全產業(yè)鏈布局，青島搶占海洋物聯網先機

圍繞“感、傳、存、算、用”，依托學科優(yōu)勢、研發(fā)資源、產業(yè)基礎——

全產業(yè)鏈布局，青島搶占海洋物聯網先機

不久前，自然資源部中國地質調查局青島海洋地質研究所自主研發(fā)的“?？焙Ｑ罅Ⅲw觀測系統(tǒng)成功布放。該系統(tǒng)能實現對30個以上海洋參數的在線長期觀測，可為海洋生態(tài)保護修復、海洋放射性核素監(jiān)測、海洋牧場建設、海洋災害防治等提供寶貴的數據支撐。

這是青島在海洋物聯網領域的又一個關鍵突破。青島市第十三次黨代會報告提出,“筑牢實體經濟根基，構建具有國際競爭力的現代產業(yè)體系”。為此，要重點發(fā)展24條產業(yè)鏈，還要超前布局未來產業(yè)，搶占發(fā)展制高點。其中，海洋物聯網這一未來產業(yè)被重點提及。

海洋物聯網產業(yè)是一片前景廣闊的“藍?！?。據國際數據公司(IDC)分析，未來幾年，全球海洋物聯網市場規(guī)模將超過萬億美元，復合增長率將超過21%。

作為“海洋名城”，青島正圍繞海洋物聯網領域“感、傳、存、算、用”發(fā)展全產業(yè)鏈條，用好海洋領域學科優(yōu)勢、研發(fā)資源、產業(yè)基礎，搶占海洋物聯網產業(yè)的發(fā)展先機，以實際行動推動未來產業(yè)“照進現實”。

海洋物聯網

海洋物聯網可以理解為利用互聯網技術，將各種傳感設備相互聯通，構造出一個立體覆蓋海洋環(huán)境、目標和裝備三大板塊信息的感知網絡。這個網絡可以通過“物物互聯”的模式獲取多源海洋信息，并匯集整合、實時分析和處理，從而實現對海洋環(huán)境以及各種海上目標和裝備的系統(tǒng)化管理。

我國首個多圈層立體塔基觀測平臺近日在青島建設完成。

廣義上的海洋物聯網包括部署在前端的海洋信息采集傳感器件、中間的通信網絡和后端的分析處理系統(tǒng)。具體到產業(yè)中，海洋物聯網產業(yè)鏈大致可以劃分為感知層、傳輸層、數據層、應用層四部分。

用物聯網技術“看清”海洋

簡單來說，海洋物聯網可以理解為利用互聯網技術，將各種傳感設備相互聯通，構造出一個立體覆蓋海洋環(huán)境、目標和裝備三大板塊信息的感知網絡。這個網絡可以通過“物物互聯”的模式獲取多源海洋信息，并匯集整合、實時分析和處理，從而實現對海洋環(huán)境以及各種海上目標和裝備的系統(tǒng)化管理。

與“陸地物聯網”相比，海洋物聯網的核心仍然是物聯網技術。但是相較于陸地，海洋更加廣袤、多維、動態(tài)，其溫度、濕度、鹽度、壓力等物理和生化環(huán)境容易急劇變化。這些特殊性決定了海洋物聯網中所采用的傳感器件、通信手段等都要比陸地上更復雜，要求更苛刻。

廣義上的海洋物聯網包括部署在前端的海洋信息采集傳感器件、中間的通信網絡和后端的分析處理系統(tǒng)。綜合來看，海洋物聯網是新一代信息技術、人工智能、機器學習、云計算、大數據等技術的綜合體現，是提升海上環(huán)境感知和智能決策能力的新興手段。

而具體到產業(yè)中，海洋物聯網產業(yè)鏈大致可以劃分為感知層、傳輸層、數據層、應用層四部分。

感知層是海洋物聯網產業(yè)發(fā)展的基礎，是實現物聯網全面感知的核心結構，主要負責信息采集。在該領域，通過天基、空基、水面、水下、岸基平臺等搭載的傳感器，能夠實現自空中到海底的海洋環(huán)境信息全面感知，氣象、水文、水質、生態(tài)等參數都可囊括在內。

傳輸層的主要功能是信息傳送，即通過各種通信網絡將海洋物聯網數據和信息傳輸到陸地接收站。該環(huán)節(jié)主要包括衛(wèi)星通信、微波通信、水聲通信、光纖通信、互聯網、有線和無線通信網等多種手段。

