Рынок автономных наземных датчиков — глобальный размер отрасли, доля, тенденции, возможности и прогноз, сегментированный по типу датчика (акустические датчики, сейсмические датчики, магнитные датчики, инфракрасные датчики), по типу развертывания (стационарные датчики, мобильные датчики, портативные датчики), по конечному пользователю/приложению (военные и оборонные силы, безопасность границ, внутр

Обзор рынка

Глобальный рынок автономных наземных датчиков в последние годы пережил колоссальный рост и, как ожидается, сохранит высокую динамику до 2028 года. Рынок оценивался в 458,23 млн долларов США в 2022 году и, по прогнозам, зарегистрирует совокупный годовой темп роста в 4,89% в течение прогнозируемого периода. Глобальный рынок автономных наземных датчиков в последние годы пережил значительный рост из-за растущего внедрения в различных отраслевых вертикалях. Решения UGS стали критически важными для таких секторов, как здравоохранение, фармацевтика и медицинские приборы, которым требуются передовые возможности обработки для стерильного производства. Более строгие нормативные нормы, касающиеся инфраструктуры, оборудования и операций чистых помещений, вынудили эти отрасли вкладывать значительные средства в инновационные технологии UGS. Такие функции, как воздушные шлюзы, воздушные шлюзы, системы HVAC и сложные воздушные фильтры, теперь являются стандартными для чистых помещений, чтобы гарантировать соблюдение нормативных требований и качественное производство чувствительных предметов. Ведущие поставщики решений для чистых помещений отреагировали разработкой продуктов на базе UGS, включая системы мониторинга в реальном времени, решения с поддержкой IoT и автоматизированное управление процессами. Это существенно повысило производительность и эффективность. Интеграция таких технологий, как ИИ, робототехника и 3D-печать, позволяет развивать инфраструктуру с минимальным вмешательством человека, оптимизируя использование активов. Основным драйвером рынка является растущий спрос на биопрепараты и новые методы лечения. Биофармацевтические компании сотрудничают со специалистами по чистым помещениям для индивидуального проектирования объектов для сложного биопроизводства с использованием UGS. Новые приложения в здравоохранении в таких областях, как имплантаты, регенеративная медицина и персонализированный уход, открывают рыночные возможности. Строгие мировые правила и стандарты качества, регулирующие объекты, оборудование и операции, положительно влияют на постоянные инвестиции в модернизацию UGS и новые проекты чистых помещений. Способность UGS осуществлять цифровую трансформацию сложных биопроцессов обеспечивает надежные перспективы на будущее. Ключевыми факторами роста для отрасли UGS являются потребность встерильных средах, ориентированных на соответствие требованиям, для чувствительного производства; оптимизированной инфраструктуре за счет интегрированных решений Industry 4.0; цифровых интегрированных чистых помещениях для разработки новых методов лечения; и высокоавтоматизированных возможностях обработки для новых методов лечения. Благодаря различным поддерживающим тенденциям рынок UGS хорошо подготовлен к устойчивому расширению.

Ключевые драйверы рынка

Повышенное внимание к развитию инфраструктуры

Глобальное внимание к модернизации инфраструктуры является ключевым драйвером роста для рынка автономных наземных датчиков. Правительства по всему миру вкладывают крупные инвестиции в строительство умных городов, расширение сетей 5G, развитие транспортных сетей и улучшение критически важных коммунальных услуг. Этот стимул развития инфраструктуры в значительной степени опирается на распределенные сенсорные технологии для удаленного мониторинга, автоматизации и аналитических возможностей.

Решения UGS позволяют осуществлять круглосуточное наблюдение за обширными инфраструктурными активами, такими как мосты, туннели, трубопроводы, железнодорожные линии, вышки сотовой связи и т. д. Их способность передавать данные в реальном времени об условиях окружающей среды, структурной целостности, использовании ресурсов помогает оптимизировать графики технического обслуживания и сократить время простоя. Это повышает общую эффективность инфраструктуры. Кроме того, UGS жизненно важны для внедрения сетей IoT умного города, которые обеспечивают работу таких приложений, как управление дорожным движением, сбор отходов, реагирование на чрезвычайные ситуации.

