張 意 周 然 馬瑞鑫
(交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究院,天津 300456)
隨著新冠肺炎疫情防控和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的統(tǒng)籌推進(jìn),發(fā)力于科技端的新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)a“新基建”)逐漸成為熱點(diǎn)。2020 年3 月5 日,習(xí)近平總書(shū)記在中央政治局常務(wù)會(huì)議上指出“加快5G 網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)度”。這是近年來(lái)數(shù)據(jù)中心首次被列入加快建設(shè)“新基建”的條目,數(shù)據(jù)中心也作為“新基建”中的一個(gè)亮點(diǎn),引起了業(yè)界的高度關(guān)注[1]。而水運(yùn)作為綜合交通運(yùn)輸體系的重要組成部分,具有運(yùn)能大、占地少、能耗低、污染輕、成本低的比較優(yōu)勢(shì),是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)[2]。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和理念提升,水運(yùn)在綜合交通運(yùn)輸體系中的地位和作用愈發(fā)凸顯,成為引領(lǐng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的戰(zhàn)略性力量。伴隨著經(jīng)濟(jì)進(jìn)入“新常態(tài)”,我國(guó)水運(yùn)行業(yè)也步入轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵時(shí)期,而建設(shè)安全、便捷、高效、綠色的現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸體系也對(duì)水運(yùn)科學(xué)數(shù)據(jù)的知識(shí)價(jià)值提出了更高要求,當(dāng)前行業(yè)發(fā)展迫切需要以大數(shù)據(jù)思維系統(tǒng)研究水運(yùn)科學(xué)數(shù)據(jù)的采集、管理、挖掘和應(yīng)用技術(shù),進(jìn)而基于相對(duì)完整的生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建行業(yè)科學(xué)大數(shù)據(jù)中心,以支撐水運(yùn)行業(yè)科技創(chuàng)新能力提升和交通強(qiáng)國(guó)水運(yùn)科技新篇章建設(shè)。
然而,當(dāng)前我國(guó)水運(yùn)科學(xué)大數(shù)據(jù)仍存在數(shù)據(jù)采集質(zhì)量有待提高、數(shù)據(jù)研究缺乏條件支撐、數(shù)據(jù)應(yīng)用價(jià)值挖掘不夠、數(shù)據(jù)規(guī)范風(fēng)險(xiǎn)管理不足等發(fā)展短板,嚴(yán)重制約行業(yè)持續(xù)轉(zhuǎn)型升級(jí)。筆者在深入分析水運(yùn)科學(xué)大數(shù)據(jù)發(fā)展現(xiàn)狀和大數(shù)據(jù)中心建設(shè)重要意義的基礎(chǔ)上,從多個(gè)角度探討“新基建”戰(zhàn)略下水運(yùn)科學(xué)大數(shù)據(jù)中心建設(shè)的路徑,為賦能行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供參考和支撐。
水運(yùn)行業(yè)有著大數(shù)據(jù)研究與應(yīng)用的內(nèi)生環(huán)境與土壤,其行業(yè)本身就一直與大數(shù)據(jù)研究融合共生。
1. 海量數(shù)據(jù)來(lái)源豐富
體量豐富的數(shù)據(jù)源為水運(yùn)大數(shù)據(jù)研究與創(chuàng)新應(yīng)用提供了基礎(chǔ)條件。沿海、內(nèi)河的原型觀測(cè)和數(shù)學(xué)模型計(jì)算數(shù)據(jù)、水運(yùn)重大基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、水運(yùn)工程環(huán)境保護(hù)與安全運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、水工結(jié)構(gòu)物檢驗(yàn)檢測(cè)與評(píng)估分析數(shù)據(jù)等,都對(duì)交通水運(yùn)規(guī)劃、建設(shè)、維護(hù)、管理具有重要的支撐作用。
2. 行業(yè)數(shù)據(jù)價(jià)值巨大
行業(yè)特征決定了水運(yùn)行業(yè)實(shí)時(shí)產(chǎn)生著大量數(shù)據(jù),促進(jìn)了行業(yè)大數(shù)據(jù)的積累與沉淀。數(shù)據(jù)背后隱藏的巨大效益在日積月累的微小進(jìn)步中逐漸凸顯,以?xún)?nèi)河航道感知和港口設(shè)施長(zhǎng)期性能監(jiān)測(cè)為例,其多年積累數(shù)據(jù)的應(yīng)用在航道、港口設(shè)施的科學(xué)養(yǎng)護(hù)過(guò)程中起到關(guān)鍵作用[3]。
