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海洋电子信息在我国军民融合领域的发展前景研究

 
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 一、海洋电子信息产业整体概述
海洋电子信息产业是海洋领域采用信息化或应用信息技术而产生的渗透成效,比如智慧海洋等。其主要包括海洋大数据产业、海洋应用软件产业、海洋智能装备产业、海洋通信产业。“十三五”以来,国家全面布局海洋信息化建设,加强云计算、大数据等新一代信息技术在海洋领域的深度融合,着力推进形成“信息透彻感知、通信泛在随行、数据充分共享、应用服务智能”的海洋信息化体系。同时,国家启动“智慧海洋”工程,要打造基于海洋综合感知、互联网实时传输、大数据云计算分析挖掘三大高新技术的“智慧海洋”,实现海洋信息互联互通、融合共享、智能挖掘和智慧应用。

近年来我国海洋电子信息产业高速发展,智慧海洋、国家海底科学观测网等一批重大项目快速推进,山东、浙江、广东、福建、天津等省市加大规划布局和政策引导,部分科研院所和企业专门成立了从事海洋信息技术开发和应用的部门。

二、海洋电子信息产业细分领域研究

(一)海洋大数据产业

海洋大数据是通过采集、存储、处理、挖掘涉海、涉港、涉船、涉江等各类数据资源,为人类更为深入的感知、认识和控制海洋物理世界提供丰富的信息和决策依据的产业。进行海洋大数据管理需要在实现海洋要素、场景、灾害过程等可视化管理的基础上兼顾海洋数据的敏感性、时空相关性和海量性等特征。

——全球积极推进海洋大数据全面化业务应用。目前,世界各国都在积极投入“数字海洋”的建设,并为进一步建设“智慧海洋”平台奠定基础,如美国和加拿大制定的“海王星”计划、日本的“ARANA”计划、非洲沿海25国的“非洲近海资源数据和网络信息平台”以及中国的“iOcean”平台等。中国系列海洋卫星产品在赤潮/绿潮监测、海冰监测、渔业生产和水质调查等方面得到了全面的业务化应用。其中,HY-2产品应用于中国与欧盟的数值模式预报及多源融合产品中,而高分辨率海面温度产品在马航失联客机海上搜救保障、极地大洋航线中提供了重要的支撑保障。美国大气海洋局(NOAA)计划在2023年推出WoF(Warn-onForecast)系统。该系统可为美国及其临近海域提供精细化天气预报和灾害预警——美国本土计算网格大小精细至3-10km,全球区域内网格精细至15m;该系统的计算需求高达1万亿次。

——我国出台一系列政策扶持大数据产业发展。2015年9月,国务院印发《促进大数据发展行动纲要》;2016年,工业与信息化部发布《大数据产业发展规划(2016-2020年)》;2017年1月,工信部发布了《大数据产业发展规划2016-2020年》。此外,发改委、农业部、交通运输部、国土资源部、环境保护部、林业局等其他机构以及各地政府也纷纷出台相关的大数据发展政策,为我国大数据产业行业提供了发展方向以及有力的政策保障,使我国大数据行业发展环境持续优化,产业生态系统日趋完善,大数据行业相关从业企业数量也获得了明显增长,至2017年底已经增加至300家以上。

——我国海洋大数据产业发展尚属于起步阶段。随着大数据应用优势的凸显,大数据应用项目呈加速增长的态势,年均新增项目在1300个以上,其中广东、北京、贵州、江苏、上海、浙江等是大数据项目的主要需求地区,需求占比在50%以上;政府、学校/科研机构等公共部门是大数据项目的最大需求者,需求占比为60%,企业需求占比为40%。2013-2017年,中国大数据行业市场规模由19.7亿元增长至154.2亿元,年均增速为63%,但是大数据产品及其服务的主要应用领域为智能制造、金融证券、电子商务、电子政务、医疗、电信、交通、能源等,在海洋领域的应用占比则不足8%。

——海洋大数据数据资源管理标准体系日趋完善。在海洋大数据方面,海洋业务系统已建立了集中统一、流程规范、保障安全、促进共享的海洋数据资源管理工作机制,先后发布实施《海洋资料汇交管理办法》、《海洋观测资料管理办法》、《中华人民共和国深海海底资源勘探开发法》、《中国极地考察数据管理办法》等规章制度。“十三五”以来国家加大了海洋数据整合共享的推进力度。《全国海洋标准化“十三五”发展规划》做出了“海洋标准+信息化”重大工程的部署,推进海洋信息的收集、处理、大数据分析管理、共享等方面的技术标准。海洋数据管理体系、海洋大数据标准体系框架、海洋环境综合数据库编码规范等海洋行业标准研究相继启动,海洋数据资源管理标准体系日趋完善。

