天津智慧海洋建設芻議

文｜天津市城市規劃設計研究院 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理解和分析海洋數據，依靠先進的電子信息，網絡通信和海洋設備相關技術。從而提供海洋管理智能互動服務，實現海洋的三維綜合感知。

天津作為北方最大的工業城市和港口城市，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。目前正在大力建設以京津冀地區海洋信息產業新基地、軍民海洋信息科技融合實驗平臺、“互聯網+海洋”經濟示范平臺等。其中，塘沽海洋科技園是全國唯一一個專注于海洋產業發展的國家高新區。

1 建設難題

總結數字海洋、智慧城市建設中出現的問題，結合智慧海洋建設本身的條件和特點，我國智慧海洋建設需要注意的問題如下：

(1）智慧海洋的規劃與整合問題

智慧海洋因強調智慧性，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的系統項目，只有起點沒有終點。智慧海洋要在規劃中整合數字海洋和智慧城市已有信息基礎設施和信息系統，在整合中要結合時代需要和技術背景進行合理規劃。

(2）智慧海洋的標準規范問題

在天津市的數字城市和智慧城市建設中，都存在重復建設、各自為政、很難統一管理的問題，要從根本上克服智慧海洋出現類似問題，首先，必須制定智能海洋的相關標準，包括相關的海洋數據標準和海洋服務規范。在市場經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，只有依靠技術標準和規范來對智慧海洋的硬件、軟件、數據、服務等進行約束才能從根本上解決此類問題。要在數字海洋已有標準體系下，加強智能系統、信息服務模型等標準和規范的制定。

(3）智慧海洋的信息安全問題

海洋相關信息部分屬于涉密信息，關系到國家的安全和權益，所以建設智慧海洋首先需要解決網絡安全問題、確保海洋信息安全，這是智慧海洋最終得以全面實現的保障。可以從兩個方面著手進行研究解決：一是從技術角度，即研究數據加密、服務認證和訪問權限技術，研究查殺病毒、防止黑客、清除垃圾文件的相關技術；另一方面以相關法律法規來限制和保障信息安全。利用云計算技術實現基于海量數據統計分析的云安全，是未來海洋信息安全領域的重要方向。

（4）智能海洋系統的智能和可擴展性

智慧海洋具有智能性，所謂智能性是指集約、綠色、透明、可持續地認知海洋、管理海洋、開發海洋。反映在具體技術領域，就是海洋數據的智能提取和處理、海洋相關信息服務的智能化等，這離不開現代信息技術和人工智能等技術的支持。另一方面，智慧海洋建設要在良好的頂層設計的基礎上，從可持續發展的高度規劃智慧海洋信息系統，使其具有可擴展性和長效性。

2 建設理念

智能海洋是一個復雜的信息應用系統，涉及多學科和多部門的合作，有必要建立統一的管理系統。健全的管理系統可以推進順利實施建設，在建設過程中應遵循以下原則：

（1）政府搭臺，企業唱戲

通過政策和標準的建設，政府為促進智能海洋系統創造了良好的“生態環境”。

（2）頂層設計，統一管理

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

（3）需求引導，重點突破

智能海洋的建設應從提高海洋安全管理效果，提高運營效率和服務水平，突破管理障礙和技術壁壘所急需的功能開發入手。

（4）產學研用，各取所需

智能海洋的建設是一個復雜的系統工程，需要政府、研究機構和企業的參與，以確保項目的順利進行。

總之，天津“智慧海洋”的建設是必要和可行的。這對提升天津未來市場競爭的核心競爭力和發言權具有重要的戰略意義。天津應牢牢把握京津冀協調“發展”“一帶一路”和天津自貿區建設這三個國家發展戰略機遇，積極推動“智慧海洋”的建設和實施。

3 建設重點

3.1 整合已有信息基礎設施

近年來，天津在數字海洋和智慧城市建設方面投入較高，建立了比較完善的硬件基礎設施和信息基礎設施。采用互利共享、統一管理等方法對以上信息基礎設施進行整合，在此基礎上增建部分智慧海洋所急需的專業基礎設施和專用信息基礎設施，構建智慧海洋信息基礎設施。

3.2 加強海洋傳感器網絡等硬件設施的建設

智慧海洋建設是在數字海洋的建設成果的基礎上進行的，“數字”和“智慧”的區別首先在“感知”，感知需要通過物聯網。所以，增加海洋信息獲取相關的傳感器，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，智能海洋傳感器網絡的建設是實現智能海洋的首要問題。

3.3 促進智慧海洋基礎理論和技術的創新

智慧海洋建設應該與新一代信息技術產業發展形成良性互動，要注重人工智能、深度學習、數據挖掘、可視分析等理論模型和基礎技術的研究和創新，促進智慧城市基礎的原創性成果的涌現，使智慧海洋建設建立在堅實的理論技術基礎之上。智慧海洋建設應借鑒智慧城市初期建設時的經驗，避免出現注重形式、流于概念操作、追大流、重復建設等混亂局面，應踏踏實實走技術支撐的路子。

