智慧农机：全面提升农机化服务能力———宁波市智慧农机建设及其成效

李季炜

智慧农机：全面提升农机化服务能力
———宁波市智慧农机建设及其成效

李季炜

2011年，宁波市农机部门制定了《宁波市农业机械化发展十二五规划》，明确提出“加快信息化技术在农机化领域的应用，以农机科技项目、农机化示范基地、‘两区一园’及设施农业建设等为载体，探索将RS（遥感）、GIS（地理信息系统）和GPS（全球卫星定位系统）、物联网引入农机化领域，开展精准农业研究”的建设目标，通过农机化发展水平预测、区划决策支持系统，为领导决策提供可靠的依据；同时也利用农机信息化技术，为广大农机用户提供有效的农机信息。

为此，我们在全省乃至全国率先开展 “智慧农机”建设，充分应用现代信息技术成果，通过集成应用计算机与网络技术、物联网技术、音视频技术、传感器技术、无线通信技术及专家智慧与知识平台，逐步建立了农业信息服务的可视化传播与应用模式，实现农业生产环境可视化远程诊断、远程控制、灾变预警等智能管理、远程咨询、远程会诊，提升农机管理部门科学管理水平；同时依靠存储在知识库中的农业专家的知识，运用推理、分析等机制，提高农机管理部门指导农牧业进行生产和流通的能力。通过近五年的建设，已完成智慧农机物联网系统、农机GPS管理系统、视频会议系统、地理信息系统和统一的智慧农机展示平台等建设，初步实现了农机智能调度和管理、农机物联网远程监测、农业生产环境的智能感知、智能预警、农机化发展水平和农机化贡献率分析与决策等功能，为全市农机管理部门提供了可视化管理、智能化决策平台，为农机服务对象提供精准化种植和全面、准确、及时的信息服务。

1 宁波市智慧农机的建设应用情况

宁波市智慧农机的建设进度和广度、实际应用情况均处于全国领先地位，主要建设了智慧农机物联网、GPS管理、WebGIS管理、视频会议等系统。

1.1 智慧农机物联网系统

智慧农机物联网系统由智慧农机视频监控系统和环境数据远程监测系统组成。

（1）智慧农机视频监控系统。我们在农机专业合作社、工厂化育秧中心、烘干中心、设施农业装备基地、智慧农机示范点、农机4S服务中心、平安农机示范点、农机科技示范基地等八类示范点中挑选了114个智慧农机视频监控展示点，利用视频监控平台实现市、县农机部门两级远程监管，并可通过网络实现各示范点的全程示范。通过视频监控系统还可记录农机作业现场的实际情况，跟踪农业机械工作开展情况，了解农作物生长情况，调看自然灾害过程和灾害损失情况，通过高清摄像头还可掌握农作物病虫害发生情况等，方便管理部门更加科学地管理生产。如图1所示。

图1 智慧农机视频监控系统显示图例

（2）环境数据远程监测系统。可以在智慧农机示范基地对设施农业进行全程智能化管理，对蔬果等农作物生产的温湿度、pH值、光照强度、土壤养分、CO2浓度等多种生产参数，通过物联网进行监测和展示，实现对环境的实时监测。建设了物联网系统平台，集成各智慧点数据，在系统地图上可以根据名称和图片选中需要观看的站点，展开里面的详细的设施大棚等信息，点击相应的大棚可以实时观看空气土壤温度、光照信息、风速、雨量等信息。如图2所示。

