天津智慧海洋建設(shè)芻議

文｜天津市城市規(guī)劃設(shè)計研究院 車銘哲 孫珊珊 張勇 沈祖光 劉文

“智慧海洋”是指用全面的角度和技術(shù)理解和分析海洋數(shù)據(jù)，依靠先進的電子信息，網(wǎng)絡(luò)通信和海洋設(shè)備相關(guān)技術(shù)。從而提供海洋管理智能互動服務(wù)，實現(xiàn)海洋的三維綜合感知。

天津作為北方最大的工業(yè)城市和港口城市，始終處于信息探索的前沿。天津在2017年全面推進“海洋強市”計劃。目前正在大力建設(shè)以京津冀地區(qū)海洋信息產(chǎn)業(yè)新基地、軍民海洋信息科技融合實驗平臺、“互聯(lián)網(wǎng)+海洋”經(jīng)濟示范平臺等。其中，塘沽海洋科技園是全國唯一一個專注于海洋產(chǎn)業(yè)發(fā)展的國家高新區(qū)。

1 建設(shè)難題

總結(jié)數(shù)字海洋、智慧城市建設(shè)中出現(xiàn)的問題，結(jié)合智慧海洋建設(shè)本身的條件和特點，我國智慧海洋建設(shè)需要注意的問題如下：

(1）智慧海洋的規(guī)劃與整合問題

智慧海洋因強調(diào)智慧性，只靠硬性指標、短期考核很難正確衡量。智能海洋是一個長期連續(xù)的系統(tǒng)項目，只有起點沒有終點。智慧海洋要在規(guī)劃中整合數(shù)字海洋和智慧城市已有信息基礎(chǔ)設(shè)施和信息系統(tǒng)，在整合中要結(jié)合時代需要和技術(shù)背景進行合理規(guī)劃。

(2）智慧海洋的標準規(guī)范問題

在天津市的數(shù)字城市和智慧城市建設(shè)中，都存在重復(fù)建設(shè)、各自為政、很難統(tǒng)一管理的問題，要從根本上克服智慧海洋出現(xiàn)類似問題，首先，必須制定智能海洋的相關(guān)標準，包括相關(guān)的海洋數(shù)據(jù)標準和海洋服務(wù)規(guī)范。在市場經(jīng)濟形勢下僅僅依靠行政的手段對智慧海洋進行約束和管理已不能解決以上問題，只有依靠技術(shù)標準和規(guī)范來對智慧海洋的硬件、軟件、數(shù)據(jù)、服務(wù)等進行約束才能從根本上解決此類問題。要在數(shù)字海洋已有標準體系下，加強智能系統(tǒng)、信息服務(wù)模型等標準和規(guī)范的制定。

(3）智慧海洋的信息安全問題

海洋相關(guān)信息部分屬于涉密信息，關(guān)系到國家的安全和權(quán)益，所以建設(shè)智慧海洋首先需要解決網(wǎng)絡(luò)安全問題、確保海洋信息安全，這是智慧海洋最終得以全面實現(xiàn)的保障?？梢詮膬蓚€方面著手進行研究解決：一是從技術(shù)角度，即研究數(shù)據(jù)加密、服務(wù)認證和訪問權(quán)限技術(shù)，研究查殺病毒、防止黑客、清除垃圾文件的相關(guān)技術(shù)；另一方面以相關(guān)法律法規(guī)來限制和保障信息安全。利用云計算技術(shù)實現(xiàn)基于海量數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的云安全，是未來海洋信息安全領(lǐng)域的重要方向。

（4）智能海洋系統(tǒng)的智能和可擴展性

智慧海洋具有智能性，所謂智能性是指集約、綠色、透明、可持續(xù)地認知海洋、管理海洋、開發(fā)海洋。反映在具體技術(shù)領(lǐng)域，就是海洋數(shù)據(jù)的智能提取和處理、海洋相關(guān)信息服務(wù)的智能化等，這離不開現(xiàn)代信息技術(shù)和人工智能等技術(shù)的支持。另一方面，智慧海洋建設(shè)要在良好的頂層設(shè)計的基礎(chǔ)上，從可持續(xù)發(fā)展的高度規(guī)劃智慧海洋信息系統(tǒng)，使其具有可擴展性和長效性。

