海洋论坛| 我国海洋电子技术发展现状与对策

潘洪军等溪流之海洋人生 2021-10-08

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一

我国海洋电子技术发展现状

随着我国科学技术不断进步，电子技术得到高度发展和广泛应用，尤其是物联网络时代的到来，高新技术的迅猛发展，与人们生活、高精尖技术和国防安全都关系紧密的电子技术也焕发了新的活力。尽管电子技术在陆地应用领域的许多方面已几近成熟，但由于工作环境和工作状态稳定性的要求，航空和海洋领域的电子技术却往往不能简单拷贝陆地上的相同技术。

在航空电子（avionics）应技术上，由于我国建国初期就给与了高度的重视并在发展上提供了一系列的支持，所以航天电子技术领域形成了较为完整的技术支撑体系和产业体系，这种体系是我国航空航天技术的成功基础。然而，在海洋领域，海洋电子依然还是一个有争议的名词，更谈不上有完整的研究体系和国家层面的专业研究机构。其实，与航空航天领域一样，应用于海洋领域的电子技术，尤其是电子产品和系统，也有其特殊需求。

⒈电子技术在海洋应用的特殊性

⑴应用环境复杂恶劣

由于海洋环境复杂，如：高湿高盐、风浪潮流、水下高压、不同的通信介质等，尤其深海，高压、黑暗、低温、缺氧、电磁波衰减快、高盐腐蚀等特点极为突出，对电子产品的结构、封装、接驳技术、电源管理和控制技术等要求极为特殊。

⑵能源供给困难

海洋电子产品的特殊能源供给复杂，比如有缆情况下电缆的布放及安全问题，无缆形式下能源的获取、供给与维护问题。

⑶海上信息交互和远程通信难度较大

海洋中，由于水对光波、电磁波的折射和散射作用远大于空气对它们的作用，光波和电磁波的衰减严重到无法保证长距离、有效率的通信，所以只有波长较长的声波可以用于水下通信。但是，声波的传播速度仅相当于电波速度的20万分之一，而且噪音高达数百倍。所以水下无线信息交互和远程通信难度较大。

⑷安全问题突出

由于海洋电子设备要布放于自然环境比较复杂的广袤海洋中，它们极易受自然和人为破坏；且容易被窃取它们所存储的数据，造成严重的经济和国家安全隐患。

⒉我国海洋电子的发展水平

海洋的科学研究、对海洋的探测开发、对灾害的预报和防治、对蓝色国土的管理与控制以及海上经济活动，都需要依赖于海洋电子技术的发展。然而，我国当前海洋电子的发展水平与其他电子技术发展极不对称，如图1所示；而它们与国际上先进水平的差距如图2 所示。可见，我国海洋研究领域与国际的最新技术上存在着较大距离。海洋电子技术的薄弱，导致我国涉海元件、仪器和装备的落后，还导致长期以来我国海洋探测、开发、管控能力的不足和海洋装备产业的落后。

图1 我国电子行业发展不均衡

图2 我国海洋研究领域与国际的差距

⒊发展海洋电子技术与产业的意义

⑴是提高我国海洋管控能力的必要前提

海洋电子是研究、利用、开发和管控海洋的重要基础，无论是对海洋的科学研究、对海洋的探测开发、对海洋灾害的预报和防治、对海洋国土的管理与控制以及海上经济活动，都离不开海洋电子技术作支撑。

⑵可以为我国海洋科学研究和开发提供的重要帮助

现代海洋科学的研究体系，大体可以分为基础性学科研究和应用性技术研究，海洋科学的研究离不开先进的仪器设备作为辅助，包括：海底矿产开发、养殖技术、海洋农牧化技术、海洋生物深加工技术、海洋医药技术，海水利用技术，海水淡化技术，海洋能利用技术等。

⑶是发展海洋电子信息产业的重要支撑需要

利用电子信息技术可以帮助设计和开发海洋探测传感器、海洋通信、船舰电子装备和系统、海洋监测器件和系统、海洋工程装备控制系统等，这些器件、系统和装备本身就可以形成一个庞大的产业体系。

图3 海洋电子传感设备

电子信息产业是经济增长、发展方式转换和产业升级的“助推器”，所以海洋电子信息产业呼唤高性能的海洋电子产品。各国纷纷把促进信息技术在传统工业和服务业中应用作为战略布局重点，力争抢占未来经济社会转型发展的先机，我国需要参考《电子信息产业行业分类》、《海洋及相关产业分类》（GB/T 20794-2006）、《海洋高技术产业分类》（HY/T 130-2010）等标准的行业分类，对于海洋电子技术门类进行细致划分。

