无人值守地面传感器市场——全球行业规模、份额、趋势、机遇和预测，按传感器类型（声学传感器、地震传感器、磁传感器、红外传感器）细分，按部署类型（固定传感器、移动传感器、便携式传感器）细分，按最终用户/应用（军事和国防、边境安全、国土安全、执法、环境监测、工业设施、关键基础设施保护）细分，按地区细分，按竞争预测，2018-2028 年

市场概览

全球无人值守地面传感器市场近年来经历了巨大的增长，并有望在 2028 年之前保持强劲势头。2022 年市场价值为 4.5823 亿美元，预计在预测期内复合年增长率为 4.89%。由于跨多个垂直行业的实施不断增加，全球无人值守地面传感器市场在过去几年经历了显着增长。UGS 解决方案对于医疗保健、制药和医疗设备等需要先进处理能力进行无菌制造的行业至关重要。有关洁净室基础设施、设备和运营的更严格的监管规范迫使这些行业大量投资于创新的 UGS 技术。风淋室、气闸、暖通空调系统和先进的空气过滤器等功能现在已成为洁净室的标准配置，以确保遵守法规并生产出高质量的敏感物品。领先的洁净室解决方案提供商对此作出了回应，开发了由 UGS 驱动的产品，包括实时监控系统、支持物联网的解决方案和自动化过程控制。这大大提高了生产力和效率。集成人工智能、机器人和 3D 打印等技术可以以最少的人为干预进行基础设施开发，从而优化资产使用率。市场的主要驱动力是对生物制剂和新医疗治疗的需求不断增长。生物制药公司正在与洁净室专家合作，使用 UGS 定制设计用于复杂生物制造的设施。植入物、再生医学和个性化护理等领域的新兴医疗保健应用带来了市场机会。全球严格的设施、设备和运营法规和质量标准对 UGS 升级和新洁净室项目的持续投资产生了积极影响。UGS 对复杂生物过程进行数字化改造的能力确保了强劲的未来前景。UGS 行业的关键增长因素是需要：敏感生产所需的合规性无菌环境；通过集成的工业 4.0 解决方案优化基础设施；用于新型疗法开发的数字集成洁净室设施；以及用于新兴疗法的高度自动化处理能力。在各种支持性趋势的推动下，UGS 市场有望持续扩张。

关键市场驱动因素

更加关注基础设施发展

全球对基础设施现代化的关注是无人值守地面传感器市场的主要增长动力。世界各国政府都在大力投资建设智慧城市、扩展 5G 网络、发展交通网络和改善关键公用设施。这种基础设施发展动力在很大程度上依赖于分布式传感器技术的远程监控、自动化和分析功能。

UGS 解决方案可对桥梁、隧道、管道、铁路线、手机信号塔等庞大的基础设施资产进行全天候监控。它们能够传输有关环境条件、结构完整性、资源使用情况的实时数据，有助于优化维护计划并减少停机时间。这提高了整体基础设施效率。此外，UGS 对于实施智能城市物联网网络至关重要，这些网络可为交通管理、垃圾收集、应急响应等应用提供支持。

领先的 UGS 制造商正积极与政府、电信运营商和工程公司合作，为各种基础设施项目部署定制的传感器解决方案。例如，合作在关键国家边界安装基于 UGS 的周界监控。老化基础设施的数字化转型需求将在未来几年维持对先进 UGS 的投资。到 2025 年，基础设施传感器市场预计每年将以 8-10% 的速度增长。不断增加的基础设施合同为 UGS 提供商提供了巨大的收入机会。

采用工业 4.0 技术

工业 4.0 通过物联网、人工智能、云计算和边缘计算等技术彻底改变了制造业。工业 4.0 成功的核心要求是从工厂车间的连接设备实时收集数据。无人值守地面传感器通过实现全面的资产和设备监控发挥着至关重要的作用。 UGS 帮助制造商实施预测性维护、远程诊断、质量控制并优化生产工作流程。

领先的汽车、电子、机械和工业品公司已广泛采用工业 4.0 实践。他们利用 UGS 获得运营可见性、减少停机时间并提高整个制造设施的效率。UGS 能够通过开放式架构标准与其他工业 4.0 系统（如 MES、ERP）无缝集成，这是一大优势。这促使许多制造商将其旧式传感器基础设施升级到下一代 UGS。

2019 年全球工业 4.0 市场价值超过 1000 亿美元，预计到 2025 年将增长 15-20%。随着制造业变得更加自动化、互联化和数据驱动，对 UGS 等支持技术的需求将大幅增加。这使得工业 4.0 成为未来几年 UGS 行业的主要增长加速器。

新应用的出现

各个领域的新兴应用为无人值守地面传感器市场提供了重大机遇。其中一个领域是自动驾驶汽车，它依靠分布式传感器网络实现防撞、导航和自动驾驶等功能。UGS 制造商正在积极与汽车制造商合作开发先进的传感解决方案。

同样，国防和航空航天工业使用 UGS 进行周界监控、资产跟踪和态势感知。其他有前景的应用包括通过土壤和作物监测实现精准农业、石油和天然气管道泄漏检测、反偷猎行动和环境监测。

