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大海洋时代呼唤“智慧海洋”——访“智慧海洋”工程首倡者中国船舶工业系统工程研究院

日期:2019-11-22 22:59

  原标题:大海洋时代呼唤“智慧海洋”——访“智慧海洋”工程首倡者中国船舶工业系统工程研究院

  “智慧海洋”建设事关国家战略和国家利益,是实现“海洋强国”的需要。在推进“海洋强国”建设的进程中,离不开对海洋信息的观测、获取、传输、处理和▪…□▷▷•应用,“智慧海洋”工程正是依靠云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术手段,实现海洋信息化,解决经略海洋中存在的信息荒漠、信息孤岛、信息不自主以及信息应用服务乏力等问题。

  本专题中,记者采访了深耕“智慧海洋”的政府机构、相关科研单位、企业,展现各自在大海洋时代为丰富“智慧海洋”建设内涵,打造智慧海洋的实践,从而理解向海图强更需建设“智慧海洋”的重要性和必要性。

  2016年3月下旬,“智慧海洋”工程正式列入国家“十三五”规划纲要。这项利国利民的工程,是落实国家海洋战略、建设海洋强国的重要工程。

  3年时间过去了,如今这项工程正逐步从蓝图步入工程项目实施。近日,《海洋与渔业》记者为此特地采访了国家“智慧海洋”工程首倡单位——中国船舶工业系统工程研●究院,详细解读“智慧海洋”工程的出台背景及应用价值。

  据介绍,中国船舶工业系统工程研究院(以下简称“中船系统院”)隶属于中国船舶工业集团公司,是我国最早以“系统工程”命名的国防科研机构,是面向海军装备体系建设的骨干军工科研单位。中船系统院是我国“智慧海洋”工程的首倡者和发起单位,在海洋信息体系顶层设计与系统集成、海洋信息技术与装备研究、海洋大数据应用与信息服务以及“智慧海洋”工程落地实施等方面具有技术优势与雄厚实力。

  中船系统院:党的十八大报告明确提出“建设海洋强国”,十九大报告提出“坚持陆海统筹,加快建设海洋强国”,中国迎来大海洋时代。我们认为,经略海洋关键点有二:一是“信息主导”,二是“体系建设”。

  “信息主导”是▲●…△由海洋自身特性决定的。和陆◇=△▲地不同,海洋有其固有特点:一是海洋面积非常辽阔,且空间立体。二是海洋的管理属性和方式与陆域不同,陆域都在主权管辖范围,而海洋分近海、远海,又有领海、专属经济区、公海之分,沿海国家或政府对每个区域实施的管制方式和手段也各不相同。三是海上的活动主体,不管是船舶,还是飞机,都处于高度分散和不断运动的状态中。四是海洋状态复杂多变,在陆地我们看到山川河流或是建筑物、道路,短期内不会发生大的变化;但在海洋领域,不管是活动主体,还是气象环境,比如水文信息、海洋潮汐,无时无刻都在变化中。这就决定了在海洋领域,做任何事情,首先要掌握信息;只有掌握了信息,才能确保安全,才能开展各种生产活动,才能捍卫国家主权。

  “体系建设”则是由海洋活动特点决定的。海洋主体包括国家、行业、个人三个层○▲-•■□次,可谓是“军政民商科”多维一体;在同一海洋空间里,安全、管理、开发、科研等活动必须信息互通、资源▼▼▽●▽●共享、协作行动;要达到这一目标,只有顶层统一规划,体系统筹建设才能跨领域合作,发挥最大效能。

  因此,我们提出了以信息主导、体系建设为核心的“智慧海洋”工程,通过实施“智慧海洋”工程,解决经略海洋信息荒漠、信息孤岛、信息不自主以及信息应用服务乏力等问题。

  “十二五”末期,国内海洋科研机构逐步开始推动“透明海洋”,主要是通过一些科研专项,获取近海、远海的环境信息,研究海洋气候效应机理,预测未来海洋环境与资源变化。

  “智慧海洋”是在“数字海洋”和“透明海洋”基础上的全面提升。“智慧海洋”贯彻了军民融合的主导思想,统筹考虑了国家海洋权益、行政管理、经济开发和生态环境的协调发展,高度重视了信息安全可控的问题,它利用物联网、互联网+、CPS★◇▽▼•(信息物理系统)、大数据、云服务平台等新一代信息技术整合以前的信息资源,并通过对信息的深入分析挖掘和各领域的智能化应用相结合实现经略海洋的目的。

