吉林省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，吉林長春 130021

一、智能傳感器行業(yè)概覽及市場規(guī)模

智能傳感器的基本特征是將一個(gè)敏感元件與由微處理器所提供的數(shù)據(jù)處理功能相結(jié)合，傳感器的信號被輸入到微處理器后，后者對所輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后再將信息傳送到外部的使用者。智能傳感器兼有信息檢測、信息處理、信息記憶、邏輯思維與判斷功能。具有提高信噪比、改善傳感器性能、調(diào)節(jié)輸出信號、可集成性、高測量精度五大特點(diǎn)，廣泛運(yùn)用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品、汽車、醫(yī)療服務(wù)等領(lǐng)域。

近年來物聯(lián)網(wǎng)快速興起，2012年2月工信部發(fā)布的《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，2013年2月國務(wù)院下發(fā)的《關(guān)于推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)有序健康發(fā)展的指導(dǎo)意見》以及2013年9月由國家發(fā)改委會同多部委印發(fā)的《物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展專項(xiàng)行動計(jì)劃(2013-2015)》等，都已把物聯(lián)網(wǎng)的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化列為發(fā)展重點(diǎn)。物聯(lián)網(wǎng)與生產(chǎn)、生活的結(jié)合為智能傳感器的大范圍運(yùn)用提供了基礎(chǔ)，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在中國的普及和產(chǎn)業(yè)升級的需要，我國智能傳感器市場容量也將持續(xù)增長。

近年來，全球智能傳感器市場一直保持快速增長，如圖1所示。2009年和2010年平均增長速度達(dá)20%以上；2011年受全球經(jīng)濟(jì)下滑的影響，增速比2010年下滑5%，市場規(guī)模為513億美元。隨著全球市場的逐步復(fù)蘇，2012年全球市場規(guī)模已達(dá)到619億美元，2013年為707億美元，2014年增長至869億美元。未來，隨著經(jīng)濟(jì)環(huán)境的持續(xù)好轉(zhuǎn)，市場對智能傳感器的需求將不斷增多，據(jù)高工產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測，隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起，未來幾年全球智能傳感器市場將保持20%以上的增長速度，2015年市場規(guī)模將突破1100億美元，2016年突破1400億美元。

作為電子產(chǎn)品和汽車消費(fèi)大國，2013年以來，中國智能傳感器市場以超過20%的速度增長。如圖2所示，2013年市場規(guī)模達(dá)到了368.22億元人民幣，2014年即上升至510.35億元，年增速達(dá)38%。預(yù)計(jì)2015年隨著電子產(chǎn)品出貨量和汽車銷量增速的下降，智能傳感器市場增速將降至26%，但隨著智慧城市、智慧工廠等物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目在全國的推廣，預(yù)計(jì)智能傳感器市場規(guī)模在2015年將突破650億元，2016年超過820億元。與全球智能傳感器市場規(guī)模相比，中國市場規(guī)模偏小，未來，隨著中國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級以及消費(fèi)在經(jīng)濟(jì)增長中扮演越來越重要的角色，我國智能傳感器市場規(guī)模將保持20%以上的增速。

二、結(jié)構(gòu)與環(huán)境智能傳感器市場分析

結(jié)構(gòu)與環(huán)境安全監(jiān)測是指對自然環(huán)境及建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全監(jiān)測，其中結(jié)構(gòu)是指大壩、堤岸、橋梁、隧道、建筑物等人工建造的結(jié)構(gòu)，環(huán)境是指河流、山地、土壤等自然環(huán)境。結(jié)構(gòu)與環(huán)境安全監(jiān)測工程需要使用大量智能傳感器采集數(shù)據(jù)，并通過其他智能傳感設(shè)備進(jìn)行分析與傳輸。智能傳感器用于監(jiān)測安全性及穩(wěn)定性，通過測量位移、應(yīng)力、應(yīng)變、裂縫、沉降等數(shù)據(jù)來分析與判斷建筑物結(jié)構(gòu)或地質(zhì)結(jié)構(gòu)是否安全。

