【收錄專題 | 「智能傳感器」傳感器技術_傳感器行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與前景】

【產(chǎn)業(yè)圖譜 | 傳感器產(chǎn)業(yè)鏈圖譜_傳感器產(chǎn)業(yè)鏈全景圖】

智能感知系統(tǒng)是智能船舶的“眼睛”，是智能船舶航行的基礎保障。智能感知系統(tǒng)收集傳感器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，以及AIS、雷達等的信息，通過對數(shù)據(jù)進行綜合分析，獲取船舶自身及周圍環(huán)境。本文從智能感知系統(tǒng)研究現(xiàn)狀出發(fā)，分析我國智能感知系統(tǒng)關鍵技術的現(xiàn)狀及制約因素。

國外企業(yè)先行研發(fā)，我國企業(yè)不甘落后

智能感知系統(tǒng)在智能船舶航行中起著非常重要的作用，受到了國內(nèi)外智能船舶企業(yè)的高度重視。韓國、日本等造船大國紛紛投入智能感知系統(tǒng)研發(fā)中，例如，2017年，英國羅·羅公司與瑞典Stena Line AB簽署協(xié)議，借鑒AAWA項目的成功經(jīng)驗，合作研發(fā)首套船舶智能感知系統(tǒng)。該智能感知系統(tǒng)研制成功后可以為船員提供更好的船舶自身及周圍環(huán)境感知度，以便更加簡便、安全、高效地操作船舶。

在此方面，我國企業(yè)也不甘落后，在智能感知系統(tǒng)加緊布局，例如，2019年，由哈工程牽頭，北京海蘭信等眾多校企聯(lián)合啟動的智能感知系統(tǒng)研發(fā)項目，針對我國智能船舶航行態(tài)勢感知能力不足的問題，提出了研制國際一流智能感知系統(tǒng)的任務目標。該系統(tǒng)將提高智能船舶航行環(huán)境態(tài)勢的智能感知能力，成為無人船自主航行的核心裝備之一。

AIS國產(chǎn)化替代進行中，VDES是我國重點研發(fā)方向

智能感知系統(tǒng)的研發(fā)離不開AIS，通過AIS可以獲知各智能船舶的航行信息，從而掌握附近海域的船舶航行情況，進而進行航行規(guī)劃。我國沿海、內(nèi)河高等級航道、長江干線等主要航道已基本實現(xiàn)AIS信號全覆蓋，岸基網(wǎng)絡系統(tǒng)互聯(lián)互通。由于我國AIS起步較晚，建設時期技術落后，岸基設備以瑞典和日本設備為主，然而，隨著國內(nèi)技術的發(fā)展，我國AIS設備已經(jīng)得到驗證，國產(chǎn)設備正在逐步替代原有進口岸基設備。

隨著AIS的長期應用，信息阻塞、數(shù)據(jù)丟失、數(shù)據(jù)交換能力差等問題逐漸暴露出來，為解決此類問題，VDES（甚高頻數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)）應運而生，VDES可以緩解AIS數(shù)據(jù)通信的帶寬壓力，提高水上數(shù)據(jù)通信能力和效率。美日等國家積極布局，計劃于2023年前完成技術開發(fā)與發(fā)射驗證，我國也在積極開展VDES的相關研發(fā)，爭取在標準制定上的話語權。

智能感知系統(tǒng)需要大量傳感器，但我國傳感器技術相對落后

傳感器是智能感知系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源，無論船舶自身信息還是周圍環(huán)境信息，都是依靠各種傳感器來獲取的。智能船舶的各個設備、關鍵位置都需要設置不同用途的傳感器，從而獲取船舶的設備運行狀態(tài)、航行狀態(tài)以及周圍的環(huán)境等信息，通過智能感知系統(tǒng)將數(shù)據(jù)綜合分析進而規(guī)劃航行。

傳感器技術是信息產(chǎn)業(yè)三大支柱之一，受到各國高度重視，近幾年我國傳感器市場發(fā)展很快，但我國傳感器技術仍相對落后（僅占全球市場10%）。由于核心制造工藝、制造裝備的落后，我國生產(chǎn)的傳感器品種不全、質(zhì)量差、使用壽命短，無法滿足國內(nèi)需求；并且，由于人才資源匱乏、科研投資偏少，我國在傳感器研發(fā)方面也始終落后，導致傳感器技術發(fā)展緩慢。據(jù)統(tǒng)計，我國中高端傳感器進口占比80%，傳感器芯片進口更是高達90%。鑒于傳感器在智能感知系統(tǒng)中的重要作用，傳感器技術將成為我國智能感知系統(tǒng)研發(fā)的制約因素。

圖1 全球傳感器行業(yè)市場占比

（資料來源：五度易鏈行業(yè)研究中心整理）

結語

隨著智能船舶研發(fā)進程的加快，世界各國不斷在各個領域投入研發(fā)，智能感知系統(tǒng)作為智能船舶航行的基礎，其研發(fā)進展對智能船舶發(fā)展有重大影響。傳感器和AIS是智能感知系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和信息來源，在智能感知系統(tǒng)中起著非常重要的作用，傳感器技術和AIS技術直接影響智能感知系統(tǒng)的性能，我國AIS國產(chǎn)化替代正在進行中，VDES也正在積極研發(fā)，但傳感器技術的落后會制約智能感知系統(tǒng)的研發(fā)。