  我们对“智慧海洋”工程有一个初步的定义,就是在进一步完善现有海洋领域信息采集和信息传输体系的基础上,构建一个自主安全可控的海洋云环境作为支撑,有机整合海洋安全、海洋管控以及海洋开发活动中的相关人员、装备、信息等资源,利用大数据、人工智能等先进技术,对海洋领域的具体业务活动信息、各类活动目标信息、海洋环境信息等进行挖掘分析与融合应用,实现海洋资源共享、海洋活动协同,挖掘新需求,创造新价值,从而支撑海洋强国战略的实施。

  中船系统院:“智慧海洋”工程有四大方面的功能:一是实现对海洋立体共建各类环境、目标和互动信息的全面感知;二是通过通讯网络的建设,实现广泛的互联互通,保证信息资源畅通、可靠传输、全面及时共享,满足海洋活动主体的需求;三是利用大数据、云计算、人工智能等相关技术,整合分散的数据并进行分析挖掘,为各行各业的应用及海洋领域的管理提供支持及保障;四是打造面向海洋公共信息服务和行业专用信息服务的一体化信息服务平台,促进这些信息在各行业领域的智能化应用和服务。

  《海洋与渔业》:能否举例说说“智慧海洋”工程的实施,在应用方面能创造什么价值?

  中船系统院:“智慧海洋”工程价值可以归纳为三方面:一是整合资源,补足海洋信息基础设施的短板;二是打破壁垒,促进涉海信息资源的开放共享;三是推动应用,通过信息产生智慧,进而创造价值。

  中国是海难多发区,统计数据显示,2013年,中国海洋灾害直接损失达163亿元,死亡失踪121人,仅强台风“蝴蝶”在西沙珊瑚岛附近海域就造成了广东台山74人失踪,损失惨重。目前,台风预警主要实现了预告台风过境的路线,发布海上预警信息,接到灾害报警后再进行搜救。但在欧美国家,主要是通过智能化手段进行防灾减灾。台风来临前,通过对原有数据的分析,包括船只的抗风浪等级、船员的▲★-●经验等,结合台风的路径,利用数据模型进行评估,可将海上活动目标分为三类:第一类是不受台风影响的安全船只,这一类只要确保船只性能正常,船员正常操作,加强监控即可。第二类是船只虽然处于危险区域,但有逃出去的机会,通过对该船的位置、抗风浪等级、航速以及台风路径进行推算,只要采取正确的航速航向以及避风措施,就能安全脱险,这一类就要一对一沟通,确保其沿着正确的航线前往安全区域。第三类就是通过模型推算,无论采取任何行动都是无法安全逃生,这种情况就需要提前部署搜救力量和行动预案,否则等接到报警电话再行动就晚了。

  除了海上减灾救灾以外,提升效能也是“智慧海洋”的价值。比如我们正在开◇•■★▼展的智慧航运项目,通过搭建系统,我们在合作企业的船只上都安装了各类环境和机电传感器,连接之后组成了船联网,一旦联网就能掌握相关的数据,进行智慧应用。最简单的例子,就是利用数据分析挖掘的结果进行航线的选择,航线的选择不是想象中那么简单,需要综合考虑洋流、风、波浪和船机电设备运行状态等多种因素,顺流和逆流、顺风和逆风带来的油耗是完全不一样的,波浪大小造成的阻力也有极大差异。此外,还有港口的◁☆●•○△停泊,不同的港口柴油的价格也不一样,在哪些港口加油或者加多少油更经济都能分析出来。这套智能航运的系统我们已经应用在二十多条远洋货轮上,根据实测结果,至少能够把油耗降低到6%,有时甚至能降到10%。油耗10%是什么概念?目前航运企业成本中40%都是燃油的费用,能够把油耗降低10%,意味着整体运营成本下降4%,在航运业不景气普遍亏损的情况下,通过智慧应用,就能实现盈利。

  这种通过信息搜集、数据分析,结合具体情形给每一个具体的海上活动主体都提供智能化的解决方案,实现预测、预判、预防、预先行动,就是“智◆◁•慧海洋”工程的应用价值。

  《海洋与渔业》:在中国,哪些省在“智慧海洋”建设方面走在前列?和他们相比,广东又具有什么优势?