3. 新技術(shù)推動(dòng)數(shù)據(jù)多維應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用也帶動(dòng)了大數(shù)據(jù)在水運(yùn)行業(yè)的創(chuàng)新應(yīng)用[4]。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使水運(yùn)基礎(chǔ)設(shè)施長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)成為可能,同時(shí)也成為行業(yè)大數(shù)據(jù)最重要的來(lái)源之一。云計(jì)算技術(shù)的普及大大提高了水運(yùn)工程數(shù)值模擬仿真計(jì)算效率,同時(shí)也產(chǎn)生出更多的科學(xué)數(shù)據(jù)。應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析,解決了傳統(tǒng)檢測(cè)手段由于數(shù)據(jù)來(lái)源單一而產(chǎn)生的分析不系統(tǒng)的問(wèn)題。
4. 新趨勢(shì)引領(lǐng)發(fā)展方向
目前,行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展要求和“新基建”重大布局,為水運(yùn)科學(xué)大數(shù)據(jù)研究和應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)提供了重要遵循,包括水運(yùn)工程科學(xué)大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及制度措施的制修訂、大數(shù)據(jù)獲取—存儲(chǔ)—處理—分析挖掘相關(guān)技術(shù)研究、大數(shù)據(jù)在多領(lǐng)域深度融合應(yīng)用研究、大數(shù)據(jù)共享交換及相關(guān)產(chǎn)品增值服務(wù)等。
目前,全球數(shù)據(jù)中心總量約為350 萬(wàn)個(gè),美國(guó)和歐洲幾乎占據(jù)全球總量的一半。美國(guó)、歐盟和澳大利亞2012 年共同發(fā)起成立了國(guó)際數(shù)據(jù)研究聯(lián)盟(Research Data Alliance,RDA),強(qiáng)化了其在全球數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和創(chuàng)新應(yīng)用領(lǐng)域的話語(yǔ)權(quán)和壟斷地位[5]。而憑借自身先進(jìn)的管理體制、完善的交通管理設(shè)施、起步較早的信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù),歐美發(fā)達(dá)國(guó)家在過(guò)去的交通運(yùn)輸管理特別是水運(yùn)交通領(lǐng)域中積累了大量數(shù)據(jù),由此開(kāi)發(fā)的各類(lèi)模型和系統(tǒng),使其信息化研究和應(yīng)用長(zhǎng)期處于國(guó)際領(lǐng)先水平。例如,荷蘭鹿特丹港聯(lián)合多個(gè)港口和運(yùn)輸公司共同開(kāi)發(fā)了以港口為中心的國(guó)際運(yùn)輸信息中心平臺(tái)a(INTIS),對(duì)海量港口信息數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)整合和自動(dòng)化處理,提高了港口運(yùn)作和管理效率,確保了其長(zhǎng)期保持歐洲第一大港的地位。我國(guó)交通大數(shù)據(jù)領(lǐng)域發(fā)展迅猛,但對(duì)標(biāo)歐美發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū),水運(yùn)領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)管理和應(yīng)用仍存在一些短板。
1. 數(shù)據(jù)采集質(zhì)量有待提高
水運(yùn)科學(xué)數(shù)據(jù)來(lái)源包括水運(yùn)基礎(chǔ)和應(yīng)用研究、重大工程項(xiàng)目,以及觀測(cè)監(jiān)測(cè)、考察調(diào)查、檢驗(yàn)檢測(cè)等形成的原始和衍生數(shù)據(jù)。正因?yàn)閿?shù)據(jù)來(lái)源多樣,且多為服務(wù)于項(xiàng)目的臨時(shí)性、階段性采集,而非業(yè)務(wù)化、連續(xù)性運(yùn)行,加之?dāng)?shù)據(jù)采集方法、設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)、人員、渠道的不統(tǒng)一,一定程度上增加了數(shù)據(jù)匯聚難度,未經(jīng)專(zhuān)門(mén)處理、清洗或整合的數(shù)據(jù)質(zhì)量無(wú)法保證,數(shù)據(jù)可用性和應(yīng)用價(jià)值大打折扣。
