无人机发展现状及趋势

无人机发展现状及趋势（共8篇）

无人机发展现状及趋势 篇1

无人机研究现状及发展趋势

介绍了无人机系统的`组成及特点,分析了包括隐身技术、飞行控制技术、抗截获传输技术、动力技术、数据链技术、发射与回收技术、作战任务系统规划技术等无人机相关技术;探讨了无人机的发展趋势.

作 者：胡中华 赵敏 作者单位：南京航空航天大学刊 名：航空科学技术英文刊名：AERONAUTICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY年，卷(期)：2009“”(4)分类号：V2关键词：无人机 发展趋势 飞控系统 数据链路

无人机发展现状及趋势 篇2

1 无人机系统结构及特点

1.1 无人机系统结构

无人机系统结构包括:1.无人机机身;2.飞行控制系统;3.数据通信系统;4.发射与回收系统。无人机的性能在很大程度上取决于它的飞行控制系统设计, 这些性能包括各种飞行性能 (包括起飞着陆性能、作业飞行性能) 、飞行安全可靠性、飞行可监控性、系统可操作性和可维护性, 以及人机接口任务设置的友好性等。无人机的飞行控制系统通常可分为遥控型及遥控-自主复合型两种。飞行控制系统的机上部分包括:三轴姿态稳定与控制系统, 自主飞行控制和指挥系统, 飞行轨迹和导航控制系统, 起飞与精确着陆 (舰) 飞行控制系统, 及飞行安全控制系统。飞行控制系统的地面部分包括:飞行操纵和指令系统, 飞行监控及显示系统, 飞行定位系统, 飞行自动指令系统。地面飞控系统通过无线数据通讯系统耦合为一个整体系统。无人机的发射和回收有多种方式。发射方式有空中投放、弹射起飞、滑跑起飞、滑轨起飞、借助起飞车滑跑起飞等。回收方式有降落伞回收、空中回收、拦阻回收。

1.2 无人机特点

与载人飞机相比, 它具有体积小、造价低、使用方便、对作战环境要求低、战场生存能力较强等优点, 备受世界各国军队的青睐。在局部战争中, 无人驾驶飞机以其准确、高效和灵便的侦察、干扰、欺骗、搜索、校射及在非正规条件下作战等多种作战能力, 发挥着显著的作用, 并引发了层出不穷的军事学术、装备技术等相关问题的研究。它将与孕育中的武库舰、无人驾驶坦克、机器人士兵、计算机病毒武器、天基武器、激光武器等一道, 成为21世纪陆战、海战、空战、天战舞台上的重要角色, 对未来的军事斗争造成较为深远的影响。现代军用无人机的任务范围已由传统的空中侦察、战场观察和毁伤评估等扩大到战场抑制、对地攻击、拦截巡航导弹, 甚至空中格斗等领域。无人机不仅对有人战斗机进行支援, 而且在许多情况下起到替代有人驾驶飞机的作用。

2 无人机研究的关键技术

目前无人机研究领域的关键技术包括以下几项。

2.1 飞行控制技术

2.1.1 反馈线性化

相关仿真研究和实践表明, 反馈线性化的优点包括: (1) 在整个周期内, 其设计具有很大的灵活性, 能够适应飞机模型的变化; (2) 能够满足大迎角、超机动等非常规控制要求; (3) 增益预置不要求在飞机的飞行包线内确保飞控系统的稳定性。

反馈线性化方法的主要限制是:反馈线性化要求高度精确的建立飞机非线性力和力矩模型, 对建模误差敏感, 且不能处理动态系统的未知变化及扰动。因此需要配合其他控制方法, 提升控制系统的鲁棒性。

2.1.2 反步控制

反步控制 (Back stepping) 是在20世纪80年代末期, 由前南斯拉夫科学家Kokotovic发展起来的一种非线性控制方法。该方法对级联线性/非线性系统, 通过一步步选取适当的控制Lyapunov函数, 逐步构造辅助控制输入的同时补偿不确定性的影响, 最终得到稳定的控制律。

反步控制有两个显著的优点:一是在控制器设计过程中可以处理一大类非线性、不确定性的影响, 而且稳定性及误差的收敛性已经得到证明;二是采用该方法设计的控制器收敛速度很快, 在损伤或者故障状态下这种方法非常有效。

这种方法的主要不足之处在于控制系统的鲁棒性以及动作器的速率和位置饱和问题。可以利用增加自适应控制等方法加以补偿解决。

2.1.3 滑模变结构控制

滑模变结构控制方法是前苏联学者Emelyanov提出的, 滑模变结构控制的基本思想是:首先将从任一点出发的状态轨线通过控制作用拉到某一指定的直线, 然后沿着直线滑动到原点。滑模变结构控制在无人机控制系统设计中有两种设计方案:一种是直接方式, 即直接应用非线性系统的滑模变结构控制。另一种是间接方式, 首先将无人机非线性模型反馈线性化, 然后再利用线性系统的滑模变结构控制进行控制系统综合。

滑模变结构具有快速响应, 对系统模型的不确定性和外部扰动是鲁棒的和不敏感的、物理实现简单等诸多优点。缺点在于当状态轨迹到达滑模面后, 难以严格的沿着滑模面向着平衡点滑动, 而是在滑模面两侧来回穿越, 从而导致抖振现象。

2.1.4 智能PID控制

(1) 基于专家系统的PID控制器。专家控制的实质是基于受控对象和控制规律的各种知识, 并以智能的方式利用这些知识来设计控制器, 使得受控系统尽可能的优化和实用化。专家知识的获取和经验的总结在专家PID控制中占重要的地位, 它的知识全面性和推理智能度对系统的控制效果有很大影响, 也成为控制器设计的一个难点。

(2) 基于模糊控制的PID控制器。模糊控制不需要获知系统的精确数学模型, 是以操作人员的经验为基础, 根据操作者经验的语言表达来确定各个参数和控制规律, 然后在实际系统中进行调整和整定。模糊控制具有调节速度快, 鲁棒性好等优点, 但稳态精度差。将模糊控制和PID控制两者加以结合, 扬长避短, 既具有模糊控制灵活、适应性强的特点, 又具有PID控制精度高的优点。

(3) 基于神经网络的PIC控制器。神经网络作为当今新兴的控制技术, 可以充分逼近任意复杂的非线性系统, 可以自学习和自适应复杂的不确定系统, 有很强的鲁棒性和容错性。但神经网络也有自身的弱点, 响应速度慢、训练和学习时间很长、动态性能指标差以及需要大量训练数据等。因此将神经网络和传统PID控制相结合, 神经网络控制器实际上是一个前馈控制器, 它建立的是被控对象的逆向模型。神经网络控制器通过想传统控制器的输出进行学习, 在线调整自己, 目标是使反馈的误差趋近于零, 从而使自己逐渐在控制作用中占据主导地位, 以便最终取消反馈控制器的作用。一旦系统出现干扰, PID控制器会马上重新介入。不但保证了系统的稳定性和鲁棒性, 而且可以有效的提高系统的精度和自适应能力。

2.2 隐身技术

无人机提高饮食性能的方法有以下几种:

(1) 机身表面材料的改进。通常, 无人机机体表面可以采用降低反射雷达信号波能量的复合材料构造, 并覆盖雷达波吸收材料;

(2) 机体外形设计。尽量采用减小电磁波反射的机身构造, 即在机身的连接处进行光滑处理, 避免形成角度增强反射, 并在凹口出采用相应的隐身措施;

