2024-08-27 08:25:29
如果说绿色是高铁未来的一个支点ღღ✿,智能毫无疑问就是另一个支点ღღ✿。而传感则是以高铁为代表的先进轨道交通驶向智能时代的第一道大门ღღ✿。
过去的五年宠妃易孕系统宠妃易孕系统ღღ✿,中国高铁从5年前事故创伤的阴影中艰难走出ღღ✿,一步步成为科技界屈指可数的产业化重器ღღ✿,成为老百姓和领导人引以为傲的国家名片ღღ✿。
如果说绿色是高铁未来的一个支点ღღ✿,智能毫无疑问就是另一个支点ღღ✿。而传感则是以高铁为代表的先进轨道交通驶向智能时代的第一道大门ღღ✿。
荪湖ღღ✿,因湖畔多香荪而得名ღღ✿,位于浙江省宁波市的西北郊ღღ✿。这里距离市中心二十多公里ღღ✿,三面环山ღღ✿,仿佛世外桃源ღღ✿,自古便是文人雅士的吟诗揽胜之地ღღ✿。
2016年4月28日尊龙凯时人生就是博平台ღღ✿,中国工程院院长周济ღღ✿、机械与运载学部主任尹泽勇等一行的突然造访ღღ✿,打破了荪湖平日里的宁静ღღ✿。他们是来参加由中国工程院与中国中车联合主办ღღ✿、中车株洲所承办的一个工程前沿技术论坛ღღ✿。
其中8位院士来自非轨道交通领域ღღ✿,他们是ღღ✿:机械工程专家ღღ✿、中国工程院院长周济ღღ✿,航空发动机专家ღღ✿、中国航空工业集团尹泽勇ღღ✿,坦克专家ღღ✿、装甲兵工程学院臧克茂ღღ✿,弹道学专家ღღ✿、南京理工大学李鸿志ღღ✿,舰炮专家ღღ✿、海军装备研究院邱志明ღღ✿,高炮专家ღღ✿、中国兵器工业集团李魁武ღღ✿,导弹专家ღღ✿、西北工业大学王兴治ღღ✿,设备诊断专家ღღ✿、北京化工大学高金吉ღღ✿。
另外3位院士则是ღღ✿:铁道电气化与自动化专家ღღ✿、西南交通大学钱清泉ღღ✿,电力机车专家ღღ✿、中车株洲电力机车有限公司刘友梅ღღ✿,以及牵引电传动与网络控制专家ღღ✿、中车株洲电力机车研究所有限公司丁荣军ღღ✿。
在上述院士里ღღ✿,除铁路领域外ღღ✿,相当一部分来自军队科研院所ღღ✿,其中不少院士是飞机ღღ✿、舰船尊龙凯时人生就是博平台ღღ✿、大炮ღღ✿、装甲车子系统的总设计师ღღ✿。讲者里还有来自美国得州仪器ღღ✿、日本三菱电机的技术高层尊龙凯时ღღ✿,以及中科院微电子所副所长陈大鹏等国内中青年专家ღღ✿。
“智能传感技术在轨道交通中的应用”是这期工程前沿技术论坛的主题ღღ✿。从军队到民用领域ღღ✿,从机械到电子并覆盖海陆空ღღ✿,众多一流专家如此高密度聚焦一个具有极强针对性的主题尊龙凯时(中国区)人生就是搏!ღღ✿,ღღ✿,这在国内学术界尚不多见ღღ✿。
生活中常见的接触式温度计ღღ✿,就是一类最简单的传感器ღღ✿。对于广大数码发烧友和汽车族来说ღღ✿,传感器三个字就更不陌生ღღ✿。比如智能手机上已成为标配的横竖屏转换功能ღღ✿,便是利用重力传感器实现的ღღ✿;而汽车仪表盘之所以能显示速度尊龙凯时人生就是博平台ღღ✿、油量等参数ღღ✿,也是各类看不见的传感器在起作用ღღ✿。
近年来ღღ✿,随着物联网概念的兴起AI自动化ღღ✿,传感器更是因其占据了“物联”入口而被称作物联网的“末梢神经”ღღ✿,越来越受到行业关注ღღ✿。
在宁波会议上ღღ✿,与会专家这样定义传感器ღღ✿:它是一种检测装置ღღ✿,能感受到被测量的信息ღღ✿,并能将感受到的信息ღღ✿,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出ღღ✿,以满足信息的传输ღღ✿、处理ღღ✿、存储ღღ✿、显示ღღ✿、记录和控制等要求ღღ✿。
