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農機智慧作業與監管解決方案

發布者:zhengjunjun發布時間:2017-07-27 16:34:02 閱讀:
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 1、概述

隨著農機作業範圍的擴大,農機作業信息滯後、時效性差、可用率低,機收的組織者和參與者對信息快捷、 准確、詳細的要求難以滿足等問題逐漸突顯,同時目前又缺少有效的農機調度手段,這不僅降低了農機作業的工作效率和作業質量,也造成了農機的不合理配置,導致了資源的嚴重浪費,給農機作業的進一步發展帶來了困難。

農機服務組織規模越來越大,管理的人員、機具、作業地塊越來越多,現有的傳統管理手段和粗放式管理方式難以適應新的發展要求,在農機調度作業方面存在許多管理難點。

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² 農機供需信息難匹配

1)缺少信息來源種植農戶和服務組織缺乏相關信息渠道和手段,種植戶尋找作業機具主要是作業季節臨時、就近、現找,他們難以了解到更多農機服務組織和機手信息,而農機服務組織或農機大戶往往缺乏外鄉鎮、區縣作業信息,不敢外出作業。由于他們分別對機具信息和機具需求信息了解不夠充分,造成供需信息不對稱,有機具的找不到更多作業需求,需要作業的農戶不能及時找到作業質量好、價格公道的作業機手,這也不利于農機社會化服務市場健康、良性發展。

2)供需信息匹配科學難農機作業服務市場不完善、不規範,訂單作業方式剛剛起步,加之種植農戶和服務組織缺乏相關供需信息匹配渠道和手段,造成種植農戶找不到滿意作業機具,而農業服務組織和農機大戶不能就近、充分的拓展更多作業任務,由于缺少供需信息彙集、匹配平台,使得農機供需信息匹配難較大,不利于農機資源的有效利用。

² 農機管理調度缺手段

 1)農機監管缺少手段在現有靠人盯的管理方式下,由于缺少科學先進的信息化管理手段,農機服務組織不能對機手的作業量、作業質量 ( 播種深度、耕作深度和收獲質量) 、作業進度、作業面積以及違規作業等進行實時、准確、直觀掌控,造成服務組織統一監管力度不足。

 2)管理效能較低傳統和粗放式管理手段只能管理有限的人、機具和地塊,影響服務組織規模進一步擴大,尤其是在目前人工成本不斷提升的壓力下,只能吃力地維持目前的現狀,這就在一定程度上影響北京市農機服務組織規模化發展布局和規劃,限制了農機管理部門 “扶大做強”農機服務組織的進度。

3)科學調度缺乏手段。由于不能及時直觀地掌握機具分布的准確位置,不能對服務組織大量的人、機具和作業地塊進行合理匹配和指揮調度,所以只能依靠電話和現場人工引導的方式進行調度,很難精准調度農機具到地塊,造成行進路線的重複和資源、時間以及人、農機具等各種要素的閑置浪費,影響整體收益。

² 農機作業效率低、質量差

1)作業效率低

由于缺少可指導全天候精准作業的技術手段,京郊一些大型高端農機裝備在農忙季節無法進行夜間作業,造成單位時間內作業面積較低,不能有效發揮作業機具的額定效能。

2)作業質量無法保障

農機手目前進行農機作業主要靠經驗,作業質量的判斷主觀因素占主導作用,大田深松、播種、施肥、植保和收獲等環節無法精確控制農機具作業深度、播種施肥量以及行間距,影響作物的長勢和後期産量,造成作業質量降低。

² 農機應急處置不及時

農機管理部門承擔著農機防災、減災及農機安全事故處理等職責,由于缺乏先進的調度管理手段,造成較多問題。

1)不利于防災減災。在每年的春耕、“三夏”、 “三秋”等關鍵農時,尤其是即將發生或已經發生大雨等惡劣天氣時,需要大量的農機具進行作業,現有手段很難對公務執法車輛、防災減災農機具進行即時管理調度,容易造成防災減災工作滯後。