(3) 机体结构的设计。外机头采用碟式圆弧平面外形, 形成了多方向散射。

2.3 通信技术

宽带、大数据流量的数据链技术可以使无人机远距、快速地传输信息, 实施超视距控制, 是发展无人战斗机的关键技术。如果在远距或敌人干扰的情况下不能实施通信或不能可靠工作, 信息无法发给指挥控制中心, 指令也无法发给正在作战的无人战斗机, 人就无法在其中发挥作用, 无人战斗机将失去其优势。目前, 无人机主要采用Ku/Ka波段、C/X波段和L波段进行通信。

2.4 动力技术

无人机一般要求长航程, 因此, 必须采用高效率的动力技术。此外还可以开发新的轻型高效燃料, 如高效的航空煤油和使用太阳能做动力等。采用新的能够与机体气动布局相配合的推力矢量和分裂式副翼进行飞行控制;还有一种使用射流多轴推力矢量技术, 即通过控制发动机喷口处的喷气方向进行飞行姿态和方向的控制, 这种技术免去了以往机械式推力矢量装置的传动部件, 不仅可以使固定喷嘴更轻, 在外形上还能降低雷达截面, 并能快速降低喷口温度以减弱红外信号

2.5 发射、回收技术

无人机的发射系统按其发射点位置来区分, 主要包括陆上发射、水上发射和空中发射。陆上发射又可分为发射架发射、起落架起飞、滑跑车起飞和垂直起飞等;空中发射主要是指母机投放, 以提高无人机的使用寿命, 增大航程, 降低损失率, 但对母机设计要求较高, 同时应用的环境比较受限制。回收系统按回收点可分为陆上回收、水上回收和空中回收;按回收方式可以分为自主降落回收和遥控降落回收;按回收系统可分为伞降回收、拉网回收、跑到着陆回收等多种。其中, 自主降落方式要求在飞控系统中加入返航、降落、定位等程序, 设计复杂但操作运用简单, 应用较广泛。

3 无人机发展趋势

综观世界各国无人机发展现状及无人机技术发展趋势, 其发展方向可概括为如下几点。

3.1 多功能、模块化

高技术的迅速发展使模块化、通用化、系列化成为可能, 今后的无人机平台和地面站很可能是通用的, 将朝着一机多能的方向发展。进行系统设计时, 优化内部结构, 采用模块化技术, 根据具体任务及时更换不同功能的机载设备, 执行不同的任务, 实现一机多用。美国通用原子能公司研制的AMBER多用途无人机, 可用于战场机动通讯中继平台或电子战。该机装有前视红外仪、红外行扫仪或高分辨率照相机, 通讯/视频中继雷达, 信号情报侦察综合/电子支援设备等。英制小妖精无人机可根据担负的战场监视、目标指示、电子战等不同任务, 分别搭载传感器、激光目标指示器和电子干扰机等各种不同设备。在靶机上装上侦察、电子设备或各种战斗部, 即可将其改装成侦察、电子战无人机或巡航导弹。

3.2 高空长航时

从无人机的发展趋势来看, 长航时高空无人机已成为世界各国无人侦察机的发展重点之一。其典型机种如美国的全球鹰无人机, 该机相对低级别的已经投入到实战中, 而更高级别的试验机也处于最后测试阶段, 它装有喷气式发动机, 长13m, 翼展35m, 飞行高度达19.5km, 大大超过喷气式歼击机和陆基防空导弹的高度, 不间断飞行达40h。长航时高空无人机可在空中停留几天甚至几个, 获取目标区完整的信息, 为己方决策提供准确、及时的依据。长航时高空无人机较军用侦察卫星应用灵活, 价格便宜, 可随时按指挥员意图选定作战区域, 并尽可能接近战区, 获取更精确情报;它可不受目标上空云雾的影响, 获取高分辨率的图像;它还可机动跟踪目标, 提供实时信息。所以, 长航时高空无人机已成为军用侦察卫星的重要补充手段。

3.3 微型化、智能化

随着微电子技术和纳米技术的飞速发展, 21世纪的无人机将变得“微乎其微”如美军正在研制一种微型无人机, 能够在城市的建筑物之间飞行;还有一种微型无人机可从人员的手掌上起飞。美陆军认为, 无人战斗机近期只是有人驾驶系统的辅助, 在中长期, 应能按预先设定的程序半自主地完成任务, 而在远期 (2020—2025年以后) , 则应该能从头至尾完全自主地完成任务, 当然仍需要人员的监控。各种型号无人机的监控将实现通用化, 不同型号无人机获取的信息可以实现资源共享。大量采用人工智能和群体智能理论技术, 无人机可自动寻找、识别目标, 确定攻击目标的优先顺序, 选择恰当的武器, 做出战术决策, 执行必要的攻击机动动作。

3.4 全隐身

新型军用无人机将采用最先进的隐身技术。一是采用复合材料、雷达吸波材料和低噪声发动机;二是采用限制红外反射技术, 在无人机表面涂上能吸收红外光的特制漆和在发动机燃料中注入防红外辐射的化学制剂, 雷达和目视侦察均难以发现采用这种技术的无人机三是减少表面缝隙, 采用新工艺将无人机的副翼、襟翼等各传动面都制成综合面, 进一步减少缝隙, 缩小雷达反射面;四是采用充电表面涂层;五是采用最新的等离子隐形技术。采用隐身技术后, 可迅速隐蔽接敌, 长时间与敌接触。

4 结论和展望

无人机发展是航空航天领域的一个重要方向, 由于无人驾驶飞机还是军事研究领域的新生事物, 实战经验少, 各项技术不够完善, 使其作战应用还只局限于高空电子及照相侦察等有限技术, 并未完全发挥出应有的巨大战场影响力和战斗力。但随着科学的发展, 在未来战争中, 品类众多、功能各异的智能化无人驾驶飞机, 必将成空宇中的主角而无处不在。随着航空工艺、材料和技术的不断进步, 无人驾驶飞机在未来的几十年间将会真正崛起。

参考文献

[1]胡中华, 赵敏.无人机研究现状及发展趋势[J].航空科学与技术, 2009.

[2]李一波, 李振, 张晓东.无人机飞行控制方法研究现状与发展[J].飞行力学, 2011.

[3]邹湘伏, 何清华, 贺继林.无人机发展现状及相关技术[J].飞航导弹, 2006.

无人机发展现状及趋势 篇3

摘 要：地面无人作战系统是一种涉及机器人、车辆、机械、通信、自动控制、人工智能、定位导航、计算机等多种学科与技术的新型武器。地面无人作战系统正在越来越多地走向战场。地面无人作战平台以其减少人员伤亡、执行特种作战任务的超群能力，正越来越多地受到军方的青睐。未来地面无人作战系统将具有更强的任务执行能力和更好的环境适应能力。

关键词：地面无人作战系统 技术应用 发展动态

E835.8

在未来战争中，人们预测无人机与有人飞机将占据同样重要的作战地位，在硝烟弥漫的天空中并肩作战。当我们将目光从天空返回地面时会发现，地面无人作战系统正在协助士兵在不断变化的战斗空间探测敌人，开拓视野，在避免人员损伤的同时执行侦察、核生化武器探测、突破障碍、反击狙击手和直接射杀等任务，从而提高作战人员的生命力、灵活性和战斗力。