2. 數(shù)據(jù)研究缺乏條件支撐
近年來(lái),交通運(yùn)輸行業(yè)以大數(shù)據(jù)作為重要驅(qū)動(dòng)力實(shí)現(xiàn)了從智能交通向智慧交通的提升發(fā)展,建設(shè)了一批大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室和信息共享平臺(tái)[6]。但對(duì)于數(shù)據(jù)產(chǎn)生和應(yīng)用需求較大的水運(yùn)行業(yè),尚未布局針對(duì)性的大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)條件和平臺(tái),尤其是在以基礎(chǔ)設(shè)施為重點(diǎn)研究對(duì)象的水運(yùn)工程領(lǐng)域,既不具備開(kāi)展大數(shù)據(jù)與專(zhuān)業(yè)融合技術(shù)研究的基礎(chǔ)條件,也不具備大數(shù)據(jù)在行業(yè)應(yīng)用研究所必需的實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)設(shè)備。
3. 數(shù)據(jù)應(yīng)用價(jià)值挖掘不夠
目前大量珍貴的水運(yùn)科學(xué)數(shù)據(jù)只一次性服務(wù)于某項(xiàng)工程,尚未完全形成利用大數(shù)據(jù)、并行計(jì)算等新興信息技術(shù)手段開(kāi)展系統(tǒng)分析研究的能力,導(dǎo)致數(shù)據(jù)增值服務(wù)和產(chǎn)品較少,缺乏以水運(yùn)科學(xué)數(shù)據(jù)為依托形成具有核心競(jìng)爭(zhēng)力和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)據(jù)分析成果。數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)利用不足、價(jià)值挖掘不夠,造成了巨大的數(shù)據(jù)浪費(fèi),也降低了數(shù)據(jù)采集分析人員的積極性,反過(guò)來(lái)制約了數(shù)據(jù)的獲取。
4. 數(shù)據(jù)規(guī)范風(fēng)險(xiǎn)管理不足
2018 年國(guó)務(wù)院印發(fā)了科學(xué)數(shù)據(jù)管理辦法,但交通運(yùn)輸部尚未出臺(tái)專(zhuān)門(mén)針對(duì)行業(yè)科學(xué)數(shù)據(jù)的管理細(xì)則及相關(guān)技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和制度。水運(yùn)行業(yè)有關(guān)科研院所、高等院校和企業(yè)等法人單位是科學(xué)數(shù)據(jù)管理的責(zé)任主體,但各方的科學(xué)數(shù)據(jù)管理仍存在數(shù)據(jù)采集無(wú)標(biāo)準(zhǔn)可依、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)無(wú)條件可用、數(shù)據(jù)安全無(wú)規(guī)則保障、數(shù)據(jù)管理無(wú)責(zé)任落實(shí)、數(shù)據(jù)資源浪費(fèi)嚴(yán)重等問(wèn)題。此外,由于管理無(wú)序,一些關(guān)系國(guó)家公共安全或國(guó)家關(guān)鍵核心技術(shù)的數(shù)據(jù)也會(huì)存在遺失、泄密的風(fēng)險(xiǎn)。
數(shù)據(jù)中心是數(shù)據(jù)計(jì)算、存儲(chǔ)和交互的場(chǎng)所,是互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和人工智能等領(lǐng)域的通用支撐技術(shù),是智能經(jīng)濟(jì)底層基礎(chǔ)設(shè)施和國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力新內(nèi)涵的集中體現(xiàn)。加快推動(dòng)科學(xué)大數(shù)據(jù)中心建設(shè),對(duì)水運(yùn)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。
從中長(zhǎng)期看,數(shù)據(jù)中心等數(shù)字經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的行業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)在技術(shù)和資金允許的情況下適度超前布局,以充分調(diào)動(dòng)大數(shù)據(jù)創(chuàng)新服務(wù)行業(yè)發(fā)展和繁榮應(yīng)用市場(chǎng)的作用。特別是在當(dāng)前大國(guó)科技競(jìng)爭(zhēng)加劇和交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)加快推進(jìn)的大背景下,加大對(duì)行業(yè)數(shù)據(jù)中心的投入,有助于穩(wěn)增長(zhǎng)、穩(wěn)就業(yè),釋放國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)潛力,為產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)和行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供新動(dòng)能,有效緩解新冠肺炎疫情對(duì)全國(guó)經(jīng)濟(jì)和交通運(yùn)輸行業(yè)的沖擊,同時(shí)加快縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家相關(guān)領(lǐng)域的數(shù)字鴻溝。
