摘要:海洋電子技術(shù)是電子技術(shù)應(yīng)用的一個獨特分支,具有應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜、能源供給困難、海上信息交互和遠程通信難度較大、安全問題突出等特殊性,不能直接套用其它電子技術(shù)的要求。我國海洋電子技術(shù)長期沒有受到應(yīng)有的重視,發(fā)展情況與國際先進水平存在很大差距,因此急需作為一個獨立的門類加以研究。本文對海洋電子技術(shù)的研究意義、發(fā)展方向和推進對策做了說明,提出了一些意見和建議,希望能夠加快我國海洋電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展并增強我國海洋開發(fā)和利用能力。
關(guān)鍵詞:海洋電子技術(shù);產(chǎn)業(yè)體系;發(fā)展規(guī)劃
1我國海洋電子技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
隨著我國科學(xué)技術(shù)不斷進步,電子技術(shù)得到高度發(fā)展和廣泛應(yīng)用,尤其是物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)時代的到來,高新技術(shù)的迅猛發(fā)展,與人們生活、高精尖技術(shù)和國防安全都關(guān)系緊密的電子技術(shù)也煥發(fā)了新的活力。盡管電子技術(shù)在陸地應(yīng)用領(lǐng)域的許多方面已幾近成熟,但由于工作環(huán)境和工作狀態(tài)穩(wěn)定性的要求,航空和海洋領(lǐng)域的電子技術(shù)卻往往不能簡單拷貝陸地上的相同技術(shù)[1]。
在航空電子(avionics)應(yīng)技術(shù)上,由于我國建國初期就給與了高度的重視并在發(fā)展上提供了一系列的支持,所以航天電子技術(shù)領(lǐng)域形成了較為完整的技術(shù)支撐體系和產(chǎn)業(yè)體系,這種體系是我國航空航天技術(shù)的成功基礎(chǔ)。然而,在海洋領(lǐng)域,海洋電子依然還是一個有爭議的名詞,更談不上有完整的研究體系和國家層面的專業(yè)研究機構(gòu)。其實,與航空航天領(lǐng)域一樣,應(yīng)用于海洋領(lǐng)域的電子技術(shù),尤其是電子產(chǎn)品和系統(tǒng),也有其特殊需求[2]。
1.1電子技術(shù)在海洋應(yīng)用的特殊性
1.1.1應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜惡劣
由于海洋環(huán)境復(fù)雜,如:高濕高鹽、風(fēng)浪潮流、水下高壓、不同的通信介質(zhì)等,尤其深海,高壓、黑暗、低溫、缺氧、電磁波衰減快、高鹽腐蝕等特點極為突出,對電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、封裝、接駁技術(shù)、電源管理和控制技術(shù)等要求極為特殊。
1.1.2能源供給困難
海洋電子產(chǎn)品的特殊能源供給復(fù)雜,比如有纜情況下電纜的布放及安全問題[3-4],無纜形式下能源的獲取、供給與維護問題[5-7]。
1.1.3海上信息交互和遠程通信難度較大
海洋中,由于水對光波、電磁波的折射和散射作用遠大于空氣對它們的作用,光波和電磁波的衰減嚴重到無法保證長距離、有效率的通信,所以只有波長較長的聲波可以用于水下通信。但是,聲波的傳播速度僅相當(dāng)于電波速度的20萬分之一,而且噪音高達數(shù)百倍。所以水下無線信息交互和遠程通信難度較大。
1.1.4安全問題突出
由于海洋電子設(shè)備要布放于自然環(huán)境比較復(fù)雜的廣袤海洋中,它們極易受自然和人為破壞;且容易被竊取它們所存儲的數(shù)據(jù),造成嚴重的經(jīng)濟和國家安全隱患。
1.2我國海洋電子的發(fā)展水平
