国际背景下的海洋调查技术标准化发展路径研究

2021-01-27马乐天冯旭文吕小飞吴春芳李家彪

海洋学研究 2020年1期

马乐天，冯旭文，吕小飞，吴春芳，李家彪

(1.自然资源部海底科学重点实验室，浙江杭州 310012；2.自然资源部第二海洋研究所，浙江杭州 310012)

0 引言

海洋作为全球新兴和日益重要的战略领域，是今后各国研发装备、比拼技术的重要平台。海洋调查、国际深海探测、海洋遥感、海洋导航等均属于海洋技术，作为前沿、新兴的领域，与太空技术一样关系到国家安全与战略格局，海洋技术会越来越多地影响国家的工业格局和未来竞争力。因此，海洋技术的标准会直接或间接地影响一个国家未来产业发展的方向，为各国所关注。海洋技术国际标准工作致力于为海洋调查与观测、开发与保护提供方法和方案，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。海洋技术方面的国际标准尚属起步阶段，有很大的发展空间。

海洋调查是指在选定的海区、测线和测点上布设和使用适当的仪器设备，获取海洋环境要素(包括物理学、化学、生物学、地质学、地貌学、气象学等各学科要素)资料，揭示并阐明其时空分布和变化规律，是对海洋现象进行观测测量、采样分析和数据初步处理的全过程[1]。

2014年由我国申请成立的国际标准化组织——船舶与海洋技术委员会海洋技术分委会(ISO/TC8/SC13)是国际标准化组织(ISO)唯一全面从事海洋技术领域国际标准制定的分委会。首届主席和秘书处均由我国承担。分委会的主要任务是设立海洋观测、开发、保护方面的基础通用标准，其内容涉及术语、定义、设计、建造、装备及其相关实验方法、操作技术、过程控制、数据处理、成果要求、精度要求等众多方面。上述组织优势为我国实质性参与海洋调查技术国际标准的制定提供了良好的平台。将我国在海洋调查领域的先进技术转化为国际标准并输出，可为我国今后制定海洋调查、海底资源开发等国际规章制度赢得更多的主动权。

海洋调查技术标准国际化研究是我国标准对接欧美等发达国家标准管理体系的探索，更是借助国际标准化组织海洋技术分委会这一优势平台推动我国标准“走出去”的必然要求。本文通过对比海洋调查技术标准国内外发展现状，具体分析我国与发达国家之间的差异，同时，借鉴以民间自由竞争为特点的美国标准模式和以体系与国际高度接轨为特点的欧洲标准模式的经验与启示，探索我国海洋调查技术标准国际化的路径。

1 我国海洋调查技术标准化工作现状

从技术的层面来看，我国的海洋调查起步于20世纪50年代，经过几代海洋人的开拓和实践，海洋调查的空间区域从近海延伸到深远海和南北极。尤其是自20世纪80年代以来，通过实施全国海岛海岸带调查、南北极科学考察、国际海底区域资源勘查、我国专属经济区调查、西北太平洋海洋环境调查与研究、外大陆架海洋环境调查研究、我国近海海洋综合调查与评价、全球变化与海气相互作用、海洋防灾减灾能力建设专项等国家海洋重大专项，培养了一支高素质的海洋调查队伍，积累了丰富的海洋调查经验[1-2]，全面掌握了海洋地质地球物理调查[3-6]、海底地形地貌调查[5-7]、海洋生物调查[8-9]、海洋生态调查[9]、海水化学要素调查[10]、海洋水文气象观测[11]、海洋工程地质调查[12]等先进的调查技术。

从标准化组织机构的层面来看，2012年，全国海洋标准化委员会海洋调查技术与方法分技术委员会(SAC/TC283/SC4)成立，分委会积极推动海洋环境综合调查、专项调查、资源调查、数据处理技术方法等领域的国家标准修订工作；2014年，国际标准化组织——船舶与海洋技术委员会海洋技术分委会(ISO/TC8/SC13)首届主席和秘书处落户中国，分委会多方面开展工作，有效推动了海洋技术国际标准在我国的起步与发展。在国际合作方面，ISO/TC8/SC13已吸纳12个参与成员国，分别为中国、美国、俄罗斯、英国、日本、韩国、新加坡、巴拿马、加拿大、伊朗、德国和沙特阿拉伯；6个观察成员国，分别为罗马尼亚、葡萄牙、荷兰、意大利、印度尼西亚和捷克。在标准推动和引领方面， SC13设有4个工作组，分别为潜水器、海洋水文气象观测、海水淡化和海洋环境影响评估，其中前3个均由中国主导提出。4个工作组下设立的提案数量稳步增长，目前已在ISO通过立项投票的提案有10项，内容涉及潜水器、海洋观测仪器、海洋生物调查、海水淡化、海洋环境影响评估等，其中5项由我国主导。在国际事务的参与度方面，SC13在积极参加船舶与海洋技术委员会(ISO/TC8)全会的同时，也多次组织召开面向18个成员国的全体会议，争取更多国家的支持；同时，积极推荐我国科技人员主导和参与海洋国际标准化活动，SC13目前已注册中国专家30余人。