——我国海洋大数据产业的发展空间极其广阔。海洋大数据可以实现生态、气候、灾害等多领域的预测、预警以及辅助决策,例如,通过对声学遥感数据进行分析,能够得到海洋中的生物群落和物种分布,为海洋生态平衡提供科学参考;通过对地震活动、断层活动、洋中脊演讲活动观测数据分析,能够对海底地震和海啸进行预警。因此,海洋领域大数据成为当前最活跃的产业领域。根据《大数据产业发展规划(2016-2020年)》,国家支持海洋工程装备及高技术船舶等制造企业的工业大数据平台开发和应用示范。“海洋强国”“一带一路”、“海陆统筹”和“军民融合”等国家战略,以及经济社会发展对海洋科学各领域的具体需求均为我国海洋大数据产业的发展奠定了坚实基础。

(二)海洋应用软件产业

应用软件是指针对下游用户某种应用为目的所编程的软件。海洋应用软件是指应用于河道和海洋测量、驳船/拖船管理、钻井平台等领域的信息软件,如导航和数据采集软件、多波束数据采集软件、测量数据编辑软件、三维数字地形建模软件、海测原图成图软件等。

——全球软件产业呈现出分散化和专业化趋势。全球软件产业布局除欧美外,近年来正逐渐转向印度、中国、俄罗斯等新兴国家。根据普华永道公布的《全球软件百强企业》报告显示,2017年,全球软件市场规模达7.23万亿美元,全球百强软件企业前十强市场份额占比将近50%,均为欧美国家软件领域的品牌企业。全球软件百强企业中约65%的企业来自亚洲,主要为印度、中国的软件企业,另外,还有部分俄罗斯的软件企业。全球软件下游用户需求已呈现多样化及专业化趋势,致使软件企业更加注重解决下游用户多样性问题的能力,以及专门解决某一领域专业化的问题。

——中国软件产业总体保持平稳较快发展态势。2017年,我国软件业务收入达5.4万亿元。其中,信息技术服务收入2.9万亿元,占我国软件业务收入比重的53.7%;软件产品收入1.7万亿元,占我国软件业务收入比重的31.5%;云计算相关运营服务(包括在线软件运营服务、平台运营服务、基础设施运营服务等在内的信息技术服务)收入8千亿元,占我国软件业务收入比重的14.8%。随着我国软件需求市场逐步扩大,我国软件产业正向推进信息系统安全可控、驱动工业智能化等方向迈进,软件产业加快向各领域渗透,应用服务能力不断提升。

——我国海洋应用软件规模小,产业结构失衡。2017年中国软件和信息服务业从业企业数量为34895家,其中60%以上的企业从事的是集团管理软件、能源领域软件、工业设计软件等细分领域,专业从事海洋应用软件产品的企业数量较少,仅有百家左右。近几年,我国海洋应用软件企业虽取得了一定的成绩,但与国外软件企业相比,企业规模仍然偏小。相对较小的规模限制了我国海洋应用软件企业的研发能力、服务能力,不利于企业参与到国际市场的竞争。另外,在基础软件方面,如操作系统、数据库系统等仍为国外企业垄断,造成我国海洋软件市场产业结构长期失衡。

——我国海洋应用软件产业格局正在逐步形成。我国应用软件产品供应市场中,华东、华南和华北地区凭借技术、资源、经济、人才等优势最先发力海洋应用软件业,且形成了一批比较具有市场竞争力的企业,如北京大洋经略科技有限公司、广州中海达卫星导航技术股份有限公司等。近年来,随着海洋经济与大数据融合应用逐步深化,海洋应用软件需求快速增长,更多企业加速对海洋应用软件领域进行业务布局,海洋应用软件企业数量年均增速保持在6%以上。

(三)海洋智能装备产业

智能装备指具有感知、分析、推理、决策、控制功能的制造装备,它是先进制造技术、信息技术和智能技术的集成和深度融合。海洋智能装备是指应用在海洋领域的智能制造装备,主要有水下滑翔机、无人艇、无人船、水下机器人、水下探测设备,如雷达、声纳、浮标、潜标及各类涉海高端传感器。

——全球海洋经济兴起保障海洋智能装备发展。海洋作为全球21世纪资源新基地,其经济意义、现实意义和长远战略意义突出。发展海洋经济已成为全球解决资源和环境瓶颈问题的重要途径,以及经济可持续发展的新增长点。全球海洋经济发展保持良好态势,2017年全球海洋经济产值已超30万亿美元,我国海洋经济达7.76万亿元。海洋经济的兴起将极大的拓展海洋智能装备的应用范围,为海洋智能装备产业未来发展奠定了坚实基础。

