智慧农机赋能乡村振兴发展论文

2025-03-06 11:39:34 来源: 作者:xujingjing
摘要:随着农机技术的不断发展,智慧农机在现代农业生产中发挥着至关重要的作用。本文简要分析了智慧农机助力乡村振兴的作用:增强农业生产能力、融合绿色农业发展思想,有助于建立精准的农业生产方案等;探索了智慧农机助力乡村振兴的具体表现:提供农业生产的关联信息、开发多样性的农业生产功能等;展望了未来智慧农机赋能乡村发展的方向:建立智慧农机集群、研发功能综合性的智慧农机等。在实践利用智慧农机生产中,以场景分析为农机控制视角,此种智慧农机的生产管理方式,有助于减少单次农机生产时间、降低农机损耗故障,提高技术人员农机规范操作,
摘要:随着农机技术的不断发展,智慧农机在现代农业生产中发挥着至关重要的作用。本文简要分析了智慧农机助力乡村振兴的作用:增强农业生产能力、融合绿色农业发展思想,有助于建立精准的农业生产方案等;探索了智慧农机助力乡村振兴的具体表现:提供农业生产的关联信息、开发多样性的农业生产功能等;展望了未来智慧农机赋能乡村发展的方向:建立智慧农机集群、研发功能综合性的智慧农机等。在实践利用智慧农机生产中,以场景分析为农机控制视角,此种智慧农机的生产管理方式,有助于减少单次农机生产时间、降低农机损耗故障,提高技术人员农机规范操作,获取更多很好的农作物产量,具有较好的乡村振兴赋能经济效益和社会效果。
关键词:智慧农机;乡村振兴;农户
机械设备引入信息技术后,成功开辟了农机现代机械化转型路径,切实降低了农业生产的用工强度,获取了较高的农业生产效率,促使农户获取更多经济收益。国内较为关注农机发展情况,开发了多样化的智慧耕作型、收割类、植保类的设施,使其用于农业生产活动。国内农机正式进入智慧发展的时期,发挥智慧技术的功能,助力乡村振兴提升农业发展。
1智慧农机助力乡村振兴的作用
1.1增强农业生产能力
智慧农机适用于农业生产体系,能够高效完成各项农业生产任务,增强农业生产的整体效能。原有的农业劳动方式,表现出劳动任务密集性、劳动过程粗放型等特点。在农忙时期,需要投入较多的人力、物资和各类资源,保证如期完成农业生产任务。智慧农机的投入,能够控制各类农业生产资源的用量。比如,运行一台大规模的棉花采摘设备,数个小时的处理量,等同于十几个人一天的劳动成果。智慧农机运行期间,能够保证每次运行操作的相同性,确保生产质量。使用颜色识别、状态测定等各类信息技术,使其与农机相互融合,以此综合判断果实成熟程度,保证采摘操作准确[1]。
1.2融合绿色农业发展理念
构建资源节约的农业生产体系,是各个产业的共同目标。在国内发展中,农业作为基础性产业,获得持续发展的动力。在原有农业生产期间,以增加作物产量为目标,较多使用化肥,对农业的水土环境形成了一定污染,出现土地板结、农残较高等情况。使用智慧农机后,全面融合绿色农业生产理念。利用智慧植保设施,在作物生长期间,合理控制施肥量,精准施肥,以此控制生产成本,保证作物生长质量。
1.3有助于建立精准农业生产方案
创建精准农业的生产体系,对智慧农机形成了较高依赖性。精准农业生产方案,是从耕种、植保、采摘各个流程入手,精准控制生产资源的用量。智慧农机的利用,成功创建了精准农业体系。比如,利用GPS位置传感设备,研发的自动旋耕机,能够自主确定耕作区域,使农机自动驾驶。设立地下管网,测定土壤含水量较少时,及时补水,顺应作物的浇水需求。
1.4增强农业生产安全性
运行智慧农机,能够显著调节农户的生产环境。融合便捷设计理念,搭建人机交互界面,能够保证农户生产的安全性,减少田间摔倒、设备划伤等生产问题。智慧农机使用人机交互界面,连接控制系统,农户可结合生产需求,自主设计浇水量、施肥量等各类数据。当控制系统发现农机有故障问题时,会给出预警提示,便于农户及时处理,以此减少农机使用风险[2]。
2智慧农机助力乡村振兴的具体表现
2.1提供农业生产的关联信息
在获得农业生产数据后,方可开展农业分析,给出对应的生产决策。为此,农机设计时,应关注数据采集情况。采取自主研发形式,使农机智能程序能够精准确定位置、跟进作业情况、感知作业条件、测定单位区域内的生产量。利用移动App,农户可自主填写农田数据,查看农机位置。农机驾驶员拥有填写农机信息、查看作业条件等权限,与种植户建立数据交互机制,获取周围附近加油站、售后服务站等各类信息。在网络传输技术支持下,智慧农机数据中心会获取各类农机数据。在数据中心的支持下,建立农机各个部门的信息交互体系,增强农机生产数据的共享性[3]。
