ruguoshuolvseshigaotieweilaideyigezhidian，zhinenghaowuyiwenjiushilingyigezhidian。erchuanganzeshiyigaotieweidaibiaodexianjinguidaojiaotongshixiangzhinengshidaidediyidaodamen。

過去的五年，中國高鐵從5年前事故創傷的陰影中艱難走出，一步步成為科技界屈指可數的產業化重器
，成為老百姓和領導人引以為傲的國家名片。

接下來的五到十年，已經贏得鮮花和掌聲的中國高鐵又當向何處去
？

ruguoshuolvseshigaotieweilaideyigezhidian，zhinenghaowuyiwenjiushilingyigezhidian。erchuanganzeshiyigaotieweidaibiaodexianjinguidaojiaotongshixiangzhinengshidaidediyidaodamen。

寧波會議“集結號”

蓀(sun)湖(hu)，因(yin)湖(hu)畔(pan)多(duo)香(xiang)蓀(sun)而(er)得(de)名(ming)

，位(wei)於(yu)浙(zhe)江(jiang)省(sheng)寧(ning)波(bo)市(shi)的(de)西(xi)北(bei)郊(jiao)。這(zhe)裏(li)距(ju)離(li)市(shi)中(zhong)心(xin)二(er)十(shi)多(duo)公(gong)裏(li)，三(san)麵(mian)環(huan)山(shan)，仿(fang)佛(fo)世(shi)外(wai)桃(tao)源(yuan)，自(zi)古(gu)便(bian)是(shi)文(wen)人(ren)雅(ya)士(shi)的(de)吟(yin)詩(shi)攬(lan)勝(sheng)之(zhi)地(di)。

2016年4月28日，中國工程院院長周濟
、機械與運載學部主任尹澤勇等一行的突然造訪，打破了蓀湖平日裏的寧靜。他們是來參加由中國工程院與中國中車聯合主辦、中車株洲所承辦的一個工程前沿技術論壇。

翻開與會代表名單，11位中國工程院院士的名字赫然在列。

其中8位院士來自非軌道交通領域，他們是：機械工程專家
、中國工程院院長周濟
，航空發動機專家、中國航空工業集團尹澤勇，坦克專家、裝甲兵工程學院臧克茂，彈道學專家、南京理工大學李鴻誌
，艦炮專家、海軍裝備研究院邱誌明，高炮專家

、中國兵器工業集團李魁武

，導彈專家
、西北工業大學王興治

，設備診斷專家、北京化工大學高金吉。

另外3位院士則是：鐵道電氣化與自動化專家、西南交通大學錢清泉，電力機車專家、中車株洲電力機車有限公司劉友梅，以及牽引電傳動與網絡控製專家、中車株洲電力機車研究所有限公司丁榮軍。

在上述院士裏
，除鐵路領域外，相當一部分來自軍隊科研院所，其中不少院士是飛機
、艦船、大炮、裝甲車子係統的總設計師。講者裏還有來自美國得州儀器、日本三菱電機的技術高層


，以及中科院微電子所副所長陳大鵬等國內中青年專家。

“智能傳感技術在軌道交通中的應用”shizheqigongchengqianyanjishuluntandezhuti。congjunduidaominyonglingyu，congjixiedaodianzibingfugaihailukong，zhongduoyiliuzhuanjiarucigaomidujujiaoyigejuyoujiqiangzhenduixingdezhuti，zhezaiguoneixueshujieshangbuduojian。

小小傳感器為何如此重要

傳感器實際上並不新鮮。

shenghuozhongchangjiandejiechushiwenduji，jiushiyileizuijiandandechuanganqi。duiyuguangdashumafashaoyouheqichezulaishuo，chuanganqisangezijiugengbumosheng。biruzhinengshoujishangyichengweibiaopeidehengshupingzhuanhuangongneng，bianshiliyongzhonglichuanganqishixiande；而汽車儀表盤之所以能顯示速度、油量等參數，也是各類看不見的傳感器在起作用。

