“乡村大脑”标准体系构建研究

章古月 刘耘竹 应珊婷 纪新瑞 仝国栋 奚经龙 姚晗珺 王佳颖 贾佳

摘 要：“乡村大脑”是建设数字乡村、实现农业农村现代化、实施乡村振兴战略的重要内容和强劲动力。目前“乡村大脑”建设处于初步探索阶段，对其内涵没有一个统一的认识，缺少整体规划和明确目标，发展方向重叠不明晰。本文介绍了“乡村大脑”建设的现状，梳理了标准化建设情况，构建了“乡村大脑”建设的标准体系，最后为“乡村大脑”标准的实施提供了建议与参考。

关键词：“乡村大脑”，数字乡村，标准体系

DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.22.016

0 引 言

我国是拥有14亿人口的超级大国，其中农村人口约占5亿，解决好三农问题一直是全党工作的重中之重，2021年更是历史性地解决了绝对贫困，为实施乡村振兴战略，实现共同富裕打下了坚实基础。与此同时，在迈入数字时代的进程中，乡村成为数字技术与社会群体乃至空间组织激烈碰撞并实现转型的重要地域，数字技术对乡村的影响囊括了社会、经济和政治等多重方面[1]，为全面推进乡村振兴、建设农业强国提供新的动能带来了新的发展机遇[2]。自《数字乡村发展战略纲要》[3]印发以来，各地区数字乡村建设如火如荼，不断推进乡村治理转型、提升乡村生活服务水平，推动乡村数字经济发展，相关产业应运而生。如何推动数字乡村建设高质量发展，实现党的二十大提出的以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴，本文认为，从智慧城市建设开始的“城市大脑”逐渐发展渗透到乡村的“乡村大脑”建设，为各地促进城乡信息化均衡发展，加速推进乡村现代化进程提供了参考。

从浙江省德清县的数字乡村“一张图”到山东省淄博市农业农村智慧大脑综合服务平台，几年来各地根据自身发展需要和区域特色，一直积极探索实现乡村高效治理、全方位便捷服务和整体数字化转型的途径和抓手。目前“乡村大脑”建设处于初步探索阶段，对其内涵没有一个统一的认识，缺少整体规划和明确目标、发展方向重叠不明晰。另外也存资源要素支撑不足、平台多数据少、重开发轻应用、系统间不兼容、信息更新不及时和数据无法交换共享等问题。“乡村大脑”的建设涉及多个部门之间协作，需要做好顶层设计和整体规划，并分步实施。标准是规范和引领乡村大脑建设的有效工具，在“乡村大脑”建设同时同步建立“乡村大脑”的标准体系，有利于统一认知、系统间互联互通和数据共享，也为规划设计、建设实施、管理服务等各个环节提供有力保障。

1 “乡村大脑”建设现状

进入21世纪，数字技术正以新理念、新业态、新模式全面融入人类经济、政治、文化、社会、生态文明建设各领域和全过程，给人类生产生活带来广泛而深刻的影响[4]。这将加速推动乡村大脑发展向农业产业更加智能化、政府治理服务更加高效精准化、乡村生活更加便捷化迈进。作为数字乡村的建设重点，“乡村大脑”建设开始从萌芽期向关键期发力，并呈现出以下特点：一是相关平台数量增多，应用领域不断拓宽。以浙江省乡村大脑项目为典型代表，各省、市、县（区）积极建设，将城市大脑场景进一步向乡村生产生活方面拓展，加强项目的复制推广，同时在不同地区不同领域构建了各具特色的“产业大脑”和“乡村微脑”，激活了数智乡村“毛细血管”。二是运营主体多元化。“乡村大脑”的建设主体正逐步从以政府为主转向以市场为主，政府配套奖补为辅，更好地发挥社会力量的放大效应。服务对象从仅仅服务政府部门单一主体，向服务政府、农民、市民和企业4类主体转变，破解普遍存在的“缺人、缺钱、缺物”等难题。三是运行机制更加完善，成本逐渐降低。探索“谁共享、谁受益”原则的资源共享管理机制，通过一套标准化的架构模型不断降低建设成本，构建资源共享、高效灵活、可持续的平台运行机制。

2 标准化建设情况

“乡村大脑”经过了前期建设的探索阶段，各地根据实际需要逐渐在信息服务平台、农业物联网、数据治理、数据资源和应用服务等方面开展了标准研制工作。其中，在整体规划设计方面标准较少，平台服务标准主要规定农业信息系统、农业物联网的接口标准和技术规范。数据治理标准主要围绕数据交换、共享和采集等。数据资源标准数据元和一些细分领域数据集等。应用服务标准包括农村电商、饮水安全、土地产权流转等。按标准类别来看，地方标准占比71.8%，行业标准占比15.6%，国家标准占比12.5%。从发布时间来看，2020年开始呈现显著增多趋势，这也跟国家实施数字乡村战略的时间线发展相吻合。总体来看，“乡村大脑”标准体系建设还处于起步阶段，在一些急需领域已经制定相应标准，地方在此做出了很大贡献，但是在一些基础性标准如术语、参考架构、总体规划等顶层设计方面的标准还是空白，且国家标准较少，行业覆盖还不够全面，还没形成完整的标准体系。标准体系见表1。

