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关于推进我国农业物联网建设的思考

信息来源: http://www.atcsp.net  时间:2018-05-14 17:57:25 

  农业物联网技术对我国加快由传统农业向现代农业转变具有的重要作用,在我国实施“四化同步”发展战略的背景下,积极推进农业物联网的应用发展,对促进农业信息化和农业现代化的融合发展具有重大意义。近年来,国家和地方高度重视农业物联网工作,国家发改委、农业部分别在黑龙江、北京、天津、安徽、上海、江苏以及新疆、内蒙等地开展了一系列物联网应用示范工程,各级地方政府在中央的指导下也做了大量农业物联网推进工作,应用领域主要包括设施种植、设施养殖、大田作物、农产品物流追溯、农机监控和生态环境监控,初步形成了一批农业物联网技术软硬件产品、应用模式和一批应用典型,显现出我国农业物联网应用发展的强劲势头,对发展现代农业起到了积极促进作用。

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       但应该看到,我国农业物联网总体上还处于应用发展的初级阶段,从全国总体情况看,无论是农业物联网应用发展的理论体系、技术体系和模式机制上,仍有许多问题值得进一步深入思考和探索。
  对农业物联网的再认识
  1、农业物联网改变农业组织方式。长期以来我国农业生产实现家庭联产承包制为基础的小规模分散经营,产品的标准化和规模化效益难以体现。农业物联网技术的推广和应用客观上要求农业生产的规模化经营以便实现边际成本递减。另一方面,农业物联网技术通过实现农业节本增效又进一步加速了农业的规模化经营。随着国家城镇化建设和农业生产效率的提高,农村土地流转加快,家庭农场、种养大户等新兴集约化、规模化生产主体增多,为农业物联网发展提供了保障。
  2、农业物联网改变传统农业生产方式。农业物联网技术是信息技术在农业领域的深度融合和应用,信息感知、智能决策和智能装备技术的应用,将实现农业的精准化、自动化和智能化,使农业的生产过程按需投入,实现农业生产方式的重大变革。如在设施生产中部署一定功能的传感器,采集温室内相关参数,决策模型根据作物生产的不同阶段,制定温室环境精准调控的决策指令,系统根据决策指令可自动启动水阀、施肥装置、排风机、卷帘机等控制设备,实现生产过程的精确投入和科学管理,提升农业自动化和智能化水平。
  3、农业物联网改变农业发展方式。我国耕地面积不断减少,承担的人口环境压力越来越大,走可持续发展道路成为我国农业发展的不二选择。加快信息化与农业现代化的融合,大力推进农业物联网技术应用发展,通过现代信息技术与先进农业技术的集成应用,在环境调控、水肥控制和产品检测环节实现精确控制,将大幅度提高农业土地产出、资源利用率和劳动生产率,通过科技创新,突破资源制约瓶颈,充分挖掘现有生产潜力,这是我国国情下农业未来发展方式的必然选择。
  农业物联网应用发展问题分析
  1、关键技术和实用化产品研发有待进一步加强。农业物联网应用相对于其他领域,由于农业动植物的生命特征、农业系统环境的开放性和复杂性,对农业物联网技术提出了更高的要求。目前技术上急需解决的问题,一是生命信息感知技术产品,二是适合农村不同地理环境的高通量、低资费的信息通讯技术,三是基于大数据的农业多参数决策模型,四是支持闭环控制应用的终端技术,五是技术产品的经济性、稳定性、适用性,六是农业物联网技术标准和工程实施标准。要解决以上问题,必须加大对物联网核心技术产品创新研发的支持力度。
  2、农业物联网的作用需要进一步提升和挖掘。目前农业物联网应用总体上处于试验示范阶段,尚未形成规模化应用,小而分散的应用难于形成农业物联网产业,物联网对农业发展的整体作用没有得到充分发挥;部分实施的农业物联网项目,具有较强的观光展示效果,但有感知无决策,有决策无控制(措施)情况很多,农业物联网应用没有形成“感知-传输-据侧-控制”的闭环,导致物联网技术投入没有很好的发挥实际作用;重投入,轻运维,农业物联网工程实施后缺乏后续运维资金,技术支撑不到位,系统不能稳定运行,严重影响了系统的功效持续发挥。
