海洋论坛▏智慧海洋标准体系研究之需求与现状
中国船舶工业系统工程研究院作为“智慧海洋”工程的首倡单位，联合产学研相关单位，开展“智慧海洋”标准的研究和建设，提出“智慧海洋”标准体系框架。本文基于以上研究成果，对目前国内外智慧海洋相关标准建设的需求和现状进行梳理和分析。
图片来源：Organisation for Economic Cooperation and Development（OECD）
一、引言
随着物联网技术、卫星应用技术和海洋工程技术的发展，信息化成为海洋可持续发展的重要手段。中国船舶工业集团、中国船舶重工集团等相关单位提出“智慧海洋”，成为产业和学术领域研究热点。目前，“推动智慧海洋工程”已经写入我国“十三五”规划，并在发改委、国土资源部等牵头下，形成总体方案，各地方开展“智慧海洋”工程建设布局。智慧海洋标准建设是总体方案中的重要内容，覆盖智慧海洋工程全要素、贯穿工程建设全过程。目前，智慧海洋缺乏相关标准，现有标准难以应对智慧海洋建设面临突出问题，智慧海洋标准建设迫在眉睫。
中国船舶工业系统工程研究院作为“智慧海洋”工程的首倡单位，联合产学研相关单位，开展“智慧海洋”标准的研究和建设，提出“智慧海洋”标准体系框架。本文基于以上研究成果，对目前国内外智慧海洋相关标准建设的需求和现状进行梳理和分析。
二、智慧海洋标准建设需求
⒈海洋标准化将是国际竞争的热点
海洋在促进全球经济发展、保障粮食安全、消除贫困及遏制气候变化等方面发挥着不可替代的关键作用；然而，海洋正日渐受到人类活动的威胁，不断退化或遭到破坏，为生态系统提供重要支持的能力持续降低。联合国已经将“保护和可持续利用大洋、大海和海洋资源促进可持续发展”作为全球可持续发展目标之一。世界各国纷纷投入海洋的科学研究和保护。由于各国经济社会发展水平、科技水平、文化的不同，海洋的开发和保护迫切需要标准的支撑。
近年来，三大国际标准组织ISO、IEC、ITU均加强了海洋技术标准的制定，国际标准制定已成为海洋领域竞争的重要战场。美国、日本、韩国、加拿大、欧盟等国家和组织正积极利用国际化组织开展海洋信息领域相关技术标准布局。2018年，ISO将年度最高荣誉奖项——劳伦斯·艾彻领导奖颁发给了船舶与海洋技术委员会（ISO/TC8）。
⒉海洋信息技术的发展和应用激发智慧海洋标准化的旺盛需求
技术发展使海洋信息化成为可能。北斗卫星导航技术、高分遥感技术、海洋观测技术等高速发展，使得海洋信息迅速数字化；新一代高通量卫星和LEO卫星通信技术的发展，使得海上高带宽、低成本通信逐渐成为可能。
科研、环保、防灾等需求，带动了大量海洋观测项目。其中有代表性的是全球观测计划GOOS。该计划由联合国教科文组织（UNESCO）下的政府间海洋学委员会（Intergovernmental Oceanographic Commission，IOC）牵头，全球约40个国家参与。通过全球领用各类浮标、海底缆阵列、船基传感器以及卫星，采集并共享大量海洋数据。著名的Argo、IOOS计划项目也已加入GOOS的协调机制。
图片来源：GOOS官方网站
信息化加速海洋产业发展。在海洋数字化的基础上，以物联网技术、GIS技术、大数据技术、区块链技术、人工智能技术、边缘计算技术为支撑的“智慧海洋”工程，将进一步赋能海洋产业，支持如航运、渔业、油气及资源开发等海上传统产业升级转型，同时将不断催生新的业态，使陆上互联网发展红利逐步惠及海洋。
同样海洋信息化也暗含着大量的军事需求，如美国DARPA的Ocean of Things项目。该项目基于低成本分布式传感器网络，采用大数据和云计算，开展海上目标识别。
图片来源：DARPA/STO，Ocean of Things
以上技术和产业的发展迫切需求大量新的标准的制定。现有国际标准已不能满足要求，甚至在部分领域存在冲突，如无人航行器的发展需求对国际海事公约相关规范提出了挑战。
⒊标准化是我国海洋发展的重要内容，助力一带一路发展的重要手段
我国“十三五”年规划部署了“拓展蓝色经济空间”战略任务，要求海洋标准树标杆、划底线，在壮大海洋经济、加强海洋资源环境保护、维护海洋权益中发挥更大的基础性、战略性作用。国家海洋事业发展，要求进一步强化标准对海洋法律法规的技术支撑和补充作用，使海洋标准化融入海洋经济社会发展的各个领域，成为国家海洋治理体系的重要组成和治理能力现代化的重要标志。
随着海洋在国际政治经济格局中的作用日益突出，我国参与全球海洋治理和深化海洋国际合作，对海洋国际标准化的要求越来越高。21世纪海上丝绸之路建设，需要充分发挥海洋标准在推动中国海洋装备、技术和服务“走出去”中的引领作用，通过标准化实现与沿线国家的多双边合作和互联互通。国家推进“一带一路”建设工作领导小组办公室发布的《标准联通共建“一带一路”行动计划（2018—2020年）》明确把“加强海洋领域标准化合作，助力畅通21世纪海上丝绸之路”作为重点任务。