图2 环境数据远程监测系统显示图例

1.2 智慧农机GPS管理系统

由监控中心系统、无线通信平台（GPRS）、全球卫星定位系统（GPS）、前端设备等四部分组成一个全天候、全范围的驾驶员管理和农用机械使用情况监管的综合平台。目前全市已在各类拖拉机、收割机、插秧机上安装了678台GPS。该管理系统可提供实时定位、监管、调度、报警处理、统计分析、作业面积测量等的专业管理；对注册登记的农用机械实施动态跟踪、监控、调度、管理等功能；对于监控车辆，可以在电子地图上显示出来，并保存车辆运行轨迹数据；可以对农用机械的使用、载重、耕作范围、维修情况、油耗情况进行统计管理；设有电子栅栏，可对补贴机具使用范围进行动态监管，超出电子栅栏范围会自动报警，方便管理人员核查补贴机具是否倒卖；可对指定时间、指定农业机械的作业面积或里程进行查询，为核算作业补贴等提供参考依据。如图3所示。

图3 智慧农机GPS管理系统显示图例

1.3 智慧农机WebGIS管理系统

以“3S”技术为核心，利用GIS技术，结合RS、GPS、远程视频、农田环境信息感知传感器等技术，整合全市一些智慧农机项目信息（环境监测、视频监控、农机GPS及智能调度），实现将现代网络技术和GIS技术引入到农机化管理工作中，在农田遥感、GIS应用、作业点远程视频监控、农机GIS智能调度、环境数据远程监测、农机化发展水平区划分析、农机化发展水平预测与决策、农机信息智能采集等功能方面发挥了重要作用。如图4所示。

图4 智慧农机WebGIS管理系统显示图例

（1）农机要素管理WebGIS系统。通过该系统的安装，实现了各类农机要素信息的空间分布图数一致管理查询统计，内容包括企业地面信息管理，地区、乡镇基础行政区域数据维护管理，农机合作社（大户）、示范基地、农机维修点、平安农机示范村镇主要农机具拥有量、主要农作物种植情况和农机化作业情况、农机化管理人员情况、农机化服务组织情况、农机化作业经营效益情况、农机化投入情况、农机作业点视频监控区域分布WebGIS管理。

（2）农机WebGIS智能调度。已安装GPS终端的农机具有实时定位功能，对参与调度的农场（合作社）信息（农机拥有量、农机平均车速等）、收割点信息（收割点位置、收割开始时间、收割结束时间、农机需要量等）进行管理，可以利用农机智能调度匹配功能（自动获取当时在线且空闲的农机位置信息及参与调度的农场，根据收割点位置信息和需求信息，调用农机智能调度模型，选择最优农机）、GSM短信调度指令下发功能 （通过GSM短信实现调度指令下发）、在线作业农机智能空间搜索模块（根据设定的距离条件，实现对当前作业点周围在线作业农机的智能搜索，给出周围在线作业农机信息）进行农机智能调度。

（3）环境数据远程监测。接入原有环境数据远程监测数据，开展环境监测点GIS空间分布管理、环境监测点信息实时查询、环境监测点预警。

（4）远程视频监控。原有视频监控系统数据与GIS接口对接，实现作业点远程视频监控GIS管理和作业点远程视频监控实时信息调用查询。

（5）农机化发展水平区划分析。具有农机统计报表数据维护管理、农机统计报表数据GIS专题图空间渲染、农机统计报表数据图数一致查询分析统计、农机信息（合作社、示范基地等信息）空间分布查询统计分析等功能。

（6）农机化发展水平预测与决策。基于WebGIS平台，利用农机化统计年报数据、相关农业统计年鉴数据和五种（畜牧业、林果业、农产品初加工、设施农业、渔业）农机化评价指标数据，实现农机化（包括农作物农机化及牧业、林果业、农产品初加工、设施农业、渔业综合农业机械化）发展水平评价。同时利用灰色模型和线性回归模型，提供农机化水平预测分析功能，并以报表和专题图的形式展示，为农机管理提供科学决策依据。

1.4 视频会议系统

运用先进的计算机通信技术、控制技术、视频技术，在宁波市农机总站和下辖各个县市区农机局（站）建立一套安全、舒适、便捷、节能、高效的视频信息交互系统。该系统包含一个视频会议平台、一个中心会议室和9个分会场（余姚、慈溪等9个县市区），其中在中心会议室建设LED大屏和集中控制系统，通过该中控系统可以对智慧农机物联网系统、电动窗帘、灯光、有线电视、视频会议、农机定位、WebGIS系统进行切换，分别在LED大屏上显示。视频会议系统为日常行政会议召开、业务培训、上级文件精神与国家相关惠民政策的上传传达、突发事件应急等政府职能部门日常管理提供保障。