2)不利于非常時期農機應急作業調度爲防止農忙時節作業機具的區域性、階段性不足,僅僅依靠傳統的通訊方式時效性很差,處置時間嚴重滯後,嚴重影響到應急作業調度的速度和效率。

3)不利于安全事故的快速處理當農機出現作業糾紛和安全事故時,農機部門人員往往無法准確、及時掌握現場情況,不能有效調配執法車輛及時、准確到達糾紛或事故現場,影響執法效率的提高。

² 稭稈處理監控難

焚燒稭稈不但嚴重汙染大氣環境,還會導致土壤生態惡化,破壞農業的可持續發展。而稭稈機械化還田作業則從根本上改善了這樣的局面,促進稭稈資源化利用,環保效益顯著,是我國農業未來的一大新走向。

² 政府宏觀管理缺少支撐

1)宏觀掌控缺少及時有效數據支撐市、區兩級農機管理部門需要直觀、及時、准確掌握農忙季節農機作業進度、投入機具數量和機具作業效率等一系列基礎數據,由于缺乏先進手段和及時數據支撐,不利于領導掌握宏觀情況和做出宏觀決策。 2)農機資源科學布局缺少數據支撐。各類補貼機具作業效率發揮的科學、准確評估缺少數據支撐,不利于根據全市各區域農業産業發展和區域性農機資源現實利用情況,及時調整農機資源( 尤其是補貼機具的種類和補貼區域) 。

3)服務組織發展缺少及時性數據支撐 農機服務組織是未來農機社會化服務的主體,北京正在通過政策、資金等多種手段對農機合作社進行扶持,要對服務組織進行科學扶持,需要對其作用發揮進行科學、准確監測與評估,並對服務組織科學布局規劃。這就更需要有服務組織作業量、作業效率、作業質量等科學、准確數據作爲支撐,現有數據報送手段難以滿足及時、准確收集和彙總、分析的需要。

2、系統介紹

爲滿足上述需求,解決目前農機作業調度過程中存在問題,構建基于北鬥衛星(DBS)導航技術的農機作業管理系統顯得很有必要。圖片2.jpg 

系統總體功能如圖 1 所示,該系統由農機深松整地監測、農機稭稈還田作業監測、車載終端、農機社會化服務、農機作業供需服務、農機作業精准調度、農機作業輔助決策組成。如圖所示。

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總體功能示意圖

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1) 農機供需服務

由于農機與農戶間信息不對稱,農機“吃不飽”“沒活幹”、農戶“找機難”的現象十分普遍。一方面,許多農機僅局限于本合作社或本區域的作業,跨區域作業極少,導致農機閑置現象嚴重。另一方面,由于農作物季節性很強,尤其遇到天氣不好,需要“龍口奪糧”時,許多農戶往往找不到農機。

農戶可以通過農機滴滴平台發布以下服務內容:收割、深松、播種、植保、烘幹等環節。等需求信息發布出去,並顯示離他最近的一些農機手信息,附近的農機手則可以直接接單。

農機滴滴平台采用了“滴滴打車”模式,爲農機需求者(種植戶、作業經紀人)和農機擁有者(合作社、農機手)之間搭建了一個信息對接平台,通過預約服務和即時服務方式,可有效解決“我的作物誰來收”和“我去收誰的作物”的問題,促進農機作業的有序進行。

2) 農機精確調度

農機服務組織根據訂單中提供的需求信息查找作業地點周邊的農機或閑置農機,並根據農機的任務分布情況,爲訂單指派 1 名機手駕駛農機去作業地點作業。同時,根據農機目前的位置和作業地點生成導航路線圖,根據訂單內容、農機和機手生成任務單,再由導航路線圖和任務單生成調度方案。並將作業任務信息、作業狀態信息和北鬥(DBS)定位信息等作業信息回傳到系統中。

3) 農機深松整地監

農機深松整地作業因其能打破犁底層,增強土壤蓄水保墒能力,促進糧食增産和穩産。爲此2010年,中央一號文件明確提出“大力推廣機械深松整地”。然而,農機深松整地作業需要大馬力拖拉機提供動力,作業費用較高,影響了農民的積極性。鑒于此,國家出台了農機深松整地作業補貼這一惠農政策。