當(dāng)前,我國(guó)經(jīng)濟(jì)步入“新常態(tài)”,水運(yùn)行業(yè)也正由大規(guī)模建設(shè)向“建、管、養(yǎng)、用”全鏈條發(fā)展,行業(yè)在結(jié)構(gòu)性改革的關(guān)鍵時(shí)期更是迫切需要充分結(jié)合現(xiàn)代信息智能技術(shù),完善高度集約化的行業(yè)數(shù)據(jù)中心等基礎(chǔ)支撐環(huán)境并將其納入水運(yùn)基礎(chǔ)設(shè)施體系[7]。在實(shí)現(xiàn)行業(yè)數(shù)據(jù)有效管理和科學(xué)應(yīng)用的基礎(chǔ)上,最大程度挖掘數(shù)據(jù)作為重要戰(zhàn)略資源的內(nèi)生動(dòng)力和蘊(yùn)含價(jià)值,為水運(yùn)規(guī)劃設(shè)計(jì)、工程建設(shè)、科學(xué)研究、檢測(cè)評(píng)估等提供支撐,促進(jìn)水運(yùn)工程行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展和提升發(fā)展。
水運(yùn)行業(yè)涉及港口、航道、船舶、岸線等專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域,港航、海事、環(huán)保、水利等管理部門(mén)以及眾多行業(yè)企業(yè),其發(fā)展離不開(kāi)跨地區(qū)、跨領(lǐng)域、跨系統(tǒng)、跨國(guó)際的業(yè)務(wù)協(xié)同和關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)支撐[8]。為有效提高政府決策的系統(tǒng)性和科學(xué)性,亟需建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)共享平臺(tái)和機(jī)制,形成具有完善數(shù)據(jù)資源管理能力的科學(xué)大數(shù)據(jù)中心,進(jìn)而突破政府、企業(yè)、公眾之間的“數(shù)據(jù)孤島”和“數(shù)據(jù)鏈斷點(diǎn)”,以大數(shù)據(jù)的全新思維,為相關(guān)管理決策和科學(xué)研究提供新的數(shù)據(jù)供給機(jī)制。
當(dāng)前新一輪科技革命方興未艾,以大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等為代表的一批新技術(shù)不斷涌現(xiàn),推動(dòng)了行業(yè)深刻變革[9]。建設(shè)水運(yùn)科學(xué)大數(shù)據(jù)中心,通過(guò)海量數(shù)據(jù)的輸入、高性能的計(jì)算和多源數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)分析,排除人為主觀因素的誤差,以大數(shù)據(jù)技術(shù)與傳統(tǒng)水運(yùn)專(zhuān)業(yè)的融合創(chuàng)新,匯聚行業(yè)數(shù)據(jù),是水運(yùn)科學(xué)研究主動(dòng)適應(yīng)新技術(shù)條件下科研方向轉(zhuǎn)型、科研手段升級(jí)和科研層次提升的需要,也是促進(jìn)科研創(chuàng)新新一輪高速發(fā)展、支撐交通強(qiáng)國(guó)科技發(fā)展的重要途徑。
基于大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和水運(yùn)工程行業(yè)發(fā)展需求,建設(shè)國(guó)家級(jí)水運(yùn)科學(xué)大數(shù)據(jù)中心,搭建行業(yè)大數(shù)據(jù)跨界應(yīng)用的基礎(chǔ)平臺(tái),推動(dòng)跨部門(mén)、跨區(qū)域的數(shù)據(jù)共享與業(yè)務(wù)協(xié)同,填補(bǔ)我國(guó)水運(yùn)行業(yè)大數(shù)據(jù)研究空白。通過(guò)數(shù)據(jù)中心的智能化運(yùn)維和建立可持續(xù)的政產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制,為行業(yè)科學(xué)大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究提供實(shí)驗(yàn)條件,為大數(shù)據(jù)技術(shù)與水運(yùn)專(zhuān)業(yè)技術(shù)復(fù)合型人才培養(yǎng)提供創(chuàng)新支撐,為行業(yè)管理部門(mén)科學(xué)精準(zhǔn)施策提供科學(xué)依據(jù)。
