农技咨询与专家服务系统的构建与应用

李智全，许 江，贾笑英，李建华，王丽丽，秦永孝，张 俊*

（1.海南省农垦科学院集团有限公司，海南海口 570206；2.北京农业信息技术研究中心，北京海淀 100097；3.北京派得伟业科技发展有限公司，北京海淀 100097）

前言

农业技术推广是农业科学技术转化为现实生产力的桥梁和纽带。目前，农业技术推广普遍存在技术推广方式单一、农民接收技术渠道少、科技成果转化难、技术技能更新慢等问题[1-2]。随着我国农业组织形式和生产方式发生深刻变化，粗犷化的生产模式逐渐向精细化转变。但在智能手机和互联网应用全民普及的同时，农户在日常生产过程遇到的一系列疑难困惑却难以得到及时的、高质量的解答，科技服务有效供给不足、供需对接不畅等问题日益凸显，越来越难以适应农业转型升级和高质量发展的需要。因而，进一步加强农业科技社会化服务体系建设，提高农业科技服务效能，是引领和支撑农业高质量发展，推进农业农村现代化的重要举措[3]。农业科技创新平台是农业科技创新活动的物质基础和信息保障，是农业科技创新成果产生和转化的重要载体，也是农业科技人才成长的摇篮。在大数据、云计算、人工智能、移动互联网等新一代信息技术的支撑下，探索“互联网+”科技服务体系，提高服务的精准化、智能化、网络化水平，成为解决农业科技服务“供需对接矛盾”的主要手段，也是大家探索的主要方向[4-7]。

习近平总书记在庆祝海南建省办经济特区30周年大会上的讲话中指出，“发展是第一要务，创新是第一动力，是建设现代化经济体系的战略支撑。海南要深化供给侧结构性改革，发挥优势，集聚创新要素，积极发展新一代信息技术产业和数字经济，推动互联网、物联网、大数据、卫星导航、人工智能同实体经济深度融合，整体提升海南综合竞争力”[8]。在此大背景下，本文通过整合海南农垦科学院集团、云南省畜牧兽医科学院、北京市农林科学院、各农业院校、农技部门的农业专家力量，建设农业知识智库；利用互联网技术打造农技咨询与专家服务平台和农技咨询小程序，构建农业专家与农户之间的“桥梁”，使农户能够在线获取最新行业知识、在线咨询问题，专家在线回答问题，实现“农户咨询有门路，专家知识有用处”。通过线下与各农技专家签订服务协议、入驻平台，有效组织专家咨询库，本文探索出一种新型现代农业咨询服务体系，推广科技服务创新。

1 系统设计

农技咨询与专家服务系统采用当前主流的B/S架构，MVC设计模型，以JAVA技术为基础，遵循J2EE标准，采用基于XML与WebServices组件化开发模式。按照应用基础系统支撑、业务模型驱动的设计思路，关键部件采用成熟产品，各业务系统之间松耦合，保证平台的开放性、可扩展性和可维护性。

平台结合数据、服务、业务和表现分离的多层设计理念，以安全可靠的数据管理为基础，以专业的数据服务模块为支撑，实现高效的业务处理能力。同时，融合当前完备的安全、权限管理体系，保证平台的稳定和安全可靠运行，充分考虑其兼容性和可扩展性，能够在各种终端设备上以多种形式展现。其主要分为交互表现层、业务层和数据层3层结构。

1）交互表现层：主要功能是向业务层传递参数，获取业务层返回的信息并显示在表现层中，从而达到和用户互动的功能。页面特效也是在此页面实现。主要运用jsp，javascript，jquery，div+css，HTML5等技术实现友好的人机交互。

2）业务层：为了便于管理业务关系，平台挂接多个业务系统，各业务系统之间松耦合，基于接口实现数据交换和共享。业务层主要包括专家库管理、专家咨询服务绩效考核、咨询问答管理、农事建议、实时线上交互、低俗言论过滤、病虫害自助诊断、专家风采展示和移动端应用等业务功能。结合不同用户的需求，为不同的用户提供业务应用和交互服务。

3）数据资源层：以数据保存为核心，建立分类数据库，实现信息资源的整合、共享和统一管理，为信息流、业务流和服务流的一体化集成提供数据基础，需要统筹规划、统一标准、分工协作，建设数据库群，实现信息资源的整合和共享。根据“基于数据，围绕数据，面向数据”的建设思路，对数据资源体系进行了设计、构建、维护和使用，实现管理数据目录化、数据共享标准化和业务数据独立化。利用E-R设计模型进行数据库的规划与设计，本系统主要数据资源可分为：专家信息库、农技问答库、农事生产规程库、用户信息库、病虫害知识库、过滤词库和操作日志库等。

通过需求调研及需求分析，农技咨询与专家服务系统的用户角色大致分为三类：1）农户，以游客身份在平台进行在线提问、查阅资料或对特定专家进行定向咨询；2）农技专家，与平台方签约，入驻平台，负责接受农户的咨询，利用自身专业知识回复相关咨询问题，接受相关任务的考核和个人信息的维护；3）平台管理员，负责平台基础数据的更新与维护，问题审核与管理，专家管理的入驻以及对专家工作量的考核与统计等。系统功能模板包括：农技问答、专家介绍、专家风采展示、农事建议、病虫害诊断、个人中心和农技咨询小程序，功能结构如图1所示。

