我國糧庫智能化建設的現狀及應用

馮攀屹

[摘要]隨著互聯網技術的不斷發展，自動化、信息化、智能化技術已經逐漸深入各個行業。本文對近幾年糧庫建設中智能化的應用和發展進行了概述。結合當下糧庫建設現狀，從糧食倉儲智能化、糧庫作業智能化、庫區管理智能化等方面介紹智能化糧庫發展，提出當前智能化糧庫建設中存在的問題。

[關鍵詞]糧庫;智能化;智能氣調;智能通風

中圖分類號：TS210 文獻標識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.202001

民以食為天，食以糧為本。糧食是人們生存的必需品，也是國家重要的戰略物資。2019年10月，國務院新聞辦公室發布了《中國的糧食安全》白皮書，介紹了我國糧食安全的成就，指出了糧食安全是國家安全的基礎。糧庫作為我國糧食儲備、保管和流通的重要場所，是糧食“產購儲加銷”經營模式體系下的重要環節。因此，糧庫的安全直接關系著國家糧食的安全[1]。近年來，隨著計算機互聯網和信息通信技術的發展，信息化、智能化、全球化已成為新時代的特征。在此背景下，糧食行業也在不斷積極地探討和嘗試智能化技術在糧食倉儲、管理等領域的應用。2012年國家糧食局印發了《糧油倉儲信息化建設指南（試行）》的通知，提出了建設糧庫智能化升級改造試點工程的要求[2]。2018年，國家糧食和物資儲備局在《關于全面加快推進糧庫智能化升級改造和省級平臺項目建設的通知》中，進一步提出了全面加快糧庫智能化升級改造的要求[3]。糧庫作為傳統的糧食倉儲企業，進行智能化改造和研究是糧食倉儲發展的必然趨勢，對于提高倉儲質量和安全具有重要的意義[4]。結合近年來智能化糧庫建設的發展情況，本文從倉儲智能化、作業智能化、管理智能化等方面總結了當前智能化糧庫發展的現狀和存在的一些問題，為我國智能化糧庫的發展提供一些思路。

1 糧庫智能化體系基本架構

智能化系統是指由計算機網絡技術、現代通信信息技術、智能控制技術、行業技術等匯集而成的針對某一個方面的集合。近年來，隨著互聯網信息技術的不斷發展，智能化系統的技術含量及復雜程度也越來越高。智能化系統的發展也不斷壯大，智能化已經滲透到各個行業中，推動著傳統行業包括糧食產業的不斷發展升級。

對于我國智能化糧庫的建設而言，智能化的應用主要體現在糧庫管理、作業以及技術應用等各個方面，涵蓋了糧食的收購、倉儲、物流、質量管理、監測、預警等過程。通過借助信息網絡、計算機硬件及軟件、物聯網、大數據、傳感器等各種技術、設施及設備，對糧庫進行監管，對糧食品質數據進行收集、分析和決策，實現糧庫的管理智能化、可視化、作業標準化、高效化、倉儲安全現代化、物流信息化、決策分析智能化，實現糧食產后綠色、生態、安全儲藏，最終實現整個糧庫的智能化目標。

我國國內智能化糧庫的建設內容主要包括業務管理系統、智能倉儲系統、智能作業系統、安防監控系統、信息管理系統、辦公自動化系統。其中，糧食倉儲技術的智能化是其核心部分，直接影響著糧食倉儲質量的安全，主要包括智能氣調系統、糧情監測系統、智能通風溫控系統等。糧庫信息化智能化已成為當前行業的一種趨勢，是保障我國糧食安全的必然途徑。現結合我國糧食倉儲的現狀和發展需求，針對糧庫建設中的倉儲系統、作業系統、信息系統等部分環節的技術應用及發展進行論述。

2 糧庫倉儲智能化

2.1 充氮氣調的智能化

氮氣氣調儲糧是一種在國內外均被廣泛應用的綠色儲糧技術，已成為我國綠色儲糧技術的首選[5]。氮氣氣調儲糧技術即富氮降氧儲糧技術，是通過調節糧食倉儲環境中氮氣、氧氣的氣體成分比例，使糧堆內氮氣濃度達到95%～98%，并長時間保持該濃度，從而抑制儲糧害蟲和糧食微生物的生長繁殖，延緩糧食陳化，保持糧食新鮮度。