近年來
，隨著物聯網概念的興起，傳感器更是因其占據了“物聯”入口而被稱作物聯網的“末梢神經”，越來越受到行業關注。

對自動化、網絡化、智能化要求越來越高的軌道交通行業自然也不例外。

在寧波會議上，與會專家這樣定義傳感器：它ta是shi一yi種zhong檢jian測ce裝zhuang置zhi，能neng感gan受shou到dao被bei測ce量liang的de信xin息xi
，並bing能neng將jiang感gan受shou到dao的de信xin息xi，按an一yi定ding規gui律lv變bian換huan成cheng為wei電dian信xin號hao或huo其qi他ta所suo需xu形xing式shi的de信xin息xi輸shu出chu，以yi滿man足zu信xin息xi的de傳chuan輸shu
、處理
、存儲、顯示、記錄和控製等要求。

中國工程院院士、中車株洲所總經理丁榮軍描繪了傳感技術在軌道交通領域裏的6大應用場景：一是收集列車的運行狀態信息
；二是集成化的高速綜合檢測列車
；三是列車綜合性能全麵檢測；四是用於鋼軌探傷；五是軌道狀態遠程監測；六是室內外環境綜合傳感。

據介紹
，僅以我國自主研發的高鐵列車代表作——和諧號380AL為例，一輛列車裏的傳感器數量多達1000多個，平均每40個零部件裏就有一個是傳感器。它們承擔著狀態監視、故障報警、車載設備控製等功能。這還隻是車載傳感器係統。

關於傳感技術的重要性，“會議手冊”第一頁裏這樣寫道：

“隨著‘中國製造2025’和‘十三五’戰zhan略lve性xing新xin興xing產chan業ye等deng國guo家jia戰zhan略lve的de逐zhu步bu實shi施shi
，發fa展zhan綠lv色se智zhi能neng的de先xian進jin軌gui道dao交jiao通tong裝zhuang備bei已yi成cheng全quan行xing業ye共gong識shi。作zuo為wei軌gui道dao交jiao通tong運yun營ying安an全quan的de保bao障zhang性xing技ji術shu和he裝zhuang備bei持chi續xu升sheng級ji的de關guan鍵jian性xing技ji術shu
，智zhi能neng傳chuan感gan技ji術shu的de不bu斷duan應ying用yong和he傳chuan感gan器qi件jian的de發fa展zhan在zai軌gui道dao交jiao通tong領ling域yu中zhong發fa揮hui著zhe至zhi關guan重zhong要yao的de作zuo用yong。”

從無到有的20年國產化之路

“傳感器的國產化程度一度阻礙了軌道交通車輛的完全自主化進程。”談及我國軌道交通用傳感產業的發展，不少專家感同身受。

曾經
，作為國內軌道交通行業的領導者
，南北合並前的中國中車在較長時間內使用的傳感器也一直為國外所壟斷。

然而鮮為人知的是，相關技術的研發儲備早在20多年前便已開始布局。

1990年，中國中車株洲所以極具戰略的眼光，創建寧波中車時代傳感技術有限公司（簡稱寧波時代），率先扛起了振興民族傳感產業的大旗。

寧波時代始創於1990年10月
，其前身為株洲電力機車研究所寧波分所，是寧波市首批成建製引進的兩家部屬科研院所之一。2006年、2016年先後更名為寧波南車時代傳感技術有限公司、寧波中車時代傳感技術有限公司。

據寧波時代總經理徐永謙介紹，自寧波時代成立以來，先後完成了電流
、電壓、壓力


、溫度

、位移、速度等6大(da)類(lei)多(duo)規(gui)格(ge)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)國(guo)產(chan)化(hua)開(kai)發(fa)，全(quan)方(fang)位(wei)覆(fu)蓋(gai)軌(gui)道(dao)交(jiao)通(tong)車(che)輛(liang)的(de)各(ge)種(zhong)測(ce)量(liang)需(xu)求(qiu)
，終(zhong)於(yu)打(da)破(po)了(le)國(guo)外(wai)企(qi)業(ye)在(zai)這(zhe)一(yi)領(ling)域(yu)的(de)壟(long)斷(duan)，逐(zhu)步(bu)實(shi)現(xian)了(le)傳(chuan)感(gan)器(qi)這(zhe)一(yi)高(gao)端(duan)零(ling)部(bu)件(jian)的(de)完(wan)全(quan)自(zi)主(zhu)設(she)計(ji)和(he)生(sheng)產(chan)。