2 建設(shè)理念

智能海洋是一個復(fù)雜的信息應(yīng)用系統(tǒng)，涉及多學(xué)科和多部門的合作，有必要建立統(tǒng)一的管理系統(tǒng)。健全的管理系統(tǒng)可以推進順利實施建設(shè)，在建設(shè)過程中應(yīng)遵循以下原則：

（1）政府搭臺，企業(yè)唱戲

通過政策和標準的建設(shè)，政府為促進智能海洋系統(tǒng)創(chuàng)造了良好的“生態(tài)環(huán)境”。

（2）頂層設(shè)計，統(tǒng)一管理

通過智能海洋頂部設(shè)計的方法，我們將綜合考慮智能海洋建設(shè)的各種因素，充分理解和分析影響智能海洋建設(shè)的各種關(guān)系。從全球范圍來看，我們將對智能海洋建設(shè)的基本問題進行全面的設(shè)計。

（3）需求引導(dǎo)，重點突破

智能海洋的建設(shè)應(yīng)從提高海洋安全管理效果，提高運營效率和服務(wù)水平，突破管理障礙和技術(shù)壁壘所急需的功能開發(fā)入手。

（4）產(chǎn)學(xué)研用，各取所需

智能海洋的建設(shè)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要政府、研究機構(gòu)和企業(yè)的參與，以確保項目的順利進行。

總之，天津“智慧海洋”的建設(shè)是必要和可行的。這對提升天津未來市場競爭的核心競爭力和發(fā)言權(quán)具有重要的戰(zhàn)略意義。天津應(yīng)牢牢把握京津冀協(xié)調(diào)“發(fā)展”“一帶一路”和天津自貿(mào)區(qū)建設(shè)這三個國家發(fā)展戰(zhàn)略機遇，積極推動“智慧海洋”的建設(shè)和實施。

3 建設(shè)重點

3.1 整合已有信息基礎(chǔ)設(shè)施

近年來，天津在數(shù)字海洋和智慧城市建設(shè)方面投入較高，建立了比較完善的硬件基礎(chǔ)設(shè)施和信息基礎(chǔ)設(shè)施。采用互利共享、統(tǒng)一管理等方法對以上信息基礎(chǔ)設(shè)施進行整合，在此基礎(chǔ)上增建部分智慧海洋所急需的專業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施和專用信息基礎(chǔ)設(shè)施，構(gòu)建智慧海洋信息基礎(chǔ)設(shè)施。

3.2 加強海洋傳感器網(wǎng)絡(luò)等硬件設(shè)施的建設(shè)

智慧海洋建設(shè)是在數(shù)字海洋的建設(shè)成果的基礎(chǔ)上進行的，“數(shù)字”和“智慧”的區(qū)別首先在“感知”，感知需要通過物聯(lián)網(wǎng)。所以，增加海洋信息獲取相關(guān)的傳感器，特別是增加具有智能性的符合信息時代標準的先進傳感器，智能海洋傳感器網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)是實現(xiàn)智能海洋的首要問題。

3.3 促進智慧海洋基礎(chǔ)理論和技術(shù)的創(chuàng)新

智慧海洋建設(shè)應(yīng)該與新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展形成良性互動，要注重人工智能、深度學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、可視分析等理論模型和基礎(chǔ)技術(shù)的研究和創(chuàng)新，促進智慧城市基礎(chǔ)的原創(chuàng)性成果的涌現(xiàn)，使智慧海洋建設(shè)建立在堅實的理論技術(shù)基礎(chǔ)之上。智慧海洋建設(shè)應(yīng)借鑒智慧城市初期建設(shè)時的經(jīng)驗，避免出現(xiàn)注重形式、流于概念操作、追大流、重復(fù)建設(shè)等混亂局面，應(yīng)踏踏實實走技術(shù)支撐的路子。