中国工程院院士ღღ✿、中车株洲所总经理丁荣军描绘了传感技术在轨道交通领域里的6大应用场景ღღ✿:一是收集列车的运行状态信息ღღ✿;二是集成化的高速综合检测列车ღღ✿;三是列车综合性能全面检测ღღ✿;四是用于钢轨探伤ღღ✿;五是轨道状态远程监测ღღ✿;六是室内外环境综合传感ღღ✿。
据介绍ღღ✿,仅以我国自主研发的高铁列车代表作和谐号380AL为例ღღ✿,一辆列车里的传感器数量多达1000多个ღღ✿,平均每40个零部件里就有一个是传感器ღღ✿。它们承担着状态监视ღღ✿、故障报警宠妃易孕系统宠妃易孕系统ღღ✿、车载设备控制等功能ღღ✿。这还只是车载传感器系统ღღ✿。
“随着中国制造2025和十三五战略性新兴产业等国家战略的逐步实施ღღ✿,发展绿色智能的先进轨道交通装备已成全行业共识ღღ✿。作为轨道交通运营安全的保障性技术和装备持续升级的关键性技术ღღ✿,智能传感技术的不断应用和传感器件的发展在轨道交通领域中发挥着至关重要的作用宠妃易孕系统ღღ✿。”
“传感器的国产化程度一度阻碍了轨道交通车辆的完全自主化进程ღღ✿。”谈及我国轨道交通用传感产业的发展ღღ✿,不少专家感同身受ღღ✿。
曾经ღღ✿,作为国内轨道交通行业的领导者ღღ✿,南北合并前的中国中车在较长时间内使用的传感器也一直为国外所垄断ღღ✿。
1990年ღღ✿,中国中车株洲所以极具战略的眼光ღღ✿,创建宁波中车时代传感技术有限公司(简称宁波时代)ღღ✿,率先扛起了振兴民族传感产业的大旗ღღ✿。
宁波时代始创于1990年10月ღღ✿,其前身为株洲电力机车研究所宁波分所ღღ✿,是宁波市首批成建制引进的两家部属科研院所之一ღღ✿。2006年ღღ✿、2016年先后更名为宁波南车时代传感技术有限公司ღღ✿、宁波中车时代传感技术有限公司ღღ✿。
据宁波时代总经理徐永谦介绍ღღ✿,自宁波时代成立以来ღღ✿,先后完成了电流ღღ✿、电压ღღ✿、压力ღღ✿、温度ღღ✿、位移ღღ✿、速度等6大类多规格传感器的国产化开发尊龙凯时人生就是博平台ღღ✿,全方位覆盖轨道交通车辆的各种测量需求ღღ✿,终于打破了国外企业在这一领域的垄断ღღ✿,逐步实现了传感器这一高端零部件的完全自主设计和生产ღღ✿。
如今ღღ✿,宁波时代已拥有电流传感器ღღ✿、电压传感器ღღ✿、压力传感器ღღ✿、速度传感器ღღ✿、位移传感器ღღ✿、温度传感器6大类ღღ✿、12系列多种规格的系列产品ღღ✿。此外ღღ✿,MEMS智能传感器ღღ✿、光纤传感器等新型传感器也已在研发当中ღღ✿。
经过20余年发展ღღ✿,宁波时代的企业实力不断壮大ღღ✿,从创立之初的年产几万只手工生产发展成为如今年产百万只的自动化生产能力ღღ✿,2009年传感器销售额突破1亿元ღღ✿,2014年传感器销售额突破2亿元ღღ✿,目前传感器产业已达到近3亿元的规模ღღ✿,在国内轨道交通领域占据了60%的市场份额ღღ✿。
就这样ღღ✿,国外传感器被一步步赶出了中国列车ღღ✿。宁波时代也借此成为了国内轨道交通传感行业领先者和客户首选供应商ღღ✿,并主持制定了多项轨道交通传感器的行业标准ღღ✿。不仅如此ღღ✿,还实现了向几个过去国外合作伙伴的批量供货ღღ✿。
尽管凭借着20余年技术积累ღღ✿,中车株洲所已占据了60%的国内轨道交通传感市场ღღ✿,但对接下来40%的争夺ღღ✿,才更加激烈和残酷ღღ✿。
因为在这个尚未占领的40%的市场里ღღ✿,有相当一部分属于高端产品ღღ✿。资料显示ღღ✿,目前我国虽有1700余家机构在从事传感器的研制尊龙凯时人生就是博平台ღღ✿、生产和应用ღღ✿,但高端传感器芯片进口占比高达90%ღღ✿,仍严重依赖国外ღღ✿。