結(jié)構(gòu)與環(huán)境智能傳感器主要用于水利、水電、交通、地質(zhì)安全監(jiān)測領(lǐng)域，這四個(gè)領(lǐng)域的需求份額共同構(gòu)成了結(jié)構(gòu)與環(huán)境智能傳感器的市場份額。水利應(yīng)用方面，智能傳感設(shè)備已用于河渠、水庫、塘壩、地表水位以及地下水位等，監(jiān)測數(shù)據(jù)可通過GPRS、CDMA、北斗衛(wèi)星短信通信方式傳輸?shù)奖O(jiān)測與預(yù)警云服務(wù)平臺；水電應(yīng)用方面，智能傳感設(shè)備能監(jiān)測混凝土工程結(jié)構(gòu)變化和位移，可對大壩安全做到實(shí)時(shí)監(jiān)控；交通安全監(jiān)測包括對隧道、橋梁結(jié)構(gòu)變化的監(jiān)測和預(yù)警；地質(zhì)安全監(jiān)測方面，一體化土體濕度監(jiān)測站用于旱情監(jiān)測或者地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測中土壤或者土體濕度的自動監(jiān)測，具有土壤濕度數(shù)據(jù)智能采集、長期固態(tài)存儲和遠(yuǎn)距離傳輸?shù)裙δ堋?/p>

圖3為中國結(jié)構(gòu)與環(huán)境智能傳感器市場規(guī)模，可以看出，市場規(guī)模保持穩(wěn)定上升趨勢，從2011年的9.48億元到2013年的17.31億元，年平均增長率為25%左右。由于2014年我國水利、水電總投資額較2013年有所下降，交通領(lǐng)域總投資額較2013年有所上升，因此，2014年細(xì)分市場規(guī)模與2013持平，預(yù)計(jì)細(xì)分行業(yè)2016年市場規(guī)模將達(dá)到27.11億元。

1、水利安全監(jiān)測領(lǐng)域市場規(guī)模

水利投資建設(shè)中需要配套安全監(jiān)測設(shè)備，水利投資的規(guī)模決定了配套的安全監(jiān)測設(shè)備在水利領(lǐng)域的市場規(guī)模。

圖4所示為中國水利安全監(jiān)測用智能傳感器市場規(guī)模，由于水利安全監(jiān)測市場服務(wù)于每年新建的水利工程，因此，該細(xì)分市場規(guī)模與我國水利投資存在很強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系。

由于我國水利投資基本來自于中央財(cái)政和地方財(cái)政，因此，政府財(cái)政狀況和我國宏觀經(jīng)濟(jì)政策將決定細(xì)分市場的規(guī)模。根據(jù)水利部發(fā)布的《2014年全國水利發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》，2014 年全社會共落實(shí)水利建設(shè)投資計(jì)劃4345.1億元，較上年增加9.0% 。其中中央政府投資1806.5億元，較上年增加2.49%；地方政府投資2033.5億元，較上年增加17.8%。全年水利建設(shè)完成投資4083.1億元，較上年增加325.5億元，增加8.7%。隨著近年政府制定的減稅和收緊政府開支的計(jì)劃，我國水利投資增速將放緩，但總投資規(guī)模呈上升趨勢。未來，根據(jù)宏觀政策和政府投資力度判斷，水利建設(shè)投資將處于平穩(wěn)狀態(tài)，不會呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。

2、水電安全監(jiān)測領(lǐng)域市場規(guī)模

水電安全監(jiān)測市場主要包括電力行業(yè)的水電建設(shè)以及水利行業(yè)的重點(diǎn)水利工程建設(shè)，如水庫大壩樞紐建設(shè)、水庫大壩除險(xiǎn)加固工程以及調(diào)水工程建設(shè)。受益于這兩行業(yè)近二十年的繁榮發(fā)展，水電安全監(jiān)測市場幾乎從零起步發(fā)展至今。