3.4 注重走產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的道路

不僅要鼓勵智慧海洋基礎(chǔ)理論和技術(shù)的創(chuàng)新，而且要注重科研成果的轉(zhuǎn)化，走產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的道路。因為智慧海洋建設(shè)不能停留于研究領(lǐng)域，更多偏重于工程項目。通過天津市海洋主管部門、科技部門、海洋行業(yè)部門等投資以科研項目規(guī)劃引導(dǎo)等方式，加強智慧海洋理論模型和基礎(chǔ)技術(shù)成果的轉(zhuǎn)換，真正解決智能海洋建設(shè)中出現(xiàn)的問題，服務(wù)于智能海洋應(yīng)用。

3.5 強調(diào)海洋信息系統(tǒng)的集成利用

將各種相對孤立的海洋信息系統(tǒng)從系統(tǒng)論的角度進行集成，使之達到有機結(jié)合、在線連接、實時處理、具有整體性和智能性。這樣既節(jié)省重建的資金和時間，也符合智慧海洋發(fā)展的趨勢，避免只為短暫利益的“信息孤島”的存在。

3.6 培養(yǎng)智慧海洋領(lǐng)域高端人才

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以人才為重點，是當前科技界的潮流和前沿。要實現(xiàn)智慧海洋的長遠發(fā)展，必須重視智能海域高端人才的培養(yǎng)，注重培養(yǎng)海洋專業(yè)知識。此外，還要吸收具有創(chuàng)新思維和現(xiàn)代信息技術(shù)相結(jié)合的高端復(fù)合型人才。

3.7 強化公眾的智慧海洋科普教育

在大數(shù)據(jù)時代，公眾不僅是智能海洋建設(shè)的受益者，也是智能海洋建設(shè)的參與者，特別是在數(shù)據(jù)采集方面。在“人人都是傳感器”的時代，眾源數(shù)據(jù)已經(jīng)成為空間信息服務(wù)領(lǐng)域的重要的、不可或缺的數(shù)據(jù)源。由于海洋的自然特性、人類主要在陸地活動等原因，智慧海洋領(lǐng)域缺乏眾源數(shù)據(jù)、更談不上眾源數(shù)據(jù)的利用，所以應(yīng)強化公眾的與智慧海洋相關(guān)的科普教育，引導(dǎo)公眾參與到智慧海洋建設(shè)中。只有提高公眾對智慧海洋的認知度，才能真正全面挖掘公眾參與智慧海洋建設(shè)的潛力。

3.8 選擇優(yōu)先發(fā)展的領(lǐng)域展開實踐

選擇海洋急救信息系統(tǒng)、智慧海洋旅游、海洋災(zāi)害應(yīng)急決策支持系統(tǒng)、海洋環(huán)境保護信息管理系統(tǒng)等智慧海洋急需和見效快的領(lǐng)域進行優(yōu)先發(fā)展，在此基礎(chǔ)上全面建設(shè)智慧海洋。

4 建設(shè)策略

4.1 打破部門壁壘，多方參與建立完善海洋綜合感知網(wǎng)

當前天津的海洋監(jiān)測觀測形勢處于前端獲取數(shù)據(jù)的能力較強，但后端對數(shù)據(jù)的挖掘和應(yīng)用能力相對較弱的階段。海洋監(jiān)測站點和規(guī)模還遠遠不夠，滿足不了實際需要。目前，天津海洋監(jiān)測觀測站主要由國家和市政府海洋局和一些大型企業(yè)組建。但相互之間相對封閉，數(shù)據(jù)也沒有實現(xiàn)共享，也鮮有交流，必須要打破各部門、各單位之間的壁壘，建立一個數(shù)據(jù)共享的海洋監(jiān)測與觀測信息平臺。天津的海洋監(jiān)測觀測系統(tǒng)需要建設(shè)各種相關(guān)的海洋監(jiān)測與觀測標準體系，需要相關(guān)政府部門牽頭，要讓天津的海洋監(jiān)測觀測系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，運營流程標準化，最終實現(xiàn)業(yè)務(wù)應(yīng)用。未來應(yīng)加大相關(guān)企業(yè)對研發(fā)的投入，創(chuàng)造出更多智能化海洋感知的儀器設(shè)備，提升水下通信技術(shù)等基礎(chǔ)技術(shù)，完善海洋信息化產(chǎn)業(yè)鏈。

