智慧農機：全面提升農機化服務能力
———寧波市智慧農機建設及其成效

李季煒

智慧農機：全面提升農機化服務能力
———寧波市智慧農機建設及其成效

李季煒

2011年，寧波市農機部門制定了《寧波市農業機械化發展十二五規劃》，明確提出“加快信息化技術在農機化領域的應用，以農機科技項目、農機化示范基地、‘兩區一園’及設施農業建設等為載體，探索將RS（遙感）、GIS（地理信息系統）和GPS（全球衛星定位系統）、物聯網引入農機化領域，開展精準農業研究”的建設目標，通過農機化發展水平預測、區劃決策支持系統，為領導決策提供可靠的依據；同時也利用農機信息化技術，為廣大農機用戶提供有效的農機信息。

為此，我們在全省乃至全國率先開展 “智慧農機”建設，充分應用現代信息技術成果，通過集成應用計算機與網絡技術、物聯網技術、音視頻技術、傳感器技術、無線通信技術及專家智慧與知識平臺，逐步建立了農業信息服務的可視化傳播與應用模式，實現農業生產環境可視化遠程診斷、遠程控制、災變預警等智能管理、遠程咨詢、遠程會診，提升農機管理部門科學管理水平；同時依靠存儲在知識庫中的農業專家的知識，運用推理、分析等機制，提高農機管理部門指導農牧業進行生產和流通的能力。通過近五年的建設，已完成智慧農機物聯網系統、農機GPS管理系統、視頻會議系統、地理信息系統和統一的智慧農機展示平臺等建設，初步實現了農機智能調度和管理、農機物聯網遠程監測、農業生產環境的智能感知、智能預警、農機化發展水平和農機化貢獻率分析與決策等功能，為全市農機管理部門提供了可視化管理、智能化決策平臺，為農機服務對象提供精準化種植和全面、準確、及時的信息服務。

1 寧波市智慧農機的建設應用情況

寧波市智慧農機的建設進度和廣度、實際應用情況均處于全國領先地位，主要建設了智慧農機物聯網、GPS管理、WebGIS管理、視頻會議等系統。

1.1 智慧農機物聯網系統

智慧農機物聯網系統由智慧農機視頻監控系統和環境數據遠程監測系統組成。

（1）智慧農機視頻監控系統。我們在農機專業合作社、工廠化育秧中心、烘干中心、設施農業裝備基地、智慧農機示范點、農機4S服務中心、平安農機示范點、農機科技示范基地等八類示范點中挑選了114個智慧農機視頻監控展示點，利用視頻監控平臺實現市、縣農機部門兩級遠程監管，并可通過網絡實現各示范點的全程示范。通過視頻監控系統還可記錄農機作業現場的實際情況，跟蹤農業機械工作開展情況，了解農作物生長情況，調看自然災害過程和災害損失情況，通過高清攝像頭還可掌握農作物病蟲害發生情況等，方便管理部門更加科學地管理生產。如圖1所示。

圖1 智慧農機視頻監控系統顯示圖例

（2）環境數據遠程監測系統。可以在智慧農機示范基地對設施農業進行全程智能化管理，對蔬果等農作物生產的溫濕度、pH值、光照強度、土壤養分、CO2濃度等多種生產參數，通過物聯網進行監測和展示，實現對環境的實時監測。建設了物聯網系統平臺，集成各智慧點數據，在系統地圖上可以根據名稱和圖片選中需要觀看的站點，展開里面的詳細的設施大棚等信息，點擊相應的大棚可以實時觀看空氣土壤溫度、光照信息、風速、雨量等信息。如圖2所示。

