何正伟，徐小本
(武汉理工大学 航运学院，武汉 430063)
航海导航科技在远洋运输业发展中的重要性不言而喻。目前我国航海导航系统和装备水平与世界发达国家相比还有一定差距，许多关键核心技术亟待突破。信息时代智能航运系统、智能船舶/无人艇、智能导航等行业新技术、新业态的发展[1-2]，以及我国北斗导航系统的广泛应用及其新业态培育，都需要大批高素质的航海导航专业人才。航海导航涉及天文、测绘、电子信息、计算机、空间科学等学科，具有较强的学科交叉性和实践性，对专业人才素质要求较高。当前航海导航科技人才大多是从相关学科转型而来，高层次专业人才缺乏，新兴航海导航技术研究人才严重不足，导航科技企业自己培养的高级人才也多有流失。在大数据和人工智能背景下，针对传统航海导航装备国产化发展及突破“卡脖子”技术的需要，面向视觉导航和智能导航系统等新兴导航技术的开发需求，系统规划和有针对性地培养航海导航专门人才刻不容缓。本文试对此进行初步思考。
目前航海导航装备主要以卫星导航系统、无线电导航系统、导航雷达、惯性导航系统、水下导航系统等为主，随着新兴导航技术的发展，一些新的导航装备开始在航海领域测试和逐步应用，如视觉导航系统、激光雷达导航系统等。
全球导航卫星系统(简称GNSS)是航海领域导航的主要装备。目前，全球定位系统(简称GPS)在航海领域的应用占主导地位。我国的第三代北斗卫星导航系统(简称BDS)已实现全球覆盖，定位精度高[3]，达到世界一流建设水平，已广泛应用于海洋测绘、救助和捕捞等海上作业，成为经济和社会发展的重要时空基石[4]。相比于GPS，在推进BDS在航海领域的应用时，还需要大力推广新业态应用和生态培育，并且注重整体布局与国际竞争。
陆基无线电导航可规避船舶导航单纯依赖GNSS卫星定位系统带来的风险[5]。为船舶航行安全考虑，IMO提出建设“多系统船载无线电导航接收机”的建议，利用eLoran、AIS/VDES R-模式和DGNSS R-模式进行自主定位[6]。Loran-C系统经过国内的升级改造，已经具备了eLoran系统的能力，其技术水平已基本与国外同类产品相当[7]。但由于我国Loran-C系统主要为军用，航海等民用方面的应用技术还比较欠缺。
导航雷达是船用导航设备中的重中之重[8]。导航雷达的核心部件以及短寿命备件大功率磁控管目前为日本JRC公司和美国EVA公司所垄断，我国还没有开发能力，导航雷达射频部件设计和目标回波分析算法相关人才也比较匮乏。
视觉导航在航海领域是新兴应用技术，目前国内外对航海视觉导航技术、产品的研究与开发都处于探索和起步阶段。
水下导航是创新发展的重要领域。针对水下航行的高精度导航定位需求，我国学者取得了不错的研究进展[9-10]。
船舶导助航系统主要有船舶自动识别系统(简称AIS)和电子海图导航与信息系统(简称ECDIS)。近几年我国企业产品市场份额逐步增大，但中国企业较少参加国际技术协会，很难有机会参与国际标准的制定。我国的ECDIS厂商在FURNO、JRC等传统的欧美通信导航知名厂商和C-MAP等先入市场的技术型厂商的夹缝中成长，在基本固定的市场规模下很难形成突破。国产产品的功能性与国外产品持平，但材料可靠性以及外观、精细度等方面有待提高；
国内企业大多不具备打包配套整船通导无线电设备的能力。
航海导航科技发展热点主要围绕导航与新兴前沿技术的融合以及解决产品实用化问题展开。通过多源数据融合，提升航海导航的精度、效率和可靠性是未来船舶导航科技的一个重要发展方向。卫星导航是战略性新兴产业发展的重要领域，国家将进一步推动北斗与移动通信、云计算、物联网、工业互联网、大数据和区块链等技术的融合发展，促进卫星导航产业与高端制造业、先进软件业、综合数据业和现代服务业的融合发展，持续推进北斗应用与产业化，服务国家现代化建设和水路交通智能化发展。
综合而言，航海导航科技具有如下特点：
(1)交叉性。航海导航科技涉及领域广泛，学科交叉特征明显。船舶导航设备和系统种类多，导航方式多样，且越来越倾向于多种导航方式的组合运用；