Ведущие производители UGS активно сотрудничают с правительствами, операторами связи и инжиниринговыми фирмами для развертывания индивидуальных сенсорных решений для различных инфраструктурных проектов. Например, сотрудничество по установке периметрального мониторинга на основе UGS вдоль критически важных национальных границ. Потребность в цифровой трансформации стареющей инфраструктуры будет поддерживать инвестиции в передовые UGS в ближайшие годы. Прогнозируется, что рынок датчиков инфраструктуры будет расти на 8-10% в год до 2025 года. Рост инфраструктурных контрактов представляет собой значительную возможность получения дохода для поставщиков UGS.

Внедрение технологий Industry 4.0

Industry 4.0 произвела революцию в производстве с помощью таких технологий, как IoT, AI, облачные и периферийные вычисления. Основным требованием для успеха Industry 4.0 является сбор данных в реальном времени с подключенных устройств на заводе. Именно здесь беспилотные наземные датчики играют жизненно важную роль, обеспечивая комплексный мониторинг активов и оборудования. UGS помогают производителям внедрять предиктивное обслуживание, удаленную диагностику, контроль качества и оптимизировать производственные процессы.

Ведущие компании по производству автомобильной, электронной, машиностроительной и промышленной продукции широко внедрили практики Industry 4.0. Они используют UGS для обеспечения операционной прозрачности, сокращения простоев и повышения эффективности на производственных объектах. Способность UGS легко интегрироваться с другими системами Industry 4.0, такими как MES, ERP, посредством стандартов открытой архитектуры является основным преимуществом. Это побуждает многих производителей обновлять свою устаревшую сенсорную инфраструктуру до UGS следующего поколения.

Ожидается, что глобальный рынок Industry 4.0, оцениваемый в более чем 100 миллиардов долларов США в 2019 году, вырастет на 15–20% к 2025 году. Поскольку производство становится все более автоматизированным, связанным и управляемым данными, спрос на поддерживающие технологии, такие как UGS, существенно возрастет. Это делает Industry 4.0 основным ускорителем роста для отрасли UGS в ближайшие годы.

Появление новых приложений

Появление новых приложений в различных секторах открывает значительные возможности для рынка необслуживаемых наземных датчиков. Одной из таких областей являются автономные транспортные средства, которые используют распределенные сенсорные сети для таких функций, как предотвращение столкновений, навигация и самостоятельное вождение. Производители UGS активно сотрудничают с автопроизводителями для разработки передовых сенсорных решений.

Аналогичным образом оборонная и аэрокосмическая промышленность использует UGS для мониторинга периметра, отслеживания активов и ситуационной осведомленности. Другие перспективные приложения включают точное земледелие с мониторингом почвы и урожая, обнаружение утечек в нефте- и газопроводах, операции по борьбе с браконьерством и мониторинг окружающей среды.

Даже такие ориентированные на потребителя области, как интеллектуальная безопасность дома, уход за пожилыми людьми и отслеживание домашних животных, стимулируют новое внедрение UGS. Стартапы в этих областях также ускорили инновации за счет разработки миниатюрных датчиков с передовой аналитикой. По мере появления новых приложений требования к миниатюризации, работе с низким энергопотреблением и беспроводной связи расширяют продуктовый ландшафт UGS.

По оценкам, мировые расходы на автономные транспортные средства, беспилотные летательные аппараты и робототехнику превысят 150 миллиардов долларов США к 2025 году. В сочетании с возможностями в других секторах новые приложения гарантируют постоянный спрос, который будет подпитывать годовой рост отрасли UGS на уровне середины 15-го числа в течение следующих 5 лет.

Основные проблемы рынка

Обеспечение надежности в суровых условиях

Одной из ключевых проблем для поставщиков UGS является разработка датчиков, которые могут выдерживать суровые условия окружающей среды без ущерба для надежности и времени безотказной работы. UGS часто развертываются на открытом воздухе ... в различных географических зонах для мониторинга критической инфраструктуры, границ, природных ресурсов и т. д. Это подвергает их воздействию экстремальных температур, осадков, пыли, коррозии и других опасностей. Неисправности датчиков могут оказаться дорогостоящими для конечных пользователей.

