农机“上了网”开启云服务

全程农机化远程运维系统

年近六十的钟农富表示从没想过种地可以如此简便。

“过去这片农场要几十个农民进行耕地、施肥、收获，哪个环节都少不了人，更不能马虎。如今，我们农场登上了农业机械化全程云服务平台，我就坐在田边，戳下手机屏幕，几个农业装备就开进了农田，就像打“滴滴”，十分方便。作业数据则实时出现在手机上，后台对大数据分析处理后，还能编制不同阶段农机作业计划……”农场负责人钟农富对记者说，“而且智能化设备让农场人员相互接触的频率更少，在疫情期间也可以保证正常生产。”

这一切要从中国农业机械化科学研究院自主研发的农业机械化全程云服务平台上线说起，它标志着我国农业在全程机械化、智能化、信息化方面跨出了重要步伐，进入互联网+智慧农业的时代。运用“互联网+”的平台，围绕农机作业耕、种、管、收等核心环节，从监管到服务，一个平台全覆盖。用现代信息技术为农机装备安装上了“千里眼”和“顺风耳”。

农业机械化全程云服务平台为农业提质增效

农业机械化全程云服务平台是以精准农业技术及智能装备为支撑，以“互联网+”技术为载体，集农机定位跟踪、作业监管、远程调度、运维管理、大数据分析、合作社管理等功能于一体，实现现代农业全程机械化远程监管服务，提供涵盖耕整、播种、施肥、植保、灌溉、收获等农业生产全作业环节的现代农业全程解决方案。农业机械化全程云服务使用基于精准技术、智能化、信息化、“互联网+”、物联网等技术，全面推动农业装备向智能化升级，实现农机与人互联互动，特别是在提高农业资源利用效率，改善农业生态环境方面，农机装备及云服务平台为农业优质、高效、高产提供配套技术。

通过安装在农机上的移动智能监控终端，获取农业机械工况与位置、作物即时产量、目标图像等信息，实现农机作业监控与任务调度，对作业面积、作业质量进行监控，为农机作业补贴提供了可靠的依据；中心服务平台根据作物生长情况，编制不同阶段农机作业计划，对农机的工作状态进行远程监测与故障预警；通过统计分析，进行驾驶员、农机作业等绩效分析，根据作业面积与种植作物种类等进行费用结算；平台向主管部门和第三方提供信息服务接口，并可接入其它农用设备。

技术加持 保障服务质量

农业生产大数据信息接入融合及分析决策技术。研发团队针对农业作业智能决策与服务信息相对孤立、数据结构复杂、数据格式不统一的特点，研发API网关、服务注册中心与服务适配层等公共服务构件，制订多元数据交互协议和接口规范，实现数据接入服务。采用数据关联、多元分析、空间分析等方法，研究基于时空与分类属性的聚类融合算法。基于农业生产作业大数据时空分布谱图，研究时空多维约束下农业生产数据深度挖掘方法，构建基于大数据的智能决策技术，开发农业生产大数据分析系统。

通过安装在农机上的移动智能监控终端，获取农业机械工况与位置、作物即时产量、目标图像等信息，实现农机作业监控与任务调度，对作业面积、作业质量进行监控，为农机作业补贴提供了可靠的依据。

农业核心生产要素匹配—调度—评估系统模型的构建。研究人员针对农业数据分析处理能力不足的问题，构建农机和农资等农业核心生产要素的匹配—调度—评估分析模型的系统。面向环境、作物、农机等农业生产要素，研究区域农业生产要素匹配决策模型。以种、药、肥等核心农资为目标，研究基于人工智能算法的农资需求预测模型，开发基于时空约束预测的农资管理方法。以区域农机为研究对象，针对路径短、效率高、资源配置合理的多重目标，建立区域农机综合调度模型；基于深度学习方法，研究农业作业数据挖掘及特征提取技术，探索农机故障时空分布规律，建立农机故障诊断及运维模型。研究农业生产多模式数据管理及应用技术，开发运营分析评估、生产管理与优化模型。

面向大田生产、设施种植、集约养殖的全面智慧管理系统构建。农业机械化全程云服务平台基于多元统计回归方法的农资、农机、农艺相关函数，进行区域范围季节性农业资源匹配。基于机器学习方法，进行作业模式识别和农业生产异常数据鉴别。遵循标准接口规范，开发面向服务架构的多元信息中间层。结合高性能计算资源，进行敏感性分析、交叉验证和算法优化，研发具有时间和空间特性的农业生产智慧管理系统，提高数据管理分析效率，提高农业智慧管理的时效性。

农业生产大数据信息接入融合及分析决策技术。

面向多级用户的农业机械化全程云服务平台集成。研发团队面向农机管理部门、合作社、农机手等不同对象，针对农业生产实际作业和服务需求，以农业大数据信息接入融合及分析决策、农业生产要素匹配—调度—评估系统模型等关键技术为支撑，结合REST、RPC、虚拟化、云服务、多任务调度算法，以农业全面智慧管理系统和全程农机化远程运维系统为基础，构建面向服务架构的农业生产云服务系统。建立网页和手机App等媒介的服务表现层，实现环境信息显示、农机需求统计、路径优化、农机故障预警和农机工况监测等数据可视化模块，集成研制面向多级用户的农业工程云平台，提高农业生产效率。

