毛科軍+官宏義+王曉蓉
摘要:天津市積極推動農業物聯網區域試驗工程建設,系統開展了區域試驗與模式探索,為加速我國農業物聯網產業發展提供了借鑒經驗。以天津為例,在理論研究和產業調研的基礎上,對天津農業物聯網產業的發展基礎、試驗工程、技術標準、產業主體等方面進行逐層剖析,找出了產業發展的不足,提出天津農業物聯網產業的發展思路與目標,并從核心技術突破、工程示范應用、重點產業培育及支撐平臺構建等4個方面提出相應的對策建議與保障措施。
關鍵詞:農業物聯網;產業;發展戰略;天津
中圖分類號: F320.3 文獻標志碼: A
文章編號:1002-1302(2016)11-0559-03
農業物聯網是改變農業、農民、農村的新力量,將對實現農業現代化、農村社會的現代化和改善農業生態系統產生日益重大而深遠的影響[1-3]。近年來,物聯網技術掀起了新一輪農業信息化革命,農業物聯網技術在全球范圍內得到了廣泛的研究與應用。其中,農業物聯網感知技術方面,新材料、新機理、新工藝的新型傳感器不斷涌現,并向嵌入式、微型化、模塊化、智能化、集成化、網絡化方向發展[4-7];農業物聯網數據傳輸技術方面,傳感、計算、通訊集成的數據傳輸技術得到發展,近距離無線傳感網絡實現路由算法動態化[8-10];農業物聯網智能處理技術方面,大數據處理、分布式數據處理、智能安全等技術均得到快速發展。物聯網技術的應用與推廣極大推進了農業生產力的提升與經營模式的轉型升級,是新信息技術融入農業領域的必然結果[11]。
2013年以來,我國農業部啟動農業物聯網區域試驗工程,極大推動了農業物聯網產業健康有序發展。天津市作為現代都市型農業的典型區域,圍繞設施農業與水產養殖,積極開展了一系列農業物聯網區域試驗,創建了具有天津特色的發展模式,為我國開展農業物聯網建設提供了有效借鑒[12-13]。本研究評價了天津市農業物聯網產業發展的現狀與問題,提出促進產業可持續快速發展的對策建議和政策舉措,對于探索中國特色農業物聯網產業的理論研究、發展模式、推進路徑等領域具有重要意義。
1 天津市農業物聯網產業發展現狀
1.1 取得的成效
1.1.1 物聯網產業發展基礎良好 天津物聯網產業走在全國前列,擁有良好的科研、產業和應用基礎,現已形成從感知、超算、芯片、標準制定、解決方案、系統集成等較完整的產業鏈條,率先步入應用驅動階段。一是云端服務器、存儲器、路由器領先全國,擁有天河一號超千萬億次國家超算中心。二是傳感器產業初具規模,無線射頻識別產業國內領先,微機電系統傳感器研發水平居全國前列,聚集中興、大唐、飛利浦NXP等30余家國內外物聯網領軍企業。三是物聯網系統集成與推廣應用初見成效,在物聯網器件設計與制造、系統設備制造、軟件信息處理系統配套、短距離無線通訊、網絡構架、網絡運營等主要環節已具備產業化能力,并在安防、電力、交通、物流、醫療、環保等領域得到廣泛應用。
1.1.2 農業物聯網區域試驗工程成效顯著 2013年以來,天津開展了農業物聯網區域試驗工程,在“一個平臺、三個工程、兩個體系”建設方面取得了重大突破和進展。一是建設農業物聯網支撐平臺,開發8個子平臺,建成4個云資源集成中心,涵蓋市場價格、遙感、知識規則等17個領域數據庫,集成182個各類農業應用系統,實現25個基地傳感數據的在線采集和16個基地視頻接入,平臺整體達國際先進水平;二是開展生產經營農業物聯網應用工程建設,落實20個核心基地,開展約133.3 hm2大田、1 200棟節能溫室、7 hm2工廠化養殖車間、170 hm2養殖水面、30多個大型企業牧場及養殖場示范應用;三是建設農產品質量安全追溯工程,完成放心菜基地信息管理平臺、蔬菜質量安全追溯應用系統、動物防疫和畜產品質量安全監管平臺、水產品質量安全控制信息化管理平臺的搭建;四是建設農產品電子商務示范工程,建立農業電子商務運營支撐平臺,實現千余種名特優農產品的網上銷售和4種農產品電子商務模式,網上交易額約3億元。