⒋智慧海洋工程建设亟需顶层设计和标准体系建设
目前我国在智慧海洋领域已经有相关项目在独立实施建设，如由同济大学牵头的中国国家海底科学观测网项目、由青岛海洋科学与技术国家实验室牵头的“透明海洋”工程。2018年，发改委批复在相关省份开展智慧海洋产业试点工作，还有地方各种名目的智慧海洋建设项目。智慧海洋工程在如火如荼建设同时，存在一定碎片化建设的问题。项目建设和实施管理相对独立，获取数据自行存储和管理，采用的技术路线和标准源不同，信息开放共享体制机制不健全，各组织之间的信息无法有效共享，导致了信息冗余和信息孤岛。解决以上问题的一方面要加强顶层的协调和设计，另一方面迫切需要智慧海洋标准的体系化建设。
三、国内外标准海洋领域标准制定情况
⒈国外情况
从国际来看，海洋标准化进程处于高速发展的阶段。从事标准和法规制定的主要的国际组织也纷纷加强海洋相关标准的制定，这些组织包括：国际标准化组织（ISO）、国际电工委员会（IEC）、国际电信联盟（ITU）、国际海事组织（IMO）。
⑴国际标准化组织（International Organization for Standardization，ISO）
ISO从事海洋标准制定的主要是船舶与海洋技术委员会（ISO/TC8）。ISO/TC8专门负责船舶建造和营运过程中与设计、建造、结构、舾装、设备、方法、技术以及海洋环境保护相关的国际标准制修订工作。2014年8月，国际标准化组织在船舶与海洋技术委员会下成立第13个分委会—海洋技术分委会（ISO/TC8/SC13）。目前，ISO/TC8秘书处单位为我国中船重工714所，主席为李彦庆，ISO/TC8/SC13主席由国家海洋局第二海洋研究所所长李家彪院士担任。
海洋技术分委会的成立，完善和充实了船舶与海洋技术委员会的工作领域，受到TC8的高度关注和支持。目前，该分委会的正式成员国有：中国、日本、韩国、新加坡、英国和美国。海洋技术分委会成立后，将开展海洋观测、资源勘探和海洋保护领域的测试方法、操作规程、设备设施、技术手段等方面的标准制定，为全球海洋调查、观测提供统一的标准和操作流程，推动水下观测系统的建立、海洋能的利用和海洋新型装备制造业的发展。截至2018年11月，ISO/TC8已颁布的标准为310项，在研标准108项。
智能船舶标准是近年来TC8关注的重要方向之一。日本在智能船标准制定上走在了前列，在2012 年就启动了“日本智能船舶应用平台项目”（SSAP），该项目旨在建立船舶及岸上获取船舶设备数据的标准化方法，为后续船岸交互的优化奠定基础。基于该项目，2015年8月，日本在ISO/TC 8/SC6发起的《船载海上工况数据服务器》（ISO 19847 : Shipboard data server to share field data on the sea）和《船载机械和设备标准数据》（ISO 19848 : Standard data for machinery and equipment part of ship）两项国际标准立项正式获得通过。
⑵国际电工委员会( International Electro-technical Commission，IEC)
简称IEC，成立于1906 年，总部设在瑞士日内瓦，是世界上成立最早的国际性电工标准化机构，负责有关电气工程和电子工程领域中的国际标准化工作。
海上导航与无线电通信设备及系统技术委员会（IEC/TC 80），其工作范围是为海上导航与无线电通信设备及系统对电工、电子、电声、光电及数据处理技术的应用制定国际标准。2009年，韩国现代重工与韩国电子通信研究院（ETRI）共同为“智能船舶1.0”开发了基于有/无线船舶综合管理网通讯技术（SAN：Ship Area Network）的船舶主机远程监控系统。该系统被IEC/TC 80选为国际标准（IEC 61162-450），该技术利用IT技术对船内原本独立管理的各种部件进行综合管理，从而使主机等与航行有关的装置更便于管理，同时也可在陆地利用远程技术对船舶状态进行实时监管，此外还可进行远程维修。
海洋能——波浪能、潮流能和其他水流能转换设备技术委员会（IEC/TC 114），对海洋能量转换系统制定国际标准，其标准化的范围重点集中在将波浪能、潮汐能和其他水流能转换成电能。