——全球海洋智能装备产业处于初级发展阶段。海洋智能装备在海岸设施的监管、海洋探测、海洋生物栖息环境监测等方面有着重要的作用,同时也可在有效打击海盗、恐怖行动、海上走私等犯罪行动上给予支持。随着全球海洋经济的发展和各国对海洋国防重视程度的提高,越来越多的国家重视海洋智能装备领域的发展,海洋智能装备需求不断增加。目前,全球海洋智能装备产业尚处于初级发展阶段,但增长较快。根据世界资料中心海洋组织发布的数据:2017年全球海洋智能装备市场规模已达万亿美元,年均增速保持在10%左右。

——海洋智能装备主要由欧美、日韩引领发展。海洋智能装备细分产品众多,其中雷达、声纳、浮标、潜标及各类涉海传感器领域发展时间较长,市场相对比较成熟。例如全球雷达供给能力较强的主要为美国、欧洲、日韩等。2017年全球雷达市场美国占比为37.2%,欧洲占比为34.1%,日韩占比为15.4%,其他地区占比为13.3%;水下滑翔机、无人艇、无人船、水下机器人、水下探测设备等技术要求非常高,全球均处在初级发展阶段,并以欧美、日韩等国家引领全球发展。例如,在无人艇领域,美国、英国、德国、日本等国家走在前列,美国正式服役的无人水面艇主要有RMS遥控猎雷系统、“海狐”和“斯巴达侦察兵”;英国德尔“芬里厄”(FENRIR)无人艇;德国VeersMMSV3无人艇;日本Yamaha公司开发的UMV-H和UMV-O无人艇等。我国无人艇技术发展起步较晚,多数还处于概念设计阶段,关键技术与欧美、日韩等国家差距较大。

——我国持续出台海洋智能装备产业支持政策。《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》将以智能装备为代表的高端装备制造业列为七大战略性新兴产业之一。此后国家出台了《中国制造2025》、《智能制造“十三五”发展规划》、《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》等一系列产业政策大力扶持智能装备发展。我国与欧美、日韩等国家相比起步较晚,但受益于国家政策支持和下游需求增长,近年来海洋智能装备产业也获得了较快发展,2017年我国海洋智能装备市场规模已达1026亿元,年均增长率达15%左右。

——我国海洋智能装备发展滞后,区域特征明显。海洋智能装备对技术研发、系统集成、生产制造等均有较高要求,属于技术及资金密集型产业。我国海洋智能装备产业科技创新能力弱,核心技术受制于人,在新技术与新产品研发方面,仍属于国外先进技术发展的跟随者。目前,我国海洋智能装备产业已逐步形成长三角、珠三角、东南沿海和环渤海圈等聚集区。由于科技资源丰富、金融资源广泛、人才资源聚集及市场空间广阔等软硬件优势,长三角和珠三角成为我国海洋智能装备产业发展最为突出的地区。 

(四)海洋通信产业

海洋通信系统主要包括海上无线通信、海洋卫星通信和岸基移动通信。它们共同构成的通信网络保障了近海、远海和远洋的船舶-海岸/基地、船舶-船舶之间的日常通信。现代海洋通信产业在海洋运输、油气勘探开采、海洋环境监测、海洋渔业、海水养殖和海洋科考等领域均得到广泛应用。

——全球海洋通信产业的竞争格局将被打破。美国、欧洲、日本等国大力发展海洋通信产业,全球海洋通信市场基本上由法国阿尔卡特朗讯、美国TE泰科、日本NEC等企业垄断。例如海底光缆领域,欧洲、美国、日本企业占据80%左右的市场份额。近年来,随着中国、印度、俄罗斯等新兴国家经济的崛起和海洋通信技术能力的提升,这些国家也已经具备了铺设海底线路的资金和能力,如我国烽火通信、中亨光电等企业迅速崛起,并加入到国际竞争的行列。目前,全球光缆企业超过300家,中国占比超过50%;全球光纤企业约56家,中国企业占比近50%。