一、地面无人作战系统的组成及军事需求

（一）地面无人作战系统的组成

地面无人作战系统是由无人作战平台、任务载荷、指挥控制系统，以及空—天—地信息网络组成的综合化作战系统，是武器装备机械化和信息化相结合的产物，能够为步兵提供急需的战场感知能力和多样化打击手段，增强步兵的战斗力和战场生存能力。系统通常采用开放式体系、模块化结构设计，各分系统在结构上相互独立，方便调试、升级和更换，并根据作战需求可以选装不同的武器载荷或侦察载荷。操控终端和作战平台之间采用无线方式通信，图像和数据分别采用不同的通道。作战平台内部及各分系统间采用总线通信模式，有利于模块增减和功能扩展。平台分系统和载荷分系统之间采用方便拆卸的机械和电气接口，有利于不同功能任务载荷的整体更换或升级。同时作为人体感觉器官（ 耳、目等）和行为器官（ 四肢等）的延伸与扩展，地面无人作战系统可在人不能到达的地域里、在人体不能承受的条件下，执行步兵所要完成的作战任务，如抵近战术侦察、目标定位、效果评估、火力引导，或是敌火下的火力支援压制、伴随保障以及突防攻击等。20世纪以来，西方军事强国对地面无人作战系统的研究愈加重视，尤其是进入新世纪以来，便携式无人装备、伴随型无人装备、武装化无人装备成为发展热点。

（二）军事需求及技术特点

地面无人作战系统作为具有侦察、运输、搜救以及火力打击等功能的执行军事任务的系统，是无人作战平台家族的重要成员，能够在战场上协助作战人员并与之互补，最适合完成危险性的作战任务。

1.军事需求

地面无人作战系统能满足城市、山地等复杂战场环境和高危环境作战需求。随着全球城市化进程加快，城市作战越来越受到世界各国军队的高度重视。近几次局部战争表明，争夺最为激烈的战场环境都在城市及周边地区。而城市作战面临战场通视范围小，武器直射距离受限等影响。此外，在边境上多为山地、丘陵地形，尤其在高原山地条件下，机动和保障都较为困难，这些复杂的作战环境对步兵的近距离战场感知能力和打击手段提出了较高的要求，在目前现役的有人装备难以解决，尤其在人员无法到达的有毒有害气体、生化污染、核污染等高危险环境中无法完成特定任务的情况下，地面无人作战系统能有效满足复杂战场环境和高危环境作战的迫切需求，拓展单兵和分队的感知范围，增加打击手段，大幅减少人员的伤亡。

地面無人作战系统能增强单兵和分队综合作战能力。目前，轻武器发展面临诸多困难，现有装备的改进及已有手段的突破基本上已达到一个瓶颈，很难实现质的提升。无人化装备的发展，从另一个方面拓展了轻武器能力。首先，地面无人作战系统能够进行非视距侦察和打击，延伸单兵和步兵班组的作战范围，提高单兵或步兵班组间接作战能力；其次，能够执行火力突击、诱敌等极可能付出生命代价才能完成的任务，拓展单兵和班组作战手段；再次，可以控制武器射频，消除人为因素对射击的影响，还能对关键目标和区域进行火力引导，提高精确打击能力；第四，操作员不亲临最残酷的作战现场，不会产生因恐惧、厌战、伤病等导致的心理生理问题及非战斗减员；最后，能够在全天候环境下不间断地工作，协助单兵或分队完成枯燥乏味的作战任务，最大限度减少士兵的任务强度等。

2.技术特点

地面无人作战平台是在无人地面系统的基础上发展而来的，最突出的特点就是可以在没有人员现场参与的前提下执行武装作战任务。其技术特点是配置了相应的光电探测装置和无线通信设备，进而选配了适合需要的武器系统，士兵可以通过遥控操纵，指挥其执行相应的攻击作战任务。毫无意外，平台的机动性、数字通信能力与抗干扰性、目标探测与识别能力、远距离操控能力以及地面无人作战平台本身的智能化控制能力，都将是其技术研究领域的重点。

二、中、外军地面无人作战系统发展动态及特点分析

地面无人作战系统是一个高度集成的武器装备，系统复杂，综合了底盘、执行器、动力、自主、载荷、人机交互等多个学科的技术，尤其还涉及到多学科的交叉技术。近年来，以美国为代表的西方军事强国对地面无人平台的发展十分重视，不仅制订了雄心勃勃的研发计划，而且率先将无人平台应用于实战。目前，美、英、德、以色列等国陆军已经形成了较为完备的地面无人作战平台体系，并借助长期的技术积累和信息技术的快速发展，不断拓宽地面无人作战平台的任务功能领域，推动无人作战平台朝着自主化、智能化的方向发展。

2013年无人作战系统展在美国华盛顿会议中心举行，展会分为主旨演讲、展示会、宣传研习等环节，共有500余家研发生产无人机、无人车、无人船及相关产品的企业展示了其最新产品，参加展会的人数近8000人，其中欧洲参展者占41%，亚洲参展者占26% ，北美参展者占24% 。“网状”无线网络技术可以将各种无人地面车连接起来，实现超视距操作，每部无人车均可作为独立的节点和通信中继站。实验表明，在800米范围内，只需4台110型迷你无人车即可组建“网状”无线网络，并实现对该范围内无人地面车的控制。澳大利亚联邦科学与工业研究组织最近开发出一种可以在地球陆地表面漫游的无人驾驶观测车，这种观测车被取名为“内陆漫游者”，主要用于采集土壤、矿产、植被等的观测数据，并与地球观测卫星的数据进行比对，以对其精确性进行修正。美军已经开发了几十种远程控制的无人地面系统，2015年前其三分之一的战斗力将由机器人构成。机器人由美国波士顿动力公司设计制造，可背负400磅重物听从语音指令紧随前方指挥人员以78公里每小时的速度行进，此外它还可以作为移动充电站，在行进过程中为作战人员的电池充电。为了降低作战人员在战场上的风险，国防高级研究计划局要求波士顿动力公司设计制造静音性能更好、防弹性能更强的改进版机器人，该机器人已从2015年开始参与相关军事演练。

我国对无人作战系统相关技术研究起步较晚，在无人作战平台总体技术、任务载荷专用设计技术等方面研究针对性不强，存在总体集成度低、移动速度慢、自主化程度低和环境适应性差等问题，平台的机动性、数字通信能力与抗干扰性、目标探测与识别能力、远距离操控能力，以及地面无人作战平台本身的智能化控制能力，都将是技术研究领域的重点。

三、现役军用地面无人作战系统存在的问题与不足

从近几场局部战争和军事行动中军用地面无人作战系统实际使用情况看，由于技术成熟度不够、研发与使用结合不够紧密、使用环境多变等因素，造成目前军用地面无人作战系统存在许多问题和不足：第一，标准化、通用化和系列化程度较低。由于各种设计规范还未明确和统一，美国现役地面无人作战系统个性设计特征明显，采用各种封闭式架构，需要独立的操作控制单元和后勤保障以及复杂的升级流程，这不利于军用地面无人作战系统的快速发展与应用，不仅使用与维修成本过高，还使得同一领域军用无人作战系统之间以及不同领域军用无人作战系统之间缺乏有效载荷互换、信息互通和互操作能力。第二，感知能力不足。现役军用地面无人作战系统车载摄像机的深度认知能力不足。第三，通信能力不足。存在通信距离短、信号抗干扰能力差、带宽有限、网络通信能力不足等问题，尤其带宽的限制使军用地面无人作战系统无法集成自主能力或提供三维数据等先进功能。第四，自主能力不足。现役军用地面无人作战系统主要以遥控为主，仅少数具备半自主能力，操纵臂灵敏度低且自由度有限，其任务实施主要依靠士兵操控，使用成本较高，不能满足新时期军事作战需求。

