《中国科研信息化蓝皮书》2018全球发布(2019年12月)

2019年12月7日18:08:06《中国科研信息化蓝皮书》2018全球发布(2019年12月)已关闭评论 78 views

12月4日,第五届科研信息化发展研讨会在北京举行。大会正式向全球发布了《中国科研信息化蓝皮书》的首部英文版图书China’s e-Science Blue Book 2018。

《中国科研信息化蓝皮书》由中国科学院联合国家互联网信息办公室、中华人民共和国教育部、中华人民共和国科学技术部、中国社会科学院、国家自然基金委员会、中国农业科学院共同编纂,国际著名出版集团施普林格·自然(Springer Nature)发行,首次向世界展示了中国科研信息化的全貌和前沿成果。《中国科研信息化蓝皮书》2018全球发布(2019年12月)

  电子工业出版社总编辑、副社长刘九如主持发布仪式

《中国科研信息化蓝皮书》2018全球发布(2019年12月)

施普林格·自然出版集团副总裁Dieter Merkle通过视频充分肯定《蓝皮书》英文版的出版价值

《中国科研信息化蓝皮书》2018全球发布(2019年12月)

  联合编纂单位代表出席新书发布仪式

 China's e-Science Blue Book 2018 是2018年6月正式出版发行《中国科研信息化蓝皮书2017》(书号:978-7-121-34280-6)的译著,该书的主要内容是反映2017—2018年度我国科研信息化的重大成果、成功经验和典型案例,力求推动科技创新与模式创新的转变,为中国未来科技创新提供全局性、战略性的参考,向国内外读者展示中国科研信息化的全貌和前沿成果。

《蓝皮书》英文版分为科技前沿研究、重点项目进展、交叉学科应用三个篇章。以“天眼”“暗物质粒子探测卫星”“蛟龙号载人潜水器”“北斗导航卫星时间系统”等重大科研成果为例,系统地介绍了信息化支撑天文学、空间科学、海洋声学等科技领域研究,从我国科研信息化发展的重大成果、成功经验和典型案例等方面总结归纳过去两年间中国科研信息化的主要进展。

第一章 科技前沿研究中的应用

“虽有智慧,不如乘势。”加快科技创新,建设世界科技强国,必须审时度势,面向世界科技前沿,开展前瞻性的研究,加强对有望成为今后主流科技的研究和开发。习近平指出:“我国科技界要坚定创新自信,坚定敢为天下先的志向,在独创独有上下功夫,勇于挑战最前沿的科学问题,提出更多原创理论,作出更多原创发现,力争在重要科技领域实现跨越发展,跟上甚至引领世界科技发展新方向,掌握新一轮全球科技竞争的战略主动。”

伴随创新驱动发展战略的大力实施,我国创新型国家建设成果丰硕,“天眼”、引力波探测、空间科学卫星系统等多项面向世界科技前沿的重大科技成果相继问世。本章共收录文章 5 篇,主要对科研信息化中重大科技成果及研究进展做了详细阐述。

本文从中摘选文章 4 篇。

01

互联网发展举世瞩目,体系结构和关键技术飞跃在中国工程院院士、清华大学计算机系主任吴建平撰文的《互联网发展态势与展望》中,读者可以了解到互联网经过了半个世纪的高速发展和演化已取得很多令人瞩目的成就,在当前多网一体化互联融合的发展态势下,网络体系结构和关键技术正处于变革的关键时期,该篇文章对互联网当前发展态势和呈现的主要特征进行了分析,从研究和实践的角度分别对国内外互联网体系结构和关键技术的发展进行了总结,为我国互联网的未来发展提出了一体化、高性能、安全可信和智能化等建议。

02

“天眼”等天文学重大信息化基础设施建成投入使用在由中国科学院国家天文台信息与计算中心主任崔辰州撰写的《“天眼”等天文学重大科技基础设施的信息化需求与建设现状》一文中,读者可以了解到随着科学技术的发展,天文学研究已经进入数据密集型科学发现的时代。无论是重大天文科技基础设施还是一般的天文课题研究都离不开信息化基础设施的支持。本文以500米球面射电望远镜(FAST,如下图所示)、郭守敬望远镜(LAMOST)、明安图太阳射电日像仪(MUSER)、中法天文卫星SVOM/地面大视场光学望远镜阵(GWAC)、平方千米天线阵(SKA)这5个有代表性的重大天文科技计划为例介绍重大天文科技计划对信息化基础设施的需求和建设情况,同时介绍中国虚拟天文台作为国内天文科研信息化公共支撑平台的建设历程和应用。最后对我国天文科研信息化基础设施的发展提出建议。