圖2 環境數據遠程監測系統顯示圖例

1.2 智慧農機GPS管理系統

由監控中心系統、無線通信平臺（GPRS）、全球衛星定位系統（GPS）、前端設備等四部分組成一個全天候、全范圍的駕駛員管理和農用機械使用情況監管的綜合平臺。目前全市已在各類拖拉機、收割機、插秧機上安裝了678臺GPS。該管理系統可提供實時定位、監管、調度、報警處理、統計分析、作業面積測量等的專業管理；對注冊登記的農用機械實施動態跟蹤、監控、調度、管理等功能；對于監控車輛，可以在電子地圖上顯示出來，并保存車輛運行軌跡數據；可以對農用機械的使用、載重、耕作范圍、維修情況、油耗情況進行統計管理；設有電子柵欄，可對補貼機具使用范圍進行動態監管，超出電子柵欄范圍會自動報警，方便管理人員核查補貼機具是否倒賣；可對指定時間、指定農業機械的作業面積或里程進行查詢，為核算作業補貼等提供參考依據。如圖3所示。

圖3 智慧農機GPS管理系統顯示圖例

1.3 智慧農機WebGIS管理系統

以“3S”技術為核心，利用GIS技術，結合RS、GPS、遠程視頻、農田環境信息感知傳感器等技術，整合全市一些智慧農機項目信息（環境監測、視頻監控、農機GPS及智能調度），實現將現代網絡技術和GIS技術引入到農機化管理工作中，在農田遙感、GIS應用、作業點遠程視頻監控、農機GIS智能調度、環境數據遠程監測、農機化發展水平區劃分析、農機化發展水平預測與決策、農機信息智能采集等功能方面發揮了重要作用。如圖4所示。

圖4 智慧農機WebGIS管理系統顯示圖例

（1）農機要素管理WebGIS系統。通過該系統的安裝，實現了各類農機要素信息的空間分布圖數一致管理查詢統計，內容包括企業地面信息管理，地區、鄉鎮基礎行政區域數據維護管理，農機合作社（大戶）、示范基地、農機維修點、平安農機示范村鎮主要農機具擁有量、主要農作物種植情況和農機化作業情況、農機化管理人員情況、農機化服務組織情況、農機化作業經營效益情況、農機化投入情況、農機作業點視頻監控區域分布WebGIS管理。

（2）農機WebGIS智能調度。已安裝GPS終端的農機具有實時定位功能，對參與調度的農場（合作社）信息（農機擁有量、農機平均車速等）、收割點信息（收割點位置、收割開始時間、收割結束時間、農機需要量等）進行管理，可以利用農機智能調度匹配功能（自動獲取當時在線且空閑的農機位置信息及參與調度的農場，根據收割點位置信息和需求信息，調用農機智能調度模型，選擇最優農機）、GSM短信調度指令下發功能 （通過GSM短信實現調度指令下發）、在線作業農機智能空間搜索模塊（根據設定的距離條件，實現對當前作業點周圍在線作業農機的智能搜索，給出周圍在線作業農機信息）進行農機智能調度。

（3）環境數據遠程監測。接入原有環境數據遠程監測數據，開展環境監測點GIS空間分布管理、環境監測點信息實時查詢、環境監測點預警。

（4）遠程視頻監控。原有視頻監控系統數據與GIS接口對接，實現作業點遠程視頻監控GIS管理和作業點遠程視頻監控實時信息調用查詢。

（5）農機化發展水平區劃分析。具有農機統計報表數據維護管理、農機統計報表數據GIS專題圖空間渲染、農機統計報表數據圖數一致查詢分析統計、農機信息（合作社、示范基地等信息）空間分布查詢統計分析等功能。

（6）農機化發展水平預測與決策。基于WebGIS平臺，利用農機化統計年報數據、相關農業統計年鑒數據和五種（畜牧業、林果業、農產品初加工、設施農業、漁業）農機化評價指標數據，實現農機化（包括農作物農機化及牧業、林果業、農產品初加工、設施農業、漁業綜合農業機械化）發展水平評價。同時利用灰色模型和線性回歸模型，提供農機化水平預測分析功能，并以報表和專題圖的形式展示，為農機管理提供科學決策依據。

1.4 視頻會議系統

運用先進的計算機通信技術、控制技術、視頻技術，在寧波市農機總站和下轄各個縣市區農機局（站）建立一套安全、舒適、便捷、節能、高效的視頻信息交互系統。該系統包含一個視頻會議平臺、一個中心會議室和9個分會場（余姚、慈溪等9個縣市區），其中在中心會議室建設LED大屏和集中控制系統，通過該中控系統可以對智慧農機物聯網系統、電動窗簾、燈光、有線電視、視頻會議、農機定位、WebGIS系統進行切換，分別在LED大屏上顯示。視頻會議系統為日常行政會議召開、業務培訓、上級文件精神與國家相關惠民政策的上傳傳達、突發事件應急等政府職能部門日常管理提供保障。