四、地面无人作战平台发展的几点思考

（一）地面无人作战平台研制的必要性

从基于信息系统体系作战任务看，"极危险、极恶劣、极枯燥、大纵深"等特种作战任务，需要地面无人作战平台的研发和使用；从基于信息系统体系作战模式看，“非对称、非接触、非线式、零伤亡”等新型作战战法，凸显了地面无人作战平台的应用优势；从基于信息系统体系作战能力看，“侦察预警、指挥控制、火力打击、网点对抗、综合保障”等各个环节，提供了地面无人作战平台发挥能力的广阔空间。在传统意识中，人力优势是我军的显著特点，因此，替代人工、减少伤亡的地面无人作战平台曾有过一段不受重视的时期。但是，随着近年来无人装备的广泛应用，人们逐渐意识到，减少伤亡并不是地面无人作战平台优势的全部，在未来战场上，应用地面无人作战平台夺取战场的主动权、克敌制胜才是其最值得我们关注的实质。地面无人作战平台必将成为未来的重要作战装备，切实发展陆军地面无人作战平台，对于陆军提高基于信息系统的体系作战能力和新型作战力量建设具有重要意义。

（二）发展不同规模的地面无人作战平台

不同的军事需求和军事任务对地面无人作战平台也提出了不同的要求。我军地面无人作战平台的需要为各级指战员、各类作战单元提供战略、战役、战术层面的支持。这些需求幅度广、难度大，同样需要有针对性地发展大、中、小三种不同规模的作战平台，拓展执行任务的范围，为陆军战斗力的提升提供切实的支持。

（三）优先发展半自主地面无人作战平台

目前，完全脱离人的地面无人作战平台从理论和技术实现上难度较大，一方面由于计算机科学、认知科学、心理学等学科的一些理论瓶頸尚未突破，技术要求太高；另一方面，战争是一项具有不确定性的艺术，人的指挥和决策作用仍是决定战争胜负的重要因素。因此，采取半自主操控方式是目前较为合理、有效的技术途径。半自主操控方式的优点在于，将人类的智能和机器的智能有机地结合在一起，以便最大限度地发挥地面无人作战平台的战技效能。从美军研制地面无人作战平台数十年的发展历程中也可以看出，由完全依赖机器智能逐渐转向重视半自主的操控模式是一个非常明显的趋势。

五、展望

地面无人作战系统正在越来越多地走向战场。据不完全统计，美军装备的各类地面无人作战平台已达上万台。毫无疑问，配置有武装无人地面平台的小规模战术部队将拥有双重作战优势：其一，可以在一定程度上延伸战场；其二，可以提供目前还必须由士兵负责的火力支援，如此可以避免或尽量降低士兵暴露在非常危险的环境中的概率一一随着高科技战争成本攀升，训练有素且能熟练操作、维护先进技术装备的士兵日益成为军队的重要财富，从这一点考虑，武装无人地面系统的战术意义将更加深远。地面无人作战系统以其减少人员伤亡、执行特种作战任务的超群能力，正越来越多地受到军方的青睐。未来地面无人作战系统将具有更强的任务执行能力和更好的环境适应能力。

参考文献：

[1]郭胜伟.无人化战争[M].北京：国防大学出版社，2011.

[2]付梦印等.军用无人地面车辆技术的发展[M].北京：国防工业出版社，2009.

[3]沈林成等.移动机器人自主控制理论与技术[M].北京：科学出版社，2011.

战斗机无人化发展趋势 篇4

战斗机无人化发展趋势

针对战斗机无人化的能力需求、技术发展的.可行性,战斗机无人化今后将被赋予的作战任务以及战斗机无人化的发展过程中可能会遇到的问题等多个方面对战斗机无人化的发展趋势进行了分析.

作 者：张承涛 陈忠礼 徐奕航  作者单位：中国人民解放军海军装备研究院 刊 名：飞航导弹  PKU英文刊名：AERODYNAMIC MISSILE JOURNAL 年，卷(期)： “”(1) 分类号：V2 关键词：战斗机   无人化   发展趋势  

高铁发展现状及趋势研究 篇5

题目中国高速铁路的发展现状及趋势班级2009级铁工本3班

姓名唐宗宋祖

学号200973XX

二〇一一年六月

摘要：

高速铁路一般是指运行速度达200公里/小时以上的铁路，是由适合于高速运行的基础设施、固定设备、移动设备，完善且科学的安全保障系统和运输组织方法有机结合起来的庞大的系统工程，是当代高新技术的综合集成。高速铁路按列车的支承和推进原理可分为轮轨式和磁浮式；按建造和运营方式，轮轨式可分为新建客运专线、新建客货共线和既有线改造提速三种类型；轮轨高速列车按动力分布和驱动设备的设置可分为动力分散式和动力集中式，按转向架布置和车辆间连接方式可分为独立式和铰链式。

关键词：发展历史，经济效应，发展趋势中国高速铁路的发展

百余年来，我国的铁路事业无论从横向上还是从纵向上来讲，都是远远落后的。同其他国家相比，我国的铁路在运营里程、运输效率、技术水准、装备质量等方面相差极远，令人堪忧。我国国民经济的大动脉，在我国交通运输体系中居于主导的骨干地位。但我国铁路的现状是路网不发达，技术装备较落后，运能与运量的矛盾比较突出，一些主要干线的能力利用程度已经趋于饱和，铁路负荷水平居世界首位。兴建高速铁路的动议早在20世纪80年代中期就为我国的有识之士所提出，十多年来，国家有关部门组织了数以百计的专家学者从各个方面对高速铁路项目进行了详细的考察、分析和论证。经过多次的反复和论争，各方面的意见已经大致趋同：高速铁路技术可行、经济合理、社会效益良好、国力能够承受，因此应该建，而且应该及早建。1998年3月，全国人代会在“十五”计划纲要草案中提出建设高速铁路。

中国高速铁路网分骨干网、重要的区域网、大城市之间的城际高铁等三种类型，骨干网就是指规划的四纵四横干线网(图1)，“四纵”是指四条纵向铁路客运专线：纵贯京津沪和冀鲁皖苏四省，连接环渤海和长江三角洲两大经济区，全长1 318公里的北京到上海客运专线；连接华北、华中和华南地区，全长2 260公里的北京经武汉、广州到深圳的客运专线；连接东北和关内地区，全长约1 700公里的北京经沈阳、大连到哈尔滨的客运专线；连接长江、珠江三角洲和东南沿海地区，全长约1 600公里的杭州经宁波、福州到深圳的客运专线。“四横”则是连接西北和华东地区，全长约1 400公里的四条横向铁路客运专线：徐州经郑州到兰州的客运专线；连接华中和华东地区，全长约880公里的杭州经南昌到长沙的客运专线；连接华北和华东地区，全长约770公里的青岛经石家庄到太原的客运专线；连接西南、华中和华东地区，全长约2 078公里的上海经南京、合肥、武汉、重庆到成都的客运专线。按高铁建设等级分为无砟道床的时速350公里/小时的高铁和时速250公里/小时的有砟道床的准高铁。中国高铁的特点是大量采用高速桥梁和无砟道床技术，采用超大半径弯道，既消除平交道口和行人干扰，又保证路基的平顺，防止路基沉降。尤其是大量采用高速桥梁，使得一望无际的数十公里乃至数百公里的高速桥梁屹立在广阔平原上，非常雄伟壮观，成为一道靓丽的风景线。中国高速铁路的发展带来的变化

2.1 推动都市圈

中国人口多，密度大，国土广大等特点都非常适合发展高速铁路，高铁让城市之间的距离消失，越来越多的距离500公里以上的两个城市因高铁的建成而同城化，人们的交流和旅游因高速铁路而变得快捷方便和舒适。高铁沿线，将串联成一个贯穿东部与中部的城市带，据预测，北京、石家庄、郑州、武汉、长沙、广州、深圳等均为高铁沿线城市，“四横四纵”高铁沿线城市人口占中国城市总人口近半。也就是说，预计到2030年，将有几亿人次会乘坐高铁出行。庞大客运量将极大推动“高铁 沿线都市圈”的早日成形。