數據層則可以將海洋物聯網感知和傳輸的海量數據進行深度挖掘和智能處理，通過大數據、云計算、基于大數據的機器學習、深度學習等人工智能算法、行業(yè)軟件等手段，讓神秘的數據可以被“看清”“讀懂”，從而為應用打下基礎。

應用層是海洋物聯網發(fā)展的根本目標。到了這個環(huán)節(jié)，我們可以將數據源及大數據挖掘的成果應用到不同領域，從而產生多路分支產業(yè)鏈。例如海洋環(huán)境和災害預報預警、數值天氣預報、海洋牧場、生態(tài)保護與修復應用等都是典型的應用場景。

據分析，我國整體海洋物聯網技術尚處于初級階段，還沒有成熟技術標準和產業(yè)體系。認清差距才能找到追趕的機遇。當前，青島正發(fā)力打造引領型現代海洋城市、國際化創(chuàng)新型城市，更加注重創(chuàng)新引領，加碼推進經略海洋。從某種程度上說，推動發(fā)展海洋物聯網產業(yè)鏈，青島既有底氣、有基礎，也有責任、有需求。

高水平科技企業(yè)“串起”產業(yè)鏈

未來產業(yè)的發(fā)展之路需要科技企業(yè)來鋪就。據了解，青島在海洋物聯網產業(yè)發(fā)展領域已經孕育了一批行業(yè)知名的科技企業(yè)。

海洋傳感器與儀器設備是“認識海洋”的“眼睛”，是“經略海洋”的支撐，是“智慧海洋”工程實施的“利刃”，是海洋環(huán)境信息感知的“敏感神經元”。在海洋傳感器等領域，青島科技企業(yè)佼佼者眾多，海研電子、道萬科技、山東省經海儀器設備、水德科技等傳感器企業(yè)已經頗具規(guī)模，青島卓建海洋、青島晨明海洋、青島南森海洋等儀器設備企業(yè)已嶄露頭角，青島華航環(huán)境科技、青島鐳測創(chuàng)芯科技等海洋遙感探測企業(yè)也發(fā)展迅猛。同時，青島羅博飛、青島森科特、青島澎湃海洋、飛馬濱（青島）智能科技等水下機器人企業(yè)，青島海舟科技、青島蔚海明祥等水下滑翔器企業(yè)，青島藍海未來、青島華興海洋等無人船企業(yè)，以及青島海山海洋裝備、青島智慧藍色海洋、青島數聯空間等浮標、潛標企業(yè)各展所長，聯合“織就”了一張水下觀測網絡。

當前，海洋信息傳輸趨于向無線寬帶、寬覆蓋、跨介質、網絡化、全天候實時傳輸的方向發(fā)展。具體來說，傳輸層主要包括基礎設備、岸基移動通信、海上無線通信、衛(wèi)星通信、水下無線通訊和其他通信技術等，其中基礎設備以海底電纜、路由設備、寬窄帶技術及5G網絡等為主。在該領域，以青島漢纜股份有限公司為引領，青島漢纜海洋工程裝備、青島海能特種電纜、青島華凱海洋科技等企業(yè)筑牢了海纜產業(yè)發(fā)展的地基。此外，青島泰戈菲斯、青島聲威海洋等企業(yè)專注于水聲通信，青島杰瑞自動化、山東華箭科工創(chuàng)新科技等企業(yè)專注于衛(wèi)星通信，青島佰才邦智能科技、青島海信移動通信等企業(yè)專注于5G通信……這些企業(yè)為海洋數據及時、準確地傳輸到岸上提供了技術護航。

在海洋物聯網的后端數據處理方面，目前行業(yè)普遍以云計算、大數據、人工智能等新興技術作為核心“法寶”。對海上傳來的數據進行分析、加工，青島也有一批在數據中“掘金”的企業(yè)。其中，勵圖高科、中海潮科技、彩虹魚海洋科技（青島）、青島中科曙光、青島國實等企業(yè)已經具備整合、分析海洋大數據信息的能力；易海陸圓（山東）數字技術、青島云起數智、青島航訊網絡、青島中科藍迪、青島哈船海智、中船人因工程研究院（青島）等企業(yè)則擅長通過軟件開發(fā)進行海洋數據處理。

當前，我國已經初步實現了海洋數據信息在赤潮、綠潮、海冰監(jiān)測，漁業(yè)生產，水質調查等方面的業(yè)務化應用。將數據應用到更多行業(yè)，青島企業(yè)還在不斷探索。