科技创新 助推农业现代化

突破了多项农田信息获取难的瓶颈问题。研发团队发明了基于姿态传感与超声探测相融合的深松作业深度在线检测方法，可实时掌握农机深松作业实况和作业数据，作业深度测量误差小于1.5 cm；发明了基于非接触红外自动感应的根茬高度测量方法与基于秸秆多特征识别的秸秆覆盖率检测方法，解决了人工下地测量耗时耗力误差大的问题，根茬高度测量误差小于2.5 cm，秸秆覆盖率测量误差小于8%；发明了组合光电式播种机漏种检测方法，实现了播种过程中漏种率的实时检测，检测准确率大于90%。

国内首创了农业装备作业状态反馈自适应调控方法。该平台解决了农业投入物精准施用的技术难题。发明了基于物料信息融合的流量反馈控制方法，提出了自适应校正的物料流量动态测量方法，构建了流量反馈自适应的闭环控制系统，真正地实现了种肥精准施用，误差小于5%（国外8%）；发明了自走式大型喷灌机智能变速降雨量控制方法，实现了按需节水喷灌的智能化变量控制的目标；发明了基于土壤打滑智能识别与补偿控制的自动导航方法，解决了轮胎—土壤打滑率变幅大的自适应问题，系统价格较国外低50%。

构建了主要粮食作物全程精准作业装备体系。云服务平台实现了国产精准农业装备智能化技术从无到有的重大技术跨越。首次开展了全方位农业装备智能化技术系统研究，开发了耕整地、播种、施肥、中耕、植保、收获等环节的精准农业智能变量作业装备14种，针对小麦、玉米开展了整个作业生产周期的智能装备应用示范，节种、节肥、节水、节药效果明显，带动了我国农业装备实现跨越式发展，推动了农业粗放作业向精准作业转变。

创建了“互联网+农机”的农业生产作业过程智能化云监控模式。农业全程机械化云服务平台是国内首个上线的应用，北斗终端入网台数2.3万台套，实现农情监测与种、肥、水、药精准投入，节省人力60%，节水30%-50%、节肥25%-45%、省药20%-35%，增收30%以上，成为我国互联网+农机智能装备的典范，为现代农业智能生产提供了全程解决方案。

好平台就有好成效

农业机械化全程云服务平台目前正在以吉林省为中心，向全国粮食主产区辐射，已经在内蒙、山东、广东、云南等22省区市开通服务，带动了全国农机作业补贴信息化监管手段的升级，改变了原有的监管模式。有效解决了现阶段农机作业调度和管理效率低、风险大等诸多问题，大幅度提升了农业作业质量监管和农机作业智能化管理和服务水平。平台累计生成作业日报15万余份，作业面积近1亿亩，管理补贴资金超过12.8亿元，生成有效作业数据28T，形成国家级农机作业大数据平台雏形。

经济效益。通过农机大数据云服务平台，结合使用安装在农机上的远程监测终端，实现作业质量的实时监测，作业补贴准确无误发放，大幅降低现场人工核查成本。“十三五”期间全国每年农机深松整地作业面积超过1.5亿亩，按照1亩地降低核查成本5元，每年节省核查投入就达7.5亿元以上。而且随着国家补助资金逐步向农机作业补贴方向倾斜，预估每年小麦、玉米、水稻播种、收获、植保等作业在线监测技术辐射推广面积6亿亩以上，节省资金将达30亿元以上，这将给各级农机管理部门、农业生产企业、农机专业化服务组织带来巨大的社会经济效益。同时，通过远程智能调度及总体规划，将提高农机机群综合管理水平以及作业效率，减少农机的无序流动与作物损失，实现农机与农田的自动精准匹配，推动农机资源合理配置、高效利用。

社会效益。开展信息化农业传感技术、高精度北斗差分定位技术以及农机作业测控方法，如粮箱粮位、谷物流量、清选损失等在线监测技术、非接触式打捆计数监测技术、深松机入土深度检测技术、自动变量喷雾控制系统等关键技术研究，进一步提升我国农业机械技术与装备的技术水平，为我国农业信息化水平实现“弯道超车”“跨越发展”带来了重大的历史性机遇。

农机物联云服务将帮助企业及运营商在“互联网+”的背景下，结合信息化等技术对农机装备进行技术集成升级，拓展其产品价值链，从单纯产品制造向“制造+服务”转型，为终端用户创造更多的实际价值；帮助整个行业提升安全管控水平和运营效率，为国家层面的战略制定提供数据支撑。

针对合作社信息化建设实际需求，实现“互联网+农机化”在合作社管理服务上的突破，推进合作社服务信息化。开展农机远程培训及检测，推进农机监理信息化工作，以信息化为手段建立农机管理统计台账，确保源头数据的真实性、准确性和及时性，加速信息技术在机械化生产管理中应用。完善拖拉机自动驾驶、深松整地、植保喷药、精准收获等精细化管控信息服务平台应用的全面推广，为政府提供宏观的科学决策支持，为行业提供精准作业及农机管理服务，为农业产业链各级企业提供数据信息服务，为农户提供智能农机技术服务。

环境效益。农机大数据信息化平台在作业机械中的应用，极大地提高了生产和作业效率。平台为农田状态信息的获取提供位置信息，为精准农业实施变量作业提供了必要条件。平台建设为农用机具的运行控制提供高精度实时位置信息，能极大提升作业的效率。作业幅宽较大的农机具喷洒作业时，容易造成作业重叠和遗漏，在这类农机具和农用飞机上安装卫星定位及信息化系统，可以显著地提高作业精度，避免作业重叠和遗漏，减少不必要的浪费。平台为农机具提供实时位置信息，使得农机具可以调用处方图信息，实现水、种子、肥料和化学药剂等生产要素的精准施用，可节水30%-50%、节肥25%-45%、省药20%-35%，既保证了作物的需求，又可以节约投入和减轻环境污染，保障我国现代农业生态可持续发展。