4.2 轉(zhuǎn)變“基礎(chǔ)架構(gòu)云”以增強云應(yīng)用程序和云管理

依托整個市政信息基礎(chǔ)設(shè)施資源庫，逐步建設(shè)水務(wù)和海洋信息基礎(chǔ)設(shè)施池，實現(xiàn)全球系統(tǒng)資源共享。升級擴展網(wǎng)絡(luò)。建設(shè)水海網(wǎng)絡(luò)，升級防汛網(wǎng)絡(luò)帶寬，全面推進5G 網(wǎng)絡(luò)全覆蓋工程的建設(shè)。升級改造機房。根據(jù)“1 + X”機房建設(shè)模式，水廠建設(shè)室，供水調(diào)度監(jiān)控中心，堤防區(qū)，水文終端站房升級。圍繞物理安全，網(wǎng)絡(luò)安全，主機安全，應(yīng)用安全和數(shù)據(jù)安全五個方面的信息安全建設(shè)，滿足國家信息安全等級保護等級3 的標準和要求。升級視頻會商。擴建新建防汛指揮部視頻會議場館，完善雙向互動視頻會議，實現(xiàn)高清視頻會議的橫向擴展和縱向擴展。構(gòu)建“數(shù)據(jù)云”。根據(jù)大數(shù)據(jù)的核心概念，在現(xiàn)有的“一單元一庫”的基礎(chǔ)上，通過邏輯或物理集成方法，根據(jù)城市的數(shù)據(jù)資源交換要求和局內(nèi)應(yīng)用要求，轉(zhuǎn)換和重新定位核心數(shù)據(jù)庫和行業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建天津海洋“數(shù)據(jù)云”。構(gòu)建海水核心數(shù)據(jù)庫和信息交換平臺，梳理跨行業(yè)和跨行業(yè)應(yīng)用的水資源決策管理和數(shù)據(jù)需求，完善基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和管理應(yīng)用。建立水資源信息庫，形成相應(yīng)的行業(yè)管理應(yīng)用，包括水行業(yè)管理應(yīng)用（河流管理應(yīng)用、水文管理應(yīng)用、沙灘淺灘管理應(yīng)用、堤防泵門管理應(yīng)用等），供水行業(yè)管理應(yīng)用，排水行業(yè)管理應(yīng)用。加強與海洋單位的信息共享和業(yè)務(wù)聯(lián)系，并與國家海洋局北海分局完成部分數(shù)據(jù)的獲取和存儲。

4.3 深化多領(lǐng)域應(yīng)用，創(chuàng)新海洋經(jīng)濟發(fā)展方式

掌握網(wǎng)絡(luò)思維是實現(xiàn)海洋經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的首要條件。重新思考市場、用戶、產(chǎn)品、價值鏈乃至整個業(yè)務(wù)生態(tài)系統(tǒng)，以用戶思考、大數(shù)據(jù)思考、平臺思維和跨境思維的角度重新審視智慧海洋的發(fā)展方式。其中，“用戶思維”意味著智慧海洋的每個環(huán)節(jié)都應(yīng)以用戶為中心，相關(guān)的消費群體應(yīng)該得到培育、維護、擴展和升級?！捌脚_思維”是互聯(lián)網(wǎng)開放、共享、共贏的新途徑。將海洋管理部門與互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新模式相結(jié)合，加強企業(yè)創(chuàng)新，形成基于互聯(lián)網(wǎng)的跨境整合?；ヂ?lián)互通，促進管理方式轉(zhuǎn)型升級，促進傳統(tǒng)海洋信息產(chǎn)業(yè)與深度“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的融合，促進海洋經(jīng)濟創(chuàng)新發(fā)展。