组织层面，全国信息技术标准化技术委员会在2022年成立了数字乡村标准研究组，启动了《数字乡村大脑建设白皮书》的课题研究工作，为后续乡村大脑标准体系建设做了前期预研。

3 标准体系构建

3.1 构建原则

按照《数字中国建设整体布局规划》[5]《数字乡村发展行动计划（2022-2025年）》[6]和《2023年数字乡村发展工作要点》[7]的要求，在《数字乡村建设指南1.0》[8]和《數字乡村标准体系建设指南》[9]的基础上，参考《城市大脑标准体系建设指南（2022版）》[10]，以支撑和建设“乡村大脑”的总体目标和任务为主线，确定标准体系建设的目标与布局，并对乡村大脑标准总体框架进行顶层设计。该体系的构建除了要遵循协调性、可操作性、先进性等标准体系的制定原则，还要结合“乡村大脑”实际开展的情况，通过引领性、前瞻性的要求，对各子体系结构进行了创建。

3.2 标准体系构建

“乡村大脑”标准体系总体框架如图1所示，共包含7个子体系，即：

——通用标准子体系；

——基础设施子体系；

——数据子体系；

——支撑技术子体系；

——应用服务子体系；

——建设管理子体系；

——安全保障子体系。

3.2.1 通用标准子体系

“乡村大脑”标准体系的通用标准子体系包括了术语定义、参考架构、评价模型三个部分。术语定义标准界定了乡村大脑有关的概念、范畴、对象标志、缩略语等标准，为整个标准体系的搭建提供了基础支撑。参考架构涉及乡村大脑各部分的层级关系、逻辑关系与内在联系，为“乡村大脑”建设与研究提供了顶层设计。评价模型主要是针对“乡村大脑”建设实施、运营管理等情况进行评估，包含成熟度模型、评估方法、实施路径等内容，保障“乡村大脑”在建设过程中的质量和水平。

3.2.2 基础设施子体系

“乡村大脑”标准体系的基础设施标准子体系主要是针对“乡村大脑”运行过程中所需要的网络通讯、物联感知、交互设备等基础设施的内容，在已有的数字乡村基础设施层面的国家标准、行业标准、地方标准的基础上，研制“乡村大脑”范畴的网络通讯标准、物联感知标准和交互设备标准，为“乡村大脑”标准体系提供了技术运行保障。其中，网络通讯标准包括底层网络架构、接入接出、网络运行等规范。物联感知标准涉及硬件设备的信息采集、互联互通、图像视频类的信息感知等内容，优化升级物联网设备管理支撑能力，提升乡村全域感知能力。终端设备标准主要为展示端，如运营指挥中心、移动PC端、电视屏等设备的信息交互、展现形式的相关要求。

3.2.3 数据子体系

“乡村大脑”的数据标准子体系围绕数据资源、数据管理、数据服务三个方面，包括所有对象在生产、生活和管理过程中产生的数据资源。数据资源标准用于规范数据资源目录体系建设、数据资源分类分级管理等；数据管理标准用于规范数据资源目录体系建设、数据资源分类分级管理以及數据质量等内容；数据服务标准用于规范数据服务平台、数据系统、应用支撑平台、数据展示发布、数据分析应用、数据资产评估、数据管理评估、数据交易流通等标准等。

3.2.4 支撑技术子体系

“乡村大脑”的支撑技术标准子体系重点在技术运用层面，为“乡村大脑”应用服务提供技术能力层面的支撑。总体涉及人工智能标准、数字孪生标准和通用技术标准，增强模型效率和能力，明确计算技术要求。人工智能标准用于解决乡村大脑运行过程中涉及的人工智能应用、模型管理、算法兼容适配等问题，包括算法的调用库、接口设定、公式参数等规范的设置，以及训练调试、调度管理、性能优化等标准内容。数字孪生标准包括物理实体标准、虚拟实体标准、连接与集成标准等部分，涵盖人员和设备的全要素感知对象、几何和物理的行为映射模型、物理实体与孪生模型的互联互通等内容。通用技术标准则是以具有基础共性和通用性的技术标准，例如统一身份识别、统一信息认证等。