Хотя прочные корпуса обеспечивают некоторую защиту, UGS следующего поколения требуют еще большей устойчивости к факторам окружающей среды. Достичь этого с помощью инновационных материалов, технологий герметизации... и встроенной обработки без значительного увеличения затрат непросто. Обеспечение надежного электропитания удаленных UGS также создает проблемы из-за трудностей с регулярным доступом для обслуживания. Сенсорные сети, распределенные по большим необитаемым территориям, более уязвимы для отключений.

Более того, развивающиеся экологические нормы в отношении использования химикатов и материалов еще больше ограничивают традиционные подходы к проектированию. Производители UGS вкладывают значительные средства в НИОКР для разработки высокоустойчивых, автономных датчиков... с помощью новых решений, таких как сбор энергии. Однако тестирование и сертификация новых конструкций в различных полевых условиях требует времени. Это задерживает коммерциализацию передовых защищенных от воздействия окружающей среды UGS, необходимых различным вертикалям.

Преодоление узких мест надежности с помощью передовых инноваций в области материаловедения и инженерии будет иметь решающее значение для отрасли UGS, чтобы открыть новые возможности применения. Решение этой проблемы может помочь повысить общее развертывание датчиков и доходы рынка.

Управление большими объемами потоковых данных

Распространение подключенных UGS, генерирующих непрерывные потоки данных в реальном времени, создает серьезную проблему для эффективного управления данными, их хранения и аналитики. Одна крупномасштабная критически важная инфраструктура или ... промышленный объект может использовать тысячи датчиков, передающих петабайты данных ежегодно. Более того, нормативные требования часто требуют архивации данных в течение нескольких лет.

Простое накопление таких объемов данных является дорогостоящим и неэффективным. Извлечение полезной информации из необработанной информации датчиков своевременно также требует специальных навыков и инфраструктуры. Многим организациям не хватает опыта для оптимизации сложных рабочих процессов периферийного облака для обработки данных UGS ... в масштабе. Это затрудняет их способность в полной мере использовать преимущества цифровой трансформации через UGS.

Поставщики UGS должны предлагать комплексные платформы и услуги управления данными, адаптированные под конкретные отраслевые потребности. Возможности периферийных вычислений, которые предоставляют отфильтрованные, контекстуализированные данные ... вблизи датчиков, могут снизить перегрузку основной сети. Партнерство с аналитическими фирмами поможет извлечь максимальную выгоду из данных датчиков. Стандартизация форматов данных и открытые API также могут ускорить разработку сторонних приложений.

Преодоление проблем с обработкой данных имеет решающее значение для отрасли UGS, чтобы поддерживать спрос, подпитываемый растущими развертываниями, и открывать новые источники дохода за счет монетизации данных. Для решения этой проблемы необходимы согласованные усилия во всей экосистеме.

Основные тенденции рынка

Достижения в области сенсорных технологий

Постоянные инновации приводят к значительным улучшениям возможностей UGS. Датчики становятся меньше, мощнее, энергоэффективнее и экономичнее благодаря быстрому прогрессу в области MEMS, производства полупроводников и маломощной электроники. Миниатюризация позволяет создавать более плотные сенсорные сети с более высоким пространственным разрешением.

Такие достижения, как 3D-укладка чипов, наборы микросхем ИИ и фотонные интегральные схемы, еще больше повышают вычислительную производительность в компактных форм-факторах. Это позволяет UGS поддерживать расширенную аналитику и передовой интеллект. Повсеместное использование таких технологий, как маломощный Wi-Fi, Bluetooth Low Energy и стандарты радиосвязи с частотой менее 1 ГГц, также улучшает беспроводную связь и диапазон.

Датчики со встроенным датчиком окружающей среды, сбором энергии и мониторингом состояния приобретают все большую популярность. Новые материалы позволяют проводить многопараметрические измерения с помощью одного датчика. Достижения в области слияния датчиков, кооперативных алгоритмов зондирования и распределенной обработки сигналов обеспечивают более точную и надежную информацию из сетей UGS.