2.2开发多样性的农业生产功能
农业生产功能管理平台,是一个农机管理组织各类生产流程集成管理的线上程序,含有生产数据、网络、用户等各类要素,以生产信息管理为目标的系统。在此平台的支持下,农机管理组织、技术推广人员,能够帮助农户办理各类农机生产业务,远程监管农机安全运行情况,线上指导农户农机操作方法。比如,利用农机安全监督管理程序,能够全面获取区域内的农机安全生产状态,包括农机牌证办理情况、农机事故处理进度、农机风险处理等。农机管理组织会利用智能管理平台,查看动态地图信息,掌握农机动态状况,查询农机生产路线,给出准确精细化管理方案。
2.3提出合理实用的农业生产决策建议
2.3.1农机调度决策
农机操作员可登入App程序,获取目标区域内的作物种植状况,查看各类农户的生产需求。整体分析各个农田区域的位置特征、气候特点、采摘时间、播种区域、生产价格等各类因素。创建收益最高的单机农业生产规划模型,对于操作员给出智能调度生产方案,找出最佳的生产区域、驾驶路线,以此控制农机闲置率,增强农机作业效能,间接提高操作员可获得的生产收益。
2.3.2农机作业决策
合作社含有多台农机,需要整体分析田间条件、播种任务等多个因素。从多个农机的视角,给出设备调度方案。借助智能分单形式,找出多台农机生产的最佳行驶路线,防止农机出现撞行、重复播种等问题,确保按时完成田间生产任务,获取较高的田间生产收益,控制生产成本。在大数据、人工智能的支持下,以较少成本、较高收益为出发点,给出多个农机的高效生产决策。
2.3.3农机协同生产决策
农机管理组织需要动态获取各类农机的位置、机群生产状态、田间农机供需平衡性等各类信息。利用管理平台,远程获取农机生产的各类信息,给出合理的决策方案。以生产损失最小、成本最少为生产决策的目标,设计智能调配算法,促使农机管理组织能够及时调整田间的生产方案,给出更为适用的农机调配方法。
2.4基于场景分析的智慧农机管理
2.4.1场景分析的设计分析
在农机管理平台内,含有“作业条件分析”“最佳路径选择”“作业决策”各个流程,要求农机操作者掌握农机生产方法,保持较高的注意力。在设计农机管理系统时,从用户中心角度出发,提高操作者的生产能效,给出推荐的生产决策,以此减少差错。以场景分析形式,获取田间环境、农机的整体信息,便于操作者给出农事计划。在农机生产期间,针对用户不易发现的数据,给出智能提醒,确保生产进展无误。在农机管理平台运行中,会自主记录生产信息。依照操作者的行为特征,适当给出生产决策的推荐信息。
2.4.2场景分析的类型
智慧农机管理平台的场景类型,主要在田间生产的“前”“中”“后”三个时段。由田间生产目标决定各个流程的分支任务,各个任务又含有差异性的场景信息。此类场景数据,是完成场景分析的关键要素。当一个场景信息处于预警值时,系统会给出提示。农机管理平台的控制决策,主要是利用物联网、通信等各类技术,获取农机场景信息[4]。
(1)农机操作员场景。农机操作员拥有较强的技能,此场景会结合田间生产需求,找出各个生产流程的数据特点,给出各位农机操作员的生产习惯、田间关注点等信息,分析操作员出现差错的可能性。操作员再次生产中,管理系统会自主给出“操作提示”,防止操作员生产失误,缩短生产提示的决策时间。
(2)田间生产场景。田间生产场景具体含有驾驶员、农田、生产时间等数据。生产场景较为关键,以生产任务为前提,考虑各类场景因素,以此保证农机生产质量。
(3)农机运行场景。农机管理平台内采集的农机信息,具体有:设备参数、控制系统、数据传输速度等。利用各类传感器,动态回传农机运行数据,以此增强农机运行场景的监测效果。
(4)田间环境场景。田间生产区域含有多样性的环境信息,主要利用传感设备进行采集。环境信息具体包括土地、气象两种类型。土地信息有:田间土地平坦性、地层温度、土壤湿度等。气象信息有:区域温度、区域湿度等。如果出现异常气象问题,需要调整农机生产决策的内容。
2.4.3农机管理分析
农机管理平台应参照驾驶员的生产任务,开展逐层分解、任务识别等处理。其一,关键任务解析。农机管理中应关注农机整体运行环境,不是特定位置场景。各层级生产任务的形成,具有自上而下的特点。获取典型生产任务中,驾驶员需要利用的农具、生产规范等信息。比如,农业生产(农作物植保时)过程中做好任务管理办法如下:一是生产之前开展环境监测工作,综合确定最适宜的植保地块,给出最佳的植保生产路线。二是生产中,确定农机类型,实施农机生产。三是生产后,将农机存放在指定地点。