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 被誉为中国天眼500米球面射电望远镜

03

信息系统助力我国空间科学研究进入世界前列“空间科学战略性先导科技专项”系列卫星计划开启了我国空间科学事业蓬勃发展的新时代,为空间科学先导专项(一期)成功发射的暗物质粒子探测卫星(“悟空”)、“实践十号”返回式科学实验卫星(SJ-10)、量子科学实验卫星(“墨子”,如下图所示)和硬X射线调制望远镜卫星(“慧眼”)4个科学卫星计划的成功实施提供了坚实的基础设施支撑和系统平台保障服务,使得我国空间科学研究进入世界前列。《空间科学卫星计划的科研信息化应用》一文由中国科学院国家空间科学中心副主任,空间科学先导专项科学卫星工程地面支撑系统总指挥兼总设计师邹自明撰稿。该文首先分析了新时代环境下空间科学科研信息化的需求、机遇和挑战,然后以我国“十二五”科研信息化专项——“空间科学科技领域云”项目建设实践为例证,对其建设历程、体系结构和建设成果进行介绍,详细描述了项目建成的系统平台——日地空系统研究网络在卫星任务协同论证、卫星在轨运行支持和科学研究支撑上的应用示范和服务成效。确立了未来空间科学科研信息化的发展方向,聚焦于提升科研信息化核心要素的水平和能力,建立深度融合、泛在化的云端空间科学科研信息化应用平台。

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  “墨子量子通信实验示意图

04

自主研发全自动“巡天”望远镜提供有力数据支撑紫金山天文台和中科院南极天文中心牵头的中国南极天文合作团队,利用南极极夜极佳的观测条件,自主研发了南极巡天望远镜AST3,实现了在极寒条件下持续高可靠性的远程全自动巡天观测,这是南极独一无二的首台全自动巡天观测望远镜,并利用自主研发的信息化定制软件进行数据处理,同时合作开发了AST3运行及数据处理辅助软件系统,积极为开展包括引力波源、快速射电暴、伽玛射线暴、超新星、系外行星等一系列时域天文的前沿观测研究提供信息化软件支撑,成功实现了对首例双中子星合并引力波源GW170817光学对应体AT2017gfo/SSS17a的观测(如下图所示)。该项重大观测成果在中国科学院紫金山天文台南极天文研究中心主任王力帆撰稿的《南极巡天望远镜AST3在引力波探测中的应用》一文中进行了详细的阐述。

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 成功观测第一例来自引力波事件GW170817的光学对应体AT2017gfo/SSS17a

第二章 国家重大项目中的科研信息化进展

当前,国家对战略科技支撑的需求比以往任何时期都更加迫切。科技创新必须把国家重大战略需求放在首位,为国家发展和民族复兴作出卓越贡献。习近平指出:“党中央已经确定了我国科技面向 2030 年的长远战略,决定实施一批重大科技项目和工程,要加快推进围绕国家重大战略需求,着力攻破关键核心技术,抢占事关长远和全局的科技战略制高点。”

本章共收录文章 8 篇,主要对重大关键核心技术在科研信息化中的应用和科研信息化发展趋势分析等做了详细阐述。

本文从中摘选文章 5 篇。

01

我国跻身载人深潜先进国家—“蛟龙”号载人潜水器中国科学院声学研究所海洋声学技术中心主任,“蛟龙”号载人潜水器副总设计师朱敏在《 “蛟龙”号载人潜水器声学系统的现状及展望》一文中指出深海蕴藏着人类社会可持续发展的战略资源(如下图1所示),是事关国家安全发展的战略空间,更是大国博弈的重要战场。掌握深海关键技术是我国进入深海、研究深海、开发深海、确保深海安全的必由之路。“蛟龙”号的声学系统在水声通信(如下图2所示)和探测功能上进行了突破,是国际载人潜水器技术领域发展的一个亮点。

