文｜天津市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)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(jìn)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(shí)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(jìn)“海洋強(qiáng)市”計(jì)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(shí)驗(yàn)平臺、“互聯(lián)網(wǎng)+海洋”經(jīng)濟(jì)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(diǎn)，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(qiáng)調(diào)智慧性，只靠硬性指標(biāo)、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(xiàng)目，只有起點(diǎn)沒有終點(diǎn)。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(jìn)行合理規(guī)劃。

(2）智慧海洋的標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)，包括相關(guān)的海洋數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和海洋服務(wù)規(guī)范。在市場經(jīng)濟(jì)形勢下僅僅依靠行政的手段對智慧海洋進(jìn)行約束和管理已不能解決以上問題，只有依靠技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范來對智慧海洋的硬件、軟件、數(shù)據(jù)、服務(wù)等進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)體系下，加強(qiáng)智能系統(tǒng)、信息服務(wù)模型等標(biāo)準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)的保障?？梢詮膬蓚€方面著手進(jìn)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(rèn)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(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)基于海量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)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(kuò)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(rèn)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(jì)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(kuò)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(jìn)順利實(shí)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(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)，政府為促進(jìn)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(jì)，統(tǒng)一管理

通過智能海洋頂部設(shè)計(jì)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(jìn)行全面的設(shè)計(jì)。

（3）需求引導(dǎo)，重點(diǎn)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(yùn)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(jī)構(gòu)和企業(yè)的參與，以確保項(xiàng)目的順利進(jìn)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(jī)遇，積極推動“智慧海洋”的建設(shè)和實(shí)施。

3 建設(shè)重點(diǎn)

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(jìn)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(qiáng)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)傳感器，智能海洋傳感器網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)是實(shí)現(xiàn)智能海洋的首要問題。

3.3 促進(jìn)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(jìn)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(jiān)實(shí)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(yàn)，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(shí)實(shí)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?yàn)橹腔酆Ｑ蠼ㄔO(shè)不能停留于研究領(lǐng)域，更多偏重于工程項(xiàng)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(xiàng)目規(guī)劃引導(dǎo)等方式，加強(qiáng)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(qiáng)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(jìn)行集成，使之達(dá)到有機(jī)結(jié)合、在線連接、實(shí)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(diǎn)，是當(dāng)前科技界的潮流和前沿。要實(shí)現(xiàn)智慧海洋的長遠(yuǎn)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(qiáng)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(qiáng)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(rèn)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(shí)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(hù)信息管理系統(tǒng)等智慧海洋急需和見效快的領(lǐng)域進(jìn)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(dāng)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(qiáng)，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(diǎn)和規(guī)模還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，滿足不了實(shí)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(shí)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(biāo)準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，運(yùn)營流程標(biāo)準(zhǔn)化，最終實(shí)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(qiáng)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(shí)現(xiàn)全球系統(tǒng)資源共享。升級擴(kuò)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(jìn)5G 網(wǎng)絡(luò)全覆蓋工程的建設(shè)。升級改造機(jī)房。根據(jù)“1 + X”機(jī)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(jī)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(hù)等級3 的標(biāo)準(zhǔn)和要求。升級視頻會商。擴(kuò)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(shí)現(xiàn)高清視頻會議的橫向擴(kuò)展和縱向擴(kuò)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(qiáng)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?jǐn)?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(jì)發(fā)展方式

掌握網(wǎng)絡(luò)思維是實(shí)現(xiàn)海洋經(jīng)濟(jì)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(fèi)群體應(yīng)該得到培育、維護(hù)、擴(kuò)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(qiáng)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(jìn)管理方式轉(zhuǎn)型升級，促進(jìn)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(jìn)海洋經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新發(fā)展。