如今，寧波時代已擁有電流傳感器、電壓傳感器、壓力傳感器、速度傳感器
、位移傳感器、溫度傳感器6大類
、12係列多種規格的係列產品。此外

，MEMS智能傳感器、光纖傳感器等新型傳感器也已在研發當中。

經過20餘年發展
，寧波時代的企業實力不斷壯大，從創立之初的年產幾萬隻手工生產發展成為如今年產百萬隻的自動化生產能力，2009年傳感器銷售額突破1億元，2014年傳感器銷售額突破2億元，目前傳感器產業已達到近3億元的規模，在國內軌道交通領域占據了60%的市場份額。

就jiu這zhe樣yang，國guo外wai傳chuan感gan器qi被bei一yi步bu步bu趕gan出chu了le中zhong國guo列lie車che。寧ning波bo時shi代dai也ye借jie此ci成cheng為wei了le國guo內nei軌gui道dao交jiao通tong傳chuan感gan行xing業ye領ling先xian者zhe和he客ke戶hu首shou選xuan供gong應ying商shang，並bing主zhu持chi製zhi定ding了le多duo項xiang軌gui道dao交jiao通tong傳chuan感gan器qi的de行xing業ye標biao準zhun。不bu僅jin如ru此ci，還hai實shi現xian了le向xiang幾ji個ge過guo去qu國guo外wai合he作zuo夥huo伴ban的de批pi量liang供gong貨huo。

高端產品爭奪戰才剛剛開始

盡管憑借著20餘年技術積累，中車株洲所已占據了60%的國內軌道交通傳感市場，但對接下來40%的爭奪，才更加激烈和殘酷。

因為在這個尚未占領的40%的市場裏，有相當一部分屬於高端產品。資料顯示
，目前我國雖有1700餘家機構在從事傳感器的研製、生產和應用，但高端傳感器芯片進口占比高達90%，仍嚴重依賴國外。

“我們原來做的傳感器仍以模擬量傳輸為主。”徐永謙告訴記者。

中車株洲所總工程師馮江華也表示，“傳統傳感器大量采用模擬信號傳輸
，容易受幹擾
，同時在惡劣條件下出故障後，無法實現自診斷
，不具備自愈能力”。

另據記者了解
，就軌道交通傳感器市場而言
，目前技術含量相對較高的加速度傳感器還未實現國產化。

如何立足軌道交通、向其他行業擴展同樣是徐永謙關心的問題。“雖然與手機、汽車行業相比

，我們的傳感器技術含量並不低
，但仍處於多品種、小批量的生產狀態
，”他表示
，“今後應向大批量

、低成本轉變。”

“真正意義上的國產化替代才剛剛開始。”徐永謙坦言。

事實上，不獨軌道交通行業，國內整個傳感器產業仍普遍處於中低端水平。

2014年10月，工業和信息化部首次發布《中國傳感器產業發展白皮書》（簡稱《白皮書》）
，在肯定成績後指出
，“老產品比例在60%以上，新產品明顯不足，其中高新技術類產品更少；同時，數字化、智能化
、微型化產品嚴重欠缺。”

《白皮書》顯示，我國傳感器行業從1986年才開始進入實質研發階段，至2000年初步建立起敏感元件與傳感器產業，至“十二五”期間形成較為完整的傳感器產業鏈。2001年開始，以開發高、精
、尖為特征的新一代傳感器被列入研發重點，我國與世界先進國家間的差距進一步縮短。目前整體形勢是“我國傳感器產業已由仿製、引進逐步走向自主設計
、創新發展階段”。

在寧波會議上
，馮江華作了一場題為《智能傳感技術發展綜述與應用展望》的主題報告。他認為
，當前對新型傳感器研發提出了三點更高要求，“一是傳感器的輸出應從模擬改為數字信號輸出
，無須二次處理；二是具備自校正、自診斷、自判斷和自愈能力；三是自主性更強”。

馮江華所說的第二和第三點，正是備受關注的新一代智能傳感器的主要特征。

未來屬於“智能傳感”

