中国步入农机装备智能化时代

○文刘明

中国步入农机装备智能化时代

○文刘明

2016年10月26日，在中国国际农机展览会新机具作业演示现场，中国一拖集团有限公司（以下简称中国一拖）最新产品东方红LF954-C惊艳亮相。这是该企业发布的首台无人驾驶拖拉机，标志着我国农机装备正式步入智能化时代。

近年来，随着互联网技术与传统农机的深度融合，以及3S系统在农业领域的深入应用，农机自动驾驶、农业装备自诊断、精准作业系统于一体的智能农机得以快速发展。智能化是农机发展的必然趋势，而智能化的实现必须依赖电子化、数字化、自动化、网络化，这些技术的载体就是互联网。从智能农业和农机发展需求分析，适应我国农业现代化的智能农机及大数据应用，主要涵盖农机定位监控与自动驾驶、农机作业参数智能监测与计量、作业环境数据采集与处理、智能设备协同与精准作业、数据远程传输与分析决策、数据共享与应用等领域。

“三化”融合催生智能拖拉机

2015年，中国一拖专门就美国的智能农机装备现状进行市场调研，调研显示，2015年，GPS及自动驾驶占美国智能装备中的83%（图1）。

图1

图1 是2015年美国农业智能化现状。围绕农业的相关应用种类非常多（包含电子设备、管理系统、物联网技术等）。显著特点一是卫星定位技术应用非常普遍，特点二是自动驾驶应用度高。高精度提供的时间和空间信息是实现精准农业的基础，而自动驾驶是最直接的切入点。

作为国内最早从事精准农业和智能农机研发和技术推广的企业之一，早在2009年，中国一拖便向市场推出了基于卫星定位导航的自动驾驶系统。但受制于当时价格、前装政策、国内市场不成熟等因素的影响，加装自动驾驶系统的机型主要用于出口，而国内市场主要是预留自动驾驶系统的安装接口。

2013年，中国一拖开始工况监控软硬件系统的自主研发。工况监测和机器的电控水平有直接关系，一拖公司工况监控项目是伴随国Ⅲ发动机、动力换挡等产品研发同步进行。中国一拖自主研发的工况监测系统，可以实现对机车位置和工况信息进行实时监测，通过GPS或者北斗系统获取机车的位置信息、通过ECU和TCU采集机车的工况信息，通过远程通信终端实现数据传递。

2016年，随着国Ⅲ切换、动力换挡产品在市场上的大面积推广，中国一拖开始启动智能监控平台项目。中国一拖电商部经理任宾宾说，我们认为智能化农机的趋势就是信息化、电子化、机械化三者融合，我们在发展过程中要注重信息技术的开发和应用，注重电子化和机械化的融合，注重自动化的探索和实践。而自动驾驶拖拉机的推出正是这一精神的体现。

此次中国一拖发布的无人驾驶拖拉机，搭载的信息和控制系统包括自动转向系统、整车控制系统、雷达及视觉测量系统、远程视频传输系统、监测系统以及远程遥控系统等。

其中，自动转向系统好比拖拉机的“双脚”，能够实现规定区域内车辆自动转向；整车控制系统好比“肌肉和神经”，能根据具体情况自动调节发动机转速、车辆方向、刹车及电控悬挂等；雷达及视觉测量系统好比“耳朵”和“眼睛”，对地理环境信息进行识别及测量，借助远程视频传输系统，发送至操控终端并进行显示。

此外，借助监测显示系统和远程遥控系统，用户还可以根据车辆工作信息对车辆工作模式进行远程设置。

“全方位配置的系统升级，可以使拖拉机实现真正意义上的无人驾驶。”中国一拖技术中心工程师张跃辉介绍，目前国内一些大型农机企业推出了安装有导航驾驶系统的拖拉机，不过根据业界的说法，此类拖拉机被称为“自动驾驶拖拉机”更为合适，但在实际操作的时候，其驾驶室中往往还要安排专人进行辅助操作。

张跃辉表示，“自动驾驶”和“无人驾驶”的区别首先在于是否需要专人在驾驶室内进行操作，其次表现为拖拉机是否能够满足两点要求：一是进行复杂化的线路行进，二是完成动态识别障碍物。东方红LF954-C依靠配备的相关系统，能够实现规定区域内自动路径规划及导航、自动换向、自动刹车、发动机转速的自动控制、农具的自动控制、障碍物的主动避让和远程控制等一系列功能，因此被中国一拖称为首台真正意义上的无人驾驶拖拉机。

东方红LF954-C拖拉机应用毫米波雷达测量、双目相机视觉识别等先进技术，结合北斗高精度定位技术，可适用于农田耕、整、植保用途的无人驾驶。

大数据和服务业的融合

当前，国际主流农机制造企业从精量控制着手，不断提升自身产品的自动化和智能化水平，通过多年的积累都建立了相应的精准作业系统。以迪尔、凯斯纽荷兰、爱科为代表的三大农机制造厂商非常重视数据的收集，并建立自己的农机作业监控平台，把农机相关的位置和作业面积、作业效率，油温、油耗机械参数收集回来，并进行处理和分析，为变量施肥和收获处理提供服务。长期以来，国内的农机制造企业在大数据方面一直相对滞后。

当前，中国一拖也正在搭建基于智能控制、大数据分析、移动互联为一体的智能农机综合管控平台。平台搭建完成后将实现：远程控制、远程诊断、远程调度、自动驾驶、智能控制、工况监测、故障预警、用户直连、数据共享、大数据分析、管理决策、市场预测、研发改进等功能。任宾宾称，一拖后续还计划把平台功能扩展，将远程监控、在线服务、数据分析、产品支持、作业模型集于一体，为用户提供作业指导，并为企业的生产、服务和领导决策做支撑，实现大数据与服务业的融合。

当前，中国一拖已推出调动平台。调动平台基于移动智能终端的远程故障申报系统，在拖拉机上加装定位模块，对机器的位置、状态等进行监控管理，实时查看拖拉机作业轨迹和周边服务信息，并实现农机调度管理。用户通过下载APP，一旦机器出现问题，可以实时通过照片和发送相关语音描述等多种形式在线申报故障、在线服务指导，协助呼叫中心、服务站提前预判故障，可以实现精准定位，促进服务及时性、有效性提高。

除了调动平台，中国一拖还在搭建智能控制监控平台，通过对土壤监测、地理信息数据，包括农机作业的实施数据进行逻辑分析、逻辑判断，从而对农机发布更为准确的作业指令，真正实现精准作业。