Постоянный прогресс в сенсорных технологиях станет определяющей тенденцией, стимулирующей новые варианты использования и применения UGS во многих отраслях в ближайшие годы. Это подстегнет высокий спрос и поможет рынку достичь новых высот.

Распространение беспроводных подземных датчиков

За последнее десятилетие наблюдался колоссальный рост беспроводных подземных сенсорных сетей (WUSN), которые передают данные с помощью беспроводной подземной связи (WUC). Традиционные проводные подземные сенсорные установки заменяются надежными беспроводными альтернативами, чтобы исключить затраты на прокладку кабелей и упростить развертывание.

Внедрение Edge Intelligence и предиктивной аналитики

Поставщики UGS все чаще интегрируют возможности машинного обучения на основе периферии и расширенной аналитики. Вместо того чтобы просто передавать необработанные данные, датчики теперь могут применять локальный интеллект для фильтрации, обработки и интерпретации информации. Периферийные устройства поддерживают начальную классификацию и обнаружение аномалий для сокращения передачи данных.

Прогностические алгоритмы, использующие слияние датчиков и анализ временных рядов, также набирают обороты. UGS, работающие на основе ИИ и машинного обучения, теперь могут предвидеть сбои, оптимизировать операции, запускать автоматизированные ответы и обеспечивать предиктивное обслуживание в нескольких отраслях. Это превращает UGS из простых генераторов данных в интеллектуальные узлы принятия решений в сетях IoT.

Сегментарные данные

Сведения о типах датчиков

Акустические датчики доминировали на рынке необслуживаемых наземных датчиков в 2022 году и, как ожидается, сохранят свое доминирование в течение прогнозируемого периода. Акустические датчики занимали более 30% доли всего рынка в 2022 году благодаря их широкому использованию для обнаружения вторжений по периметру, контроля границ и защиты инфраструктуры. Эти датчики обнаруживают нарушения в акустической среде, вызванные злоумышленниками, и передают оповещение. Они способны идентифицировать акустические сигнатуры различных целей, таких как транспортные средства, люди и животные, с высокой степенью точности. Такие преимущества, как низкая стоимость, простота развертывания и способность работать в любых погодных условиях, сделали акустические датчики типом датчика, который выбирают многие государственные и коммерческие конечные пользователи. Кроме того, продолжающиеся технологические достижения расширяют возможности акустических датчиков. Интеграция усовершенствованной обработки сигналов, искусственного интеллекта/машинного обучения и слияния датчиков позволяет акустическим датчикам обнаруживать вторжения с более высокой надежностью. Миниатюризация также позволяет развертывать плотные сети акустических датчиков для приложений, требующих пространственного мониторинга на больших территориях. Ожидается, что благодаря своей доказанной эффективности, устоявшимся вариантам использования и постоянным технологическим усовершенствованиям акустические датчики сохранят доминирующую долю рынка в прогнозируемый период 2023–2028 гг., несмотря на конкуренцию со стороны других новых типов датчиков, таких как сейсмические и магнитные датчики.

Аналитика типов развертывания

Стационарные датчики доминировали на рынке автономных наземных датчиков по типу развертывания в 2022 году и, как ожидается, сохранят свое доминирование в прогнозируемый период. На стационарные датчики приходилось более 60% доли рынка в 2022 году из-за их широкого использования в различных критически важных инфраструктурных и пограничных приложениях безопасности. Эти датчики постоянно устанавливаются под землей или над землей для круглосуточного мониторинга обозначенных зон без необходимости их повторного развертывания. Их неподвижная природа обеспечивает надежное непрерывное наблюдение в течение длительных периодов времени без необходимости обслуживания или замены батарей. В результате фиксированные датчики являются предпочтительным выбором среди конечных пользователей, ищущих круглосуточную защиту таких активов, как нефте- и газопроводы, электростанции, военные базы, исправительные учреждения и международные границы. Кроме того, возможность бесшовной интеграции фиксированных датчиков с другими системами безопасности через проводные или беспроводные сети обеспечивает улучшенную ситуационную осведомленность. Текущие технологические разработки также делают фиксированные датчики более интеллектуальными с возможностями обработки на периферии. Интеграция ИИ/МО, расширенной аналитики и слияния датчиков позволяет фиксированным датчикам обнаруживать, классифицировать и определять местонахождение вторжений с более высокой точностью. Ожидается, что благодаря своим эксплуатационным преимуществам, проверенной репутации и технологическим обновлениям фиксированные датчики сохранят лидирующие позиции на рынке по сравнению с мобильными и портативными датчиками в течение прогнозируемого периода. Тем не менее, портативные и мобильные датчики набирают обороты для приложений, требующих временного или мобильного наблюдения....