甚至智能家居安全、老年人护理和宠物追踪等以消费者为中心的领域也在推动新 UGS 的采用。这些领域的初创公司还通过具有高级分析功能的微型传感器设计加速了创新。随着新应用的出现，围绕小型化、低功耗操作和无线连接的要求正在扩大 UGS 产品领域。

到 2025 年，全球在自动驾驶汽车、无人机和机器人方面的支出预计将超过 1500 亿美元。结合其他行业的机遇，新应用确保持续的需求将在未来 5 年推动 UGS 行业每年以 15% 的速度增长。

主要市场挑战

确保恶劣环境下的可靠性

UGS 提供商面临的主要挑战之一是设计能够承受恶劣环境条件而不影响可靠性和正常运行时间的传感器。UGS 通常部署在户外……跨越不同的地理位置来监控关键基础设施、边界、自然资源等。这使它们暴露在极端温度、降水、灰尘、腐蚀和其他危害中。传感器故障可能会给最终用户带来高昂的成本。

虽然加固外壳可以提供一定的保护，但下一代 UGS 需要更高的抗环境压力能力。通过创新材料、密封技术……和嵌入式处理来实现这一目标，同时又不大幅增加成本，这极具挑战性。由于难以定期进行维护，确保远程 UGS 的可靠供电也带来了问题。分布在大片无人居住地区的传感器网络更容易发生停电。

此外，围绕化学品和材料使用不断演变的环境法规进一步限制了传统的设计方法。UGS 制造商投入大量资金进行研发，通过能量收集等新颖的解决方案开发高弹性、自供电的传感器……然而，针对不同的现场条件测试和认证新设计需要时间。这延迟了不同垂直行业所需的先进环保 UGS 的商业化。

通过尖端材料科学和工程创新克服可靠性瓶颈对于 UGS 行业解锁新的应用机会至关重要。解决这一挑战有助于提高整体传感器部署和市场收入。

管理大量流数据

联网 UGS 的激增产生了连续的实时数据流，对高效的数据管理、存储和分析提出了重大挑战。单个大型关键基础设施或工业设施可能使用数千个传感器每年传输 PB 级数据。此外，监管需求通常要求数据存档数年。

仅仅积累这样的数据量是昂贵且低效的。及时从原始传感器信息中提取有用的见解还需要专业技能和基础设施。许多组织缺乏优化复杂边缘云工作流程以大规模处理 UGS 数据的专业技能。这妨碍了他们充分利用 UGS 数字化转型优势的能力。

UGS 供应商必须提供针对特定行业需求量身定制的综合数据管理平台和服务。提供经过过滤、情境化见解的边缘计算功能……靠近传感器可以缓解核心网络拥塞。与分析公司的合作将有助于从传感器数据中提取最大价值。数据格式和开放 API 的标准化也可以加速第三方应用程序的开发。

克服数据处理挑战对于 UGS 行业来说至关重要，因为只有这样，才能维持不断增长的部署所推动的需求，并通过数据货币化开辟新的收入来源。整个生态系统需要齐心协力应对这一挑战。

主要市场趋势

传感器技术的进步

持续创新正在推动 UGS 功能的显着增强。由于 MEMS、半导体制造和低功耗电子产品的快速发展，传感器变得更小、更强大、更节能、更具成本效益。小型化允许具有更高空间分辨率的更密集的传感器网络。

3D 芯片堆叠、AI 芯片组和光子集成电路等进步正在进一步提高紧凑外形尺寸内的计算性能。这使得 UGS 能够支持高级分析和边缘智能。低功耗 Wi-Fi、低功耗蓝牙和 1GHz 以下无线电标准等技术的广泛使用也增强了无线连接和范围。

集成环境传感、能量收集和健康监测的传感器越来越受到重视。新型材料可通过单个传感器进行多参数测量。传感器融合、协作传感算法和分布式信号处理的进步正在从 UGS 网络提供更准确、更可靠的见解。

传感器技术的持续进步将成为一种决定性趋势，在未来几年推动多个行业的新 UGS 用例和应用。这将刺激强劲需求并帮助市场达到新的高度。

无线地下传感器的激增

过去十年，使用无线地下通信 (WUC) 传输数据的无线地下传感器网络 (WUSN) 取得了巨大的增长。传统的有线地下传感器安装正在被强大的无线替代方案所取代，以消除布线成本并简化部署。

采用边缘智能和预测分析

UGS 供应商越来越多地集成基于边缘的机器学习和高级分析功能。传感器现在可以应用本地智能来过滤、处理和解释信息，而不仅仅是传输原始数据。边缘设备支持初始分类和异常检测，以减少数据传输。

使用传感器融合和时间序列分析的预测算法也正在取得进展。由人工智能和机器学习驱动的 UGS 现在可以预测故障、优化操作、触发自动响应并在多个行业中实现预测性维护。这正在将 UGS 从简单的数据生成器转变为物联网网络中的智能决策节点。