从标准体系的层面来看，我国已建立了较完善的海洋调查体系，发布、实施了《海洋调查规范》等系列国家标准[13-23]和《海洋调查标准体系》[1]等海洋行业标准。2006年，为适应调查新技术和方法不断涌现的新形势、交叉学科发展的新需要，对原《海洋调查规范》进行了修订，形成了包括11个分册的新《海洋调查规范》(GB/T 12763—2007)[13-23]和《海洋沉积物间隙生物调查规范》(GB/T 34656—2017)[24]，成为我国海洋调查、观测和监测标准体系中最基础的技术标准，在规范调查活动过程和保证调查数据质量方面起到重要作用，被我国所有的重大国家海洋专项任务技术规程广泛采用。2018年，《海洋调查标准体系》(HY/T 244—2018)[1]正式发布，合理界定了海洋调查标准化的对象与适用范围。通过对海洋调查标准顶层设计和全盘策划，将海洋调查标准体系划分为3个层次：第1层次是海洋调查基础通用标准，包括海洋调查领域的基础标准和术语标准；第2层次是门类标准，包括海洋环境调查、海洋资源调查、海洋经济和文化调查、海洋调查装备应用、海洋调查资料和样品管理；第3层次细分为35个次级门类标准，涵盖现有、在编和拟编标准298项。我国完善的海洋调查体系不仅能够保证海洋调查各类标准按其内在联系成为科学的有机整体，也为我国海洋调查技术标准的国际化工作打下良好基础。

从具体技术标准的层面来看，我国海洋调查技术领域已实施国家标准48项、行业标准35项。其中，国家标准的内容覆盖了海洋调查基础通用标准、海洋环境调查基础通用标准、海洋水文观测标准、海洋气象观测标准、海洋化学要素调查标准、海洋声学要素调查标准、海洋光学要素调查标准、海洋生物调查标准、海洋地质调查标准、海洋地球物理调查标准、海底地形地貌调查标准、海洋工程地质调查标准、海岛海岸带调查标准、海洋资源调查基础通用标准、海洋矿产资源调查标准、海洋生物资源调查标准、海洋可再生能源要素调查标准、海洋调查船装备应用基础通用标准、海洋调查资料和样品管理基础通用标准、海洋调查资料整编处理标准、海洋调查数据制图标准等领域。这些标准的实施有利于促进海洋调查技术的发展和成果转化，指导海洋调查工作的开展，规范工作程序，满足我国海洋调查事业对标准的需求，为我国海洋经济建设持续、快速、健康发展提供支撑和保障。

2 美国海洋调查技术标准化工作现状

从标准战略的层面来看，美国于2000年发布了首个其标准化领域的纲领性文件——《美国国家标准战略》(NNS)，并在2005、2010、2015年进行修订和更名。其核心思想是加强美国参加国际标准化活动的力度，承担更多的国际标准组织秘书处，争夺国际标准制高点，使国际标准反映美国技术；同时保证标准与科技发展相匹配，提高标准化的创造力和有效性[25-27]。2015年最新版本已更名为《美国标准战略》(USSS)，强调标准为全世界提供了通用语言，在促进跨学科跨国界合作、支撑全球经济和提高生活质量方面发挥重要作用。同时，2015年版本特别强调了标准发展面临的新挑战：一是新兴领域的快速发展，二是服务业对标准的需求日益多元化[28]。