中车株洲所总工程师冯江华也表示ღღ✿,“传统传感器大量采用模拟信号传输ღღ✿,容易受干扰ღღ✿,同时在恶劣条件下出故障后ღღ✿,无法实现自诊断ღღ✿,不具备自愈能力”ღღ✿。
如何立足轨道交通ღღ✿、向其他行业扩展同样是徐永谦关心的问题ღღ✿。“虽然与手机ღღ✿、汽车行业相比ღღ✿,我们的传感器技术含量并不低ღღ✿,但仍处于多品种ღღ✿、小批量的生产状态ღღ✿,”他表示ღღ✿,“今后应向大批量ღღ✿、低成本转变ღღ✿。”
2014年10月ღღ✿,工业和信息化部首次发布《中国传感器产业发展白皮书》(简称《白皮书》)ღღ✿,在肯定成绩后指出ღღ✿,“老产品比例在60%以上ღღ✿,新产品明显不足ღღ✿,其中高新技术类产品更少ღღ✿;同时ღღ✿,数字化ღღ✿、智能化ღღ✿、微型化产品严重欠缺ღღ✿。”
《白皮书》显示ღღ✿,我国传感器行业从1986年才开始进入实质研发阶段ღღ✿,至2000年初步建立起敏感元件与传感器产业ღღ✿,至“十二五”期间形成较为完整的传感器产业链ღღ✿。2001年开始ღღ✿,以开发高ღღ✿、精ღღ✿、尖为特征的新一代传感器被列入研发重点ღღ✿,我国与世界先进国家间的差距进一步缩短ღღ✿。目前整体形势是“我国传感器产业已由仿制ღღ✿、引进逐步走向自主设计ღღ✿、创新发展阶段”ღღ✿。
在宁波会议上ღღ✿,冯江华作了一场题为《智能传感技术发展综述与应用展望》的主题报告ღღ✿。他认为ღღ✿,当前对新型传感器研发提出了三点更高要求ღღ✿,“一是传感器的输出应从模拟改为数字信号输出ღღ✿,无须二次处理ღღ✿;二是具备自校正ღღ✿、自诊断ღღ✿、自判断和自愈能力ღღ✿;三是自主性更强”ღღ✿。
2014年的《白皮书》将全球传感器发展大体分为三阶段ღღ✿:1950年至1969年ღღ✿,结构型传感器出现ღღ✿;1970年至1999年ღღ✿,固体型传感器逐渐发展ღღ✿;2000年至今ღღ✿,智能型传感器出现并快速发展ღღ✿。
据冯江华介绍ღღ✿,智能传感器(Smart Sensor)的概念ღღ✿,最早可以追溯到上世纪七八十年代ღღ✿,由美国航空航天局提出ღღ✿,起初主要用于航天飞船的状态监测ღღ✿。这类传感器有一个最基本的特征ღღ✿,就是除了收集信息外ღღ✿,还自带信息处理能力ღღ✿。他打了个形象的比方ღღ✿,所谓智能传感器ღღ✿,大体相当于传统传感器加上单片机ღღ✿。
这一概念将大大改变人们对传感器的传统理解ღღ✿。由于传统传感器只负责在“末梢”收集各种信息ღღ✿,将信息传输至“大脑”后ღღ✿,再将指令反馈给负责动作执行的“器官”ღღ✿。而智能传感器将信息收集ღღ✿、运算与执行合而为一ღღ✿,全部在“末梢”完成ღღ✿。这意味着ღღ✿,整个神经系统很可能将从“中枢式”转变为“分布式”ღღ✿。
在冯江华看来ღღ✿,未来的智能传感器应具备以下5大功能ღღ✿:自诊断自校正ღღ✿、复合敏感ღღ✿、计算ღღ✿、交互和网络化ღღ✿。他举例说ღღ✿,所谓复合敏感Z6尊龙凯时ღღ✿。ღღ✿,就是尽量减少传感器数量ღღ✿,全面描述目标物体的状态ღღ✿;而网络化ღღ✿,则是通过传感器之间的互相通信ღღ✿,实现“相互校验”ღღ✿。在此基础上ღღ✿,他提出了“网络化智能传感器”的概念ღღ✿。
据记者了解ღღ✿,在路虎汽车的最新车型中就用到了一种新型传感技术尊龙凯时人生就是博平台ღღ✿,让汽车的防撞反应时间提前了ღღ✿。这项技术通过在前保险杠中配置传感器管ღღ✿,用来监测路边行人是否被汽车碰撞到ღღ✿。一旦监测到碰撞ღღ✿,汽车前挡风玻璃前的安全气囊就会迅速张开ღღ✿,以缓冲汽车对行人的碰撞伤害ღღ✿。