1.1.3 技術研發和標準研制取得突破
一是在生命信息感知、病蟲害識別預警、智能控制等關鍵技術的研發應用方面取得顯著成效。截至目前,共申請6項軟件著作權、2項發明專利,承擔3項市級科技項目。研發了日光溫室、工廠化養殖小區的傳感器與無線技術,黃瓜生命感知、輔助育種和病蟲害預警3個系統,可自動識別、診斷、防治病蟲害,具備投喂、增氧、給排水等遠程遙控功能的水產養殖自動化控制系統,豬舍環境自動控溫系統;并引進了阿菲金管道式擠奶機和發情監測系統。二是圍繞種植、畜牧、水產、農機等行業需求,以物聯網核心應用基地為載體,形成一系列具有推廣價值的農業物聯網行業應用標準。
1.1.4 農業物聯網產業發展初具基礎
近年來,天津物聯網骨干企業積極投入到農業物聯網產品研發中,特別是農業生產經營、農產品質量安全追溯、電子商務、大數據、決策支持等方面已實現產業化發展。天津市視訊軟件開發有限公司開發的土壤、空氣、光照、環境、氣象、葉面水分、農藥殘留等方面的感知產品已實現市場化;天津市國信易雷電子標簽科技有限公司開發的種羊繁育智能化管理系統,可實現種羊生長繁育全生命周期及種羊企業日常經營管理;國信易雷、方通印務、愛孚瑞、天津食管家、網通電商等多個大型企業可提供相關的系統集成和服務;卓朗科技致力于物聯網相關應用層大數據分析的研發,可提供農業業務咨詢、系統集成、運營維護和管理等方面的服務。
1.2 面臨的主要問題
天津農業物聯網產業發展總體上仍處于初級階段,在關鍵技術、產業規模、行業應用等領域與世界先進水平有一定差距。與其他省市相比,天津市雖有一定的先發優勢,但面對全球物聯網發展的歷史契機和激烈的市場競爭態勢,以及現代農業發展對物聯網技術的迫切需求,天津市仍存在產業規模偏小、創新能力不足、技術標準缺乏、成果產業化與市場化偏低、推廣服務體系不健全等問題。
2 發展思路與目標
2.1 發展思路
緊抓京津冀協同發展戰略和中國(天津)自由貿易園區建設的發展契機,密切跟進“互聯網+”行動計劃,以大力推進“五化同步”戰略為指導,以建設現代都市型農業為目標,以“按照一條思路、堅持兩個結合、樹立三全理念”(即按照有限目標、重點突破、形成產業的思路;堅持信息技術、生物技術、工程技術有機結合,堅持研究開發、集成示范、推廣應用相結合;樹立“全要素、全系統、全過程”的三全理念)為宗旨,遵循“政府引導,市場運作,科技引領,標準先行,示范引導,分步推廣,國際合作,集聚發展”的原則,著力推進核心技術攻關為引領、產業集群培育為主線、示范應用工程推廣為驅動、公共平臺建設為支撐的“四位一體”協同發展的全產業鏈體系建設,實現天津市農業物聯網產業發展走在全國前列。
2.2 發展目標
整合國內外強勢資源,實施“5433”工程(5大核心技術、4類示范工程、3大重點產業、3大支撐平臺的農業物聯網產業發展工程),形成 “兩區三帶”產業發展格局(以城區及環城四區、濱海新區為兩大核心技術研發產業區,以武清區、寶坻區、薊縣為設施農業與畜牧業物聯網應用產業帶,以寧河區和濱海新區為漁業物聯網應用產業帶,以武清區、西青區、靜海區為農產品物流物聯網應用產業帶),力爭到2020年,基本建成集技術研發、生產制造、市場應用于一體,結構合理、重點突出、特色鮮明的天津現代都市型農業物聯網產業體系,將天津市建設成為全國一流的農業物聯網技術創新核心區、產業發展集聚區、應用示范先導區。
3 發展重點
3.1 合力突破5大核心技術
一是加快低成本、低功耗、高精度、穩定可靠、適合農業復雜特殊環境條件的傳感器的研發;二是加快農業智能檢測儀器、儀表等基礎共性技術研發;三是加快智能服務終端、新一代通信網絡、大規模服務集成等關鍵技術創新,解決農業物聯網自組織網絡、感知節點合理部署與集成服務平臺建設等問題;四是加快農業物聯網與云計算、大數據、大系統等技術融合發展,開展農業物聯網知識處理與利用技術研究;五是加快農業物聯網相關標準研究。