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1. 蛟龙号载人潜水器

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2. 蛟龙号通过水声通信机与天宫一号进行海天对话

02

北斗卫星导航系统满足“一带一路”发展需求中国科学院国家授时中心时频基准实验室主任、首席研究员董绍武在《北斗卫星时间系统的建设与应用》一文中指出在建的我国北斗全球卫星导航系统(如下图所示),目前已经具备了亚太地区的导航定位和精密授时功能。预计2020年将建成包括35颗卫星的全球系统,实现全球覆盖。该文章简要介绍了我国北斗导航卫星系统的时间系统、基于北斗的国际时间比对和合作、与国际标准时间UTC时间的关系以及我国时间工作的最新进展。

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天地一体信息化授时体系

03

国家科技管理信息系统建设与应用成果显著为深入实施创新驱动发展战略,国务院开展了系列深化科技体制改革的举措,要求建设完善国家科技管理信息系统(NSTIS),通过统一的信息系统对中央财政科技计划项目(专项、基金等)进行申报、评审、执行、验收、管理。在由中华人民共和国科学技术部信息中心常务副主任胡少华撰写的《国家科技管理信息系统建设与应用》一文中,读者可以深入了解到符合国家科技管理信息系统业务需求的系统业务架构和国家科技管理信息系统的四层系统整体架构。作者深刻剖析了系统的核心功能和关键技术,同时对系统整体建设成效进行全面分析,最后总结国家科技管理信息系统相关工作,并对未来研究方向进行了展望。

04

信息化建设助力国家自然科学基金精准管理与共享在国家自然科学基金委委员会信息中心副主任李东撰稿的《信息化助力国家自然科学基金,实现精准管理与开放共享》一文中,着重阐述了科研管理信息化发展的现状,以及国家自然科学基金管理信息化的历史进程与发展战略,并对国家自然科学基金精细化管理平台“科学基金网络信息系统”和共享服务与开放获取平台的建设成效进行了论述和分析。

05

社会发展与网络安全保障逐步完善近年来信息技术飞速发展,特别是互联网、大数据、人工智能相关技术的广泛应用,正在重塑人类社会。以人类社会为研究对象的哲学社会科学的研究方式、方法也逐步发生转变,对哲学社会科学信息化提出新要求。由中国社会科学院图书馆党委书记、馆长王岚撰稿的《“国家哲学社会科学文献中心”建设与展望》一文回顾了中国社会科学院近年来对信息化的实践探索,分析了哲学社会科学信息化面临的挑战,并对此提出全面加快建设国家哲学社会科学文献中心的策略。

此外,由中国科学院计算机网络信息中心网络空间安全技术与应用发展部主任龙春撰稿的《中国科技云安全保障技术现状与展望》一文指出, 中国科技云是承载中国科研信息化高速发展的重要基础设施,中国科技云安全保障是中国科学院“十三五”信息化专项安全工程体系建设的重要组成部分,其目标为构建云计算环境融合安全保障体系,为科研生产活动提供多维、高精度的网络信息安全保障。该篇文章总体介绍了中国科技云安全保障技术现状以及支撑情况,并讨论了安全保障技术在云计算环境下的特点以及下一步发展方向。

第三章 交叉学科的科研信息化应用成果

“穷理以致其知,反躬以践其实。”科技要发展,必须要使用。科技水平已经成为影响世界经济周期最主要的变量之一,也是决定经济总量提升的最主要因素。每一次科技革命都会扩大经济总量,为经济发展带来一个黄金发展期。加快科技创新,为经济发展注入新动力,为实现经济社会协调发展提供有力保障,是保持我国经济持续健康发展的必然选择。因此,要面向经济主战场,推动科技和经济社会发展的深度融合,打通从科技强到产业强、经济强、国家强的通道。

本章共收录文章8篇,主要对科技创新推动国民经济及网络安全保障等重要方面做了详细阐述。

本文从中摘选文章 4篇。

01

精准医疗的研究与应用已逐步惠及社会民众中山大学肿瘤防治中心院长、中国抗癌协会肿瘤靶向治疗专业委员会首任主任徐瑞华在《大数据支撑的临床肿瘤研究》中指出,人口健康是最重要的社会民生问题,关乎国家经济发展和社会进步,是各国政府着力解决的问题。我国每年新增的癌症病例多达几百万例,且呈逐年攀升趋势。肿瘤已经成为一种常见疾病,并且逐渐超越心血管、脑血管疾病成为我国居民死因的“头号杀手”。随着大数据和云计算技术的快速发展,大数据在基础医学、临床医学及公共卫生领域的应用正如火如荼(如下图所示)。该篇文章主要介绍了大数据对肿瘤学发展的重要意义,肿瘤学大数据发展的关键技术以及肿瘤学大数据发展面临的机遇与挑战。