船舶及移动式和固定式近海设施电气设备技术委员会（IEC/TC 18），主要负责有关船舶及移动式和固定式近海平台用电气设备、电缆设备国际标准的制定。IEC/TC 18制定的国际标准得到世界各国船舶和海洋工程电气设备设计、制造、安装和使用企业的广泛应用及各船检机构和国际组织的认可，为全球船舶与近海设施电气设备的质量与安全提供了重要保障。
⑶国际电信联盟（International Telecommunication Union，ITU）
国际电信联盟是联合国下属标准化组织。其负责标准制定的第20研究组物联网与智慧城市（ITU-T SG20），主要从事重点为物联网(IoT)、智慧城市与社区、数据管理与处理等方向标准制定，目前在海洋方面已开展智慧港口等领域的研究。
2011年，国际电信联盟（ITU）、联合国教育、科学及文化组织政府间海洋委员会（UNESCO/IOC）和世界气象组织（WMO）成立了 “将海底电缆用于海洋/气候监测和灾害预警”联合工作组（ITU/WMO/UNESCO IOC JTF），以探索海底气候监测和灾害预警系统的可能性。联合任务组的任务包括制定战略和路线图，以便将装有科学传感器的海底中继器用于气候监测和降低灾害风险（海啸）。任务组还将分析在此领域对退役、停用海缆进行改造和迁移的可能。
⒉国内情况
⑴全国海洋标准化技术委员会
全国海洋标准化技术委员会于2005年由国家标准化管理委员会批准成立，是从事全国海洋标准化工作的技术组织，全面负责我国海岸带、海岛、内海、领海、毗邻区、大陆架、专属经济区及其他管辖海域内有关海域使用管理、海洋环境保护、海洋行政执法、海洋科学调查、海洋经济活动、海洋公益服务、海洋科技开发等专业技术活动的标准化工作。全国海洋标准化技术委员会的成立在海洋标准化工作发展过程中具有里程碑式的重要意义，它使海洋行业有了专门的标准化技术组织，完善和理顺了工作机制，扩大了海洋标准化工作范围和影响，加快了海洋标准化工作发展的步伐。
全国海洋标准化技术委员会现有委员49名，秘书处设在国家海洋标准计量中心，设有海洋环境保护、海洋观测及海洋能源开发利用、海域使用管理、海洋调查技术与方法、海洋工程勘察与测绘、海洋生物资源开发与保护和海水淡化及综合利用等七个标准化分技术委员会。
截止到2017年12月底，已发布119项国家标准、261项行业标准。目前，在研国家标准39项、行业标准399项。
⑵中国标准化协会海洋分会
2015年1月6日，中国标准化协会海洋标准化分会在天津成立，并召开了第一次会员代表大会。海洋标准化分会是由国内从事海洋标准化工作的企业、事业、科研机构和高校等单位、个人自愿组成的非营利性社会组织。该分会主要承担9方面工作，包括开展海洋标准化工作中共性问题和标准化理论的研究；宣传国家有关标准化的法律、法规和政策，普及标准化知识，组织标准化技术培训；组织起草海洋标准，提供标准化技术咨询服务；开展国际海洋标准化技术与信息交流活动，加强国际交流与合作等。
⑶中国海洋学会海洋标准化分会
2016年10月21日，在第八届海洋强国战略论坛举办期间，中国海洋学会海洋标准化分会在厦门召开成立大会暨第一次会员代表大会。
四、问题分析
⒈未形成体系化布局，大量领域未覆盖
国际标准制定方面，主要集中在船舶信息化相关，如船舶内部电子设备接口、通导设备等。国内标准制定方面，根据2015年4月国家海洋局发布的现行有效海洋国家标准和行业标准目录，我国海洋标准主要为海洋水文、生物、化学、气象、地质等领域的试验或调查方法，在数字化信息化领域没有相关标准。一些重点领域如“深水、绿色、安全”的海洋核心技术、海域海岛资源市场化配置、以生态系统为基础的海洋综合管理、海洋资源勘探与开发、极地考察、大洋调查等标准研制基础薄弱。
⒉国际上专业从事海洋技术标准组织较少，比较分散
研究组较小，领域较窄。国际标准主要在传统的船舶领域，如ISO/TC8，其下12个研究组为船舶相关，第13研究组面向一般海洋技术，研究刚刚起步；IEC/TC 80主要集中围绕船舶的导航与无线电通信。智慧海洋相关标准的制定分散各个技术领域专业组，对海洋的针对性不强，缺乏顶层的系统性的设计策划。
⑶海洋信息技术标准研究相对滞后，跟不上技术发展
新技术的发展将给海洋的开发和保护带来根本性的变革。海洋观测技术、海洋通信技术，以及物联网技术、GIS技术、大数据技术、区块链技术、人工智能技术、边缘计算技术在海洋上的应用，迫切需要标准的支持。国际标准在技术和行业发展阶段已经走到最前端，在技术和产业萌芽阶段，各国即开始标准的预先研究和路线争夺，标准加专利布局已成为先进企业竞争策略。相对而言，海洋信息技术标准研究总体滞后。
■本文来自“体系工程”，作者/赵亮
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