分段洞察

传感器类型洞察

声学传感器在 2022 年占据了无人值守地面传感器市场的主导地位，预计在预测期内将保持其主导地位。声学传感器在 2022 年占据了整个市场 30% 以上的份额，这要归功于其在周界入侵检测、边境监控和基础设施保护应用中的广泛使用。这些传感器可以检测入侵者对声学环境造成的干扰并发出警报。它们能够以高精度识别不同目标（如车辆、人类和动物）的声学特征。低成本、易于部署和能够在所有天气条件下运行等优势使声学传感器成为许多政府和商业终端用户的首选传感器类型。此外，持续的技术进步正在增强声学传感器的功能。先进的信号处理、AI/ML 和传感器融合的集成使声学传感器能够以更高的可靠性检测入侵。小型化还使得密集的声学传感器网络的部署成为可能，用于需要在大面积区域进行空间监控的应用。由于其经过验证的有效性、成熟的用例和持续的技术改进，尽管面临来自地震和磁传感器等其他新兴传感器类型的竞争，但声学传感器预计在 2023-2028 年的预测期内仍将保持主导市场份额。

部署类型洞察

固定传感器在 2022 年按部署类型占据无人值守地面传感器市场的主导地位，预计在预测期内仍将保持主导地位。由于固定传感器广泛应用于各种关键基础设施和边境安全应用，它在 2022 年占据了 60% 以上的市场份额。这些传感器永久安装在地下或地上，可全天候监控指定区域，无需重新部署。它们的固定特性允许在长时间内进行可靠的连续监控，而无需维护或更换电池。因此，固定传感器是寻求全天候保护石油和天然气管道、发电厂、军事基地、惩教设施和国际边界等资产的最终用户的首选。此外，通过有线或无线网络将固定传感器与其他安全系统无缝集成的能力提供了增强的态势感知能力。正在进行的技术发展也使固定传感器具有边缘处理能力，变得更加智能。人工智能/机器学习、高级分析和传感器融合的集成使固定传感器能够更准确地检测、分类和定位入侵。由于其运营优势、可靠的业绩记录和技术升级，预计在预测期内，与移动和便携式传感器相比，固定传感器将保持领先的市场地位。然而，便携式和移动式传感器在需要临时或移动监控的应用中越来越受欢迎......

北美在 2022 年占据了无人值守地面传感器市场的主导地位，预计在预测期内仍将保持主导地位。由于美国和加拿大在关键基础设施和边境安全应用中大规模部署了 UGS，该地区在 2022 年占全球市场规模的 40% 以上。由于美国国防部、国土安全部和加拿大边境服务局等政府机构的投资不断增加，北美一直处于采用先进 UGS 技术的最前沿。大量的国防开支、领先的 UGS 制造商和系统集成商的存在以及严格的法规推动了北美市场的增长。此外，该地区正越来越多地转向无线和基于 IP 的 UGS，这些 UGS 与指挥和控制中心集成在一起，以增强态势感知。持续的技术进步也使 UGS 能够通过基于 AI/ML 的分析更准确地检测入侵和威胁。人们越来越关注对关键基础设施进行现代化改造、保护石油和天然气资产以及国际边界免受不断演变的威胁，这将继续推动北美对 UGS 的需求。此外，石油和天然气以及国防工业等主要终端用途垂直行业的存在为预测期内持续占据区域市场主导地位提供了稳定的基础。然而，由于政府对智慧城市发展、关键基础设施和国家安全的举措和投资不断增加，亚太地区预计将成为增长最快的区域市场。

最新发展

• 2023 年 1 月，Elbit Systems 与一个亚太国家签订了一份价值 2700 万美元的合同，为边境和周边安全提供先进的无人值守地面传感器 (UGS)。根据这份多年期合同，Elbit 将提供各种陆基传感器解决方案。
• 2022 年 11 月，诺斯罗普·格鲁曼公司被美国陆军选中，根据临时独立监视和监控系统计划提供无人值守地面传感器。这份价值 6,300 万美元的合同涉及交付用于边境和基础设施监控的声学和地震传感器。
• 2022 年 9 月，FLIR Systems 推出了其用于周边安全的下一代无人值守地面传感器系统 Fido X3。新款 X3 具有增强的检测能力、边缘处理和连接选项，以支持 AI/ML 应用。
• 2022 年 7 月，泰雷兹获得了一份合同，为法国国防部提供无人值守地面传感器，用于军事设施的周边保护。该交易涉及地震、声学和磁传感器的部署。
• 2022 年 5 月，Leonardo DRS 收购了 Kespry，以扩大其无人地面传感器产品组合。Kespry 专门为使用固定翼无人机的基础设施和周边监控提供空中情报解决方案。
• 2022 年 3 月，哈里斯公司获得美国陆军 3400 万美元的 IDIQ 合同，用于研发具有 AI/ML 功能的下一代无人值守地面传感器。

主要市场参与者

• 诺斯罗普格鲁曼公司
• 德事隆公司
• ElbitSystems Ltd
• L3HarrisTechnologies
• ThalesGroup
• LockheedMartin Corporation
• Domo Tactical Communication
• LeonardoS.pA
• Cobham plc
• RaytheonTechnologies