  中船系统院:在中国,山东、浙江、福建、广东、海南这几◆▼个省的海洋经济是走在前列的。从北往南,先说山东,山东是海洋•●科技大省,聚集了较多的海洋科研机构,偏重于海洋科学研究,以海洋观测为主。其次是浙江,是海洋经济大省,偏重海洋渔业发展和相关技术研究。再是福建,起步早,习总书记任职期间就开始探索建设数字福建,信息化基础较好。最后是海南,海南总体以海洋农业为主,特色在于靠近南海,管理的海域◇…=▲辽阔,未来发展潜力巨大,但维权执法形势也比较严峻。

  再来说广东,广东是当之无愧的海洋经济大省,海洋生产总值多年连续全国第一。经过多年的发展,广东涉海研发制造能力比较强,有别于山东的偏重海洋科学,广东的海洋科技更侧重于应用,加上广东电子信息产业发达,又有粤港澳大湾区的核心地位优势,这使广东在“智慧海洋”领域的应用前景方面更有优势。总体而言,建设“智慧海洋”要求具备三个能力:一是必须要有面向实际应用的科技研发能力,包括信息装备的制造能力;二是要有相对雄厚的经济基础;三是要有开展国际交流合作的格局和平台。这三方面,广东都有优势,因此发展智慧海洋的潜力也更大。

  中船系统院:首先各省应该先找准自己的定位。其次再结合自己的特色来明确具体方向。“智慧海洋”工程是目前为止,我国海洋领域开展的最为复杂的体系工程,具体如何落地,各省都在积极探索和尝试。在中央层面,具体做的还是框架、标准和规范这类统筹性的管理,不会替各省各行业▽•●◆把详细蓝图都画出来。规则,框架性的东西制定后,就开始在各省进行落地,主要是通过两种示范模式。

  第一种是大的★-●=•▽国家专项。比如说全国海洋综合调查专项,或者全国智慧航运的专项,或者全国海洋科学预报的专项,这些不会由各省独立运作。像航运,肯定是几个龙头企业来做,因为它是整体•☆■▲性的,不可能按照沿海省市行政区划分开来实施。像全国海洋气象观测,肯定也是全局性的,因为气象活动,如台风,一会儿在广▼▲东,一会儿在广西,不能把它割裂开来,必须整体考虑,这就需要国家层面,主要是自然资源部来统筹,大家一起联网实施。我们把这种叫做行业应用示范,集中于某一行业某一个领域去实施,和地域没关系,是跨区域的。

  第二种就是区域示范。我们认为区域示范就是沿海的11个省要牵头实施,如果由各个市来▲=○▼做,体量不够,如果是按照海区级的来实施,比如几个省合在一起,协调上又有一定难度,所以以省为单位牵头去做,比较合适。这方面,我们建议各省要结合自身的定位和特点,做自己的“智慧海洋”实施方案,因为有实施方案才能落地,观测也好,通讯也好,都要有实施方案才能落地。比如近海环境观测体系、目标监视体系,或者通讯网络体系,做这些基础性的工作,必须以省为单位,容易结合本省特点产生实效。

  实施方案确定后,就是建设落实了。每个省有自己的海洋产业,或者需要关注的业务领域也各具特色。比如说海洋产业,虽然细分了12个行业,但每个省能做的其实就几个。此外各省要解决一些海域海岛等海洋开发管理问题,也是不一样的。像江苏、山东,主要关注海洋平台建设,海南则关★▽…◇心维权执法问题。总而言之,就是各省要结合自己的特色来做,挑几个基础好的典型行业,围绕本省海洋管理的痛点问题开展相关工作。在此基础上,就是组建相关的海洋数据中心,打造整个运维团队,组织本省具有比较优势的企业一起来做,这样整个“智慧海洋”的价值就出来了。

  再◆●△▼●看的更远一些,其实不光要解决本省的问题,推动本省海洋事业的发展,还要将自身的示范成果、技术和产品优势在全国推广,辐射至全国甚至是“一带一路”,这样空间就更大了。

  中船系统院:政府主要起资源整合和行政组织作用。因为“智慧海洋”工程建设起来,其实是产学研一体的跨领域综合性工程,建设的主体,关键还是靠企业,包括海洋产业结构的智慧化升级,包括投融资力★△◁◁▽▼量和相关科技研究力量的参与,最终还是要依靠原有的各个企业。但在其中,谁能将这些生产制造的力量、金融的力量、研发的力量和应用的用户紧密地进行整合,就需要政府发挥核心组织的作用,尤其是海洋行政主管部门。

  政府要充分发挥政策牵引和资源整合作用,前期撬动性的基础工作也需要以政府为主来抓,比如说通讯网,大数据平台的建设,需要政府先有动作。政府撬动以后,产学研的力量再跟进,发展势头就会像杠杆一样成倍地扩展了。

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