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肿瘤大数据平台的分析与应用系统框架

此外,由深圳大学教授、医学超声关键技术国家地方联合工程实验室主任陈思平撰稿的《信息技术在医学超声工程领域的应用》一文中提到,医学超声成像已经成为现代临床医学应用最广泛诊断手段之一。每一次超声回波隐含信息的发现都促进了医学超声成像技术突破,其发展史就是一部不断发现隐含信息的历史,医学超声从最初一维信息的A超扩展到二维图像信息的B超以及结合血流运动信息的彩超,正在向早期诊断、精准医疗方向发展。通过超声、电磁与弹性及生化等多元信息协同互补,同时获得了人体组织在解剖结构、力学特性和电学特性上的重要的相关信息,这些多元信息发现对疾病的早期诊断具有重要价值,并已取得较为显著的医疗效果(如下图所示)。

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双模成像实验平台

02

农业信息化建设创新大力驱动农业经济发展由中国农业科学院农业信息研究所智能农业技术研究室副主任刘升平撰稿的《农业经济空间信息服务关键技术与应用平台(中国农业经济电子地图)》一文中指出,经过三十多年的信息积累与潜心研究,目前已建立我国最大的分县农村经济基础资料数据库,以研究农业经济数据管理、分析、决策服务为主线,开展了长期跨学科、跨部门的技术开发与应用,从数据管理、信息分析和决策服务三个方面开展研究工作,为各级农业决策部门、科研单位、农业生产部门等提供了卓有成效的信息服务,促进了农业与社会、经济、环境协调发展,对实现我国农业和农村信息化发展起到了积极的推动作用。

03

面向先进制造业的物联网发展成效显著发展先进制造业,是目前各国制造业应对经济全球化,提高国际竞争力的迫切需求,同时也是以信息化带动工业化、促进传统制造业结构调整和优化升级的必然选择。先进制造业的实现必须是以信息的互联互通为前提,特别是跨领域、多环节的应用之间互联互通和关联映射。但是,由于在先进制造业中各种异构标识的存在,致使各个应用环节之间形成了一个个的信息孤岛,且各种异构标识的长期共存是未来发展的常态。由时任中国科学院计算机网络信息中心物联网信息技术与应用实验室常务副主任田野撰稿的《面向先进制造业的标识服务技术发展与展望》文章详细介绍了在先进制造业各领域,如原材料供应链管理、个性化定制、网络化协同、远程运维等各个方面如何构建异构兼容的、多层次、分布式、对等互通的标识服务体系架构(如下图所示),为先进制造业各种创新模式的发展提供参考。

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面向先进制造业的标识服务体系图

总结和展望

科学技术是世界性、时代性的,发展科学技术必须具有全球视野、把握时代脉搏。历史经验表明,科技革命总是能够深刻改变世界发展格局。当今世界,新一轮科技革命蓄势待发,物质结构、宇宙演化、生命起源、意识本质等一些重大科学问题的原创性突破正在开辟新前沿新方向,一些重大颠覆性技术创新正在创造新产业新业态,信息技术、生物技术、制造技术、新材料技术、新能源技术广泛渗透到几乎所有领域,带动了以绿色、智能、泛在为特征的群体性重大技术变革,大数据、云计算、移动互联网等新一代信息技术同机器人和智能制造技术相互融合步伐加快,科技创新链条更加灵巧,技术更新和成果转化更加快捷,产业更新换代不断加快,使社会生产和消费从工业化向自动化、智能化转变,社会生产力将再次大提高,劳动生产率将再次大飞跃。

科研信息化是新一轮科技革命的引擎和显著特征。面对方兴未艾的信息化浪潮和日益激烈的科技竞争,如果我们忽视科研信息化,不仅面临信息化高端应用继续落伍的局面,而且意味着很可能在新一轮科技革命中无法抓住创新跨越的历史机遇。为解决当前我国科研信息化发展面临的诸多问题,我们应当抓住当前历史机遇,大力发展科研信息化,促使科研和创新活动向个性化、开放化、网络化、集群化方向发展,不断优化创新生态,变革我国科研和创新组织及活动模式,大幅度提升我国科技创新能力,激发前所未有的创新活力,切实支撑国家创新驱动发展战略。

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