3.2.5 应用服务子体系

“乡村大脑”应用服务子体系是针对“乡村大脑”的场景应用来进行制定的，考虑乡村大脑在不同阶段场景上应用的技术差异性，需要结合各阶段应用需要与特点，对“乡村大脑”应用的落地进行规范，从而面对多场景的广泛应用需求，应用标准能够推动降低“乡村大脑”在相应场景的应用门槛。根据不同领域的划分，“乡村大脑”应用服务子体系由智慧农业、乡村治理、民生服务、文化旅游、绿色乡村、数字经济标准构建而成。其中，智慧农业标准涉及智慧种植（包括农产管理、温室种植管理、农业大棚集约化管理、病虫害监测等）、智慧养殖（包括畜牧养殖、养殖过程、畜牧大数据应用等）、智慧农业产业园、农业大数据、农产品溯源等内容。乡村治理标准涵盖乡村政务、乡村村务、乡村财务、智慧党建、基层综合治理、应急管理、安全服务等内容。民生服务由远程教育、远程医疗、智慧康养、数字素养等方面组成。文化旅游标准则是从智慧文旅（包括文旅的管理、服务、体验、营销、转型升级等）、乡村文化（包括文化保存、服务、传播等）等几个角度考虑构建的。绿色乡村标准的内容，从生态环保到绿色生活等层面均有涉及。数字经济标准的范畴，囊括了数字乡村基础设施、人才培养、产业全链条、数字金融等角度。

3.2.6 建设管理子体系

“乡村大脑”建设管理标准子体系主要是包括前期的规划建设以及后期的运营实施两方面的标准。该部分标准将为“乡村大脑”的规划、建设、运营、实施提供了基础保障，并从技术、方法、流程等方面提供了指导。规划建设标准主要涉及“乡村大脑”在规划建设中需要的可行性分析、规划研究、设计范畴、进度安排、项目建设等方面的内容。运营实施标准包括了“乡村大脑”在建设完成后，在运营与实施过程中会涉及的项目管理、质量管控、运营管理、实施成效等相关工作。

3.2.7 安全保障子体系

“乡村大脑”安全保障标准子体系可分为安全管理、技术安全和数据安全，重点包括物理系统安全、功能安全、技术安全、信息安全要求等部分，用于规范“乡村大脑”体系中的人员作业安全、设备使用安全、信息管理安全等技术要求。安全管理标准主要是保障“乡村大脑”正常运行，内容涉及人员团队、应急处置、保密机制、风险提示、隐患排查、安全文化宣讲等内容。技术安全标准是在已有国家标准的基础上，突出涉及“乡村大脑”平稳、安全运行的技术性内容，主要从技术和系统层面分析功能使用过程中的风险和安全完整性，包括网络安全、应用服务等相关要求。数据安全标准则是针对信息流通、数据分享过程中对应的安全措施以及安全评价等标准内容。

4 实施建议

4.1 统筹兼顾、完善顶层设计

我国幅员辽阔，各地经济差异较大且数字化发展不均衡，应统筹考虑不同地域模式以及不同的发展背景，充分发挥数字乡村标准体系在数字中国推进过程中的促进作用。同时，应注重“乡村大脑”标准体系的内容与各地相关政策的契合，不断完善标准体系的顶层设计。

4.2 循序渐进、加快标准研制

“乡村大脑”标准体系中的标准覆盖面广且应用繁多，针对各地区的数字化的发展规模、管理水平、标准化基础，择优选择标准化建设基础好、政府关注度高的标准先行开展研制工作，并总结标准研制的经验，进一步拓展研制相关标准的范围。

4.3 多措并举、强化标准实施

标准的生命在于实施，乡村大脑标准体系的实施推进，应以标准应用为导向，强化标准的宣传与贯彻实施，提高标准的实用性和实效性。同时，应结合各地数字化发展水平的情况，分别制定具体的实施细则，指导重要标准的研制和实施的逐步推进、不断深化，切实推进“乡村大脑”标准体系在全国范围的有效实施。

参考文献

[1]杨忍，林元城.论乡村数字化与乡村空间转型[J].地理学报，2023，78（2）：456-473．

[2]中央网信办等．中国数字乡村发展报告（2022年）[R].

[3]中共中央办公厅，国务院．数字乡村发展战略纲要[Z]

[4]史丹， 李晓华. 打造数字经济新优势[ J ] . 智慧中国，2021（11）：24-27．

[5]中共中央，国务院.数字中国建设整体布局规划[Z]．

[6]中央网信办等.数字乡村发展行动计划（2022-2025年） [Z].

[7]中央网信办等．2023年数字乡村发展工作要点[Z]．

[8]中央网信办等．数字乡村建设指南1.0[Z].

[9]中央网信办等．数字乡村标准体系建设指南[Z]．

[10]全国信标委智慧城市标准工作组．城市大脑标准体系建设指南（2022版） [Z]

作者简介

章古月，博士研究生，工程师，研究方向为人工智能标准化。

刘耘竹，通信作者，硕士研究生，高级工程师，数字乡村标准研究组副秘书长，研究方向为信息技术标准化。

（责任编辑：张佩玉）