劉國娟

(北安市農(nóng)業(yè)機械化學(xué)校，黑龍江 北安 164000)

0 引言

為進一步提升糧食生產(chǎn)全程機械化水平，北安市加快了農(nóng)機智能化、信息化技術(shù)示范應(yīng)用步伐。近幾年，北安市農(nóng)村工作領(lǐng)導(dǎo)小組印制并向基層發(fā)布了《關(guān)于推進智能農(nóng)機發(fā)展的實施意見》，強調(diào)從植保無人飛機、無人駕駛高速插秧機等，重點推廣智慧農(nóng)機。當(dāng)?shù)刂腔坜r(nóng)機推廣應(yīng)用成效初步顯現(xiàn)，但是仍然存在需要改進之處。因此，探究黑龍江省北安市智慧農(nóng)機推廣應(yīng)用前景，并提出建設(shè)性意見。

1 智慧農(nóng)機推廣應(yīng)用的現(xiàn)狀

1.1 農(nóng)機化與信息化初步融合

2018年開始，北安市立足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大范圍應(yīng)用背景，以農(nóng)機具安裝北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)為切入點，將“互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)”順利引入農(nóng)機領(lǐng)域，農(nóng)機化與信息化初步融合，智慧農(nóng)機正式進入實施階段。以秸稈機械化還田作業(yè)跟蹤管理信息系統(tǒng)為代表的智慧農(nóng)機不斷涌現(xiàn)，為農(nóng)機服務(wù)水平提升提供了突破點。

1.2 市級項目快速推進

2019年，北安市面向各縣區(qū)農(nóng)機合作社、種糧大戶，快速推進北斗定位、無人駕駛、農(nóng)機平地自動水平調(diào)控技術(shù)、拖拉機自動駕駛、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、無人植保飛機等智慧農(nóng)機推廣項目確立[1]。在推廣確立與智慧農(nóng)機相關(guān)項目的基礎(chǔ)上，農(nóng)機部門主動扶持高新技術(shù)智慧農(nóng)機企業(yè)發(fā)展，初步實現(xiàn)供需均衡。

1.3 移動平臺初步形成

2020年至今，北安市推動移動公司與農(nóng)業(yè)機械安全監(jiān)理所建立協(xié)作關(guān)系，初步形成了智慧農(nóng)機移動管理平臺。以互聯(lián)網(wǎng)、手機、平板客戶端為基礎(chǔ)的農(nóng)機綜合信息化服務(wù)網(wǎng)絡(luò)、農(nóng)機綜合監(jiān)管網(wǎng)絡(luò)的形成，為北安市農(nóng)機作業(yè)狀態(tài)的實時監(jiān)管提供了支持。

2 智慧農(nóng)機推廣應(yīng)用的前景

2.1 智能化植物工廠

智能化植物工廠是未來北安市智慧農(nóng)機推廣應(yīng)用的方向之一。智能化植物工廠主要是全面智能控制生產(chǎn)環(huán)境條件，實現(xiàn)高效率、可靠性生產(chǎn)系統(tǒng)，包括二氧化碳、光照、溫度、濕度、營養(yǎng)成分等。智能化植物工廠涉及的智慧農(nóng)機關(guān)鍵技術(shù)主要為基于多傳感器信息融合的溫濕度測量函數(shù)建模及解算技術(shù)、基于小波變換特征提取及分類算法的土壤土質(zhì)識別技術(shù)、基于圖像處理方法的植物生長狀態(tài)識別與測量技術(shù)等。智能化植物工廠可以借助計算機、傳感器精準(zhǔn)感知并反饋環(huán)境參數(shù)，結(jié)合植物特性，進行濕度、溫度、二氧化碳濃度、光照的設(shè)定[2]。并根據(jù)實時測量的植物生理狀態(tài)，進行相關(guān)參數(shù)的動態(tài)調(diào)節(jié)，縮短植物成熟周期。

2.2 基于物聯(lián)網(wǎng)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航

基于物聯(lián)網(wǎng)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航是已經(jīng)安裝北斗衛(wèi)星導(dǎo)航智慧農(nóng)機的進一步升級，在作物種植行距、株距控制方面更加精確，對農(nóng)機手操作專業(yè)水平要求更低，且可為無人駕駛拖拉機推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。以基于物聯(lián)網(wǎng)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航深松機械為例，其可以自動精準(zhǔn)探測深松作業(yè)深度，判定深松作業(yè)是否與標(biāo)準(zhǔn)相符，在不打亂土層的情況下疏松土層。在基于物聯(lián)網(wǎng)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航深松農(nóng)機運行過程中，其主要是根據(jù)農(nóng)機設(shè)備上安裝的多元傳感器將農(nóng)機動力扭矩數(shù)據(jù)傳遞到服務(wù)器，服務(wù)器根據(jù)數(shù)據(jù)判定深松農(nóng)機狀態(tài)、車型、深松達標(biāo)程度、有效耕作面積、作業(yè)時間及深松軌跡等，自動確定是否開啟裝置或調(diào)整參數(shù)，進而在內(nèi)嵌算法(時間序列、單位積分逼近算法)支持下計算深松深度及作業(yè)面積。