例如，青島浩?？萍贾饕獜氖滦l(wèi)星遙感、信息系統(tǒng)集成、軟件開發(fā)、近海域空天地一體化預警監(jiān)測系統(tǒng)研發(fā)；青島閱海信息、青島秀山移動測量、青島光流軟件、青島地球軟件等企業(yè)則主要圍繞海洋測繪、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、海洋水文氣象信息服務、數值模擬預報和可視化等領域開展應用開發(fā)。

整體來說，在海洋物聯網產業(yè)感知、傳輸、加工、應用等不同環(huán)節(jié)，青島均有企業(yè)涉足。他們是彼此的“上下游”，互相支持、互為補充，串起了產業(yè)鏈發(fā)展的各個環(huán)節(jié)，為未來產業(yè)的發(fā)展扎穩(wěn)了地基。

站上引領行業(yè)發(fā)展的“第一梯隊”

在青島，海洋物聯網產業(yè)發(fā)展正呈現“多點開花”的態(tài)勢。其中，有不少院所、企業(yè)憑借強大的科研實力和引領性的產品，走到了行業(yè)發(fā)展的“第一梯隊”。

在海洋觀測、監(jiān)測裝備領域，山東省科學院海洋儀器儀表研究所（以下簡稱“山儀所”）有60多年的積累。目前，山儀所的科研成果支撐著我國海洋資料浮標、海洋臺站、海洋船舶氣象三大觀測網絡的業(yè)務化運行。

山儀所科研處副處長于雨介紹，該所研制的海洋資料浮標系統(tǒng)的技術水平處于國內領先地位，船舶氣象儀系列產品廣泛應用于各類艦船、科學調查船、志愿船及民用船只，研制的自動化臺站廣泛應用在沿海海洋環(huán)境監(jiān)測站、海島無人值守自動觀測站及海上平臺等。

風每秒都會有變化，每秒的變化都會在數據上有所體現，掌握了這些數據，也就實現了對風的精確觀測——這就是鐳測創(chuàng)芯的核心業(yè)務。通過與中國海洋大學、中國科學院安徽光學精密機械研究所、西安理工大學等科研院所進行產學研合作，鐳測創(chuàng)芯突破了漂浮式測風激光雷達系統(tǒng)的關鍵技術，打造出了多普勒激光雷達的“中國芯”，有效助力我國海洋領域高端裝備的國產化。

鐳測創(chuàng)芯研發(fā)的漂浮式測風激光雷達系統(tǒng)，可為海上風資源勘測、海氣邊界層動力學研究及海洋數值天氣預報提供寶貴的剖面觀測數據。

今年第5號臺風“杜蘇芮”過境期間，鐳測創(chuàng)芯在福建海域及臺風登陸點附近加急部署共計近20臺套陸基及海上漂浮式測風激光雷達，首次通過陸海聯動的方式對臺風“杜蘇芮”進行了追蹤觀測，獲取了精確寶貴的強臺風立體觀測資料。其中，布放在福建海域的WindMast 350-MB型漂浮式測風激光雷達系統(tǒng)位于臺風中心路徑附近區(qū)域，堅挺地抵御住了臺風的正面沖擊，并在極端復雜惡劣的海況中，保障了100%的數據獲取率。

鐳測創(chuàng)芯總經理李榮忠介紹，截至去年底，鐳測創(chuàng)芯的漂浮式測風激光雷達系統(tǒng)已經在山東青島、廣東汕頭、海南儋州、遼寧丹東、浙江洞頭等海域累計布放近40臺套，助力我國海上風電建設事業(yè)的快速發(fā)展。

說起陸海統(tǒng)籌領域，青島還有一項“全國首個”——由青島國實集團參與建設的青島城市信息模型基礎平臺上線運行，標志著青島成為全國首個搭建“陸海統(tǒng)籌”城市信息模型平臺的城市。青島國實集團針對我市海洋城市特色，在匯集陸上城市基底模型數據的同時，完成了海域基礎數據底座建設，依托海洋數據存儲與處理體系，提供了海面、海底等多個領域的海洋觀測、調查與數據預報，并將海洋數據與城市數據融合處理，建立起了獨具青島海濱城市特色的陸海統(tǒng)籌城市信息模型基礎平臺。

諸如此類的領先成果，在青島不勝枚舉。

青島海舟科技研發(fā)的“黑珍珠”填補了我國在波浪滑翔器領域的空白，其創(chuàng)始人孫秀軍因此被稱為國內波浪滑翔器研發(fā)“第一人”。現在，“黑珍珠”已經實現半年期海上自動力漂浮，不間斷采集的各項海上數據每2分鐘即可回傳上岸。

