邱云橋 張小軍 鄧佳 任丹華

1.四川省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究設(shè)計(jì)院，四川成都

2.四川省農(nóng)機(jī)化技術(shù)推廣總站，四川成都

運(yùn)用現(xiàn)代信息化技術(shù)，全面提高農(nóng)機(jī)化管理服務(wù)和經(jīng)營(yíng)效益水平，已成為加快農(nóng)機(jī)化轉(zhuǎn)型升級(jí)和新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換的重要手段和有效途徑。《全國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃》將機(jī)械化信息化融合促進(jìn)計(jì)劃列為重大行動(dòng)計(jì)劃，實(shí)施“互聯(lián)網(wǎng)+”農(nóng)業(yè)機(jī)械化，促進(jìn)信息化與農(nóng)機(jī)裝備、作業(yè)生產(chǎn)、管理服務(wù)深度融合。2018年以來(lái)，在四川省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳、四川省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究設(shè)計(jì)院、四川省農(nóng)機(jī)化技術(shù)推廣總站等單位的推動(dòng)下，基于北斗系統(tǒng)的信息化終端裝配到部分拖拉機(jī)、聯(lián)合收獲機(jī)上，四川開(kāi)啟了機(jī)械化信息化融合技術(shù)應(yīng)用步伐。

1 農(nóng)機(jī)信息化管理平臺(tái)的構(gòu)成

農(nóng)機(jī)信息化管理平臺(tái)包括農(nóng)機(jī)信息采集終端和綜合管理系統(tǒng)，集成了北斗定位技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無(wú)線移動(dòng)通訊技術(shù)，遠(yuǎn)程控制技術(shù)、大數(shù)據(jù)處理技術(shù)，對(duì)農(nóng)機(jī)作業(yè)過(guò)程中的狀態(tài)數(shù)據(jù)，采用信息化的方式進(jìn)行采集和處理，實(shí)時(shí)獲取農(nóng)機(jī)的數(shù)量、分布情況、作業(yè)質(zhì)量等數(shù)據(jù)信息，通過(guò)攝像頭拍攝農(nóng)機(jī)作業(yè)時(shí)的高清照片與影像，實(shí)時(shí)監(jiān)控農(nóng)機(jī)作業(yè)狀態(tài)，通過(guò)管理平臺(tái)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)所有農(nóng)機(jī)的管理與調(diào)度[1]。

1.1 農(nóng)機(jī)信息采集終端

農(nóng)機(jī)信息采集終端運(yùn)用了北斗衛(wèi)星定位技術(shù)、NB-IOT/ZIGBEE/4G-LTE等無(wú)線移動(dòng)通訊技術(shù)，采用模塊化組合結(jié)構(gòu)，由終端主機(jī)、定位天線、機(jī)具識(shí)別器、傳感器模塊、攝像頭模塊、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊等部件組成。

通過(guò)定位天線和圖像采集攝像頭，實(shí)時(shí)上傳農(nóng)機(jī)運(yùn)行軌跡和作業(yè)圖像信息，起到監(jiān)測(cè)農(nóng)機(jī)工作狀態(tài)、量化作業(yè)數(shù)據(jù)的目的；通過(guò)設(shè)計(jì)算法，精確計(jì)算作業(yè)面積，識(shí)別重耕、漏耕、并排作業(yè)、不規(guī)則作業(yè)等各類情況，統(tǒng)計(jì)作業(yè)數(shù)據(jù)；安裝各類傳感器，如耕深傳感器、噴藥壓力和流量傳感器、收獲留茬高度傳感器、行駛速度傳感器等，監(jiān)管作業(yè)質(zhì)量；通過(guò)CAN接口線，連接發(fā)動(dòng)機(jī)，查看發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、能耗等工況信息，監(jiān)控運(yùn)行狀態(tài)；采用防水、防塵、防震的“三防”設(shè)計(jì)，滿足農(nóng)機(jī)作業(yè)環(huán)境的特殊要求，不易損壞。農(nóng)機(jī)信息采集終端可應(yīng)用于拖拉機(jī)、旋耕機(jī)、插秧機(jī)、打捆機(jī)、植保機(jī)等多種農(nóng)業(yè)機(jī)械。

1.2 信息化管理平臺(tái)

管理平臺(tái)由數(shù)據(jù)庫(kù)、應(yīng)用軟件和應(yīng)用終端構(gòu)成。數(shù)據(jù)庫(kù)主要包括用戶信息數(shù)據(jù)庫(kù)、機(jī)具信息數(shù)據(jù)庫(kù)、作業(yè)信息數(shù)據(jù)庫(kù)、圖像信息數(shù)據(jù)庫(kù)和地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)。應(yīng)用軟件主要實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)化信息管理平臺(tái)中的用戶管理、功能設(shè)置、作業(yè)信息的數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)、分析等。應(yīng)用終端主要包括PC端和手機(jī)APP端。手機(jī)APP通過(guò)移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)無(wú)線接入應(yīng)用軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)時(shí)、便捷獲取機(jī)具位置信息、農(nóng)機(jī)作業(yè)信息、面積統(tǒng)計(jì)查詢、技術(shù)信息服務(wù)等。