就在今年3月ღღ✿,一家名为Flirtey的无人机企业首次通过了美国联邦航空管理局的无人机快递许可ღღ✿,其秘诀之一便是与斯坦福大学合作ღღ✿,通过一款新型传感器成功解决了无人机的空中相撞难题ღღ✿。据介绍ღღ✿,这款无人机可以利用传感器ღღ✿,成功避让大树ღღ✿、交通指示灯以及电话线等障碍ღღ✿,同时利用GPS芯片顺利抵达目的地ღღ✿,从而可以在符合联邦管理法规的前提下成功完成无人机快递业务ღღ✿。
虽然与汽车和无人机相比ღღ✿,行驶在固定轨道上的列车发生意外碰撞的概率要小得多ღღ✿,但此类碰撞一旦发生ღღ✿,带来的损失却不可估量ღღ✿。
中国工程院院士钱清泉在接受记者采访时表示ღღ✿,对轨道交通而言ღღ✿,“安全仍是摆在第一位的需求”ღღ✿。他说ღღ✿,“以前我们对列车的控制主要是靠信号灯ღღ✿,比较原始”ღღ✿,随着新一代列车控制系统CTCS3的研发和部署ღღ✿,“情况已大大改观”ღღ✿。相信随着智能传感技术的进一步发展和应用ღღ✿,列车在变得“更聪明”的同时ღღ✿,也会变得“更安全”ღღ✿。
2015年5月尊龙凯时人生就是博平台ღღ✿,由李克强总理签署的《中国制造2025》路线图正式印发ღღ✿,提出实施国家制造业创新中心建设ღღ✿、智能制造ღღ✿、工业强基ღღ✿、绿色制造ღღ✿、高端装备创新等五项重大工程尊龙凯时人生就是博平台ღღ✿。以高铁列车为代表的先进轨道交通装备及其基础零部件和智能制造ღღ✿,因横跨几大工程而备受瞩目ღღ✿。
此外ღღ✿,《中国制造2025》更进一步细分确立的航空航天装备ღღ✿、海洋工程装备ღღ✿、先进轨道交通装备ღღ✿、机器人ღღ✿、电力装备等十大重点领域ღღ✿,则都与传感器技术息息相关ღღ✿。
周济在宁波会议开幕致辞中表示ღღ✿,智能传感技术是智能制造领域的关键技术ღღ✿,轨道交通装备是装备领域的排头兵ღღ✿。“二者的充分交叉结合ღღ✿,是实现未来发展的重要基础ღღ✿。用先进智能技术武装装备产业ღღ✿,是制造产业升级的重要途径z6尊龙·中国官方网站ღღ✿。”
丁荣军认为ღღ✿,未来传感器和人工智能技术将在轨道交通领域实现深度融合ღღ✿,但轨道交通信息化的核心价值没有改变ღღ✿,仍然是ღღ✿:安全ღღ✿、可靠ღღ✿、高效ღღ✿、便捷和经济ღღ✿。
2013年6月ღღ✿,中国中车研制出我国首列智能化高速列车样车ღღ✿。由于其首次实现了新兴的物联网技术ღღ✿、传感网技术在大型交通运输装备上的工程化应用和物联网ღღ✿、传感网ღღ✿、列车控制网络ღღ✿、车载传输网络的多网融合ღღ✿,已初步具备自检测ღღ✿、自诊断ღღ✿、自决策能力ღღ✿。
2015年宠妃易孕系统ღღ✿,中国中车首次推出自主化全自动“无人驾驶”地铁列车ღღ✿。该列车可通过感知系统实现自主识别障碍物ღღ✿、道路ღღ✿、交通信号ღღ✿,这套感知系统是机器取代驾驶员的关键ღღ✿。
就在宁波会议的次日ღღ✿,中国中车传感测量技术研发中心在宁波正式挂牌成立ღღ✿,其核心主体正是中车株洲所旗下宁波时代ღღ✿。据了解ღღ✿,根据中国中车的集团战略规划ღღ✿,该公司现已明确下一步拓展方向ღღ✿,第一是轨道交通传感器ღღ✿,第二是工业传感器ღღ✿,第三为新型新领域传感器ღღ✿。目前MEMS技术ღღ✿、ASIC芯片ღღ✿、集成传感系统ღღ✿,以及磁性材料ღღ✿、高分子复合材料等相关基础技术研究都已在着手进行ღღ✿。
“特别是在轨道交通应用领域ღღ✿,我们将加快推进关键传感器国产化ღღ✿,开展智能传感器的研发ღღ✿、产业化和推广ღღ✿,增强车辆健康状态监控能力ღღ✿,为实现未来智能列车运营作出贡献ღღ✿。”徐永谦说宠妃易孕系统ღღ✿。