目前的智能充氮氣調儲糧系統主要包括制氮機組設備、氮氣管網、氮氣環流裝置、氮氣濃度檢測裝置和智能控制系統等。系統可實時檢測糧堆內氮氣濃度和氣體的壓力，根據殺蟲、防蟲、儲藏等作業需求，適時自動遠程操制糧倉現場的自動閥門組、設備開關，對糧倉內氮氣進行充氣、排氣、環流、補氣等作業，時刻保持糧倉內氮氣濃度，讓糧食綠色和環保，提高儲糧的安全性。

2.2 糧情監測的智能化

糧情監測系統作為糧食倉儲智能化中的重要組成部分，是智能化倉儲實現的前提，是保證智能氣調、智能通風等系統順利進行的基礎，對糧食品質及安全起著重要的作用[6]。糧情監測主要包括糧食溫濕度監測以及蟲害監測，并對相關數據進行收集、分析，從而全面掌控儲糧動態，降低儲糧風險，減少損失，保證糧食的安全[7]。

糧食溫濕度監測：利用倉內安裝的數字測溫、測濕電纜對糧堆各部位溫度和濕度、糧倉內空間溫度和濕度、糧倉外環境溫度和濕度等基本參數進行監測，以三維立體圖、數據表格、溫濕度曲線等直觀的方式顯示倉內糧食各部位的溫濕度，并對比分析溫濕度差值，如有異常則發出報警信號同時輸出控制信號，進而通過智能通風調節糧倉溫濕度。

蟲害監測：糧食儲藏中儲糧害蟲的發生分布規律與種群動態是其科學防治的依據和基礎[8]。利用糧蟲誘捕器捕捉倉內蟲害，通過傳輸管道將其采集至儲蟲瓶中，同時采用紅外光源技術對蟲害數量統計識別，經數據分析后，形成分析統計報表等形式，對蟲害情況進行綜合判斷，實時跟蹤監測蟲害活動和變化情況，并及時采取相應的有效措施。

2.3 溫度控制的智能化

溫度對于糧食倉儲至關重要，溫度過高，會加快糧食品質的劣化，影響儲糧安全。目前國內糧食倉儲按照溫度控制要求可以分為常溫倉和控溫倉，其中控溫倉又可以分為低溫倉和準低溫倉。控溫倉的溫度控制以降低糧溫為主，要求溫度控制在20℃以下，一般均設置有制冷系統或配置有谷物冷卻機。常溫倉則通過季節性通風及倉房的保溫措施控制糧食溫度。

目前，國內普遍采用的為智能通風技術，大致可分為智能化糧堆通風降溫系統、智能化排積熱通風系統、智能化緩速通風系統、智能化內環流均溫通風系統等。根據糧庫機械通風管理，利用計算機糧情檢測系統檢測糧堆內外溫度、濕度等通風參數，通過計算比較，準確判斷通風條件，當糧堆內、外通風參數符合通風條件時，系統將自動打開糧倉的電動窗戶，啟動通風機進行機械通風，捕捉最佳時機進行儲糧通風降溫，避免低效通風、無效通風和有害通風現象的發生，同時可以在后臺軟件上設置通風設備的自動通風時間，在要求時間內分機自動啟動工作[9]，以此實現儲糧機械通風過程的全自動化控制，達到降溫通風、保質通風的目的，有效改善糧食品質，降低通風能耗，節約儲糧。

3 糧庫作業智能化

糧庫作為糧食倉儲的場所，其作業內容主要包括出入庫作業和糧食進出倉作業。智能出入庫系統是指利用一卡通采集信息，在庫內各個環節以流水作業方式實現信息共享，簡化以往各個作業換機的繁瑣流程。智能出入庫系統集合了汽車出入庫管理、扦樣、檢化驗、計量等功能，能夠大幅度提升作業效率[10]。采用固定式扦樣機，使取樣點更均勻，代表性更準確，無須人工操作，就可以將樣品自動輸送至質檢室，及時準確分析糧食品質。采用無人值守數字式汽車衡，能夠實現糧食計量管理的智能化、數字化。糧食進出倉作業目前采用有移動式輸送設備和固定式設備兩種方式，后者通過對設備進行智能化改造，信息化集成，實現進出倉作業的智能化。