2.2 形成交通圈

今后几年，我国高速铁路建设将进入全面收获时期。以“四纵四横”为骨架的快速客运网基本形成，将连接环渤海、长江三角洲、珠江三角洲、长株潭、成渝以及中原城市群、武汉城市圈、关中城镇群、海峡西岸城镇群等经济发达和人口稠密地区，并将在区域内建设城际客运系统，覆盖区域内主要城镇。由此，快速客运网建成后，邻近省会城市将形成1～2小时交通圈、省会与周边城市形成半小时至1小时交通圈，而北京到全国绝大部分省会城市将形成8小时以内交通圈，缩短了区域及城市之间地理空间上的时间距离，将对我国的产业地理格局及大城市圈的形成产生巨大影响。

2.3 促进旅游业发展

高铁开通后，沿线旅游业将出现“井喷”式发展。京津城铁链接两大直辖市，也连通了商务、会展、旅游业协同发展。从2010年2月6日开行至7月，已运营半年的郑西高速铁路，成为推动陕西、河南两省旅游业快速发展的强大动力，高铁旅游“蛋糕”越做越大，直接带动了旅游经济的快速发展。上半年，陕西省接待境内外游客7 299.06万人，旅游总收入445.87亿元，分别比去年同期增长28.2%和30.3%。福厦铁路及温福铁路的开通，盘活了闽南和闽东的旅游资源，便捷的交通使福建省内形成了一个“周末城际铁路旅行圈”，福建和浙江东南等1 000公里以内的景区都将受益。

2.4 带动房地产商机

沪宁高铁开通为“长三角”房地产带来商机，万科、龙湖等中国知名房地产开发企业与沪宁高铁管委会接洽频繁，表明沪宁高铁开通后，品牌开发商认为高铁站点所在区域的未来价值将有大的提升。京沪高速铁路济南段济南西客站2010年投入使用，京沪高铁及济南站的建设对济南市西部的经济发展将产生巨大而深远的战略性影响，同时也将成为带动西部房地产业发展、提升项目规模档次的一次历史性机遇，也意味着未来的济南西部地产将有巨大的升值空间。济南西部的房价也在发生着日新月异的变化，原来西部的房价2 000多块钱，现在新世界阳光花园均价6 000元以上。

2.5 驶出国外市场

当全世界最高、最长的高原铁路青藏铁路全线开通数年后，国内大规模的高速铁路建设正如火如荼，进而引发了全球高铁热潮。与此同时，中国高铁企业在国际市场上展开了一系列角逐，从沙特Haramain高铁二期，到美国佛罗里达的Tampa-Orlando高铁项目，处处可见南车、中铁建、北京铁路局、北车等中国企业投标的身影。打开出口市场对中国高铁企业自身的意义自不待言，从国家整体而言，集装备制造与工程承包于一体的高铁出口更可望为中国货物、服务和资本输出带来巨大发展动力。中国高速铁路建设发展趋势

胡锦涛总书记指出，铁路作为国民经济的大动脉、国家重要基础设施和大众化交通工具，在我国经济社会发展中具有重要作用。希望铁路系统广大干部职工认清使命，抓住机遇，再接再厉，开拓进取，为加快我国铁路发展步伐，全面建设小康社会、加快推进社会主义现代化作出新的更大的贡献。多年来我国铁路运输不能适应国家经济持续快速发展的需求，成为制约国民经济快速发展的瓶颈。高速铁路速度快、运量大、能耗少、污染小、安全、舒适、占地少，20世纪90年代初，我国铁路专家就提出，中国修建高速铁路势在必行。高速铁路是一个高科技技术，包括了宇航、冶金、材料、电子、机械等高技术所形成的综合性的技术配套系统，需要做大量的准备工作。尽管面临很多困难，但是专家学者仍然在中国必须发展高速铁路这一点上达成了共识，并付出了艰辛努力。我国建设高速铁路的战略设想是：第一步，在近期内对选定的既有线进行改造，以较小的投资，较短时间能实现旅客列车时速达160公里的准高速铁路，并在其中设置供高速列车运行的试验段，在积累经验的同时，为在我国大量的既有线进一步提高速度提供技术储备；第二步，在21世纪初，建成一条时速达250公里～300公里的高速客运专线，以后再逐步发展。

目前，我国高速铁路动车组共有CRH1、CRH2、CRH3、CRH5四种系列型号，CRH是“China Railway High-speed”(中国铁路高速)的缩写，主要借鉴引进了世界著名的加拿大庞巴迪公司、日本新干线、德国铁路ICE3、法国TGV以及美国GE等公司的先进技术。2009年底，中国铁路营业里程达8.6万公里，仅次于美国，位居世界第二。目前中国投入运营的高速铁路已经达到6 552公里，其中，新建时速250 公里～350公里的高速铁路有3676营业公里；既有线提速达到时速200 公里～250公里的高速铁路有2 876营业公里。我国高速铁路运营里程居世界第一位。高铁技术已经在国际上处于领先地位，建设了一批在世界上具有影响的高铁项目。作为中国第一条时速350公里、具有自主知识产权的高速铁路，京津高速铁路便是标志性工程之一。2010年我国投入7 000亿元到高速铁路的建设中来，计划新线投产4 613公里。“十一五”期间，中国投资12 500亿元人民币，建设17 000公里铁路新线(图2)。其中客运专线7 000公里。“十一五”期间，京沪高铁被列在了所有将建客运专线的首位。紧随其后的是京广、京哈、沈大、陇海等铁路。列车时速达到200公里～300公里。

中国作为一个典型的大陆性国家，人口众多，幅员辽阔，经济联系和交往跨度大，需要有一种强有力的运输方式将整个国家和国民经济联系起来。铁路作为重要的基础设施，国民经济的大动脉和大众化的交通工具，最显著的特点是运载量大、运行成本低、能耗少，既在大宗、大流量的中长以上距离的客货运输方面具有绝对优势，又在大流量、高密度的城际中短途旅客运输中具有很强的竞争力，是最适合我国经济地理特征和人们收入水平的骨干运输方式。虽然改革开放以来，我国的铁路建设事业取得了举世瞩目的成就，但是与国民经济和社会发展的需求相比，我国铁路无论是规模还是质量都还存在很大的差距。为从根本上解决铁路供需矛盾，国家制定了铁路中长期规划以及“十一五”铁路建设发展规划。根据国务院批准的《综合交通网中长期发展规划》，2020年我国铁路网营业里程将达到12万公里以上，建设客运专线1.6万公里以上。

参考文献：

[1]刘转华 唐阳，动车组技术西南交通大学,2010

[2]吕长清 钱立新, 图解国外高速铁路中国铁道出版社2010

[3]张曙光 , 京沪高速铁路系统化研究中国铁道出版社2009

[4]贾俊芳, 高速铁路客运服务中国铁道出版社2009

[5]韩宝明 李学伟, 高速铁路概论北京交通大学出版社2010

[6]张曙光 ,CRH2型动车组中国铁道出版社 2006

[7]李向国 ,高速铁路技术中国铁道出版社 2005

浅析文博安防发展现状及趋势 篇6

文博安防系统是属于高风险对象的安全技术防范系统，风险等级和防护要求相当高。随着科学技术水平的提高和安防技术的迅猛发展，一方面安全防范手段日趋电子化、信息化和网络化，各种安防管理实现现代化的管理势在必行；另一方面市场经济的发展，文物的盗窃和反盗窃斗争日趋激烈。因而保护文物的安全，反盗窃、反破坏是文物博物馆系统的重点之一，其安全技术防范设施必须有更高、更新的要求，不仅要求系统具有更高的自动化、智能化的综合防范能力，而且要求系统必须具有高稳定性、高可靠性，易于操作与管理。