二

海洋电子技术发展方向

⒈方向一：基础研究

根据《电子信息产业行业分类》、《海洋及相关产业分类》（GB/T20794-2006）、《海洋高技术产业分类》（HY/T 130-2010）等对于电子技术研究对象的描述，海洋电子技术可以参考图4进行研究。

图4 海洋电子技术涉及范围

⒉方向二：传感器关键元器件研究

海洋传感器的种类主要有：近岸监视雷达、SAR 雷达、可见光视频监控设备，以及覆盖气、热、力、湿、磁、光、声等物理参量、全面的传感器，可对海陆内波、海面风场、浪场进行实时监测和预报，可及时发现溢油排污、赤潮、浒苔等突发污染事件。然而，我国海洋探测元器件技术与发达国家相比，海比较落后，很多传感器依赖进口，有些传感器受到禁运难买到，为此对于传感器技术的研究格外重要。

⒊方向三：重要的应用系统

海洋电子技术及海洋电子技术产品涵盖军用和民用的多种不同用途，其中最重要的应用系统有：船舶海洋电子系统、海基系统和水下系统。

图5 海洋立体观测网构成及应用范围

⑴船舶海洋电子系统

以GMDSS、AIS、ECDIS 为核心，辐射全船电子信息设备，具备全船信息系统集成、创新能力，如图6所示。

图6 船舶电子系统

⑵海基系统

海基系统主要指：各种自动监测站、海洋中心站、浮标系统、船基自动监测系统、AIS（自动识别系统）等。

⑶水下系统

水下系统主要指：水下监测系统、小型UUV 水下移动观测系统、远程AUV 水下移动观测系统、声学系统、地球物理监测系统、物理海洋监测系统、海洋化学监测系统、海洋生物监测系统等。

三

推进我国海洋电子技术发展的对策

⒈建立专门的海洋电子研究机构

考虑到海洋电子技术的复杂性、综合性、高技术性，在国家层面上应该组织全国各相关领域的专家，成立海洋电子专家委员会，建立实时的海洋电子体系，成立专家咨询团队，开展海洋电子领域专业化人才的培养，保障海洋电子技术的长远发展。

⒉加速发展我国自身的海洋电子产业

加速发展我国自身的海洋电子产业，是集聚海洋电子人才，提高海洋电子技术水平的重要途径。比如建立具有地域特色的电子产品制造业，发展软件、信息服务业、工业设计和物联网等产业，积极引进国内外知名电子、软件、信息服务企业在舟山设立研发、制造和外包服务机构，并加快海洋电子工业园、软件和现代服务业园、文化创意园等载体建设。

⒊通过国家重大工程牵引海洋电子技术发展

要充分发挥我国体制优势，实施一批海洋领域的重大工程，带动海洋关键技术的提升。在国家海洋局组织安排下，中国大洋协会作为业主具体负责“蛟龙号”载人潜水器项目的组织实施，完成了深水载人潜水器研制，下潜深度不断在刷新；我国首座自主设计、建造的第六代深水半潜式钻井平台“海洋石油981”。“感知东海”计划、中国工程院海洋工程与科技发展战略研究项目，建立了海底长期观测网络，为国家安全提供全方位保护。这些重大工程的实施必定推动我国海洋电子技术的发展和海洋电子产业体系的建立。

四

结论

本文从我国海洋电子技术的研究现状及与世界先进水平的差距出发，针对我国海洋电子技术的发展方向和推进对策做了简单论述。针对存在的巨大差距，提出了一些意见和建议，希望能够抛砖引玉，更多的科研工作者可以参与到海洋电子技术的研究和发展中来，加快我国海洋电子技术和产业的蓬勃发展，增强我国海洋开发和利用能力。

【作者简介】本文作者/潘洪军朱世强候志凌王广伟亓常松毕振波，分别来自浙江海洋大学数理与信息学院和浙江大学海洋学院；第一作者潘洪军，1966年出生，男，吉林通化人，浙江海洋大学，教授，博士，研究方向为海洋电子技术；本文来自《浙江海洋大学学报(自然科学版)》（2018年1期），参考文献略，用于学习与交流，版权归作者及出版社共同拥有。