水力發(fā)電作為目前世界上技術(shù)最成熟、可大規(guī)模開發(fā)利用的可再生能源，不僅提供了大量的清潔電力，更以防洪、供水、灌溉、航運(yùn)等多種綜合效益為中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)，在水利、能源、電力事業(yè)中都占有重要地位。我國河流眾多，徑流豐沛、落差巨大，蘊(yùn)藏著非常豐富的水能資源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國河流水能資源蘊(yùn)藏量6.76億千瓦，年可發(fā)電量5.92萬億千瓦時(shí)，在世界各國中均居第一位。我國水電站投資額連續(xù)多年保持穩(wěn)定。

我國水電安全監(jiān)測用智能傳感器市場規(guī)模取決于水電投資規(guī)模和新建項(xiàng)目數(shù)量，根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會統(tǒng)計(jì)資料，截止2015年6月，我國水電裝機(jī)容量為30,689萬千瓦時(shí)，目前水電機(jī)組裝機(jī)容量已能夠滿足我國水電能源需求，未來可開發(fā)的水電資源也集中于我國西南的云南、四川、西藏等地。

從圖5可以看出，我國水電監(jiān)測用智能傳感器市場規(guī)模在2012年達(dá)到3.96億元，而后逐漸下降，2015年為2.70億元。由于未來兩年水電項(xiàng)目投資額不會快速增長，預(yù)計(jì)2016年水電監(jiān)測用智能傳感器市場將達(dá)到3.12億元。

3、交通安全監(jiān)測領(lǐng)域市場規(guī)模

交通安全監(jiān)測包括橋梁、隧道、鐵路、公路、城市軌道等的安全監(jiān)測，隨著我國近年來大力投資道路交通事業(yè)，我國公路里程、鐵路里程和城市軌道建設(shè)有了極大地跨越，相應(yīng)的橋梁和隧道工程也逐年增多。在國家基礎(chǔ)設(shè)備投入逐年增加的背景下，交通安全監(jiān)測市場規(guī)模也隨之增加。以我國每年在鐵路、公路、港口、城市軌道交通方面的投資額為依據(jù)，根據(jù)總投資的一定比例推算相關(guān)安全監(jiān)測用智能傳感器市場規(guī)模。

圖 6 中國交通安全監(jiān)測用智能傳感器市場規(guī)模，經(jīng)測算，2014年市場規(guī)模為11.04億元，2015年較2014年增長38%，達(dá)到15.25億元，2016年預(yù)計(jì)將超過19億元。

4、地質(zhì)安全監(jiān)測領(lǐng)域市場規(guī)模

地質(zhì)安全監(jiān)測包括建立地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)和地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)，主要的需求方是各地的國土部門和相關(guān)的研究院。我國地質(zhì)安全監(jiān)測市場較小，在統(tǒng)計(jì)全國安全監(jiān)測合同金額的基礎(chǔ)上計(jì)算出地質(zhì)安全監(jiān)測用智能傳感器的市場規(guī)模。

圖 7為根據(jù)歷年的合同金額進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的我國地質(zhì)安全監(jiān)測用智能傳感器市場規(guī)模，其中， 2014年在0.6～1億元之間，2015年相關(guān)合同金額已達(dá)到0.80億元，由于該細(xì)分市場不具備大規(guī)模增長的基礎(chǔ)，預(yù)計(jì)2016年市場規(guī)模將達(dá)到0.92億元。

三、智能傳感器行業(yè)前景展望

智能傳感器具有精確測量、模擬運(yùn)算、遙感定位、遠(yuǎn)程控制的功能，在物聯(lián)網(wǎng)興起和電子產(chǎn)品升級的時(shí)代背景下，智能傳感器必將逐步取代機(jī)械傳感器。高工產(chǎn)業(yè)研究院的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2014年全球智能傳感器市場規(guī)模增速為20%左右，而相應(yīng)的2014 年全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的增速只有9.9%、集成電路的增速只有10.10%、分立器件的增速只有10.8%，智能傳感器的增速明顯領(lǐng)先于后三者。預(yù)計(jì)2016年，全球智能傳感器增速將達(dá)到25%左右，再創(chuàng)新高。