2.3 全市智慧農(nóng)機應(yīng)用系統(tǒng)

未來的智慧農(nóng)機系統(tǒng)應(yīng)具備定位導(dǎo)航、農(nóng)機執(zhí)法、遠程培訓(xùn)測試、預(yù)約排隊等功能。其中定位導(dǎo)航主要是由指揮中心實時監(jiān)控收割機位置與狀態(tài)，確?？鐓^(qū)域作業(yè)安全；農(nóng)機執(zhí)法主要是由管理部門在后臺收集、匯總、歸類農(nóng)機手資料并建立檔案、確立操作卡，為后期路查、年審時不合格車輛現(xiàn)場處罰提供依據(jù)；遠程培訓(xùn)測試主要是由農(nóng)機手經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)、移動智能終端接受培訓(xùn)、測試；預(yù)約排隊主要是允許農(nóng)機手借助移動智能終端提前預(yù)約需集中現(xiàn)場辦理的作業(yè)證換證、辦理業(yè)務(wù)[3]。除此之外，在智慧農(nóng)機系統(tǒng)將收集更多類型的農(nóng)機作業(yè)數(shù)據(jù)，如圖像、語音等，進而經(jīng)CPCS設(shè)備(車間資訊管理系統(tǒng))終端攝像模塊及設(shè)備GSM網(wǎng)絡(luò)(全球移動通信系統(tǒng))、GPCS模塊(全球定位服務(wù)導(dǎo)航系統(tǒng))，完成實時拍照、圖像傳遞及存儲、調(diào)用，將農(nóng)機數(shù)據(jù)描繪成整體行駛大數(shù)據(jù)，跨點模擬，為農(nóng)機系統(tǒng)化、智慧化管理提供依據(jù)。

3 智慧農(nóng)機推廣應(yīng)用的建議

3.1 完善推廣組織

完善推廣組織是智慧農(nóng)機推廣應(yīng)用效率提升的關(guān)鍵。農(nóng)機部門應(yīng)組織成立智慧農(nóng)機推廣應(yīng)用集成領(lǐng)導(dǎo)小組，承擔(dān)農(nóng)機推廣應(yīng)用的組織協(xié)調(diào)、領(lǐng)導(dǎo)及實施方案制定、部署工作。同時由一線智慧農(nóng)機推廣部門進行農(nóng)機推廣需求說明編撰，以及責(zé)任制度起草、宣傳提綱修訂，組織智慧農(nóng)機推廣應(yīng)用會議，將智慧農(nóng)機推廣應(yīng)用納入重要戰(zhàn)略議程。

在鄉(xiāng)鎮(zhèn)綜合配套改革后，鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)機管理服務(wù)站兼并趨勢無法阻擋，農(nóng)機站兼職人員眾多，兼職工作者業(yè)務(wù)經(jīng)驗缺乏，職責(zé)不明，加之辦公場所與設(shè)備缺失，無法滿足智慧化農(nóng)機深層次推廣應(yīng)用需求[4]。因此，在智慧農(nóng)機推廣應(yīng)用集成領(lǐng)導(dǎo)小組成立的基礎(chǔ)上，農(nóng)機部門可以組織當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)信息中心專家、大數(shù)據(jù)協(xié)同創(chuàng)新中心專家及農(nóng)機監(jiān)督管理機構(gòu)專業(yè)人員，組成技術(shù)專家小組，承擔(dān)智慧農(nóng)機推廣應(yīng)用技術(shù)集成創(chuàng)新及培訓(xùn)咨詢服務(wù)。在這個基礎(chǔ)上，由一線技術(shù)骨干組成智慧農(nóng)機示范推廣小組，將智慧農(nóng)機推廣應(yīng)用責(zé)任落實到個人，確保智慧農(nóng)機推廣應(yīng)用工作順利進行。同時，為確保智慧農(nóng)機推廣應(yīng)用進程，北安市應(yīng)面向各縣鎮(zhèn)，選擇1名或以上具有專業(yè)技術(shù)職稱的技術(shù)人員為代表，承擔(dān)智慧農(nóng)機推廣應(yīng)用測試，定期提出智慧農(nóng)機推廣應(yīng)用改進意見，為智慧農(nóng)機推廣應(yīng)用效果的優(yōu)化提供依據(jù)。