2014年的《白皮書》將全球傳感器發展大體分為三階段：1950年至1969年，結構型傳感器出現
；1970年至1999年，固體型傳感器逐漸發展
；2000年至今

，智能型傳感器出現並快速發展。

據馮江華介紹，智能傳感器（SmartSensor）的(de)概(gai)念(nian)，最(zui)早(zao)可(ke)以(yi)追(zhui)溯(su)到(dao)上(shang)世(shi)紀(ji)七(qi)八(ba)十(shi)年(nian)代(dai)
，由(you)美(mei)國(guo)航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)局(ju)提(ti)出(chu)，起(qi)初(chu)主(zhu)要(yao)用(yong)於(yu)航(hang)天(tian)飛(fei)船(chuan)的(de)狀(zhuang)態(tai)監(jian)測(ce)。這(zhe)類(lei)傳(chuan)感(gan)器(qi)有(you)一(yi)個(ge)最(zui)基(ji)本(ben)的(de)特(te)征(zheng)，就(jiu)是(shi)除(chu)了(le)收(shou)集(ji)信(xin)息(xi)外(wai)，還(hai)自(zi)帶(dai)信(xin)息(xi)處(chu)理(li)能(neng)力(li)。他(ta)打(da)了(le)個(ge)形(xing)象(xiang)的(de)比(bi)方(fang)
，所(suo)謂(wei)智(zhi)能(neng)傳(chuan)感(gan)器(qi)，大(da)體(ti)相(xiang)當(dang)於(yu)傳(chuan)統(tong)傳(chuan)感(gan)器(qi)加(jia)上(shang)單(dan)片(pian)機(ji)。

這一概念將大大改變人們對傳感器的傳統理解。由於傳統傳感器隻負責在“末梢”收集各種信息，將信息傳輸至“大腦”後

，再將指令反饋給負責動作執行的“器官”。而智能傳感器將信息收集、運算與執行合而為一，全部在“末梢”完成。這意味著
，整個神經係統很可能將從“中樞式”轉變為“分布式”。

在馮江華看來，未來的智能傳感器應具備以下5大功能：自診斷自校正、複合敏感
、計算、交互和網絡化。他舉例說
，所謂複合敏感，就是盡量減少傳感器數量
，全麵描述目標物體的狀態；而網絡化，則是通過傳感器之間的互相通信

，實現“相互校驗”。在此基礎上，他提出了“網絡化智能傳感器”的概念。

據(ju)記(ji)者(zhe)了(le)解(jie)，在(zai)路(lu)虎(hu)汽(qi)車(che)的(de)最(zui)新(xin)車(che)型(xing)中(zhong)就(jiu)用(yong)到(dao)了(le)一(yi)種(zhong)新(xin)型(xing)傳(chuan)感(gan)技(ji)術(shu)
，讓(rang)汽(qi)車(che)的(de)防(fang)撞(zhuang)反(fan)應(ying)時(shi)間(jian)提(ti)前(qian)了(le)。這(zhe)項(xiang)技(ji)術(shu)通(tong)過(guo)在(zai)前(qian)保(bao)險(xian)杠(gang)中(zhong)配(pei)置(zhi)傳(chuan)感(gan)器(qi)管(guan)，用(yong)來(lai)監(jian)測(ce)路(lu)邊(bian)行(xing)人(ren)是(shi)否(fou)被(bei)汽(qi)車(che)碰(peng)撞(zhuang)到(dao)。一(yi)旦(dan)監(jian)測(ce)到(dao)碰(peng)撞(zhuang)，汽(qi)車(che)前(qian)擋(dang)風(feng)玻(bo)璃(li)前(qian)的(de)安(an)全(quan)氣(qi)囊(nang)就(jiu)會(hui)迅(xun)速(su)張(zhang)開(kai)，以(yi)緩(huan)衝(chong)汽(qi)車(che)對(dui)行(xing)人(ren)的(de)碰(peng)撞(zhuang)傷(shang)害(hai)。