导航形式涉及空基、岸基、天基、水上、水下，导航技术涉及电子信息、物理学、测绘科学、信息科学与系统科学、材料科学以及天文学等，强调各种技术手段的综合运用。同时航海导航科技的创新、突破与发展也越来越依赖于多学科的交叉与融合。
(2)前沿性——导航科技是战略性新兴产业发展的重要领域，航海导航装备在水路交通领域占有十分重要的地位。各航海强国在此领域竞争激烈，引入5G、人工智能、云计算、物联网等新兴技术，通过借势高端制造业、先进软件业、综合数据业等促进航海导航装备的高精度、高性能和智能化发展是航海导航科技的发展趋势。
(3)实用性——水路交通环境下，航海导航装备实用性要求高。航海导航设备和系统具有独特的数据、硬件和软件标准，要求具备超长的续航时间和能够适应高负荷的工作强度，对稳定性和操作的方便性都有很高的要求。船舶导航产品实用化问题也是业内激烈竞争的焦点之一。
(4)基础性——高端航海导航装备研发依赖于基础科学的突破以及国家基础设施体系的支撑。科学技术发展需要基础理论的创新，航海导航科技相关领域基础性研究滞后是核心技术落后的根源；
同时先进航海导航装备涉及数据、软件、硬件(芯片)、嵌入式系统等方面，需要有高端制造业、先进软件业、综合数据业和现代服务业等基础设施作为保障。
(5)国际化——船舶导航装备的设计和应用需要满足国际化要求。相关国际组织，如国际海事组织(IMO)、国际海道测量组织(IHO)、国际电工委员会(IEC)等对船舶导航相关的数据、软件、硬件、系统等方面从设计、生产、测试、配备、安装、使用等不同层面制定了技术标准和使用规范，在国际上形成通用标准。航海导航装备和技术必须满足相关的国际标准和规范要求，才能在全球范围内使用。航海导航装备的国际化属性，需要国内产品积极走出去参与国际竞争，需要航海科技人才积极参与国际标准和规范以及相关国际规则的制定，以提升中国在相关领域的国际话语权。
基于航海导航科技的特点及未来发展需要，航海导航专业人才应具备以下素质：(1)强烈的事业心与进取精神；
(2)扎实的数理基础及宽阔的知识视域；
(3)学习能力和创新能力；
(4)实践动手能力和研究开发能力；
(5)国际交流与合作能力。
我国航运业发展迅猛，迫切需要一流水平的航海导航科技的推动和支撑，因此也急需大批高素质的航海导航专业人才，特别是高层次研发人才。目前，我国还没有设置航海导航专业，航海导航科技基础人才来源面狭窄、数量较少。航海导航科技人才主要是从相关学科转型而来，各高校通信工程、电子信息、交通信息工程及控制等专业成为导航科技人才的主要来源。总体上看，这些人才数量有限且专业知识结构针对性不强，导航专业技术基础相对薄弱，需要在企业或研究院所长期培养和锻炼才能满足导航科技研发的需要。此外，能在航海导航科技领域长期深耕积累丰富实践与开发经验的专门人才稀缺，高层次人才缺乏且难以留住，特别是新兴航海导航技术研究人才严重不足。目前，已有少数高校开设了“导航工程”本科专业，如武汉大学、解放军信息工程大学、武汉理工大学等。其中，武汉理工大学立足于水路交通学科领域，开设了“导航与信息工程”硕士和博士研究生专业。但是这些高校导航专业人才培养规模较小，特别是针对航海导航科技领域方向培养的研究型人才数量还远远不够。新兴前沿技术融合需求和导航智能化发展趋势等对新时代航海导航专业人才培养提出了严峻挑战。
针对航海导航科技发展特点和未来发展方向，基于未来航海导航专业人才应具备的素质和能力，提出以下人才培养建议。
1.鼓励高校开设导航相关的新专业和专业方向，扩大专业基础人才规模
航海导航科技的发展需要大量的专业基础技术人才。高校是专业技术人才的摇篮，因此，在高校设置导航相关专业，以培养高素质的导航科技人才为目标，夯实数理基础知识，加强导航专业理论与实践培养，以改善当前航海导航系统与装备研发主要靠转行技术人员或其他领域人才兼顾开发的窘迫局面。
导航领域是国家新兴战略型产业，受国家政策牵引，应鼓励更多高校开设导航专业，并适当扩大基础人才培养规模。在导航专业人才培养中，不仅要进行系统的导航相关理论与实践教学，也要注重夯实数理基础，拓宽学术视域，开设信息、人工智能、测绘、信号等相关课程，做到厚基础、宽口径，以应对导航领域多层面的人才需求。航海院校或水路交通相关专业可开设新的导航方向的专业选修模块，围绕航海导航领域梳理培养目标，重点加强航海导航技术和数理基础知识相关课程教学。在交通、测绘、通信、电子信息等学科的研究生专业中，设置面向航海导航科技的研究方向，特别是针对航海导航关键领域或“卡脖子”技术，凝练更多新的研究领域和研究方向，培育具有不同技术领域专长的各层次人才。