——我国海洋通信与发达国家相比存在差距。现阶段我国海洋通信技术与世界海洋通信技术强国,例如,美国、挪威、日本、德国等发达国家相比,存在较大的差距。首先,尽管我国海上无线通信均已采用中频、高频以及甚高频等方式,实现了点对点的海上通信,完成了语音、DSC、NBDP、船舶识别和监控等业务信息传输,但我国海上无线通信技术更新不足、通信可靠性受海洋环境影响较大,不能满足对高速数据业务的需求,在远距离海洋通信时尚存在覆盖盲区;其次,在海洋卫星通信领域可供选择的卫星系统较多,既有国际海事组织的海事卫星系统和各国共享的近地轨道卫星系统,又有我国自主研发的北斗卫星导航系统和“天通一号”卫星移动通信系统,可实现海上各类通信业务的需求,但卫星通信系统的高成本与高速增长的海洋通信业务需求难以匹配;第三,在海上移动通信领域,尽管基础设施完备的4G公共移动通信网络为近海海上用户的高速数据业务提供便利,但海洋覆盖永远是岸基移动通信难以克服的困难。

——海上宽带卫星通信VSAT业务迅猛增长。宽带卫星通信也称多媒体卫星通信,指的是通过宽带卫星进行语音、数据、图像和视像的处理和传送。传统海洋卫星通信均依赖于海事卫星,但其带宽窄、数据处理量小,服务费用高,且通信具有极大地延后性,严重制约了海洋通信的发展。海上宽带卫星系统则是利用宽带卫星、卫星船站、卫星地面站以及服务云等实现天地一体、基于IP技术的海上宽带卫星通信系统,其利用宽带卫星提供更大的带宽,实现高速率、多应用、实时性、低资费的海上通信。2016年之前,全球持有VSAT牌照的企业数量不到40个,2017年企业数量已达75个,2018年9月达到94个,同比2017年9月增长40%。宽带卫星通信系统尚处于市场培育阶段,预计全球船载市场需求量将在50万套以上,后期市场空间极其广阔。

三、在军民融合领域的发展前景研究

电子信息产业是全球创新性最活跃、带动性最强劲、渗透性最广泛的领域,也是我国国民经济的战略性、基础性、先导性支柱产业。电子信息产业走军民融合发展之路,既是电子信息产业发展的客观规律,也是提高军队信息化建设发展水平的现实要求。电子信息产业在现代国防中的作用决定了电子信息军民深度融合是现代国防的必然选择,也是推动电子信息产业扩越式发展的有效方式。

2016年8月,中共中央、国务院、中央军委印发实施的《关于经济建设和国防建设融合发展的意见》提出,统筹兼顾维护海洋权益,制定国家海洋战略,实现开发海洋和维护海权的有机统一。目前,我国海洋电子信息产业的军民融合取得了一定的进展,军工企业已开始布局海洋电子信息产业;非军工企业也在为海洋电子信息产业的军民深度融合贡献力量。在军转民方面,如中船集团发起的“智慧海洋”工程,就是典型的军民融合项目。该项目将海军综合电子信息系统技术向民用涉海行业进行转化,并全面应用于民用海洋信息服务领域,包括远洋捕捞、海水养殖、海上航运、海上油气开采、海洋旅游等领域。另外,工信部、国防科工局公布的《军用技术转民用推广目录【2018】》中也涉及多项新一代信息技术领域的“军转民”项目,如第二代砷化镓微波毫米波军民两用芯片制造技术、电场探测先进传感器技术、5G通信基站传输用高速光收发芯片、18位2/5MSps高精度模数转换器等八项推荐项目;大容量信息传输平行高速数据线缆、新一代智能通讯用微型高性能毫米波连接器及组件等十三项推广项目。在民参军方面,如海兰信正在深化海洋电子信息领域的军民深度融合,其自主研发的小目标探测雷达和浪能驱动机器人已进入最终测试阶段,为我国构建海洋立体信息采集网络和海洋大数据平台积极贡献力量。

大力发展海洋电子信息产业,深化海洋与信息交叉融合,对于我国海洋信息化建设、智慧海洋大发展具有重要的战略意义。首先,发展海洋电子信息产业是维护我国海洋权益和海洋安全的战略选择。信息技术的飞速发展和深度应用,有助于我国建立海洋信息采集处理、监测预报预警、突发事件应急决策处置等业务化体系,形成常态化信息网络覆盖,为掌握海洋发展的主动权和主导权打下了良好基础。其次,发展海洋电子信息产业是加快我国建设海洋强国的重要支撑。信息技术的快速发展和深入应用,将极大地提升海洋资源的开发能力、利用能力和保护能力,形成全天候、全覆盖的海洋信息服务体系,为全面开发海洋、管控海洋奠定坚实基础。再次,发展海洋电子信息产业是加快我国新旧动能转换的有效途径。信息技术与海洋科技的融合创新,将有利于推动我国传统海洋产业的创新发展,催生出海洋智能终端、智能渔业、智能海运等一大批新业态,带动深海探测开采、海洋信息服务等新产业的发展,培育经济发展新动能。

(作者:和君集团-北京和凯咨询有限公司)
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