3.2 重點推廣4類示范應用工程
一是推廣農業智能生產示范應用工程,積極推進物聯網在大田作物、果蔬、花卉、食用菌、畜產品、水產品等農產品規模生產的應用示范;二是推廣農產品安全追溯示范應用工程,重點支持物聯網在天津主要農產品從產地到餐桌全程追溯的應用示范;三是推廣農產品電子商務示范應用工程,以建設京津冀地區農產品電子商務中心為重點,建設本地電商龍頭企業、農產品重點物流配送中心、應用龍頭企業和市級農業電子商務綜合服務平臺,探索農產品電子商務服務模式,鼓勵涉農電商金融發展;四是推廣農產品物流示范應用工程,以靜海海吉星農產品物流園區和武清環渤海農產品物流園為核心,實現農產品物流、配送、倉儲的實時跟蹤、精準管理、智能控制,重點裝備農產品冷鏈物流體系,鼓勵企業采用農業物聯網技術,構建“產地裝車、銷地卸車、網上交易撮合、單品種全國互聯互通”的新型農產品流通格局。
3.3 著力培育3大重點產業
一是重點發展傳感器、無線射頻識別等農業物聯網感知制造業。提升技術已成熟的二維條碼、射頻識別標簽、傳感器等的生產能力及產業化,培育發展具有自主知識產權的傳感器核心控制芯片、讀寫設備、大容量存儲等產品。二是重點發展公共通信網、互聯網等農業物聯網通信產業。鼓勵網絡運營商、農業龍頭企業、科研機構以及農業行業主管部門等多方聯合,依托天津農業物聯網平臺,為農業物聯網相關用戶提供數據接入、數據處理及共享應用等多項服務,支撐農業物聯網各領域應用業務的快速落地運營。三是重點發展海量數據存儲、數據挖掘、圖像視頻智能分析等農業物聯網服務產業。以滿足農業物聯網應用對數據存儲需求為目標,依托渤海新區國家云計算中心的技術優勢,大力發展云存儲高效優質服務,深化數據挖掘、圖像視頻智能分析等技術研發,結合農業物聯網示范應用工程的實施,建立數據挖掘、關聯分析、知識發現等數據分析模型,實現對農業海量信息的存儲、分析和處理。
3.4 積極搭建3大支撐平臺
一是搭建農業物聯網基礎平臺,建設長久支撐天津市現代都市型農業建設的農業大數據體系,進一步完善天津農業物聯網平臺建設,構建涵蓋廣、成本低的農業物聯網網絡平臺;二是搭建農業物聯網技術支撐平臺,以天津市農業科學院信息研究所為依托組建天津市農業物聯網重點實驗室,以天津農學院為核心并聯合天津市農業科學院、農業局、畜牧局、水產局、農機局等部門,組建天津市農業物聯網應用研發中心,以天津市氣象局為依托組建天津市農業物聯網測試評價中心;三是搭建農業物聯網推廣服務平臺,建立專家智庫-市級-區級-鄉鎮級4級農業物聯網推廣服務平臺,依托天津市農業科學院現代農業科技創新基地建設農業物聯網展示體驗平臺,積極建設農業物聯網合作交流平臺。
4 保障措施
4.1 加強統籌協調
成立領導小組,建立聯席會議制度,領導小組下設農業物聯網辦公室,指導農業物聯網產業發展規劃、配套政策措施的研究與制定,協調各方積極性推動產業發展,組織解決產業發展、技術引進創新、技術應用等宏觀層次的重大問題;組建專家咨詢委員會,負責農業物聯網產業發展中的重大問題的對策建議、前瞻性的技術應用問題的研究和論證;支持建立農業物聯網產業行業協會,負責市場調查、信息交流、咨詢評估、行業自律、政策研究等方面工作。
4.2 加快招商引資
優化招商引資環境,堅持“政府搭臺,企業唱戲”的發展模式,以投資便利化為核心,大力開展招商引資和對外合作,深化管理體制改革,制定招商引資政策,細化工作配套措施,注重落地項目的后續服務;創新招商引資思維,吸收國內外先進科技成果到天津轉化、產業化,吸引國內外知名企業在天津建立研發基地、生產基地、分支機構;構建多元化融資渠道,綜合運用財政撥款、基金、貼息、擔保等多種方式,鼓勵有條件的企業充分利用境內外2種資源、2個市場,實現融資自由化。
4.3 構筑人才高地