从标准化组织机构和标准体系的层面来看，美国标准模式最大的特点是以民间自由竞争为主，通过市场运作建立自下而上的自愿性标准体系，政府在行政管理和公共服务等方面积极引用自愿性标准。美国国家标准学会(ANSI)是实质上的国家标准化活动中心，是其标准体系的管理者和协调者，负责标准制定者的资格认定和国家标准的审核批准。ANSI是一个非盈利性质的民间标准化组织，不隶属于政府部门，它设立之初的目标之一是以产业自治的方式，通过标准协会先行制定自己的标准。另一方面，ANSI与美国政府又有着密切合作。美国独特的自下而上的标准体系形成了众多的标准组织和利益相关方，所以更需要协调一致。ANSI起到了政府和私营领域标准化系统之间桥梁的作用，使三者在国际标准化工作方面减少重叠和冲突，形成合力[25，29]。

受益于标准模式的灵活性，美国拥有众多治理运行机制健全、标准制订流程高效的行业标准协会。这些协会充分考虑政府、企业和社会公众利益相关方的市场需求，并在此基础上形成清晰的发展目标[30]，其制订的协会标准在世界范围都有很大的影响力，有的被默认为国际标准。例如美国电气和电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronics Engineers, 简称IEEE)是全球最大的专业技术协会之一，在全球160多个国家有超过40万名会员，致力于推动电气电子技术在理论方面的发展和应用方面的进步，其出版或在研的标准将近1 300个，并在海洋传感器和海洋水文气象观测方面也多有涉及。IEEE下设的传感器技术委员会工作范围主要针对传感器及其网络系统的通信和同步技术，其中的海洋观测工作组与海洋调查技术的标准化密切相关，工作重点是推进海洋观测、调查领域软件开发的规范化和标准化。

从具体技术标准的层面来看，美国在海洋领域主导或参与的国际标准多集中在传统的船舶制造业，而在新兴的海洋技术领域尚处于探索阶段[31]。以国际标准化组织为例，与海洋技术标准关系最为密切的委员会是船舶与海洋技术委员会(ISO/TC8)，ANSI在该委员会的工作非常活跃，承担了其中3个分委会的秘书处和2个分委会的主席，但其主导的标准多集中在海事安全、与船舶运行相关的海洋环境保护、船舶管道和机器、船舶设计等领域，目前还没有在海洋调查技术领域主导提出ISO标准提案。但美国的协会标准已在海洋调查技术领域有所涉及，例如上述IEEE的协会标准《海洋观测复杂虚拟仪器设计规范》[32]于2017年正式出版。该标准定义了分布式海洋观测软件系统开发框架，利用标准中提出的复杂虚拟仪器开发过程，能够形成一系列可复用的软件资源。利用这些软件资源及定制策略，能够实现海洋观测软件系统的无编程开发，提高软件开发效率，对于构建统一架构的海洋观测网系统具有重要作用[33-34]。

3 欧盟海洋调查技术标准化工作现状

从标准战略的层面来看，欧盟自20世纪80年代开始重视标准化政策的制定，先后发布了技术协调与标准的新方法决议、欧洲标准化行动计划等一系列有关标准化的文件，指导了欧洲标准体系的建立和完善，并且引导了欧洲标准化由区域向国际发展。欧盟标准化战略强调国际标准具有消除贸易壁垒、增进市场准入的潜力，并认为将已经达成相对一致的标准和规范直接转入国际标准制定过程是一项非常有益的事情，可避免重复工作[35-38]。

从标准化组织机构和标准体系的层面来看，欧洲标准化委员会(CEN)负责除电工、电信以外领域的标准化工作，其高效的组织结构和精准的标准政策为推进欧洲标准与国际标准良好衔接做出了积极贡献。面向欧盟成员国内部，CEN制定了“国家承诺和技术协调原则”：欧洲标准由CEN国家成员投票产生，国家成员必须将欧洲标准等同转化为本国的国家标准，并且撤销与欧洲标准相冲突的国家标准。这最大限度地保证了欧洲标准的协调性。面向国际标准化组织，CEN与ISO于1990年正式批准《维也纳协议》，该协议旨在加强CEN和ISO在研标准项目的透明度，避免重复工作，加快标准修订速度。共同标准项目或由ISO牵头制定，或由CEN牵头制定，后经双方同时投票批准，以同时出版[35，39-40]。