依據(jù)國(guó)務(wù)院印發(fā)的科學(xué)數(shù)據(jù)管理辦法,結(jié)合水運(yùn)行業(yè)特色,制訂針對(duì)性的行業(yè)科學(xué)大數(shù)據(jù)管理細(xì)則,完善頂層政策設(shè)計(jì),明確各級(jí)行政管理部門(mén)、各有關(guān)單位分工負(fù)責(zé)的體系,規(guī)范科學(xué)數(shù)據(jù)管理,保障科學(xué)數(shù)據(jù)安全,提高開(kāi)放共享水平。推動(dòng)行業(yè)層面數(shù)據(jù)統(tǒng)籌與規(guī)劃,組織研究和制訂行業(yè)科學(xué)大數(shù)據(jù)分型分類(lèi)、采集生產(chǎn)、加工整理、長(zhǎng)期保存、開(kāi)放共享、評(píng)價(jià)考核等管理政策和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,確保數(shù)據(jù)質(zhì)量和價(jià)值產(chǎn)出。
針對(duì)當(dāng)前海量多源異構(gòu)數(shù)據(jù)處理和分析的深層次、強(qiáng)關(guān)聯(lián)、多維度的分析需求和技術(shù)瓶頸,瞄準(zhǔn)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、5G 等前瞻技術(shù),著力開(kāi)展水運(yùn)科學(xué)大數(shù)據(jù)技術(shù)政策理論、大數(shù)據(jù)采集匯聚技術(shù)、大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析挖掘技術(shù)、大數(shù)據(jù)安全共享技術(shù)等一系列研究,通過(guò)對(duì)海量結(jié)構(gòu)化信息和非結(jié)構(gòu)化信息的深度處理,強(qiáng)化水運(yùn)科學(xué)數(shù)據(jù)的協(xié)同獲取、一體化管理、多域多維信息重建與可視計(jì)算等前瞻性、引導(dǎo)性關(guān)鍵核心技術(shù)的供給能力。
以構(gòu)建數(shù)字水運(yùn)為導(dǎo)向,推動(dòng)大數(shù)據(jù)與水工、港航等傳統(tǒng)專(zhuān)業(yè)的深度融合,以大數(shù)據(jù)共享交換及相關(guān)產(chǎn)品的增值服務(wù)促進(jìn)生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈的豐富,推動(dòng)上下聯(lián)動(dòng)的多元化示范和應(yīng)用場(chǎng)景的構(gòu)建,為水運(yùn)規(guī)劃建設(shè)、運(yùn)行管理、保養(yǎng)維護(hù)、綠色環(huán)保、安全應(yīng)急以及智慧港口打造、智能航運(yùn)建設(shè)、水運(yùn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供決策依據(jù),為行業(yè)宏觀和微觀數(shù)據(jù)分析提供工具手段,強(qiáng)化平臺(tái)服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的能力,為智能經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供支撐。
在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)“新常態(tài)”“新基建”加速布局和加快建設(shè)交通強(qiáng)國(guó)的時(shí)代背景下,加快科學(xué)大數(shù)據(jù)中心建設(shè),可為新歷史時(shí)期下社會(huì)經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)增長(zhǎng)提供新動(dòng)力、為新發(fā)展形勢(shì)下行業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)提供新路徑、為新需求供給下支撐政府科學(xué)決策提供新機(jī)制、為新技術(shù)條件下水運(yùn)科學(xué)創(chuàng)新研究提供新機(jī)遇,下一步,建議從構(gòu)建國(guó)家級(jí)水運(yùn)科學(xué)大數(shù)據(jù)中心平臺(tái)、制訂行業(yè)大數(shù)據(jù)管理辦法和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、突破行業(yè)大數(shù)據(jù)一系列關(guān)鍵核心技術(shù)、建立水運(yùn)科學(xué)大數(shù)據(jù)應(yīng)用生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈等幾個(gè)方面補(bǔ)齊短板,完善體系,為交通強(qiáng)國(guó)水運(yùn)科技新篇章建設(shè)注入強(qiáng)大新動(dòng)能。
交通運(yùn)輸部管理干部學(xué)院學(xué)報(bào)2020年4期