图1 系统功能结构

2 系统功能与实现

2.1 农技问答

农技问答栏目采用“一问多答”或“一问一答”的方式，架起农户与农技专家之间的互动桥梁，满足农户与专家之间的在线咨询与沟通需要，实现农户在线提问、在线浏览查询问题、专家回复问题。系统通过对农户提问内容进行分词提取、语义判断，实现非定向咨询问题与该领域擅长专家的智能匹配，达到咨询的精准化；支持管理员根据专家特长、提问时间等因素“@”专家，提醒专家进行问题回复。在提问和回复问题过程中，系统基于过滤词库，来实现对涉及低俗言论的过滤。农技问答子系统拥有在线提问、定向提问、在线回复、问题分配、问题浏览、问题详情查看、问题搜索等子功能。

图2 农技问答界面

图3 问题详情界面

2.2 农技专家介绍

通过线下建立农技专家智库，签署相关服务协议，该模块主要集中展示入驻平台的农技专家的单位、姓名、职称/职务、个人擅长领域、个人简介等信息，满足农户查阅农技专家，并对特定领域专家发起定向咨询服务的需要。根据专家擅长领域方向，入驻平台的农技专家分为育种栽培专家、生产管理专家、病虫害防治专家和综合管理专家，可通过对关键词的模糊检索和分类来实现专家查询检索。农技专家栏目的主要功能包括：专家信息查询、发起定向咨询、专家检索、专家风采展示等。

图4 专家介绍界面

2.3 农事建议

通过整理常见农作物标准生产技术规范，结合农技专家知识库建议，形成热带农业常见种植作物、水果的生产指导建议，满足农户对标准生产规程及指导建议的查阅需要。农户可以根据作物品种查阅该作物的灌溉指导、施肥指导、病虫害防治指导和其他管理方面的意见。

图5 农事建议界面

2.4 病虫害诊断

传统农业病虫害的发现与诊断方式基本依靠农民在田间察看，然后凭借已有的知识和经验进行判断，但往往遇到的问题会超出农民的经验范围，与远程专家进行沟通咨询又需要一定的时间，因此很难在第一时间获得一个相对准确的诊断结果和防治意见。而病虫害自助诊断子系统作为农技专家咨询服务系统的一个辅助工具，能有效帮助农民对一些简单的、常见的作物病害、虫害进行诊断并给出防治建议，从而提高解决问题的效率。

系统通过对热带作物常见病害、虫害发病特征进行整理、分析、归类和建模，建立起常见作物病害、虫害特征知识库和图库。基于农户选择的作物根部、茎部、叶部和花果相关的症状特征、图片特征与知识库进行比对，系统自动实现作物病害、虫害的识别与判断并给出相关的防治建议，实现农户对一些常见病害的自主诊断与判断。

图6 病虫害诊断界面

2.5 个人中心

个人中心栏目主要向专家用户和平台管理员开放，访问模块时需提前进行身份验证与权限验证。其主要功能是为了满足平台管理员对平台基础数据的日常更新维护、专家基本信息的添加、咨询问题的审核、个人资料查阅、平台敏感词过滤库的维护和专家任务量统计与考核需要。同时，满足专家用户维护个人信息，查阅农户定向咨询问题，问题回复记录的查看，管理员临时指定或系统智能匹配问题的查看回复需要。子模块包括：个人资料管理、专家信息管理、用户信息管理、问答记录管理、问答信息审核、敏感词库管理、问答统计和密码修改等。

图7 个人中心界面

2.6 农技咨询小程序

为保障农户和专家通过智能手机随时随地进行农技咨询，以及农技咨询服务体系的推广，系统基于微信端小程序开发框架，开发了农技咨询小程序。其主要功能包括在线提问、问题浏览、问题查询、专家介绍等；主要模块包括定向咨询、我的资料、我的问题、定向咨询、我的回复等。

图8 小程序界面

3 小结与讨论

农业的发展，一靠政策，二靠科技，三靠投入，但是最终还是靠科技解决问题。应重视广大农民的信息需求，以实现最大的社会效益为目标，建立起科学的农业信息服务体系[11]。竺玥锋、曹承忠等人指出，在“互联网+”时代下，只有创新管理方法，提升“互联网+”农业科技信息咨询服务模式，才能更大限度地优化农业科技信息咨询服务，从而实现跨界合作，并充分融合各个行业之间的价值链以及产业链[11-12]，显著提升我国传统农业科技水平。本文以增加农业科技服务有效供给、加强供需对接为着力点，以提高农业科技服务效能为目标，利用大数据、云计算、移动互联网等新一代信息技术，搭建PC端农技咨询平台和移动端农技咨询小程序，架起了农户与农技专家之间沟通的桥梁，从而提高科技服务的精准化、智能化和网络化水平。

信息化平台作为农技推广或科技服务的工具，虽然能有效解决科技服务过程中的供需矛盾，但现代科技服务体系的建立除了科技服务信息化的提升外，还需要建立市场化社会化的科技服务力量。通过有效组织农技推广机构、高校、科研院所、企业等多方面市场化社会化的科技服务力量，才能构建起开放竞争、多元互补、协同高效的农业科技社会化服务体系，促进产学研深度融合[9]，实现科技服务的可持续发展。王琪和张玮围绕科技咨询服务需求，以江苏省区域为主体，围绕电子信息、新材料、装备制造等新兴产业开展科技咨询服务平台应用示范，探索出了“点-线-面”相结合的线上线下融合共生模式、路径与驱动机制[13]。本团队虽然以海南农垦科学院农技专家力量为主体初步建立了热带农业农技专家知识智库，但如何进一步完善农技专家服务体系和推广农技咨询平台仍需要探索，如何构建出一条由政府、科研院所、企业参与的多方协同的“有激励、有考核、有奖惩、有付费、有监管、有补助”的现代化科技服务体系仍将是我们下一步的重点工作。只有探索一条可持续运营、可复制推广的科技服务道路，才能体现出农技专家咨询服务的真正价值，提升我国农业的现代化水平。