  3、没有形成可持续发展的商业模式。目前我国农业物联网产业主要由国家投入和带动,市场化力量参与度有待加强。同时缺乏成熟的技术应用模式,由于各地生态条件的区域性,单一应用模式无法全面覆盖,需要因地制宜,结合当地实际开展物联网应用;由于缺乏成熟的商业化运营模式,农业物联网产业可持续发展受到挑战;我国农业具有较强的个性化需求,加之农村经济水平不高,农业物联网技术产品难于批量生产,量产能力不够,很难形成产业。
  4、产业扶持的政策力度需要加强。在农业物联网应用发展还没有形成成熟的市场机制情况下,需要政府部门强化对农业物联网发展的支持政策,加快制订包括补贴、投资、金融、信贷、税收、重大项目建设等一揽子政策支撑体系,扶持企业发展,刺激消费需求和民营资本进入,促进农业物联网产业化发展,努力形成“政府和市场”双轮驱动的发展机制。
  农业物联网应用发展推进策略
  1、明确各方职责,开展分工协作
  要明确农业物联网各个参与主体(政府、科研单位、IT企业和用户)在发展过程中承担的角色,合理进行分工协作。政府部门要在农业物联网技术创新和标准制定方面给予必要的资金支持,在示范推广方面发挥引导作用,在产业化推进方面进行政策扶持;研究院所和IT企业,不仅需要在技术创新、标准制定方面发挥作用,还要在产业化、示范推广方面提供技术支撑服务;农户、合作社、家庭农场和农业生产经营企业等是农业物联网应用的主体,也是投入主体,要为科研单位和企业进行实用化技术研发提供需求建议,参农业物联网标准的制定。
  2、加强农业物联网应用布局
  依据农业部优势农产品区域布局规划、新一轮“菜篮子”工程规划和特色农产品区域布局规划,重点在优势农产品区域、大中城市郊区和特色农产品区域择优,适度扩大农业物联网工程的示范规模和范围,选择产品附加值高、见效快、收益好的规模化畜禽养殖、水产养殖、设施农业、种业等4大产业,进行物联网技术的全程(生产、加工、包装、物流、销售)示范应用。
  3、加强关键技术产品研发
  围绕应用和产业急需,采取自主创新与引进消化吸收相结合的方式,重点突破农业动植物生命信息传感器,开发基于国产北斗卫星、无人机高精度农情信息获取系统,建立高通量农业信息测量技术平台;研究大田生产、设施农业、畜禽养殖和农产品质量安全监管等方面智能决策模型和智能控制技术装备,建立农业生产、管理、流通等主要环节的智慧农业技术系统;研究农业大数据管理与云服务技术,开发低成本农业云服务终端;研究制定农业物联网应用技术标准。
  4、建立国家农业物联网集成应用云平台与可持续运维模式
  在已有区域农业物联网应用平台和专业化的农业物联网应用平台基础上,集成先进适用的农业物联网成果,实现互联互通和资源共享,构建国家农业物联网集成应用云平台和农业物联网大数据中心。平台采用分布式的硬件配置模式,硬件可采用租赁方式,也可以使用原有的设备,最大限度减少重复投资,提高资金效率。集中建平台实现平台上移,把更多力量投入到服务上,实现服务下延,有利于提高平台用户规模。
  建立平台可持续的商业化的运维模式。平台应用对象主要包括政府、新型农业经营主体、IT企业和科研院所,以有偿方式使用平台。政府通过平台汇聚各方面的数据形成大数据库,权威发布相关分析结果,体现对全局的把握和构建公益性社会服务体系的能力;平台对农业生产经营主体提供决策支持、软件供给、技术产品推荐和先关信息服务;平台对IT企业提供权威品牌推介、业务托管、计量和市场需求服务,提高其产品的市场用户量;平台对科研院所提供技术标准、专业知识模型和需求服务。在该平台的运维中,政府通过该平台为IT企业、科研院所、用户三者间搭建了一个桥梁:政府对IT企业物联网技术产品进行遴选,纳入国家购置补贴目录,显著提高其产品的市场知名度,扩大其产品销售量,激发其与科研院所合作不断研发新产品;农业经营主体购买使用补贴目录中的技术产品时,政府给予一定补贴,促进农业物联网技术应用。
  5、充分发挥企业主体和市场的导向作用
  立足农业生产经营企业的业务需求制定个性化解决方案,达到信息与农事融合、信息与市场衔接,用农业物联网技术解决企业生产经营过程中的重大问题,实现企业节本增效,引导农业企业主动应用农业物联网技术。充分发挥IT企业在资金、技术、市场等方面的优势,引导其积极参与农业物联网应用及产业化,鼓励物联网企业根据市场需求及自身发展需要先行投入资金组织开展农业物联网研发活动,对解决重大问题、取得重大成果、获得显著效果的研发活动,政府可奖励性后补助。(作者系国家农业信息化工程技术研究中心主任赵春江)

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