2 四川省農(nóng)機(jī)信息化技術(shù)應(yīng)用情況

近年來(lái)，在農(nóng)業(yè)社會(huì)化服務(wù)項(xiàng)目的推動(dòng)下，北斗農(nóng)機(jī)終端及管理系統(tǒng)在四川省成都市、綿陽(yáng)市、德陽(yáng)市、瀘州市等地開(kāi)展試點(diǎn)應(yīng)用，主要安裝在拖拉機(jī)、插秧機(jī)、聯(lián)合收割機(jī)、旋耕機(jī)等農(nóng)機(jī)具上，主要產(chǎn)品有黑龍江惠達(dá)、北京博創(chuàng)聯(lián)動(dòng)、成都卓爾、山東科大等公司研發(fā)的農(nóng)機(jī)信息采集終端及信息化管理系統(tǒng)，但由于產(chǎn)品可靠性、技術(shù)兼容性和用戶認(rèn)可度等多種因素影響，相關(guān)技術(shù)及產(chǎn)品在四川尚處于試驗(yàn)推廣階段。2018年4月1日，CCTV-1《新聞聯(lián)播》對(duì)四川省應(yīng)用的農(nóng)機(jī)信息化系統(tǒng)進(jìn)行了報(bào)道。四川省安裝北斗農(nóng)機(jī)終端情況見(jiàn)表1。

目前，綿陽(yáng)市應(yīng)用北斗農(nóng)機(jī)終端及管理系統(tǒng)較為廣泛，安裝數(shù)量達(dá)到1 200臺(tái)/套左右，農(nóng)機(jī)終端主要采集農(nóng)機(jī)作業(yè)面積、運(yùn)行軌跡、作業(yè)照片，并建設(shè)了農(nóng)機(jī)作業(yè)綜合監(jiān)管平臺(tái)。截至目前，綿陽(yáng)市監(jiān)測(cè)主要農(nóng)作物耕、種、收等環(huán)節(jié)作業(yè)服務(wù)面積4.25萬(wàn)hm2。2018～2019年，全市實(shí)施“農(nóng)業(yè)生產(chǎn)社會(huì)化服務(wù)”項(xiàng)目，驗(yàn)收的作業(yè)服務(wù)面積以農(nóng)機(jī)作業(yè)綜合監(jiān)管平臺(tái)數(shù)據(jù)作為基本依據(jù)。2020年，綿陽(yáng)市安州區(qū)、江油市、三臺(tái)縣、梓潼縣開(kāi)展農(nóng)機(jī)購(gòu)置補(bǔ)貼資金作業(yè)獎(jiǎng)補(bǔ)試點(diǎn)，農(nóng)機(jī)信息化管理平臺(tái)數(shù)據(jù)將作為項(xiàng)目驗(yàn)收認(rèn)定的主要依據(jù)。

德陽(yáng)市、南充市、遂寧市、眉山市等地也在積極推廣農(nóng)機(jī)信息化技術(shù)，分別安裝北斗農(nóng)機(jī)終端100臺(tái)/套以上，其中，遂寧市安居區(qū)、眉山市東坡區(qū)等地區(qū)已建設(shè)農(nóng)機(jī)信息化綜合管理平臺(tái)。根據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部安排，四川作為唯一試點(diǎn)省份，2020年四川省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳組織開(kāi)展薄弱關(guān)鍵環(huán)節(jié)機(jī)械化作業(yè)獎(jiǎng)補(bǔ)、購(gòu)機(jī)貸款貼息、擴(kuò)大資質(zhì)采信試點(diǎn)、“三合一”補(bǔ)貼試點(diǎn)等4項(xiàng)試點(diǎn)工作，擬建立“四川省農(nóng)機(jī)購(gòu)置補(bǔ)貼綜合獎(jiǎng)補(bǔ)信息平臺(tái)”，全面推進(jìn)四川省的農(nóng)機(jī)信息化建設(shè)工作進(jìn)程。

北斗農(nóng)機(jī)終端和信息化管理系統(tǒng)，有助于農(nóng)機(jī)所有者對(duì)機(jī)具的監(jiān)管，有助于農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門對(duì)農(nóng)機(jī)作業(yè)面積的統(tǒng)計(jì)，有助于農(nóng)機(jī)作業(yè)項(xiàng)目的實(shí)施，解決了人工驗(yàn)收方法存在的工作量大、檢測(cè)效率低、檢查覆蓋面少等問(wèn)題，提升了項(xiàng)目實(shí)施的精準(zhǔn)性；通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算，為農(nóng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)和農(nóng)機(jī)用戶提供農(nóng)機(jī)信息管理平臺(tái)，方便農(nóng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)對(duì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集，建立自身的農(nóng)機(jī)智能化數(shù)據(jù)庫(kù)，為產(chǎn)品的優(yōu)化及開(kāi)發(fā)提供數(shù)據(jù)支撐，推動(dòng)農(nóng)機(jī)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新，開(kāi)發(fā)更多方便實(shí)用高效的農(nóng)機(jī)裝備為社會(huì)服務(wù)；通過(guò)手機(jī)APP，發(fā)展“農(nóng)機(jī)共享模式”，為農(nóng)民與農(nóng)機(jī)租賃戶之間搭建信息共享平臺(tái)，通過(guò)在線預(yù)約作業(yè)，讓農(nóng)民方便使用身邊的農(nóng)機(jī)資源，減少了不必要的農(nóng)機(jī)采購(gòu)?fù)度?，大幅提高了農(nóng)機(jī)使用效率，增加了農(nóng)民收入。