農機深松整地作業監控運用地理信息系統技術,提供對遠程作業農機位置、狀態等各種信息的實時監控處理,在電子地圖上直觀顯示農機位置等信息,同時實現對各監管農機作業數據查詢編輯、統計分析,面向農機作業管理人員發布農機調度信息,實現遠程農機作業監管和調度。監控終端也可以通過電話方式聯通機手手機傳達調度指令,實現對車輛的實時調度。

根據農機終端回傳的作業信息,系統自動生成農機作業空間分布圖和農機作業任務時間分布圖。根據北鬥定位信息可以進行農機作業軌迹回放,同時根據作業軌迹可以進行作業面積估算。

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² 耕深實時監測

根據數據傳感器實時獲取耕深作業信息,並通過移動數據傳輸至後台服務器,可以在監管信息平台上實時獲取耕深數據。

² 面積自動計算

在進行深松作業過程中實時獲取作業行進距離,並根據機具幅寬數據,通過相關算法計算出作業面積,並可以有效處理重疊區域面積。

² 定位跟蹤

通過北鬥設備實時獲取作業農機的位置信息,並實時生成作業軌迹信息,實現對作業機械的定位跟蹤。

² 實時遠程監控

通過系統自帶的高清攝像頭獲取作業過程中的圖像信息,了解作業農機的最新作業狀況。

² 作業質量統計

可以根據耕深數據的檢測獲取深松作業的有效面積,對作業質量進行統計。

4) 農機稭稈還田作業監測

用北鬥衛星導航定位技術,實時采集稭稈還田作業機具位置信息,自動分析計算、統計作業面積,並對作業田塊拍照判定作業質量,自動識別作業農機類型,避免重複計算作業面積。提高稭稈機械化還田作業面積統計和質量分析的科學性、實時性、准確性、高效性和全面性,解決了人工統計核查勞動強度大、實時性差、工作效率低、准確性不高、覆蓋面不廣等不足。

5) 農機作業輔助決策

政府管理部門可以獲取農機服務組織的農機作業信息,對農機服務組織的作業量、作業時間等相關指標進行深入分析,分析結果爲制定合理的農機補貼計劃、扶持政策提供數據支持,實現政府部門對全市大中型農機服務組織和補貼農機的情況進行全面、直觀的掌握。

² 農機定位

在地圖上查看當前車輛的所在位置

² 指揮調度

在地圖上查看農機車的所在位置,並對指定車輛發送短消息

² 地圖信息添加

添加執行任務區域範圍、行駛路線或農田區域信息

² 執行任務

農機手選擇相應任務,執行農機作業

² 農機工況

統計農機作業的工況信息。

² 信息統計

6) 農機利用率統計

通過表格或統計圖的方式統計農機利用率

農機作業面積統計

通過表格或統計圖的方式統計農機執行的作業面積

超速統計

通過表格或統計圖的方式統計農機超速

裏程統計

通過表格或統計圖的方式統計農機裏程數

圖片6.jpg 

7) 農機社會化服務

農機社會化服務系統可以對農機需要的社會化服務(加油站、農機經銷商、農機維修站、農機服務組織)顯示在地圖上,農機手可以通過手機端導航功能,前往農機服務組織。

運用地理信息系統技術,對農機社會化服務組織,在電子地圖上直觀顯示其位置等信息,並且可以統計社會化組織的類別的數量。

8) 農機手機APP

隨著智能手機使用普及度和應用功能集成度的提高,手機APP智能終端的應用具有強大的靈活性及擴展性。智能手機內集成了GPS模塊,4G通訊模塊。同樣具有位置上傳,工作狀態監控的功能。智能手機的應用大大的節約了智能車載終端的投入,甚至可以取代智能車載終端。APP分爲根據應用對象不同,分爲兩個版本。農機手通過智能手機內開發的APP,可以實現周邊作業任務查詢,搶單等操作。此外農戶版本的APP可以實現任務發布,周邊農機查詢等功能。APP還實現了查詢、統計、導航、調度和預警等。