文博系统是国内最早开始使用安全技术防范手段的单位，早在20世纪60年代，北京故宫就已开始使用声控报警装置了，而大规模安装使用安全技术防范系统的是从20世纪90年代初期开始的，至今已经经历了20多年的发展。这些安全技术防范系统为预防、制止博物馆的盗窃活动中发挥了积极的作用，并在文博安防系统的设计、施工、使用发展过程中也积累了丰富的经验，同时也暴露出了许多问题，有待于进一步完善和提高。现以某博物馆的安防系统为例，解析一下文物博物馆安防系统的历史、现状、存在问题、如何解决以及文博安全技术防范系统今后的发展趋势。

一、早期报警、监控应用崭露头角

我国最早建立的文博系统安防系统，是在上世纪六十年代初的北京故宫博物院，当时，在故宫内安装了一套声控报警装置，这个系统虽然有点简易，但在使用过程中效果显著，多次防止了故宫文物盗窃事件的发生。故宫的技防是我国安防的萌芽和起步，随后，国内的一些博物馆亦开始陆续引入此系统，这时期是文博安防发展的萌芽时期。

上世纪八十年代，我国防盗报警系统正处于初创阶段，国内博物馆系统就开始引入了技防这种科技手段，在原有人防、物防、犬防的基础上，加入了技防这一科技手段，上世纪八十年代后期，国家有关部门陆续制定了一系列安防技术标准。国内某博物馆就从这时期开始引进使用技防设备的，当时主要是以被动红外报警探测器为主，技术防范手段比较简单，规模比较小，探测器的误报率较高，当时主要还是靠人防、物防和犬防来进行防范。上世纪九十年代初，随着火灾报警系统的发展，博物馆防盗报警系统主机采用同火灾报警主机合用，使报警系统的规模扩大至整个馆区的所有展厅和库房，并增加了少量的黑白摄像机和声音复核装置，视频图像采用模拟录像机进行记录。这时期是文博安防发展的初级阶段。

从上世纪九十年代末期是文博安防发展的成熟阶段，针对文博安防系统，国内相继出台了《文物系统博物馆安全防范工程设计规范》和《文物系统博物馆风险等级和安全防护级别的规定》等一系列国家标准和行业标准，按照这些标准的要求，整个博物馆安防系统已逐步采用纵深防护体系进行设计和实施，前端的防范设备和防范手段也在不断增多。某博物馆在这个时期进行了安防系统的改造，从原来的局部防范改造为纵深防护体系，建立了博物馆的周界、监视区、防护区和禁区，改造后的安防系统由入侵报警系统、音视频监控系统、出入口控制系统、有/无线对讲系统及辅助照明系统等组成，各子系统之间通过硬件联动组合成整个博物馆的安全技术防范系统。同时，对原监控中心进行了全面的改造，由于馆区的风险等级较高，改造时在监控中心的屏幕墙上增设了一套报警系统电子模拟屏显示装置，同时，在报警电脑上安装了入侵报警系统管理软件，在前端发生报警时，能在监控中心的电脑上和屏幕墙的电子模拟屏上同时显示报警的位置，使整个入侵报警系统具有备份的显示控制系统，确保了整个安防系统的可靠性，系统已使用了十几年，现正在进行全面的升级改造。

二、安防多系统集成 一体运营管理问题突出

现在，多数文物博物馆所使用的安防系统基本是在本世纪初建成的，系统主要是以入侵报警系统为核心，以声音复核、图像复核、模拟视频安防监控为基础组成，配以出入口控制、巡查系统，通过各系统之间的硬件或软件的集成，将各子系统融为一体安防系统。这些系统的主要特点就是稳定、可靠、操作简单。然而，大多数已运行使用十年左右，系统或多或少地存在一些问题。

从近几年国家文物局在全国开展了一次以文物安全基础数据统计的大检查，对全国31个省(自治区，直辖市)的两千多个省，市，县三级行政机构的文物安全情况，二千多处全国重点文物保护单位以及四百多个财政部、国家文物局确定的重点博物馆的安全基本情况进行调查摸底。调查结果显示：在上报的两千多个全国重点文物保护单位中，防盗设施达标率不足30%，国家重点博物馆防盗达标率刚刚达到50%。从以上调查结果中，可以发现我国文博安防系统面临着巨大压力，再加上我国现有博物馆数量如此之多，发展如此之快，全国重点文物保护单位和重点博物馆现有的安全防范系统无法满足实际工作的需要，存在着较大的漏洞和安全隐患。因而，对现有文博安防系统的改造和升级已是迫在眉捷了。

从文博安防系统的管理来看，大部分文博单位都设有专职人员对本单位安防系统的设备进行日常管理和维护，维修和改造工作大都由专业的工程公司实施，基本能保证系统的正常工作。而监控中心的值班人员，主要是以聘用当地保安公司的保安人员进行值班为主，这样就会造成值班人员难以固定，新来的保安人员对安防系统操作使用不熟练等问题。另外，由于监控中心的值班人员对博物馆内部的安防情况十分了解，这些人员的经常流动，对博物馆的安全防范工作十分不利，从而会形成重要的不安全因素。因而值班人员的稳定或使用专业的值班人员，对文博系统的安全都是至关重要的。

三、未来高清化、网络化、智能化及与物联网结合

文博安防系统的发展同安防技术的发展是紧密联系在一起的，随着安防技术的不断创新和发展，对文博安防技术的提高起到促进作用。安防技术将会向高清化、网络化、智能化和物联网技术方向发展，文博安防系统可利用的新技术将会越来越多，但在实施过程中，不能简单的照般照抄，需根据文博安防系统的特点，有选择的使用安防新技术。

文博安全防范技术手段不论在器件上还是系统功能上都有飞速的发展。器件上的探测器由原来的比较简单、功能单一的产品发展成具有智能识别技术复合的新产品。如用带智能识别的双鉴探测器，不仅采用了微波和被动红外双鉴技术，还能识别和判别探测范围内的小动物，从而大大降低了误报率；针对文博安防的探测器如：适用于展柜内的多维驻波探测器，适用于书画的凡高挂画传感器，适用于可移动类文物的位移探测器，以及适用于周界的电子围栏、感应电缆、振动光缆、室外型微波、双鉴、被动红外、主动红外等探测设备。

近几年，视频监控技术的高速发展，带动了安防行业的发展，促使文博安全技术防范系统的高清化、网络化、智能化、集成化和物联网技术的发展趋势。

文博安防视频监控系统的高清化

现在主流的安防视频监控系统设备有IP网络高清摄像机、HD-SDI高清数字摄像机、同轴高清摄像机、高清编解码器、高清网络硬盘录像机、IP/FC-SAN高清视频集中存储设备、高清显示监视器等设备，这些视频监控设备的输出、输入和存储都是以高清方式实现的。高清技术的普及应用使图像质量有了质的提高，高清、全景摄像技术，可以让值班人员看得更清楚、更全面，录像回放视频可看清进出人员的面部特征和车辆进出的牌照信息，视频图像从原来的“看得见”变为现在的“看得清”。