海洋的科學(xué)研究、對海洋的探測開發(fā)、對災(zāi)害的預(yù)報和防治、對藍色國土的管理與控制以及海上經(jīng)濟活動,都需要依賴于海洋電子技術(shù)的發(fā)展[8-11]。然而,我國當(dāng)前海洋電子的發(fā)展水平與其他電子技術(shù)發(fā)展極不對稱,如圖1所示;而它們與國際上先進水平的差距如圖2所示?梢,我國海洋研究領(lǐng)域與國際的最新技術(shù)上存在著較大距離。海洋電子技術(shù)的薄弱,導(dǎo)致我國涉海元件、儀器和裝備的落后,還導(dǎo)致長期以來我國海洋探測、開發(fā)、管控能力的不足和海洋裝備產(chǎn)業(yè)的落后。
1.3發(fā)展海洋電子技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的意義
(1)是提高我國海洋管控能力的必要前提
海洋電子是研究、利用、開發(fā)和管控海洋的重要基礎(chǔ),無論是對海洋的科學(xué)研究、對海洋的探測開發(fā)、對海洋災(zāi)害的預(yù)報和防治、對海洋國土的管理與控制以及海上經(jīng)濟活動,都離不開海洋電子技術(shù)作支撐。
(2)可以為我國海洋科學(xué)研究和開發(fā)提供的重要幫助
現(xiàn)代海洋科學(xué)的研究體系,大體可以分為基礎(chǔ)性學(xué)科研究和應(yīng)用性技術(shù)研究,海洋科學(xué)的研究離不開先進的儀器設(shè)備作為輔助,包括:海底礦產(chǎn)開發(fā)、養(yǎng)殖技術(shù)、海洋農(nóng)牧化技術(shù)、海洋生物深加工技術(shù)、海洋醫(yī)藥技術(shù),海水利用技術(shù),海水淡化技術(shù),海洋能利用技術(shù)等。
(3)是發(fā)展海洋電子信息產(chǎn)業(yè)的重要支撐需要
利用電子信息技術(shù)可以幫助設(shè)計和開發(fā)海洋探測傳感器、海洋通信、船艦電子裝備和系統(tǒng)、海洋監(jiān)測器件和系統(tǒng)、海洋工程裝備控制系統(tǒng)等,這些器件、系統(tǒng)和裝備本身就可以形成一個龐大的產(chǎn)業(yè)體系。
電子信息產(chǎn)業(yè)是經(jīng)濟增長、發(fā)展方式轉(zhuǎn)換和產(chǎn)業(yè)升級的“助推器”,所以海洋電子信息產(chǎn)業(yè)呼喚高性能的海洋電子產(chǎn)品。各國紛紛把促進信息技術(shù)在傳統(tǒng)工業(yè)和服務(wù)業(yè)中應(yīng)用作為戰(zhàn)略布局重點,力爭搶占未來經(jīng)濟社會轉(zhuǎn)型發(fā)展的先機,我國需要參考《電子信息產(chǎn)業(yè)行業(yè)分類》、《海洋及相關(guān)產(chǎn)業(yè)分類》(GB/T20794-2006)、《海洋高技術(shù)產(chǎn)業(yè)分類》(HY/T130-2010)等標(biāo)準的行業(yè)分類,對于海洋電子技術(shù)門類進行細致劃分。
2海洋電子技術(shù)發(fā)展方向
2.1方向一:基礎(chǔ)研究
根據(jù)《電子信息產(chǎn)業(yè)行業(yè)分類》、《海洋及相關(guān)產(chǎn)業(yè)分類》(GB/T20794-2006)、《海洋高技術(shù)產(chǎn)業(yè)分類》(HY/T130-2010)等對于電子技術(shù)研究對象的描述,海洋電子技術(shù)可以參考圖4進行研究。
2.2方向二:傳感器關(guān)鍵元器件研究
海洋傳感器的種類主要有:近岸監(jiān)視雷達、SAR雷達、可見光視頻監(jiān)控設(shè)備,以及覆蓋氣、熱、力、濕、磁、光、聲等物理參量、全面的傳感器,可對海陸內(nèi)波、海面風(fēng)場、浪場進行實時監(jiān)測和預(yù)報,可及時發(fā)現(xiàn)溢油排污、赤潮、滸苔等突發(fā)污染事件。然而,我國海洋探測元器件技術(shù)與發(fā)達國家相比,海比較落后,很多傳感器依賴進口,有些傳感器受到禁運難買到,為此對于傳感器技術(shù)的研究格外重要。