2 智慧農機建設的主要成效

智慧農機綜合利用現代信息技術與手段，在提升寧波市農機化科學決策水平和行政管理效率，服務農機專業合作組織等方面取得突出成效，也為農業生產經營提供相關的管理和服務信息，取得較好的經濟效益和社會效益。

2.1 搭建信息化管理和服務平臺，社會效益顯著

（1）智慧農機成為科學決策的重要依據。系統利用農機化統計年報數據、相關農業統計年鑒數據和五種（畜牧業、林果業、農產品初加工、設施農業、漁業）農機化評價指標數據，實現農機化發展水平（分作物農業機械化水平，畜牧業、林果業、農產品初加工、設施農業、漁業綜合農業機械化水平）評價。同時利用灰色模型和線性回歸模型，實現為領導提供農業機械化水平預測分析的功能，并以報表和專題圖的形式展示，提供決策支持。

（2）智慧農機成為農機部門管理與服務的平臺。通過GPS系統可為全市農機部門提供農機作業面積統計和查詢、里程統計等，并具有駕駛員管理、車輛管理等功能，能夠為作業補貼核算提供相關作業面積信息，能為補貼機具提供購機時間和機具位置信息，方便農機部門核查，節省了大量的管理成本。同時該系統還具有短信發送功能，可提醒農戶按時參加農機具年檢、年審、保險和維修保養。

（3）智慧農機成為農機部門宣傳的陣地。通過WebGIS管理系統，統一發布全市各類農機要素信息和農機專業合作社、農機維修網點、農機示范基地、農機安全村（鎮、縣市）等農機化信息；通過智慧農機視頻監控系統直接展現各類示范點的農機化建設成效，進一步提高其知名度，發揮農機服務、管理等作用，成為了服務群眾的橋梁和廣大農民群眾了解農機信息的重要途徑。

2.2 提升農業生產經營能力與水平，經濟效益顯著

（1）大幅提高農機具的使用效率。系統利用農機具上的GPS和農機主體（合作社、示范基地）數據，通過智能調度算法來實現農機具在農機主體之間的合理調度，提高合作社和示范基地使用農機具的效率。經科學調度，農機具使用率可從每年一季提高到每年三季，年使用效率提高2倍，以1臺高速農機具每季作業33.3 hm2計算，平均每臺農機具每年增加作業服務面積66.7 hm2，增加作業服務收入10萬元。

（2）建設精準農業和精品農業，提高農產品附加值。環境數據遠程監測系統將RS、GIS、GPS、物聯網、太陽能等先進技術引入農機化領域，對設施農業的溫、濕、光、肥、水、藥等實施智能化調控，對溫室植物、土壤、環境信息進行實時檢測、無線傳輸和自動控制，減少農藥和化肥的使用量，提升農作物的產量和品質。如寧波市紹根蔬菜專業合作社實施了智慧農機項目，配置了光伏系統、物聯網等先進設施，對花菜雜交制種進行全程環境控制，年產雜交種子250 kg，生產茄果類蔬菜10萬kg，產值200萬元。

3 結束語

智慧農機系統的建設和應用，為寧波市農機化主要工作走在全省乃至全國前列提供了重要的技術支撐。然而寧波智慧農機建設作為“互聯網+”率先在農機領域應用的探索和實踐，肯定還存在著許多不足和問題。同時隨著信息化技術的突飛猛進，如何充分利用信息化技術服務農機化事業發展仍是我們今后工作的重點和努力的方向。但我們相信，既然我們已經成功地走出了第一步，今后在上級政府和部門的進一步關心、支持下，我們的智慧農機系統建設一定會更完善、更實用，信息化技術一定會在農機化發展中發揮更大的作用。

作者信息：寧波市農業機械化服務總站，315016