○文劉明

中國步入農(nóng)機(jī)裝備智能化時代

○文劉明

2016年10月26日，在中國國際農(nóng)機(jī)展覽會新機(jī)具作業(yè)演示現(xiàn)場，中國一拖集團(tuán)有限公司（以下簡稱中國一拖）最新產(chǎn)品東方紅LF954-C驚艷亮相。這是該企業(yè)發(fā)布的首臺無人駕駛拖拉機(jī)，標(biāo)志著我國農(nóng)機(jī)裝備正式步入智能化時代。

近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)的深度融合，以及3S系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的深入應(yīng)用，農(nóng)機(jī)自動駕駛、農(nóng)業(yè)裝備自診斷、精準(zhǔn)作業(yè)系統(tǒng)于一體的智能農(nóng)機(jī)得以快速發(fā)展。智能化是農(nóng)機(jī)發(fā)展的必然趨勢，而智能化的實(shí)現(xiàn)必須依賴電子化、數(shù)字化、自動化、網(wǎng)絡(luò)化，這些技術(shù)的載體就是互聯(lián)網(wǎng)。從智能農(nóng)業(yè)和農(nóng)機(jī)發(fā)展需求分析，適應(yīng)我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的智能農(nóng)機(jī)及大數(shù)據(jù)應(yīng)用，主要涵蓋農(nóng)機(jī)定位監(jiān)控與自動駕駛、農(nóng)機(jī)作業(yè)參數(shù)智能監(jiān)測與計(jì)量、作業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)采集與處理、智能設(shè)備協(xié)同與精準(zhǔn)作業(yè)、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸與分析決策、數(shù)據(jù)共享與應(yīng)用等領(lǐng)域。

“三化”融合催生智能拖拉機(jī)

2015年，中國一拖專門就美國的智能農(nóng)機(jī)裝備現(xiàn)狀進(jìn)行市場調(diào)研，調(diào)研顯示，2015年，GPS及自動駕駛占美國智能裝備中的83%（圖1）。

圖1

圖1 是2015年美國農(nóng)業(yè)智能化現(xiàn)狀。圍繞農(nóng)業(yè)的相關(guān)應(yīng)用種類非常多（包含電子設(shè)備、管理系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等）。顯著特點(diǎn)一是衛(wèi)星定位技術(shù)應(yīng)用非常普遍，特點(diǎn)二是自動駕駛應(yīng)用度高。高精度提供的時間和空間信息是實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)，而自動駕駛是最直接的切入點(diǎn)。

作為國內(nèi)最早從事精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和智能農(nóng)機(jī)研發(fā)和技術(shù)推廣的企業(yè)之一，早在2009年，中國一拖便向市場推出了基于衛(wèi)星定位導(dǎo)航的自動駕駛系統(tǒng)。但受制于當(dāng)時價格、前裝政策、國內(nèi)市場不成熟等因素的影響，加裝自動駕駛系統(tǒng)的機(jī)型主要用于出口，而國內(nèi)市場主要是預(yù)留自動駕駛系統(tǒng)的安裝接口。

2013年，中國一拖開始工況監(jiān)控軟硬件系統(tǒng)的自主研發(fā)。工況監(jiān)測和機(jī)器的電控水平有直接關(guān)系，一拖公司工況監(jiān)控項(xiàng)目是伴隨國Ⅲ發(fā)動機(jī)、動力換擋等產(chǎn)品研發(fā)同步進(jìn)行。中國一拖自主研發(fā)的工況監(jiān)測系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對機(jī)車位置和工況信息進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，通過GPS或者北斗系統(tǒng)獲取機(jī)車的位置信息、通過ECU和TCU采集機(jī)車的工況信息，通過遠(yuǎn)程通信終端實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞。

2016年，隨著國Ⅲ切換、動力換擋產(chǎn)品在市場上的大面積推廣，中國一拖開始啟動智能監(jiān)控平臺項(xiàng)目。中國一拖電商部經(jīng)理任賓賓說，我們認(rèn)為智能化農(nóng)機(jī)的趨勢就是信息化、電子化、機(jī)械化三者融合，我們在發(fā)展過程中要注重信息技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，注重電子化和機(jī)械化的融合，注重自動化的探索和實(shí)踐。而自動駕駛拖拉機(jī)的推出正是這一精神的體現(xiàn)。

此次中國一拖發(fā)布的無人駕駛拖拉機(jī)，搭載的信息和控制系統(tǒng)包括自動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、整車控制系統(tǒng)、雷達(dá)及視覺測量系統(tǒng)、遠(yuǎn)程視頻傳輸系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)以及遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)等。

其中，自動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)好比拖拉機(jī)的“雙腳”，能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)定區(qū)域內(nèi)車輛自動轉(zhuǎn)向；整車控制系統(tǒng)好比“肌肉和神經(jīng)”，能根據(jù)具體情況自動調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、車輛方向、剎車及電控懸掛等；雷達(dá)及視覺測量系統(tǒng)好比“耳朵”和“眼睛”，對地理環(huán)境信息進(jìn)行識別及測量，借助遠(yuǎn)程視頻傳輸系統(tǒng)，發(fā)送至操控終端并進(jìn)行顯示。

