然趨勢，著力推動大數(shù)據(jù)、云計(jì)算技術(shù)的深入應(yīng)用，加強(qiáng)海洋數(shù)據(jù)分析挖掘能力，完善信息交互傳輸網(wǎng)絡(luò)，提升虛擬信息空間運(yùn)行真實(shí)程度，真正實(shí)現(xiàn)“虛實(shí)融合”“智能自治”的智慧海洋。

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Analysis and Expectation of China's Maritime Informatization Status

CHENG Junchao，HE Zhongwen

(Systems Engineering Research Institute，Beijing 100094，China)

Marine informatization ability is a core element in support of the developing strategy of maritime countries．Since the establishment of People's Republic of China，the development of marine informatization has achieved great success，and is experiencing the evolvement from“Digital Ocean”to“Transparent Ocean”．However，such achievement still cannot satisfy the requirement of maritime strategic development of China．In this paper，the marine informatization status of China was analyzed．Based on the developing trends of rising information technologies，a two-step implementation suggestion，which took the“Smart Ocean”as the future target，was proposed，and defined the direction of development of China's maritime informatizaiton．

Maritime informatization，Digital ocean，Smart ocean

P7

A

1005－9857(2017)02－0046－06

2016-08-30;

2016-12-03

程駿超，工程師，博士，研究方向?yàn)楹Ｑ笮畔⒒Ⅲw系工程，電子信箱:junchaocheng@163.com