3.2 加強環(huán)節(jié)聯(lián)動

智慧農(nóng)機推廣應(yīng)用包括前期調(diào)研指導(dǎo)、中期創(chuàng)新研發(fā)、服務(wù)實踐幾個環(huán)節(jié)，北安市農(nóng)機部門應(yīng)加強環(huán)節(jié)聯(lián)動，發(fā)揮各環(huán)節(jié)工作效益，推進智慧農(nóng)機大規(guī)模應(yīng)用。在前期調(diào)研指導(dǎo)環(huán)節(jié)，應(yīng)以近期有意向或者實力強勁的農(nóng)機示范園區(qū)、農(nóng)機專業(yè)合作社、農(nóng)機大戶、農(nóng)機示范基地為對象，在詳細劃分智慧農(nóng)機應(yīng)用需求的基礎(chǔ)上，有的放矢地給予調(diào)研指導(dǎo)，激發(fā)農(nóng)機專業(yè)合作社或者農(nóng)機大戶、農(nóng)機示范基地引進智慧農(nóng)機的熱情，為整個區(qū)域農(nóng)機智慧化水平提升提供帶頭作用。

在中期創(chuàng)新研發(fā)環(huán)節(jié)，農(nóng)機部門應(yīng)主動與智慧農(nóng)機使用者溝通，聯(lián)合技術(shù)專家進行難點突破，為智慧農(nóng)機應(yīng)用范圍的進一步拓展提供依據(jù)。例如，針對農(nóng)戶反饋的智慧農(nóng)機智能田畝計算缺乏、穩(wěn)定性不足、數(shù)據(jù)統(tǒng)計無法體現(xiàn)問題，智慧農(nóng)機推廣領(lǐng)導(dǎo)小組可以協(xié)同專家組攻破技術(shù)難點，深層次開展智慧農(nóng)機技術(shù)創(chuàng)新，確保智慧農(nóng)機應(yīng)用質(zhì)量。

在后期農(nóng)機服務(wù)環(huán)節(jié)，一線人員應(yīng)以服務(wù)市場為中心，引導(dǎo)、鼓舞、扶持農(nóng)機組織、農(nóng)機大戶科學(xué)應(yīng)用智慧農(nóng)機。例如，智慧農(nóng)機推廣應(yīng)用部門以智慧農(nóng)機為主題，定期舉辦線上或線下智慧農(nóng)機培訓(xùn)觀摩演示會，由農(nóng)機推廣技術(shù)人員、專家，以及部分合作社負責(zé)人、家庭農(nóng)場負責(zé)人、種植大戶代表參與。在智慧農(nóng)機培訓(xùn)觀摩演示會開展過程中，為參與者展示智能高速插秧機、水稻收割機等智能產(chǎn)品的優(yōu)勢與特點。如高速插秧機應(yīng)用前，農(nóng)機手可利用信號打點，經(jīng)插秧機中央控制器作用實現(xiàn)無人駕駛自動插秧，并根據(jù)需要搭載施肥機、噴藥機、穴播機實現(xiàn)一機多用，降低成本。

3.3 夯實技術(shù)基礎(chǔ)

扎實的技術(shù)基礎(chǔ)是智慧農(nóng)機推廣應(yīng)用必不可少的元素之一。智慧農(nóng)機推廣部門可以鼓勵專家組構(gòu)建智慧農(nóng)機綜合信息管理平臺，集成北斗農(nóng)機定位系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)視頻感知系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)計量系統(tǒng)(溫度、光照、濕度、土壤)、設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能化控制系統(tǒng)等[5]。利用智慧農(nóng)機綜合信息管理平臺對轄區(qū)內(nèi)智慧農(nóng)機進行跟蹤測試，保障農(nóng)機應(yīng)用質(zhì)量。例如，利用手機軟件自帶的機載數(shù)據(jù)采集單元，面向更大范疇采集數(shù)據(jù)，分析全市區(qū)參加水稻聯(lián)合收獲、深松作業(yè)的農(nóng)機數(shù)據(jù)，豐富全市區(qū)農(nóng)機共享數(shù)據(jù)平臺，推動平臺管理與基層需求、技術(shù)應(yīng)用的多層次融合，奠定農(nóng)機供需對接、技術(shù)獲取發(fā)布與智能調(diào)配基礎(chǔ)。