2.3方向三:重要的應(yīng)用系統(tǒng)
海洋電子技術(shù)及海洋電子技術(shù)產(chǎn)品涵蓋軍用和民用的多種不同用途,其中最重要的應(yīng)用系統(tǒng)有:船舶海洋電子系統(tǒng)、;到y(tǒng)和水下系統(tǒng)[2]。
2.3.1船舶海洋電子系統(tǒng)
以GMDSS、AIS、ECDIS為核心,輻射全船電子信息設(shè)備,具備全船信息系統(tǒng)集成、創(chuàng)新能力,如圖6所示。
2.3.2海基系統(tǒng)
;到y(tǒng)主要指:各種自動監(jiān)測站、海洋中心站、浮標(biāo)系統(tǒng)、船基自動監(jiān)測系統(tǒng)、AIS(自動識別系統(tǒng))等。
2.3.3水下系統(tǒng)
水下系統(tǒng)主要指:水下監(jiān)測系統(tǒng)、小型UUV水下移動觀測系統(tǒng)、遠程AUV水下移動觀測系統(tǒng)、聲學(xué)系統(tǒng)、地球物理監(jiān)測系統(tǒng)、物理海洋監(jiān)測系統(tǒng)、海洋化學(xué)監(jiān)測系統(tǒng)、海洋生物監(jiān)測系統(tǒng)等。3推進我國海洋電子技術(shù)發(fā)展的對策
3.1建立專門的海洋電子研究機構(gòu)
考慮到海洋電子技術(shù)的復(fù)雜性、綜合性、高技術(shù)性,在國家層面上應(yīng)該組織全國各相關(guān)領(lǐng)域的專家,成立海洋電子專家委員會,建立實時的海洋電子體系,成立專家咨詢團隊,開展海洋電子領(lǐng)域?qū)I(yè)化人才的培養(yǎng),保障海洋電子技術(shù)的長遠發(fā)展。
3.2加速發(fā)展我國自身的海洋電子產(chǎn)業(yè)
加速發(fā)展我國自身的海洋電子產(chǎn)業(yè),是集聚海洋電子人才,提高海洋電子技術(shù)水平的重要途徑。比如建立具有地域特色的電子產(chǎn)品制造業(yè),發(fā)展軟件、信息服務(wù)業(yè)、工業(yè)設(shè)計和物聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè),積極引進國內(nèi)外知名電子、軟件、信息服務(wù)企業(yè)在舟山設(shè)立研發(fā)、制造和外包服務(wù)機構(gòu),并加快海洋電子工業(yè)園、軟件和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)園、文化創(chuàng)意園等載體建設(shè)。
3.3通過國家重大工程牽引海洋電子技術(shù)發(fā)展
要充分發(fā)揮我國體制優(yōu)勢,實施一批海洋領(lǐng)域的重大工程,帶動海洋關(guān)鍵技術(shù)的提升。在國家海洋局組織安排下,中國大洋協(xié)會作為業(yè)主具體負責(zé)“蛟龍?zhí)?rdquo;載人潛水器項目的組織實施,完成了深水載人潛水器研制,下潛深度不斷在刷新[12-13];我國首座自主設(shè)計、建造的第六代深水半潛式鉆井平臺“海洋石油981”[14]。“感知東海”計劃、中國工程院海洋工程與科技發(fā)展戰(zhàn)略研究項目,建立了海底長期觀測網(wǎng)絡(luò),為國家安全提供全方位保護。這些重大工程的實施必定推動我國海洋電子技術(shù)的發(fā)展和海洋電子產(chǎn)業(yè)體系的建立。
4結(jié)論
本文從我國海洋電子技術(shù)的研究現(xiàn)狀及與世界先進水平的差距出發(fā),針對我國海洋電子技術(shù)的發(fā)展方向和推進對策做了簡單論述。針對存在的巨大差距,提出了一些意見和建議,希望能夠拋磚引玉,更多的
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