2.4.4场景分析与农机管理的联合应用
(1)获取农机位置信息。系统会调取农机定位数据、作业路线等场景信息。系统会自主查询农机最近一次的生产任务,依照生产路线沿途寻找农机。此项应用能够快速反馈农机位置、便于管理者查看农机生产路线,帮助管理者获取农机生产的起始点。
(2)操控农机。利用的场景数据有:各个监视器、生产农具、农机运行速度、农机行驶方向、操作员生产记录等。系统会自主判断:“农机生产速度与任务设计值的一致性”“农机行驶方向与最佳路径的一致性”。采取窗口反馈形式,便于管理者获取系统判断结果。当农机生产速度不规范、农机行驶方向有误时,系统会依照最佳路径给出提示,智能生成AR引导,帮助驾驶员回归正确的农机行驶位置。
(3)监视作业环境。需要的场景信息有:地面作物状态、行驶路径的障碍物、其他类型农机;田间土壤状态、气象特征;农机剩余油量、农机转动速度;驾驶员生产特点、操作特征。系统判断:“农情变化量的正常性”“农机运行是否存在异常”。系统判断结果确定:农情条件异常、农机有故障时,给出弹窗预警,驾驶员会自主暂停生产任务。
(4)场景分析的农机管理效果。如表1所示,是某地区使用场景分析的农机管理平台后,智慧农机的管理情况。
结合场景分析农机管理实践对比可知:此技术能够用于智慧农机的田间管理,在农机单程生产时间、故障次数、生产规范各方面,均有较好的农机管控效果,有助于提高作物产量,具有较好的振兴乡村作用。
3未来智慧农机赋能乡村发展的展望
3.1建立智慧农机集群
功能单一的农机,其内在功能的智慧性,无法反映整体农业机械设施技术的智慧程度。智慧农机发展时,应顺应各类农机功能的配合性,建立不同农机的生产关联性,以此形成智慧农机集群发展机制。
3.2研发功能综合性的智慧农机
智慧农机具有功能单一的特点,未来从综合性功能入手,发展“一机多能”,更好地简化农机生产流程,提高农户操控农机的便捷性。国内土地面积较大,各区域的地形、气候表现出一定差异性,南北方生产作物的类型不一致。为此,从各类作物生产需求入手,研发智慧农机,增强其功能的通用性,是智慧农机未来发展的重要方向。
3.3更高效的智慧农机推广方案
其一,在推广智慧农机时,从生产理念、操作方法、预警提示等各个方面入手,确保推广全面、讲解到位。其二,采取试点对照生产形式,用以展示智慧农机的生产优势。其三,建立精细全面的售后保障机制,以此提高智慧农机性能的可信性,获取更多农户信任,提高推广效果。其四,设立专门的服务人员,及时解答农户使用农机的各类问题。在解答问题时,使用短视频操作演示、远程技术指导等方法,引导农户建立较好的农机操作认识,使其懂得智慧农机的操作规范。其五,建立报修-临时农机支持方案。当智慧农机出现故障需要返厂维修时,推广部门可采取“临时农机租用支持”的方案,保证农户生产不受干扰。临时租用中,给出一定的优惠折扣,减少农户租用智慧农机的资金压力。在智慧农机功能恢复后,停止临时农机租用。采取此种智慧农机的售后服务形式,更能获取农户的认可[5]。
4结语
综上所述,在智慧农机运行的视域下,建立数据规范、运行顺畅的智慧农机平台,全面整合各类农机业务,汇聚农业生产、环境等各类信息,增加农机数据的交流速度,提高农机推广效果。在实践生产中,基于场景分析方法,建立智慧型农机管理平台,能够缩短单次农机生产时间20min、减少12%的农机故障率、提高22%的农机操作规范性,增加作物产量12%,乡村振兴效果显著[6]。在未来智慧农机研发时,持续改造农机装备,从耕种、田间管理、采摘等各个流程,逐一丰富农机功能,以此获取全流程的生产资料,提高土地生产率,促使农户增收,获取较高的乡村振兴赋能效果。
[1]李美丽.智慧农机助力乡村振兴的作用及策略[J].农业技术与装备,2024,(02):71-73.
[2]郭冠芳.乡村振兴战略背景下我国智慧农机的发展与推广[J].河北农机,2023,(21):61-63.
[3]安金锁.智慧农机助力乡村振兴的作用及策略研究[J].山西农经,2022,(13):160-162.
[4]卞瑞鹤,赵润泽.数字赋能,智慧乡村更美好[J].农村·农业·农民(A版),2021,(06):4-7.
[5]赵春江.发展智慧农业建设数字乡村[J].农机科技推广,2020,(06):6-9.
[6]江斌伟,郭玲,祖米来提·木合塔尔.智能农机赋能智慧农业[N].乌鲁木齐晚报(汉),2023-05-26(004).