3 存在的問(wèn)題和建議

3.1 存在的問(wèn)題

1）信息采集終端兼容性差。硬件的接口標(biāo)準(zhǔn)和信息的傳輸協(xié)議沒(méi)有統(tǒng)一，生產(chǎn)企業(yè)根據(jù)各自的專利和設(shè)計(jì)生產(chǎn)終端、開(kāi)發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)，不同企業(yè)的產(chǎn)品之間兼容性較差，信息難以實(shí)時(shí)共享。

2）農(nóng)機(jī)信息采集終端使用故障率高。由于采集終端屬于農(nóng)機(jī)裝備的加裝配置，沒(méi)有統(tǒng)一的安裝標(biāo)準(zhǔn)，安裝位置和線路等不規(guī)范，而農(nóng)機(jī)作業(yè)環(huán)境惡劣，經(jīng)常因?yàn)榭摹⒔O等使線路斷裂，導(dǎo)致終端無(wú)法正常使用。

3）農(nóng)機(jī)手操作水平差距大。農(nóng)機(jī)手的不規(guī)范操作直接導(dǎo)致終端采集的作業(yè)數(shù)據(jù)存在偏差，常常需要對(duì)作業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，這樣加大了后臺(tái)管理人員的工作量，造成數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)效率低下。

表1 四川省安裝北斗農(nóng)機(jī)終端情況統(tǒng)計(jì)表

4）產(chǎn)品鑒定難度大。目前雖然已制定了鑒定大綱，但是國(guó)內(nèi)對(duì)該類產(chǎn)品可進(jìn)行鑒定的機(jī)構(gòu)很少，產(chǎn)品鑒定難度大，以至于在推廣運(yùn)用與政策實(shí)施上存在銜接問(wèn)題，農(nóng)機(jī)信息采集終端雖已納入補(bǔ)貼范圍，但四川省用戶實(shí)際拿到購(gòu)置補(bǔ)貼的較少。

5）終端售價(jià)和使用年費(fèi)偏高。目前，在售的農(nóng)機(jī)信息采集終端售價(jià)均在2 000元以上，且每年還需支付300～400元的使用服務(wù)費(fèi)，增加了使用成本，推廣應(yīng)用存在一定難度。

3.2 建議

1）加強(qiáng)協(xié)調(diào)，制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。農(nóng)機(jī)管理部門要加強(qiáng)與相關(guān)單位的溝通協(xié)調(diào)，盡快制定規(guī)范的、兼容性較強(qiáng)的硬件接口標(biāo)準(zhǔn)和信息傳輸協(xié)議，真正實(shí)現(xiàn)信息共建共享，充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)機(jī)械化信息化融合發(fā)展。

2）加大研發(fā)力度，提升產(chǎn)品性能。對(duì)已安裝的農(nóng)機(jī)信息采集終端進(jìn)行回訪、跟蹤，收集使用過(guò)程中存在的問(wèn)題，建議設(shè)備廠家繼續(xù)完善和優(yōu)化產(chǎn)品性能，增強(qiáng)實(shí)用性，整合功能，模塊化設(shè)計(jì)，方便維修更換，全面提升產(chǎn)品使用的穩(wěn)定性和可靠性。

3）加強(qiáng)人員培訓(xùn)，普及相關(guān)技術(shù)。開(kāi)展理論培訓(xùn)和現(xiàn)場(chǎng)演示培訓(xùn)，激發(fā)基層人員學(xué)習(xí)農(nóng)機(jī)新技術(shù)、新裝備的熱情，提高機(jī)手的操作水平，使機(jī)手熟練掌握北斗農(nóng)機(jī)終端使用技能，普及農(nóng)機(jī)信息化技術(shù)，提升農(nóng)機(jī)管理系統(tǒng)的使用效率。

4）爭(zhēng)取支持，加快推廣運(yùn)用。爭(zhēng)取政府重視，將農(nóng)機(jī)信息化建設(shè)納入現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展整體規(guī)劃統(tǒng)籌考慮；爭(zhēng)取財(cái)政支持，對(duì)信息采集終端產(chǎn)品購(gòu)置給予補(bǔ)貼，對(duì)安裝終端設(shè)備的農(nóng)機(jī)作業(yè)給予補(bǔ)貼，引導(dǎo)廣大農(nóng)機(jī)大戶和農(nóng)機(jī)合作社安裝和使用終端設(shè)備，加快信息化技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的運(yùn)用，助推全省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展。