4 庫區管理系統智能化

4.1 安防監控系統智能化

糧庫智能安防監控系統，是基于網絡的視頻監控系統，利用網絡傳輸視頻信號及相應數據，監控中心可以實時查看監控現場情況[11]，可以實現儲備糧數量實時監測、倉內視頻監控、倉房出入口監控、補倉數量計算等功能，可對糧食庫存數量和進出糧作業情況進行遠程實時監控，及時刷新真實庫存數量，在糧倉有異動時，系統自動啟動測量機構跟蹤測量計算，確保糧食儲備的數量真實可靠，減少清倉查庫成本。庫內監控系統主要設置在庫區各建筑物及主干道上，實現庫區全網絡覆蓋，提供全方位安全保障措施，建立一套以預防為主、聯動控制、響應及時的安全防范體系。

4.2 倉儲信息管理智能化

糧庫有糧食中轉、儲存、貿易和信息服務的等多種業務，涉及較多的生產現場管理及復雜的運輸管理，倉儲信息管理系統將眾多業務子系統進行有機的結合，并將現代信息技術、先進管理理念與糧食管理需求相融合，根據糧食管理目標、職責、流程和層級，建設以儲備糧業務為核心，涵蓋糧食倉儲、購銷、質量、應急供應、糧情監測、統計、財務等綜合管理內容的倉儲信息管理系統。目前，倉儲信息管理系統智能化不斷完善，逐步實現了倉儲信息網絡化，全方位信息化管理使得糧庫的綜合管理水平不斷提升。

5 問題與展望

智能化糧庫建設已成為當前糧食倉儲行業發展的趨勢，同時也是糧食倉儲企業實現智慧管理的有效方式。經過多年的發展，糧庫的智能化建設已經逐見成效，與此同時也存在一些問題和難題，還需要我們不斷地探索、研究和完善。

由于儲糧的特殊性，目前儲糧智能系統和管理系統及安防系統等智能系統的集成性不夠，還有待進一步深化，從硬件、軟件技術上統一，在數據信息上共享，做到整個糧庫橫向和縱向的一體化。以大數據為基礎，利用人工智能等相關技術開發具有自我學習、分析、判斷、反應、決策和控制的儲糧模型和智能決策平臺[12]。

在儲糧技術應用方面，智能氣調系統在實際應用中有時會出現倉內氮氣濃度保持時間短、充氣不足等情況，對此需要在前期建設過程中嚴格施工，并進行倉房氣密性監測，以保證倉房及氮氣管道的氣密性。還應加強溫度、濕度、蟲害等不同糧情監測與智能充氮系統的結合，做到自主分析、自主決策。智能通風系統還需要進一步收集大量的數據，對于不同地域、不同品種、不同環境下的數據，要形成大的數據庫，完善通風專家系統，加強通風智能決策分析。糧情監測系統在糧倉內水分、蟲害、霉變等方面的糧情參數還需要完善提高，尤其是水分數據參數的缺失，直接影響了智能通風操作的可靠和準確性[13]。應開發精度高的糧情檢測數據采集儀器，不斷完善糧情信息參數，提高收集信息和處理分析數據的能力，鎖定儲糧生態因子，研究因子變化規律，建立并完善儲糧數據庫。

在糧庫作業方面，出入倉的智能化尤其是平房倉的出入倉還有很多的工作要做。目前淺圓倉、立筒倉等主要采用固定式輸送設備完成進出倉作業，在現有自動化的基礎上可實現智能化。對于平房倉作業方式主要以移動式輸送設備完成糧食進出倉，進行智能化改造的難度比較大[14-15]。改變傳統的移動式作業方式，采用固定式輸送設備作業，實現機械化平房倉可以大幅度減少人工操作，是實現智能化作業的基礎。智能化作業的實現與作業設施設備的技術有很大關系，只有對糧庫作業設備進行技術研發改造，從設備類型、作業方式等方面進行集成化、模塊化、智能化設計，實現信息化管理、定位、監測、移動、輸送、自動操作等功能，才有可能實現目前平房倉出入倉作業的智能化。糧食質檢設備可以在快速檢測設備的基礎上，結合激光、紅外、人工智能等技術，提升質檢設備的精準性和高度智能化[16]。

智能化糧庫的建設是個長期的、復雜的系統工程，還需要進行不斷的實踐、研究和完善，從而實現糧食倉儲行業的可持續發展，保障國家糧食的倉儲安全。

參考文獻

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