就在今年3月，一家名為Flirtey的de無wu人ren機ji企qi業ye首shou次ci通tong過guo了le美mei國guo聯lian邦bang航hang空kong管guan理li局ju的de無wu人ren機ji快kuai遞di許xu可ke，其qi秘mi訣jue之zhi一yi便bian是shi與yu斯si坦tan福fu大da學xue合he作zuo
，通tong過guo一yi款kuan新xin型xing傳chuan感gan器qi成cheng功gong解jie決jue了le無wu人ren機ji的de空kong中zhong相xiang撞zhuang難nan題ti。據ju介jie紹shao，這zhe款kuan無wu人ren機ji可ke以yi利li用yong傳chuan感gan器qi
，成cheng功gong避bi讓rang大da樹shu
、交通指示燈以及電話線等障礙
，同時利用GPS芯片順利抵達目的地，從而可以在符合聯邦管理法規的前提下成功完成無人機快遞業務。

雖然與汽車和無人機相比
，行駛在固定軌道上的列車發生意外碰撞的概率要小得多
，但此類碰撞一旦發生
，帶來的損失卻不可估量。

中國工程院院士錢清泉在接受記者采訪時表示，對軌道交通而言，“安全仍是擺在第一位的需求”。他說，“以前我們對列車的控製主要是靠信號燈，比較原始”，隨著新一代列車控製係統CTCS3的研發和部署，“情況已大大改觀”。相信隨著智能傳感技術的進一步發展和應用
，列車在變得“更聰明”的同時，也會變得“更安全”。

邁向智能軌道交通的下一個十年

2015年5月

，由李克強總理簽署的《中國製造2025》路線圖正式印發，提出實施國家製造業創新中心建設、智能製造
、工業強基、綠色製造、高端裝備創新等五項重大工程。以高鐵列車為代表的先進軌道交通裝備及其基礎零部件和智能製造，因橫跨幾大工程而備受矚目。

此外，《中國製造2025》更進一步細分確立的航空航天裝備
、海洋工程裝備、先進軌道交通裝備
、機器人
、電力裝備等十大重點領域
，則都與傳感器技術息息相關。

周濟在寧波會議開幕致辭中表示，智能傳感技術是智能製造領域的關鍵技術，軌道交通裝備是裝備領域的排頭兵。“二者的充分交叉結合
，是實現未來發展的重要基礎。用先進智能技術武裝裝備產業，是製造產業升級的重要途徑。”

丁榮軍認為，未來傳感器和人工智能技術將在軌道交通領域實現深度融合
，但軌道交通信息化的核心價值沒有改變，仍然是：安全、可靠、高效、便捷和經濟。

事實上，中國智能列車的工程化研發已經上路。

2013年6月
，中國中車研製出我國首列智能化高速列車樣車。由於其首次實現了新興的物聯網技術

、傳感網技術在大型交通運輸裝備上的工程化應用和物聯網、傳感網
、列車控製網絡、車載傳輸網絡的多網融合
，已初步具備自檢測、自診斷、自決策能力。

2015年，中國中車首次推出自主化全自動“無人駕駛”地鐵列車。該列車可通過感知係統實現自主識別障礙物、道路、交通信號，這套感知係統是機器取代駕駛員的關鍵。

就jiu在zai寧ning波bo會hui議yi的de次ci日ri，中zhong國guo中zhong車che傳chuan感gan測ce量liang技ji術shu研yan發fa中zhong心xin在zai寧ning波bo正zheng式shi掛gua牌pai成cheng立li

，其qi核he心xin主zhu體ti正zheng是shi中zhong車che株zhu洲zhou所suo旗qi下xia寧ning波bo時shi代dai。據ju了le解jie，根gen據ju中zhong國guo中zhong車che的de集ji團tuan戰zhan略lve規gui劃hua，該gai公gong司si現xian已yi明ming確que下xia一yi步bu拓tuo展zhan方fang向xiang
，第di一yi是shi軌gui道dao交jiao通tong傳chuan感gan器qi，第di二er是shi工gong業ye傳chuan感gan器qi，第di三san為wei新xin型xing新xin領ling域yu傳chuan感gan器qi。目mu前qianMEMS技術、ASIC芯片

、集成傳感係統，以及磁性材料、高分子複合材料等相關基礎技術研究都已在著手進行。

“特別是在軌道交通應用領域
，我們將加快推進關鍵傳感器國產化，開展智能傳感器的研發
、產業化和推廣
，增強車輛健康狀態監控能力，為實現未來智能列車運營作出貢獻。”徐永謙說。