在建立智慧農(nóng)機綜合管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，農(nóng)機部門應(yīng)落實集約化推廣應(yīng)用方針，將推廣重點聚焦到遠程監(jiān)管、定位導(dǎo)航、數(shù)據(jù)采集、優(yōu)化調(diào)配等技術(shù)含量高且涉及多個學(xué)科的內(nèi)容，從精準(zhǔn)定位、智能對接、智能導(dǎo)航、精準(zhǔn)測畝、深松測深、智能管理、緊急調(diào)度、機群動態(tài)、規(guī)劃調(diào)試、安全監(jiān)管、作業(yè)查詢等幾個方面著手，組織產(chǎn)學(xué)研機構(gòu)指導(dǎo)大型農(nóng)機合作社、農(nóng)機大戶開展標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)應(yīng)用展示，形成輻射狀推廣態(tài)勢[6]。例如，借鑒農(nóng)機專業(yè)合作社智慧農(nóng)機推廣應(yīng)用經(jīng)驗，將基于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的機載檢測儀安裝到作業(yè)機具上，準(zhǔn)確收集農(nóng)機作業(yè)軌跡，進行作業(yè)畝數(shù)、作業(yè)費用的直接計算，從根本上解決以往面臨的作業(yè)面積測量難、作業(yè)費用結(jié)算糾紛問題。再如，將自動導(dǎo)航裝置安裝到插秧機上，由一個農(nóng)機手站在農(nóng)機上操作秧苗盤代替以往1人加秧苗和1人開插秧機模式，在降低重復(fù)插秧、遺漏插秧概率的同時，提升農(nóng)機作業(yè)質(zhì)量。

3.4 拓展教育平臺

教育平臺是智慧農(nóng)機推廣應(yīng)用的直接渠道，關(guān)乎智慧農(nóng)機推廣應(yīng)用質(zhì)量。應(yīng)在整合農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?qū)＜覉F隊、管理服務(wù)力量的基礎(chǔ)上，拓展智慧農(nóng)機技術(shù)共建共享平臺，以互聯(lián)網(wǎng)、農(nóng)機安全宣傳教育、維修網(wǎng)點、合作社相結(jié)合的方式，探索黑龍江地區(qū)在智慧農(nóng)機推廣應(yīng)用教育聯(lián)動、跨區(qū)域服務(wù)方面的互促共贏，實現(xiàn)區(qū)域智慧農(nóng)機推廣應(yīng)用升級。例如，在智慧農(nóng)機推廣應(yīng)用項目建設(shè)進程中，農(nóng)機部門應(yīng)進一步擴展智慧農(nóng)機需求、作業(yè)價格、收種進度、氣象變化等信息收集范圍及分析深度，借助“平安農(nóng)機通”平臺，為智慧農(nóng)機手、智慧農(nóng)戶、智慧農(nóng)機服務(wù)組織、智慧農(nóng)機企業(yè)發(fā)布轄區(qū)內(nèi)智慧農(nóng)機作業(yè)要點及服務(wù)內(nèi)容，引導(dǎo)智慧農(nóng)機有序流動。

在推動智慧農(nóng)機推廣應(yīng)用教育平臺升級的基礎(chǔ)上，農(nóng)機部門應(yīng)進一步豐富培訓(xùn)教育活動。例如，舉辦智慧農(nóng)機管理技術(shù)專題培訓(xùn)班，面向農(nóng)機合作社、農(nóng)機大戶及一線農(nóng)戶提供培訓(xùn)服務(wù)；再如，組織技術(shù)交流活動，鼓勵農(nóng)機使用者就智慧農(nóng)機開展專題技術(shù)交流[7]。在此基礎(chǔ)上，由農(nóng)機部門圍繞智慧農(nóng)機推廣應(yīng)用的關(guān)鍵節(jié)點，開展現(xiàn)場一對一觀摩指導(dǎo)活動，印制并發(fā)放宣傳資料、播放宣傳視頻，深度推廣智慧農(nóng)機，盡早實現(xiàn)智慧農(nóng)機在北安市的普及化應(yīng)用。

4 總結(jié)

綜上所述，通過推廣應(yīng)用智慧農(nóng)機，不僅可以實現(xiàn)少人化、無人化等低人工成本操作，而且可以實現(xiàn)精準(zhǔn)化播種、精準(zhǔn)化灌溉、精準(zhǔn)化施肥、精準(zhǔn)化噴藥，提高農(nóng)作物種植產(chǎn)量與質(zhì)量。因此，農(nóng)機部門應(yīng)在現(xiàn)有智慧農(nóng)機推廣基礎(chǔ)上，以智慧化植物工程、全市智慧農(nóng)機管理系統(tǒng)、基于物聯(lián)網(wǎng)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)為目標(biāo)，明確推廣團隊職責(zé)，連接智慧農(nóng)機推廣應(yīng)用環(huán)節(jié)，夯實智慧農(nóng)機推廣應(yīng)用技術(shù)力量，打造智慧農(nóng)機推廣應(yīng)用的樣板模式，為北安市加快農(nóng)業(yè)機械化、農(nóng)機裝備智慧化轉(zhuǎn)型提供強有力支持。