由于文博安防系统的可靠性要求相当高，对于风险等级比较高的部位的视频图像传输方式建议采用点对点的星型结构，因而，对于IP摄像机的使用需要考虑网络的带宽需求、实时性、可靠性等因素，对于风险等级较高的文博单位的视频监控系统建议采用SDI数字或同轴高清摄像机构成的系统来实现，确保图像传输的实时性和稳定性。

文博安防系统的网络化

网络化是安防系统发展的必然趋势，随着网络报警主机、网络摄像机、网络录像机、网络出入口控制主机等设备的出现，通过网络可使安防系统的各子系统方便地通过网络，实现各种设备间的无缝连接，充分共享信息资源，并能在能在统一的共享平台上实现对各子系统的管理和控制操作，为文博安防系统的网络化打下坚实的基础。文博安防系统的网络化首先要考虑的是安全性和可靠性，因而，文博安防网络必须独立建网，内外网进行物理隔离、防病毒入侵等手段，来防止各种形式的对系统的非法侵入，保证安防网络的安全性。

文博安防系统需要每天正常工作24小时，每年运转365天，网络系统必须具有高度的可靠性和优良的性能，安防网络体系结构不应存在单一故障失败点，即不能因为某一个设备的故障，造成全网某种业务的瘫痪；因而，安防网络需采用双机热备、堆叠、集群等网络冗余链路技术，确保故障后的数据和任务备份切换操作。

安防系统的网络化在某种程度上打破了布控区域和设备扩展的地域和数量界限。系统网络化将实现整个网络系统硬件和软件资源的共享以及任务和负载的共享，这也是系统集成的一个重要概念。

文博安防系统的智能化

安防系统的智能化包括报警探测器防小动物的智能分析技术，视频监控系统的视频移动、越界报警、物品滞留、徘徊行为提示、移动目标的跟踪、人流计数、人群密集度、面部捕捉比对等智能分析技术，出入口管理系统的指纹、掌纹、面部、虹膜识别等生物识别技术，在一些国外大片中也经常出现。

上述这些安防智能化技术，在文博安防系统中具有广泛的应用前景，将会大大提高安防系统使用效率和实用性。如：博物馆的不规则周界可采用视频越界报警技术，展厅可采用物品滞留提示和徘徊行为提示等技术。另外，在博物馆的出入口可应用人像面部捕捉技术，将过往人员的面部图像从整个画面中捕捉出来。更进一步可考虑比对系统的应用，通过向系统输入犯罪嫌疑人的头像照片，在出入口进行面部图像捕捉和对比，当犯罪嫌疑人出现时，系统能立即报警，提醒监控人员注意，从而提高系统的运行价值。未来的安防系统，应是在网络化的基础上使整个系统硬件和软件资源完全共享，从而实现真正意义上的集成与智能，真正做到防范于未然。

物联网技术在文博安防系统的应用

物联网技术是无线网络与智能传感及识别技术结合的产物，物联网技术的不断发展，必将推动文博安防技术的突破性提升。基于物联网的文博安防系统主要通过应用物联网技术，真正实现所有防护目标的全方位实时监控，任何物体(包括人员、文物、设备装置、车辆等)都可以通过物联网的联网技术进行互联和信息提取，博物馆内重要物品的移动、非相关人员进入禁区、设备装置的运转情况等，都将会实时报送至值班人员和相关管理人员，及时有效地进行预警防范，实现可靠有效的智能监控。目前物联网技术正处于论证和初步实践阶段，要真正的实用化，还需要不断的改进和完善，并进一步降低使用成本，随着技术的逐步发展和成熟，物联网技术的广泛应用必将给文博安防系统带来突破性的发展。

四、小结

无人艇的发展趋势 篇7

随着科学技术的发展,尤其是信息技术,新材料技术,新军事理论的推陈出新,涌现出了许多颠覆传统的新思维,新方法,新武器。无人化武器越来越多的走入现代军事领域,无人艇的出现为海军作战提供了新的作战样式[1,2]。

无人化装备有利于执行高危险区域任务、有利于弥补前线作战人员与装备的不足,是新型的水面战争装备[3]。随着网络中心战的发展,我海军对前线情报的需求越来越多,对作战装备安全的要求越来越高,亟需专职执行远程突前侦察、电子战、扫水雷、反潜战、水面战、水面防空、岛礁防护的大量低成本专职水面装备。

1 国内外发展状况

美国和以色列是国际上研究无人水面艇最为活跃的国家,已经有多个艇型正式在海军服役,并有十多年的无人水面艇开发和使用经验。美国2002年开始发展的“斯巴达侦察兵”和以色列2006年装备的“保护者”是最为成功的第一代无人水面艇,其电子系统和任务载荷具有显著的代表性。另外,英国、加拿大、法国、德国、意大利、瑞典、新加坡、白俄罗斯、日本等国家也开展了多年的无人水面艇的研究,艇载电子系统各具特色,但尚未形成清晰的发展思路,尚在探索研究中[4]。

“斯巴达侦察兵”是典型的搭载型无人水面艇,它是在美军舰载7米充气式半硬壳交通艇的基础上,通过模块化设计,成为一种由标准组件构成,可进行重新配置的多功能、高速半自动水面无人快艇。可以在一个小时内完成装备多种“即插即用”型任务模块,不仅可以承担多重任务,而且加快了研发进度、降低了成本,很好地解决了无人水面艇上舰的问题。其基础配置包括:远程遥控/半自动指挥决策配套设备,情报、监视、侦察系统设备(导航雷达、视频/红外相机),导航通信系统设备等。可扩展任务模块目前主要有四种:一是,情报、监视、侦察模块。模块中装备有光电系统和小口径机关炮等,可执行情报收集、战场监视、目标跟踪、局部海区有限封锁、警告性射击、拦截附近过往船只等任务。二是,反水雷战模块。该模块装有拖曳式侧扫猎雷声纳、组合电子设备等,可执行水雷探测、航道清查、提供海底图像等任务,可为多艘舰艇同时扫探水雷、提供安全保障。三是,精确打击/反舰作战模块。该模块装有指挥控制装置、激光指示器、识别系统、小型导弹如“标枪”或“海尔法”或30毫米舰炮等,执行对舰攻击、对岸火力支援等任务。四是,反潜战模块,主要以吊放声纳为基础,其中包括声纳浮标、鱼雷、障碍规避系统等,用于执行搜索探测敌潜艇,向载舰提供目标数据或直接对目标发起攻击等任务[5,6]。

国内无人水面艇研究特别是无人水面艇载电子系统研究起步较晚,但发展较为迅速。

2008年,中国航天科工沈阳新光集团研制出了“天象1号”无人水面艇。它是国内第一艘工程应用的无人水面艇,奥运会期间为青岛奥帆赛提供气象保障服务。电子系统由两部分组成,一部分是海上无人探测平台,另一部分是地面控制系统。艇身总长6.5米,载荷主要装载在“集成电子桅杆”上,电子信息系统集成有早期的智能驾驶、雷达搜索、卫星应用、图象处理与传输等设备。

2013年,由上海大学等单位联合研制的我国首艘水面无人测量艇“精海号”它实现了遥控与自主导航航行、路径规划、路径跟踪、水面及水下障碍的自动避障避碰、远距离自主航行等功能;实现了单波束、多波束声呐测深,前视多波束声呐、侧扫声呐探测,多普勒流速流向测量等海洋多要素综合测量功能。

