受制传感器技术发展落后,我国智能船舶感知系统仍处于研发阶段

  • 2020-09-25
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摘要:智能感知系统是基于信息感知技术而生,是智能船舶航行过程中获取自身和周围环境各种信息的关键系统,是智能航行的基础。国内外企业已投入智能感知系统研发,我国在传感器技术和自动识别系统(AIS)起步较晚,发展相对落后,但我国AIS国产化设备正在逐步替代进口设备,传感器技术将成为我国智能感知系统研发的制约因素。

智能感知系统是智能船舶的“眼睛”,是智能船舶航行的基础保障。智能感知系统收集传感器传输的数据,以及AIS、雷达等的信息,通过对数据进行综合分析,获取船舶自身及周围环境。本文从智能感知系统研究现状出发,分析我国智能感知系统关键技术的现状及制约因素。

国外企业先行研发,我国企业不甘落后

智能感知系统在智能船舶航行中起着非常重要的作用,受到了国内外智能船舶企业的高度重视。韩国、日本等造船大国纷纷投入智能感知系统研发中,例如,2017年,英国罗·罗公司与瑞典Stena Line AB签署协议,借鉴AAWA项目的成功经验,合作研发首套船舶智能感知系统。该智能感知系统研制成功后可以为船员提供更好的船舶自身及周围环境感知度,以便更加简便、安全、高效地操作船舶。

在此方面,我国企业也不甘落后,在智能感知系统加紧布局,例如,2019年,由哈工程牵头,北京海兰信等众多校企联合启动的智能感知系统研发项目,针对我国智能船舶航行态势感知能力不足的问题,提出了研制国际一流智能感知系统的任务目标。该系统将提高智能船舶航行环境态势的智能感知能力,成为无人船自主航行的核心装备之一。

AIS国产化替代进行中,VDES是我国重点研发方向

智能感知系统的研发离不开AIS,通过AIS可以获知各智能船舶的航行信息,从而掌握附近海域的船舶航行情况,进而进行航行规划。我国沿海、内河高等级航道、长江干线等主要航道已基本实现AIS信号全覆盖,岸基网络系统互联互通。由于我国AIS起步较晚,建设时期技术落后,岸基设备以瑞典和日本设备为主,然而,随着国内技术的发展,我国AIS设备已经得到验证,国产设备正在逐步替代原有进口岸基设备。

随着AIS的长期应用,信息阻塞、数据丢失、数据交换能力差等问题逐渐暴露出来,为解决此类问题,VDES(甚高频数据交换系统)应运而生,VDES可以缓解AIS数据通信的带宽压力,提高水上数据通信能力和效率。美日等国家积极布局,计划于2023年前完成技术开发与发射验证,我国也在积极开展VDES的相关研发,争取在标准制定上的话语权。

智能感知系统需要大量传感器,但我国传感器技术相对落后

传感器是智能感知系统的数据来源,无论船舶自身信息还是周围环境信息,都是依靠各种传感器来获取的。智能船舶的各个设备、关键位置都需要设置不同用途的传感器,从而获取船舶的设备运行状态、航行状态以及周围的环境等信息,通过智能感知系统将数据综合分析进而规划航行。

传感器技术是信息产业三大支柱之一,受到各国高度重视,近几年我国传感器市场发展很快,但我国传感器技术仍相对落后(仅占全球市场10%)。由于核心制造工艺、制造装备的落后,我国生产的传感器品种不全、质量差、使用寿命短,无法满足国内需求;并且,由于人才资源匮乏、科研投资偏少,我国在传感器研发方面也始终落后,导致传感器技术发展缓慢。据统计,我国中高端传感器进口占比80%,传感器芯片进口更是高达90%。鉴于传感器在智能感知系统中的重要作用,传感器技术将成为我国智能感知系统研发的制约因素。

图1 全球传感器行业市场占比

(资料来源:金智创新行业研究中心整理)

结语

随着智能船舶研发进程的加快,世界各国不断在各个领域投入研发,智能感知系统作为智能船舶航行的基础,其研发进展对智能船舶发展有重大影响。传感器和AIS是智能感知系统的数据和信息来源,在智能感知系统中起着非常重要的作用,传感器技术和AIS技术直接影响智能感知系统的性能,我国AIS国产化替代正在进行中,VDES也正在积极研发,但传感器技术的落后会制约智能感知系统的研发。

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