从具体技术标准的层面来看，欧盟国家在水质标准领域十分活跃，制定了系列欧盟标准，内容覆盖从淡水到海水水质的生态评估、水文地貌评估、生物定量调查等领域[41-45]。同时，欧盟积极参与国际标准化组织的工作，在水质国际标准的制定方面发挥了引领作用。例如，国际标准化组织水质委员会(ISO/TC147)成立于1971年，其秘书处由德国担任。下设的6个分委会中有5个由欧洲国家承担秘书处，包括物理、化学、生物化学方法分委会(德国)，放射性测量分委会(法国)，微生物学方法分委会(德国)，生物方法分委会(德国)和取样的通用方法分委会(英国)。该委员会已制定了一系列水质调查、取样领域的ISO国际标准[46-55]。

另一方面，基于上述《维也纳协议》，欧洲标准常见以联合发布的形式出版。在海洋沉积物调查领域，欧盟和ISO联合发布了沉积物取样和海积土调查方面的标准；在海洋生物调查领域，欧盟和ISO联合发布了海底生物取样方面的标准；在地球物理调查领域，英国与ISO联合发布了地震仪高精度校准方面的标准(表1)。

表1 海洋调查技术领域由欧洲主导制定的部分ISO标准Tab.1 Part of the ISO marine investigation standards proposed by the European Union

4 海洋调查技术标准国际化研究前景展望

开展国内外海洋调查技术标准发展现状的比对工作是标准国际化研究的基础。对国际、区域以及发达国家的标准化机制、政策和具体标准制定的研究，有助于认清我国与发达国家在海洋调查技术标准研制上的差异，也有益于推动我国具有自主知识产权的先进海洋调查技术通过标准化形式输出，促进科技成果的转化和海洋产业优化升级，扩大我国海洋调查标准的国际影响力。

(1)践行与国际标准体系兼容的标准化战略，是推进我国标准走出去的重要保障。国务院《深化标准化工作改革方案》和《关于推进国际产能和装备制造合作的指导意见》，都明确要求提高标准国际化水平。《标准联通共建“一带一路”行动计划(2018—2020年)》，更是提出加快制定和实施中国标准“走出去”工作专项规划，助推国际产能和装备制造合作。

(2)海洋调查技术和研究方法的迅速发展是相关国际标准起步的科技支撑，同时也对标准提出了新的需求。随着我国海洋强国战略的实施，对海洋调查获得的基础环境数据资料的要求不断提高；海洋调查技术和研究方法的快速发展，如卫星遥感、海底地震仪器(OBS)、自制无人深潜器(AUV)、缆控水下机器人(ROV)、深海载人深潜器(HOV)、海底探测系统、新型水文气象观测采集系统等被广泛应用于现代海洋调查；海洋调查的要素、需求也发生了变化，海洋调查产品正趋向专业化、多元化和综合化，如海水二氧化碳、海洋放射性核素、海洋微塑料等部分专业目前国内外尚缺少相应的调查技术标准。因此，一方面需要制订相应的标准以满足新出现的调查技术与方法、调查要素、调查产品的需求；另一方面在制订相关标准之前，需要调研国内外海洋调查标准体系，特别是国际上已有的海洋调查标准，尽量避免交叉重复，保持调查标准的统一性和协调性。

(3)借助国际标准化组织海洋技术分委会(ISO/TC8/SC13)这一优势平台是推进我国海洋调查技术标准国际化的有效途径。分委会在ISO正式注册(已通过立项投票)或正在进行立项投票的国际标准提案中共有8项涉及海洋气象观测、海洋水文观测、海洋环境调查、海洋生物调查等海洋调查领域(表2)。分委会未来工作的重点包括海洋地球物理调查、国家管辖外海域资源勘查及其海洋环境影响评价、极地海域和智慧海洋等领域的标准制订；同时将致力于搭建国际涉海组织和海洋技术产业界之间的桥梁，例如国际海底管理局(ISA)、政府间海洋学委员会(IOC)等。

我国的海洋调查技术已经历了长足发展，全面掌握了海洋调查的基本内容、调查方法、资料整理及调查成果等定性和定量的技术要求，并已建立了完善的海洋调查标准体系，制订了覆盖多层面的国家标准和海洋行业标准。在目前世界各国的海洋调查技术国际标准制订均处于起步阶段的情况下，可进一步借鉴美国和欧盟与国际接轨的标准战略、灵活的标准制订模式，积极发挥国际标准化组织海洋技术分委会(ISO/TC8/SC13)的桥梁作用，充分带动我国海洋调查技术标准走出去，有效提升我国在海洋技术国际标准化事务中的话语权。