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农机智能优化调度平台架构设计论文

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2024-11-19 11:33:01    来源:    作者:dingchenxi

摘要:当前我国农业生产领域中仍面临若干制约农机作业效能与资源利用效率的难题。基于此,构建一个农机智能优化调度平台来整合供需双方信息资源,对于提高农机效能具有实际意义。首先依据农业经营主体与农机运营方的不同视角定制化平台功能;在此基础上描绘平台的核心运行架构。

  摘要:当前我国农业生产领域中仍面临若干制约农机作业效能与资源利用效率的难题。基于此,构建一个农机智能优化调度平台来整合供需双方信息资源,对于提高农机效能具有实际意义。首先依据农业经营主体与农机运营方的不同视角定制化平台功能;在此基础上描绘平台的核心运行架构。最后,展示了平台面向农机操作员与农户所提供的具体服务功能实现界面。研究表明,平台的建立不仅增强了农机供需信息的匹配度,减少了依赖传统调配方式所带来的成本,对于引领农机管理迈入大数据时代具有价值。

  关键词:农机调度;智能化平台;架构设计

  目前在我国的大部分农村地区,农民使用农机多依赖传统的人际网络进行口头预约,尤其在农作物种植高峰期,这一过程中“农民寻机不易,农机觅地困难”的问题频发,不仅消耗了宝贵的时间,还导致农机资源的低效利用。[1]因此,构建一个类比“滴滴打车”模式的农机智能调度平台,借力互联网技术和先进农机调度算法,联通遍布各区域的新形态农业经营主体与农业服务体系,旨在实现供需信息的高效整合,提供定制化、快速精确的匹配服务以及全面的解决方案与最优化路径规划。

  1.农机智能优化调度平台的功能架构

  1.1平台功能设计

  农机智能化调度系统面向农业生产经营主体与农机操作方,分别提供多元化的服务功能。鉴于农业生产主体与农机作业方角色的差异性,系统定制了两种发布界面。农业生产者在发布农机需求时,需详细输入服务类型、作物类别、作业范围等;而农机作业方则需填写农机型号、作业能力等。此外,系统为农业生产者提供了周边农机资源分布查询功能,并依据作业特性、规模、难度及双方地理位置等因素,对农机服务供需双方提供专业定价建议。对于农机作业方,平台依据双方的发布内容进行智能配对,推荐适宜的农机作业任务,并运用后台路径规划算法为作业方规划出最优作业路径。在农机贸易模块,用户可查询及购买整机与配件商品,发布或浏览二手市场信息,同时平台整合了周边合作社、维修站点、燃油补给站及金融机构的位置信息,还为农机操作人员提供了详尽的操作、维护及保养技术指南。表1列出了这些服务项目的具体内容。

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  1.2平台系统架构

  研究构建的农业机械智能调度优化系统,旨在为农业管理机构、农机合作组织、机械操作员及农户等多元化群体提供一个综合信息服务的交流平台。系统设计框架涵盖五个核心层级:用户层、服务层、管理层、数据层及设备层。[2]

  顶层为用户层,为系统与用户直接交互相联的层面。用户经由图形界面进入系统,享受平台赋予的各项服务。依据用户角色的差异,系统分配不同权限及功能模块。

  服务层核心在于支撑系统各项功能模块的实现,涵盖农机匹配服务、农机配套服务及平台优化管理三大模块。这些模块共同构筑了系统的功能性框架:农机匹配服务模块包括信息发布、智能化推荐、路径规划与作业评估等功能单元;农机配套服务模块则涉及农机交易便利、查询服务的提供及操作指引;平台优化管理模块则负责信息检索、评价体系维护与数据分析统计,以保障平台高效运行。

  管理层需实现若干关键职能以保障平台数据的有效交互,包括信息传递的高效管控、模型的维护与更新、日志记录的规范管理、权限分配的精细化操作、业务流程的优化调控、负载均衡的智能调配,以及针对突发故障的快速响应与处理机制。

  数据层作为平台运作的基石,为整个系统提供了不可或缺的数据支持,属于平台核心功能层次之一[3]。它执行着数据的接收与传输任务,具体职能涵盖了数据的获取、交换、同步、分析及计算过程。基于以上需求,我们设计了四大数据库体系:用户概况库、农业机械信息库、业务动态库及标准化参数库,旨在有效地展示农民的需求概况、农机具的供需状态信息及过往交易记录,以此增强数据的透视度与可用性。

  设备层位于系统架构的最下层,专注于整个系统的数据监测与获取工作。这一层级涵盖了部署于多种农业机械上的北斗定位装置,这些装置通过采集多样化的数据并将其上传,实现了信息的有效汇总。系统架构的具体展示如图1。

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  2.农机智能优化调度平台的服务功能展示

  农机智能化调度平台的业务功能允许农机持有者与需求方农民各自录入信息:农业机械操作员能够通过该平台公布其可供作业的农机详情,涵盖服务时间、地理位置,服务类型以及作物种类[4]。此平台允许用户检索附近待处理农田的信息,并借助智能化匹配算法为操作员推荐适配的作业地点。同时,利用先进的农机调度算法,系统会针对不同地域农田的需求实施灵活调度,并规划作业顺序及路径以供选择,如图2。农业生产者则能够通过农机智能调度平台在线提交其具体的农机作业需求,并依据平台的智能匹配机制,获得经过系统优化处理的匹配结果,如图3所示[5]。

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  3.结束语

  在“互联网+农业”全面发展背景下,着眼于农机调配的优化,提出创建一个智能化的农机调度平台。首先依据用户核心需求界定平台关键功能,进入平台的架构与功能设计阶段,并阐述了系统的基本构成框架:用户层、服务层、管理层、数据层及设备层。最后,展示了不同用户功能模块的具体实现。智能化农机调度平台的设计是在农机社会化服务领域的一次积极探索与创新实践,为平台的实际部署奠定了理论与数据基础,展现出良好的实施可能性。

  参考文献

  [1]王坤,吴瑕玉,褚红春,等.农机社会化服务供需对接平台架构研究[J].西南农业学报,2023(12):2829-2836.

  [2]爨新伟.农机作业服务调度平台的设计[D].武汉:华中农业大学,2023.

  [3]李寒,钟涛,张可意,等.基于WebGIS的农机多机协同导航服务平台设计[J].农业机械学报,2022(S1):28-35.

  [4]唐润,李明月.基于烟花-蚁群混合算法的农机智能优化调度[J].系统工程,2022(6):85-92.

  [5]李明月.“互联网+农业”产业链协同平台核心功能的算法研究[D].南京:南京财经大学,2021.