Северная Америка доминировала на рынке автономных наземных датчиков в 2022 году и, как ожидается, сохранит свое доминирование в течение прогнозируемого периода. На регион пришлось более 40% доли мирового рынка в 2022 году благодаря крупномасштабным развертываниям UGS в критически важной инфраструктуре и приложениях по обеспечению безопасности границ в США и Канаде. Северная Америка была в авангарде внедрения передовых технологий UGS благодаря растущим инвестициям со стороны государственных учреждений, таких как Министерство обороны США, Министерство внутренней безопасности и Агентство пограничных служб Канады. Значительные расходы на оборону, присутствие ведущих производителей UGS и системных интеграторов, а также строгие правила способствовали росту рынка Северной Америки. Кроме того, в регионе наблюдается растущий сдвиг в сторону беспроводных и основанных на IP UGS, интегрированных с центрами управления и контроля для повышения ситуационной осведомленности. Текущие технологические достижения также позволяют UGS обнаруживать вторжения и угрозы с более высокой точностью с помощью аналитики на основе ИИ/МО. Растущее внимание к модернизации критической инфраструктуры, защите нефтегазовых активов и международных границ от меняющихся угроз продолжит стимулировать спрос на UGS в Северной Америке. Кроме того, наличие основных вертикалей конечного использования, таких как нефтегазовая и оборонная промышленность, обеспечивает стабильную основу для устойчивого доминирования на региональном рынке в течение прогнозируемого периода. Тем не менее, ожидается, что Азиатско-Тихоокеанский регион станет самым быстрорастущим региональным рынком благодаря растущим правительственным инициативам и инвестициям в развитие умных городов, критической инфраструктуры и национальной безопасности.

Последние события

• В январе 2023 года компания Elbit Systems получила контракт на 27 миллионов долларов США от страны Азиатско-Тихоокеанского региона на поставку современных автономных наземных датчиков (UGS) для обеспечения безопасности границ и периметра. В рамках многолетнего соглашения Elbit будет поставлять различные наземные сенсорные решения.
• В ноябре 2022 года компания Northrop Grumman была выбрана армией США для поставки автономных наземных сенсоров в рамках программы Interim Self-Contained Surveillance and Monitoring System. Контракт на 63 миллиона долларов США включает поставку акустических и сейсмических сенсоров для мониторинга границ и инфраструктуры.
• В сентябре 2022 года компания FLIR Systems запустила Fido X3 — автономную наземную сенсорную систему следующего поколения для охраны периметра. Новый X3 отличается улучшенными возможностями обнаружения, обработки периферийных данных и возможностями подключения для поддержки приложений AI/ML.
• В июле 2022 года компания Thales получила контракт на поставку необслуживаемых наземных датчиков Министерству обороны Франции для защиты периметра военных объектов. Сделка предусматривает развертывание сейсмических, акустических и магнитных датчиков.
• В мае 2022 года Leonardo DRS приобрела Kespry для расширения своего портфеля беспилотных наземных датчиков. Kespry специализируется на решениях воздушной разведки для мониторинга инфраструктуры и периметра с использованием беспилотных летательных аппаратов с фиксированным крылом.
• В марте 2022 года Harris Corporation получила контракт IDIQ на сумму 34 миллиона долларов США от армии США на исследования и разработку беспилотных наземных датчиков следующего поколения с возможностями искусственного интеллекта и машинного обучения.

Ключевые игроки рынка

• NorthropGrumman Корпорация
• TextronInc
• ElbitSystems Ltd
• L3HarrisTechnologies
• ThalesGroup
• LockheedMartin Corporation
• Domo Tactical Связь
• LeonardoS.pA
• Cobham plc
• RaytheonTechnologies