2 无人艇的系统组成及需要的技术

现代无人艇的主要特征是模块化、智能化、多功能化。多功能化是以任务可重构来实现的,可以允许无人艇在基础配置的情况下挂载不同的任务载荷模块,快速构建起不同的任务能力。常见的无人艇应具有自动驾驶模块、智能信息处理控制模块、通信及遥控模块、卫星定位模块、光电观测模块、雷达探测模块、声纳、通信传输模块、水文天气感知模块等。对于特殊用途的无人艇还会配备有一些特殊的任务模块,比如遥控武器站、非致命性驱离武器、卫星通信模块等等。

从发展趋势来看,以前的无人艇基本都属于遥控式的。随着技术的基本,现在的无人艇已经能够实现自主导航能力,简单任务的自主执行能力,今后将能实现无人艇群的协同自主作战以及执行任务的能力。

智能信息处理及控制中心是现代智能无人艇的大脑,它对整个无人艇的自身状态、外界感知以及任务执行都起到协调与控制的作用。无人艇因自身体积和能量的限制,信息处理及控制中心设备需要低功耗、体积小、智能化程度高[7,8,9]。

其他的任务模块,比如导航定位、声纳、雷达、武器等一般也均为无人艇专门研制的低功耗、小型化的型号。

3 今后的发展趋势

目前已知的无人水面艇类别繁多,艇型复杂,承担的任务多种多样,电子系统架构简单,规格标准各不统一,互连互通性差,工作效能较低,生产维护成本高,不具备高水平的协同协作能力,不符合未来无人水面艇网络化多域协同作战的发展趋势。因此,亟需研究一种信息获取能力强、自主化水平高、任务处理能力强,支持能力扩展,支持多种作战样式,支持互联互通互操作,支持多种类型无人水面艇,统一架构的新型无人水面艇载电子信息系统。

无人水面艇感知信息系统是无人水面艇的一套核心电子装备,是无人水面艇载电子信息系统的一整套解决方案,具有标准化、模块化、可裁剪、可重配置、开放式体系架构、系列化发展、综合效费比高的特点,根据使命任务的不同,可装备于港口型、可搭载型、远洋长航时型等多种无人水面艇型。支持无人水面艇单艇任务,也支持其形成艇群,执行协同任务;支持近海反潜、反雷、反恐、防护、水文调查等任务;支持电子侦察与电子战等支援任务;支持无人作战体系自组织协同作战任务等。

未来的海洋上将充满了执行各种任务的无人艇,必将代替人类执行各种危险的海洋调查及战场任务。

参考文献

[1]李家良.水面无人艇发展与应用[J].火力与指挥控制,2012(6):203-207.

[2]吴恭兴.水面智能高速无人艇的控制与仿真[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学2008.

[3]徐玉如,苏玉民,庞永杰.海洋空间智能无人运载器技术发展展望[J].中国舰船研究,2006(3):1-4.

[4]陶雯.国外无人水面艇发展研究[R].中国电子科技集团公司第三十六研究所,2010.

[5]万接喜.外军无人水面艇发展现状与趋势[J].国防科技,2014(5):91-96.

[6]柳晨光,初秀民,吴青,等.USV发展现状及展望[J].中国造船,2014(4):194-205.

[7]廖煜雷.无人艇的非线性运动控制方法研究[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学,2012.

[8]孔庆福,吴家明,贾野,等.舰船喷水推进技术研究[J].舰船科学技术,2004(3):28-30.

物联网现状及发展趋势 篇8

关键词：物联网；互联网；信息产业

中图分类号：F49 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011)05-0000-01

Status and Development Trend of the Internet

Yuan Yuan

(Modern Education Technology Center of Tibet University,Lhasa850012,China)

Abstract:Internet of Things is a network between objects, it is a information revolution, its development will greatly promote the progress of human society. In this paper, we will understand the connotation first, then describe in detail its development status, on this basis to discuss the future development trend of Internet of things.

Keywords:Internet of Things;Internet;Information industry

物联网是从英文“The Internet of things”翻译而来，也称“全联网”。从字面的意思可以理解为是“物物相连的互联网”。有两层含义：首先，物联网是以互联网为基础的，是互联网在“物的世界”的延伸和扩展；其次，它的终端可以包括任何物体，目的是为了实现物体和物体之间的通信和数据交换。因此，物联网的完整定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。因此，物联网是新一代信息技术的重要组成部分。

一、内涵和特征

（一）内涵

物联网通过使用各种信息传感设备，如射频识别（RFID）技术、全球定位系统（GPS）、激光扫描仪、红外感应器等，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。

（二）特征

物联网本质上是一种建立在互联网上的泛在网络，虽然它的核心依然是互联网，但是它依然有着自己一些独立的特征。第一，它大量应用了各类感知技术。物联网信息的获取源就是分布在网络末端的各种类型的传感设备，这些传感设备就是物联网的“耳”、“眼”、“鼻”。第二，物联网中的“物”通过各种有线或无线通信方式连接到互联网上，从而实现信息的上传或指令的下发，进而达到和互联网的融合。第三，物联网不仅通过传感设备交换各类信息，其本身对信息也具有处理的能力，通过这种能力可以实现对物体的智能控制。

因此，物联网技术其实就是互联网技术、传感器技术和智能处理技术（模式识别、人工智能、云计算等）的结合。

二、国内外发展现状

近年来，物联网在我国受到了全社会极大的关注：在国家中长期科学与技术发展规划（2006-2020）中提出要重视传感网的开发与利用；自温总理提出“感知中国”以来，物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”。在此背景下，近年来我国在物联网研究及应用领域取得了一些令人瞩目的研究成果，目前在工业、农业、医疗、交通、环境等领域均有物联网应用的尝试，某些行业已经积累一些成功的案例。如：上海浦东机场2009年率先安装了我国自主研发的、基于物联网的防入侵系统。在国际上，物联网的研究与发展也受到了很大的重视，其中较具影响力的包括国际电信联盟发布的《ITU 互联网报告2005：物联网》、欧洲信息社会与媒体委员会发布的《2020年的物联网：未来之路》、IBM的“智慧地球”项目。同时也受到了各国政府的重视，比如，日本与韩国2006年开始相继实施U-Japan计划与U-Korea计划。这些项目和计划中，以IBM的“智慧地球”项目最具代表性，根据不同的应用，“智慧的地球”战略规划了六个行动方案，包括电力、医疗、城市、交通、供应链以及银行，目前此项目已经取得了不少阶段性成果。

三、发展趋势

物联网前景非常广阔，它将极大地改变我们目前的生活方式。首先，物联网的应用可以提高经济效益，节约成本；其次，物联网的发展可以带动很多相关行业的发展，可以为全球经济的可持续提供动力；还有，物联网的应用可以大大方便我们的生活。在物联网的世界里，每个物体都具有了一定的智能，可以自动完成一些以往需要人类干预才能完成的事情。

物联网虽好，但是要建立一个真正高效实用的物联网，有两个因素必不可少。首先是规模性，就是说接入网络的物体必须达到一定的规模，只有具备了规模，智能作用才能真正发挥出来。例如，某个城市的道路上有上百万辆汽车，如果我们只把其中的一万辆汽车接入到网络中，就不能对整个城市的交通有全面的了解，也不可能建立一个智能交通系统；其次是流动性，物体通常处在运动中，要能保证物体在运动状态，甚至是高速运动状态下都能随时进行数据的交换，这就需要建立配套的信息高速公路，尤其是大容量移动互联通道。

EPOSS在《物联网 2020》报告中分析预测，未来物联网的发展将经历四个阶段，2010年之前射频识别技术将被广泛应用于物流、零售和制药等领域，2010-2015年物体互联，2015-2020年物体进入半智能化，2020年之后物体进入全智能化。目前，第一阶段的功能在国内外已经实现，正在向第二阶段的目标迈进。

四、结束语