2 智慧农机建设的主要成效

智慧农机综合利用现代信息技术与手段，在提升宁波市农机化科学决策水平和行政管理效率，服务农机专业合作组织等方面取得突出成效，也为农业生产经营提供相关的管理和服务信息，取得较好的经济效益和社会效益。

2.1 搭建信息化管理和服务平台，社会效益显著

（1）智慧农机成为科学决策的重要依据。系统利用农机化统计年报数据、相关农业统计年鉴数据和五种（畜牧业、林果业、农产品初加工、设施农业、渔业）农机化评价指标数据，实现农机化发展水平（分作物农业机械化水平，畜牧业、林果业、农产品初加工、设施农业、渔业综合农业机械化水平）评价。同时利用灰色模型和线性回归模型，实现为领导提供农业机械化水平预测分析的功能，并以报表和专题图的形式展示，提供决策支持。

（2）智慧农机成为农机部门管理与服务的平台。通过GPS系统可为全市农机部门提供农机作业面积统计和查询、里程统计等，并具有驾驶员管理、车辆管理等功能，能够为作业补贴核算提供相关作业面积信息，能为补贴机具提供购机时间和机具位置信息，方便农机部门核查，节省了大量的管理成本。同时该系统还具有短信发送功能，可提醒农户按时参加农机具年检、年审、保险和维修保养。

（3）智慧农机成为农机部门宣传的阵地。通过WebGIS管理系统，统一发布全市各类农机要素信息和农机专业合作社、农机维修网点、农机示范基地、农机安全村（镇、县市）等农机化信息；通过智慧农机视频监控系统直接展现各类示范点的农机化建设成效，进一步提高其知名度，发挥农机服务、管理等作用，成为了服务群众的桥梁和广大农民群众了解农机信息的重要途径。

2.2 提升农业生产经营能力与水平，经济效益显著

（1）大幅提高农机具的使用效率。系统利用农机具上的GPS和农机主体（合作社、示范基地）数据，通过智能调度算法来实现农机具在农机主体之间的合理调度，提高合作社和示范基地使用农机具的效率。经科学调度，农机具使用率可从每年一季提高到每年三季，年使用效率提高2倍，以1台高速农机具每季作业33.3 hm2计算，平均每台农机具每年增加作业服务面积66.7 hm2，增加作业服务收入10万元。

（2）建设精准农业和精品农业，提高农产品附加值。环境数据远程监测系统将RS、GIS、GPS、物联网、太阳能等先进技术引入农机化领域，对设施农业的温、湿、光、肥、水、药等实施智能化调控，对温室植物、土壤、环境信息进行实时检测、无线传输和自动控制，减少农药和化肥的使用量，提升农作物的产量和品质。如宁波市绍根蔬菜专业合作社实施了智慧农机项目，配置了光伏系统、物联网等先进设施，对花菜杂交制种进行全程环境控制，年产杂交种子250 kg，生产茄果类蔬菜10万kg，产值200万元。

3 结束语

智慧农机系统的建设和应用，为宁波市农机化主要工作走在全省乃至全国前列提供了重要的技术支撑。然而宁波智慧农机建设作为“互联网+”率先在农机领域应用的探索和实践，肯定还存在着许多不足和问题。同时随着信息化技术的突飞猛进，如何充分利用信息化技术服务农机化事业发展仍是我们今后工作的重点和努力的方向。但我们相信，既然我们已经成功地走出了第一步，今后在上级政府和部门的进一步关心、支持下，我们的智慧农机系统建设一定会更完善、更实用，信息化技术一定会在农机化发展中发挥更大的作用。

作者信息：宁波市农业机械化服务总站，315016