3.4 注重走產學研相結合的道路

不僅要鼓勵智慧海洋基礎理論和技術的創新，而且要注重科研成果的轉化，走產學研相結合的道路。因為智慧海洋建設不能停留于研究領域，更多偏重于工程項目。通過天津市海洋主管部門、科技部門、海洋行業部門等投資以科研項目規劃引導等方式，加強智慧海洋理論模型和基礎技術成果的轉換，真正解決智能海洋建設中出現的問題，服務于智能海洋應用。

3.5 強調海洋信息系統的集成利用

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

3.6 培養智慧海洋領域高端人才

科學技術的發展以人才為重點，是當前科技界的潮流和前沿。要實現智慧海洋的長遠發展，必須重視智能海域高端人才的培養，注重培養海洋專業知識。此外，還要吸收具有創新思維和現代信息技術相結合的高端復合型人才。

3.7 強化公眾的智慧海洋科普教育

在大數據時代，公眾不僅是智能海洋建設的受益者，也是智能海洋建設的參與者，特別是在數據采集方面。在“人人都是傳感器”的時代，眾源數據已經成為空間信息服務領域的重要的、不可或缺的數據源。由于海洋的自然特性、人類主要在陸地活動等原因，智慧海洋領域缺乏眾源數據、更談不上眾源數據的利用，所以應強化公眾的與智慧海洋相關的科普教育，引導公眾參與到智慧海洋建設中。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的潛力。

3.8 選擇優先發展的領域展開實踐

選擇海洋急救信息系統、智慧海洋旅游、海洋災害應急決策支持系統、海洋環境保護信息管理系統等智慧海洋急需和見效快的領域進行優先發展，在此基礎上全面建設智慧海洋。

4 建設策略

4.1 打破部門壁壘，多方參與建立完善海洋綜合感知網

當前天津的海洋監測觀測形勢處于前端獲取數據的能力較強，但后端對數據的挖掘和應用能力相對較弱的階段。海洋監測站點和規模還遠遠不夠，滿足不了實際需要。目前，天津海洋監測觀測站主要由國家和市政府海洋局和一些大型企業組建。但相互之間相對封閉，數據也沒有實現共享，也鮮有交流，必須要打破各部門、各單位之間的壁壘，建立一個數據共享的海洋監測與觀測信息平臺。天津的海洋監測觀測系統需要建設各種相關的海洋監測與觀測標準體系，需要相關政府部門牽頭，要讓天津的海洋監測觀測系統實現數據共享，運營流程標準化，最終實現業務應用。未來應加大相關企業對研發的投入，創造出更多智能化海洋感知的儀器設備，提升水下通信技術等基礎技術，完善海洋信息化產業鏈。

4.2 轉變“基礎架構云”以增強云應用程序和云管理

依托整個市政信息基礎設施資源庫，逐步建設水務和海洋信息基礎設施池，實現全球系統資源共享。升級擴展網絡。建設水海網絡，升級防汛網絡帶寬，全面推進5G 網絡全覆蓋工程的建設。升級改造機房。根據“1 + X”機房建設模式，水廠建設室，供水調度監控中心，堤防區，水文終端站房升級。圍繞物理安全，網絡安全，主機安全，應用安全和數據安全五個方面的信息安全建設，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，實現高清視頻會議的橫向擴展和縱向擴展。構建“數據云”。根據大數據的核心概念，在現有的“一單元一庫”的基礎上，通過邏輯或物理集成方法，根據城市的數據資源交換要求和局內應用要求，轉換和重新定位核心數據庫和行業基礎數據庫，構建天津海洋“數據云”。構建海水核心數據庫和信息交換平臺，梳理跨行業和跨行業應用的水資源決策管理和數據需求，完善基礎數據庫和管理應用。建立水資源信息庫，形成相應的行業管理應用，包括水行業管理應用（河流管理應用、水文管理應用、沙灘淺灘管理應用、堤防泵門管理應用等），供水行業管理應用，排水行業管理應用。加強與海洋單位的信息共享和業務聯系，并與國家海洋局北海分局完成部分數據的獲取和存儲。

4.3 深化多領域應用，創新海洋經濟發展方式

掌握網絡思維是實現海洋經濟發展方式轉變的首要條件。重新思考市場、用戶、產品、價值鏈乃至整個業務生態系統，以用戶思考、大數據思考、平臺思維和跨境思維的角度重新審視智慧海洋的發展方式。其中，“用戶思維”意味著智慧海洋的每個環節都應以用戶為中心，相關的消費群體應該得到培育、維護、擴展和升級。“平臺思維”是互聯網開放、共享、共贏的新途徑。將海洋管理部門與互聯網的創新模式相結合，加強企業創新，形成基于互聯網的跨境整合。互聯互通，促進管理方式轉型升級，促進傳統海洋信息產業與深度“互聯網+”時代的融合，促進海洋經濟創新發展。