引進和培育高層次人才。將農業物聯網專業人才納入市重點引進人才目錄,制定突出貢獻專家獎勵辦法;鼓勵企業以股份或出資比例等股權形式給予高端、緊缺人才獎勵;探索人才租賃、團隊引進等多樣形式;加強與國內領先機構的合作,加快培養農業物聯網專業技術人才和人才互派交流;鼓勵開展與國外知名院校和研究機構的聯合攻關、合作交流。加快培養基層推廣、服務、應用人才。聯合基層農業技術推廣站和科技特派員,穩定和擴大基層推廣服務人員隊伍;以項目帶動形式,加強對生產一線技術人員的培訓;加大科普宣傳,提高農戶對農業物聯網認識。
4.4 優化發展環境
出臺天津市關于推動農業物聯網產業發展的實施意見,對扶持重點、扶持資金、具體政策措施予以進一步細化和明確,將農業物聯網裝備納入農機補貼;設立產業發展專項資金,出臺專項資金監管與考核辦法;在立項審批、研發補助、稅收、金融、土地等方面向農業物聯網傾斜,將自主知識產權的產品列入政府采購目錄,財政資金招投標項目優先使用本土產品;設立產業風險基金及配套保險,建立“政府基金、保險公司、經營主體”三位一體風險防范與應對機制。
參考文獻:
[1]余欣榮. 物聯網——改變農業、農民、農村的新力量[M]. 合肥:安徽科學技術出版社,2012.
[2]許世衛. 我國農業物聯網發展現狀及對策[J]. 中國科學院院刊,2013,28(6):686-692.
[3]趙春江. 對我國農業物聯網發展的思考與建議[J]. 農村工作通訊,2014 (7):25-26.
[4]Liu F,He Y,Wang L,et al. Detection of organic acids and pH of fruit vinegars using near-infrared spectroscopy and multivariate calibration[J]. Food and Bioprocess Technology,2011,4(8):1331-1340.
[5]Abbasi A Z,Islam N,Shaikh Z A. A review of wireless sensors and networks‘ applications in agriculture[J]. Computer Standards & Interfaces,2014,36(2):263-270.
[6]王新忠,劉 飛,韓 旭. 土壤理化特性對土壤剖面水分傳感器性能的影響[J]. 農業機械學報,2012,43(11):97-101.
[7]Dong D M,Zhao C J,Zheng W G,et al. Spectral characterization of nitrogen in farmland soil by laser-induced breakdown spectroscopy[J]. Spectroscopy Letters,2013,46(6):421-426.
[8]楊信廷,吳 滔,孫傳恒,等. 基于 WMSN 的作物環境與長勢遠程監測系統[J]. 農業機械學報,2013,44(1):167-173.
[9]喬曉軍,張 馨,王 成,等. 無線傳感器網絡在農業中的應用[J]. 農業工程學報,2008(增刊2):232-234.
[10]盛 平,郭洋洋,李萍萍. 基于ZigBee 和3G技術的設施農業智能測控系統[J]. 農業機械學報,2012,43(12):229-233.
[11]李燈華,李哲敏,許世衛. 我國農業物聯網產業化現狀與對策[J]. 廣東農業科學,2015,42(20):149-157.
[12]毛科軍,李小剛,官宏義,等. 加快推進農業物聯網建設提升天津農業信息化水平[J]. 天津農業科學,2014,20(9):1-5.
[13]張國慶. 加強組織領導強化平臺應用全面推進農業物聯網區試工程建設[J]. 天津農業科學,2014,20(5):1-4.