此外，借助監(jiān)測顯示系統(tǒng)和遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)，用戶還可以根據(jù)車輛工作信息對車輛工作模式進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)置。

“全方位配置的系統(tǒng)升級，可以使拖拉機(jī)實(shí)現(xiàn)真正意義上的無人駕駛?！敝袊煌霞夹g(shù)中心工程師張躍輝介紹，目前國內(nèi)一些大型農(nóng)機(jī)企業(yè)推出了安裝有導(dǎo)航駕駛系統(tǒng)的拖拉機(jī)，不過根據(jù)業(yè)界的說法，此類拖拉機(jī)被稱為“自動駕駛拖拉機(jī)”更為合適，但在實(shí)際操作的時候，其駕駛室中往往還要安排專人進(jìn)行輔助操作。

張躍輝表示，“自動駕駛”和“無人駕駛”的區(qū)別首先在于是否需要專人在駕駛室內(nèi)進(jìn)行操作，其次表現(xiàn)為拖拉機(jī)是否能夠滿足兩點(diǎn)要求：一是進(jìn)行復(fù)雜化的線路行進(jìn)，二是完成動態(tài)識別障礙物。東方紅LF954-C依靠配備的相關(guān)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)定區(qū)域內(nèi)自動路徑規(guī)劃及導(dǎo)航、自動換向、自動剎車、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的自動控制、農(nóng)具的自動控制、障礙物的主動避讓和遠(yuǎn)程控制等一系列功能，因此被中國一拖稱為首臺真正意義上的無人駕駛拖拉機(jī)。

東方紅LF954-C拖拉機(jī)應(yīng)用毫米波雷達(dá)測量、雙目相機(jī)視覺識別等先進(jìn)技術(shù)，結(jié)合北斗高精度定位技術(shù)，可適用于農(nóng)田耕、整、植保用途的無人駕駛。

大數(shù)據(jù)和服務(wù)業(yè)的融合

當(dāng)前，國際主流農(nóng)機(jī)制造企業(yè)從精量控制著手，不斷提升自身產(chǎn)品的自動化和智能化水平，通過多年的積累都建立了相應(yīng)的精準(zhǔn)作業(yè)系統(tǒng)。以迪爾、凱斯紐荷蘭、愛科為代表的三大農(nóng)機(jī)制造廠商非常重視數(shù)據(jù)的收集，并建立自己的農(nóng)機(jī)作業(yè)監(jiān)控平臺，把農(nóng)機(jī)相關(guān)的位置和作業(yè)面積、作業(yè)效率，油溫、油耗機(jī)械參數(shù)收集回來，并進(jìn)行處理和分析，為變量施肥和收獲處理提供服務(wù)。長期以來，國內(nèi)的農(nóng)機(jī)制造企業(yè)在大數(shù)據(jù)方面一直相對滯后。

當(dāng)前，中國一拖也正在搭建基于智能控制、大數(shù)據(jù)分析、移動互聯(lián)為一體的智能農(nóng)機(jī)綜合管控平臺。平臺搭建完成后將實(shí)現(xiàn)：遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程診斷、遠(yuǎn)程調(diào)度、自動駕駛、智能控制、工況監(jiān)測、故障預(yù)警、用戶直連、數(shù)據(jù)共享、大數(shù)據(jù)分析、管理決策、市場預(yù)測、研發(fā)改進(jìn)等功能。任賓賓稱，一拖后續(xù)還計(jì)劃把平臺功能擴(kuò)展，將遠(yuǎn)程監(jiān)控、在線服務(wù)、數(shù)據(jù)分析、產(chǎn)品支持、作業(yè)模型集于一體，為用戶提供作業(yè)指導(dǎo)，并為企業(yè)的生產(chǎn)、服務(wù)和領(lǐng)導(dǎo)決策做支撐，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)與服務(wù)業(yè)的融合。

當(dāng)前，中國一拖已推出調(diào)動平臺。調(diào)動平臺基于移動智能終端的遠(yuǎn)程故障申報系統(tǒng)，在拖拉機(jī)上加裝定位模塊，對機(jī)器的位置、狀態(tài)等進(jìn)行監(jiān)控管理，實(shí)時查看拖拉機(jī)作業(yè)軌跡和周邊服務(wù)信息，并實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)調(diào)度管理。用戶通過下載APP，一旦機(jī)器出現(xiàn)問題，可以實(shí)時通過照片和發(fā)送相關(guān)語音描述等多種形式在線申報故障、在線服務(wù)指導(dǎo)，協(xié)助呼叫中心、服務(wù)站提前預(yù)判故障，可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位，促進(jìn)服務(wù)及時性、有效性提高。

除了調(diào)動平臺，中國一拖還在搭建智能控制監(jiān)控平臺，通過對土壤監(jiān)測、地理信息數(shù)據(jù)，包括農(nóng)機(jī)作業(yè)的實(shí)施數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯分析、邏輯判斷，從而對農(nóng)機(jī)發(fā)布更為準(zhǔn)確的作業(yè)指令，真正實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)作業(yè)。