勵圖高科研發(fā)的iSEAPLAT智慧海洋產業(yè)互聯網平臺，以人工智能、大數據、云計算、物聯網等新一代信息技術為支撐，實現了水產養(yǎng)殖、漁船漁港、海洋牧場、海洋預報、海洋生態(tài)、海洋航運、海洋工程等多個涉海領域的智慧化管理……

這些成果向全國輸出了青島在海洋物聯網領域的設備、技術、服務，也展示了青島在海洋未來產業(yè)領域發(fā)展的引領力。

搶占海洋物聯網產業(yè)發(fā)展制高點

搶占海洋物聯網產業(yè)發(fā)展制高點，青島基礎雄厚。一方面，青島海洋科技創(chuàng)新策源力強勁，擁有全國30%的涉海院士、40%的高端涉海機構、50%的海洋領域國際領跑技術，為海洋物聯網產業(yè)的發(fā)展筑牢了技術基礎。另一方面，青島海洋產業(yè)門類齊全，28個海洋及相關產業(yè)門類在這里均有布局，豐富的產業(yè)門類為海洋物聯網的應用提供了充分的場景。

目前，青島已經圍繞海洋物聯網產業(yè)打造了一批創(chuàng)新平臺。記者初步梳理發(fā)現，省市級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)共同體、重點實驗室、技術創(chuàng)新中心等重點創(chuàng)新平臺在海洋物聯網產業(yè)領域均有布局。這些平臺可以有效耦合產業(yè)領域內各類創(chuàng)新資源，形成產業(yè)發(fā)展的合力。

今年初，青島市國家高新區(qū)管理專題委員會辦公室還出臺了《青島市海洋物聯網未來產業(yè)科技園建設方案（2023-2025）》（以下簡稱《方案》），提出依托我市在海洋物聯網領域“感、傳、存、算、用”全產業(yè)鏈條的學科優(yōu)勢、研發(fā)資源、產業(yè)基礎，以國家大學科技園為平臺探索創(chuàng)新體制機制，強化政策引導、融合創(chuàng)新、聚鏈發(fā)展、生態(tài)賦能，推動優(yōu)勢學科、科研平臺和骨干企業(yè)深度融合，貫通從基礎研究到技術創(chuàng)新、轉化應用、產業(yè)壯大的全鏈條，爭創(chuàng)國家未來產業(yè)科技園，打造具有國際競爭力的海洋物聯網產業(yè)創(chuàng)新和孵化高地。

現在，根據《方案》部署，青島正聚焦海洋物聯網全產業(yè)鏈條，在海洋傳感器與海洋技術裝備、水聲-光纖-衛(wèi)星海洋通信網絡、海洋超算與互聯平臺、海洋電子信息技術等方向重點開展關鍵核心技術攻關和產業(yè)業(yè)態(tài)培育。

今年8月，天啟衛(wèi)星物聯網產業(yè)園項目已經在青島古鎮(zhèn)口核心區(qū)開工奠基。項目總投資6億元，占地約42畝，將建設我國首個低軌衛(wèi)星物聯網星座——“天啟星座”青島衛(wèi)星地面站和數據運營中心，以及東北亞數據運營中心，加快推動海洋物聯網產業(yè)發(fā)展。

近日，山東省科技廳發(fā)布2023年度中央引導地方科技發(fā)展資金擬立項項目清單，由青島國家大學科技園有限公司聯合中國海洋大學、青島海研電子有限公司等單位申報的“面向海洋物聯網應用的智能芯片研制及產業(yè)化”項目將獲得資金支持。該項目瞄準我市海洋物聯網未來產業(yè)建設布局，旨在突破感存算一體化設計，解決大模型智能計算中內存帶寬的問題，提升傳感器與處理器之間的適應性和可擴展性，可以有效服務于海洋預報減災、科學研究和國防建設等領域，極大地提高我國“經略海洋”能力。

海洋物聯網是未來實現海洋透徹感知、占領海洋制高點的重要技術手段之一。因此，美、日、歐等海洋強國和地區(qū)都在加緊布局，以期突破關鍵技術，實現市場化應用。

形勢逼人、機遇誘人。未來，青島還要重點在海洋信息感知智能技術、海洋信息傳輸網絡關鍵技術、基于人工智能的海洋大數據挖掘服務技術等領域持續(xù)發(fā)力，不斷提升海洋信息采集能力、提高海洋數據傳輸速率、加強信息傳遞安全性，推動更多成果在實驗室誕生并走向產業(yè)應用，助力海洋物聯網產業(yè)鏈體系化發(fā)展，為我市構建具有國際競爭力的現代產業(yè)體系增添動力。（青島日報/觀海新聞記者 耿婷婷）