2.面向航海导航科技发展构建课程体系，培养具有创新能力的复合型人才
航海导航科技基础性、交叉性特征突出，其创新、突破与发展也越来越依赖于多学科的交叉与融合。因此，航海导航科技的发展需要培养掌握扎实的理工科知识、具备厚实的专业基础、了解多学科交叉知识、具有创新能力的复合型人才。为此，高校应面向航海导航科技发展、围绕人才培养目标科学构建课程体系，注重夯实知识基础及学科交叉融合；
突出培养学生的自主学习能力和创新能力，在课程体系设置和培养方案中体现创新能力培养；
教学要密切联系行业发展实践，跟踪航海导航科技和行业发展前沿，结合科技创新竞赛、创新创业大赛等科技创新活动培养学生创新性思维，并将创新能力纳入考核评价中。
3.探索产教融合人才培养模式，在实践中培养具备核心技术研发能力的高层次人才
航海导航科技高层次专业人才培养应与水路交通行业需求和科技前沿发展趋势相结合。高校、科研院校要深入了解国内航海导航装备生产企业的需求以及行业前沿发展动态与趋势，并与行业企业一起深入研究探索产教融合人才培养模式，联合培养航海导航专业人才。行业企业可与高校共同探索博士、硕士研究生联合培养模式，重点面向关键核心技术和发展前沿技术，培养高层次专业人才。企业建立研发机构，制定长远的航海导航研发技术骨干培养规划，创造条件鼓励专业人才在行业中深耕与持续积累，在实践中发现和锻炼人才，培养具备突破关键核心技术能力的顶尖人才。同时，制定相关政策，加强科技成果转化。
4.制定激励与扶持政策，形成高层次人才孵化长效机制
国家和行业提供政策、项目、资源支持，形成航海导航高层次人才长期培育与扶持机制，鼓励创新，激励高层次研发人才沉下心来攻克关键技术难题，用优惠的政策和良好的机制留住人才。政府部门结合国家和行业发展实际需求，制定科技攻关及重点研发等项目计划，引导行业创新和重点领域攻关；
组织高校、科研院所的优势资源，集中进行关键核心技术研发，为高校、科研院所和研发企业提供科研资金支持。加大对国内航海导航设备生产企业的创新研发激励，搭建航海导航科研成果转化交流平台，支持新兴成果转化，奖励具有重大价值的技术突破；
支持科技创新进步，加大高端产品及出口产品的政策扶持，国内优先使用具有市场竞争力的国产产品。
5.搭建国际化交流平台，促进技术提升与专业人才培养
以多渠道、多种方式搭建航海科技国际化技术交流和人才培养平台，促进技术和专业人才“引进来”“走出去”，是提升航海科技水平和创新能力、培养专业人才和促进专业人才成长的重要途径。利用国际组织或国家间科技合作计划以及国际学术交流会议，为航海导航科技人才交流搭建桥梁；
通过高校联合培养计划，建立航海导航科技领域的高端学术人才培养和交换学习机制；
支持并推动国内航海导航装备生产企业成立定期进行技术标准学习和交流的组织，促进人才交流和流动；
鼓励和支持企业加入国际相关组织，支持高校、研究院所和企业走出去，积极参与国际标准制定和交流；
在政府和行业层面推动新业态和生态建设，鼓励相关企业共享全球服务网，将国产航海导航装备推广到全球市场。
当前，我国在水路交通主流航海导航产品研发方面有较大进步，但与发达国家相比还存在明显差距，特别是部分导航装备在核心部件上仍面临“卡脖子”的困境。航海导航科技未来发展趋势主要围绕新兴前沿技术在导航领域的融合运用、导航装备的智能化以及解决产品实用化等问题展开，对我国航海导航科技人才培养提出了新要求。面向新时代与世界航海导航科技发展新趋势以及专业人才新需求，政府、行业企业、高校、科研院所等要多方联动，尽早布局，共同谋划和构建航海导航专业人才培养机制，为我国航海导航科技发展提供强有力的智力和人才支撑。
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