楊 雄 吳道明

重慶航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院 重慶 400021

農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)是一種新的現(xiàn)代植物保護(hù)技術(shù)，農(nóng)業(yè)作業(yè)中推進(jìn)無人機(jī)植保，不僅能可以提高農(nóng)業(yè)植保作業(yè)效率，還能提升當(dāng)代化農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)程度，解決了偏遠(yuǎn)山區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中勞動(dòng)力短缺的問題。并且在農(nóng)業(yè)噴灑的過程中，無人機(jī)產(chǎn)生的氣流有助于對(duì)農(nóng)作物下葉面的噴灑，能實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥的全方位覆蓋，控制效果好，安全性高。植保無人機(jī)還具備遠(yuǎn)程控制操作和自動(dòng)噴灑路線規(guī)劃的能力，避免農(nóng)藥噴灑作業(yè)人員的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，提高了操作人員的安全性，大大降低了植物保護(hù)人員傷亡。雖然使用無人機(jī)農(nóng)業(yè)植保具有節(jié)省勞動(dòng)力、提高生產(chǎn)效率和對(duì)環(huán)境污染小等特點(diǎn)，但是，由于我國(guó)航空器的管理制度的不健全、航空噴施作業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不完善、操作人員缺乏等因素，導(dǎo)致了植保無人機(jī)的發(fā)展停滯不前。嚴(yán)重影響了我們無人機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和植保無人機(jī)推廣的進(jìn)程。

1 相關(guān)法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)的問題

1.1 政策法規(guī)體系不完善

植保無人機(jī)的作業(yè)關(guān)系到航空、農(nóng)機(jī)、植保等多個(gè)部門的相互協(xié)作。由于缺乏詳細(xì)的發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，再加上農(nóng)業(yè)航空政策法規(guī)不健全，監(jiān)管部門不明確等問題。植保無人機(jī)農(nóng)業(yè)作業(yè)申報(bào)空域比較繁瑣，且成功申報(bào)的可能性較小，不僅增加了農(nóng)業(yè)作業(yè)的成本，而且還有可能耽誤無人機(jī)的最佳作業(yè)時(shí)間，甚至導(dǎo)致農(nóng)業(yè)作業(yè)任務(wù)的取消，截至到現(xiàn)在，我國(guó)還沒有專門出臺(tái)了旨在促進(jìn)航空業(yè)的快速發(fā)展的相關(guān)措施，和對(duì)農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)的采購(gòu)補(bǔ)貼，燃油補(bǔ)貼的相關(guān)制度，政府和相應(yīng)的行業(yè)都缺乏對(duì)無人機(jī)參與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)的總體支持。

1.2 航空噴施作業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

在我國(guó)，無人機(jī)參與農(nóng)業(yè)植保作業(yè)起步較晚，起步之初，由于無人機(jī)的作業(yè)對(duì)象是華北華中平原，作業(yè)面積大，大多使用的固定翼飛機(jī)做空中植物保護(hù)工作。這樣造成了我國(guó)的單軸無人機(jī)和多旋翼無人機(jī)的研制工作一直處于驗(yàn)證階段。相對(duì)應(yīng)的無人機(jī)的噴灑系統(tǒng)也是缺乏深入的開發(fā)，對(duì)于無人機(jī)作業(yè)的植物、農(nóng)藥使用劑量、植保作業(yè)高度、飛行作業(yè)速度等沒有形成一套完善的科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)。

2 植保無人自身存在問題

2.1 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系不完善

我國(guó)現(xiàn)在對(duì)植保無人機(jī)的監(jiān)管處于空白領(lǐng)域，其中包含了無人機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和植保無人機(jī)作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。由于植保無人機(jī)生產(chǎn)資金、技術(shù)門檻較低，再加上目前沒有相關(guān)的質(zhì)量監(jiān)管體系等。有些無人機(jī)的生產(chǎn)企業(yè)就是完全靠在網(wǎng)上購(gòu)買相應(yīng)的零部件。自己動(dòng)手完成組裝，沒有自己的核心技術(shù)，沒有自己的研發(fā)團(tuán)隊(duì)。導(dǎo)致市場(chǎng)上的植保無人機(jī)的質(zhì)量良莠不齊，不能保證植保無人機(jī)在農(nóng)業(yè)作業(yè)中的安全性，損害了農(nóng)戶的利益，嚴(yán)重的制約了無人機(jī)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展。

2.2 使用成本過高

一般一架植保無人機(jī)在5--30萬元之間，智能型的價(jià)格更高，規(guī)模較小的社會(huì)化服務(wù)組織，一次性全資購(gòu)買較為困難。同時(shí)，每年的維護(hù)費(fèi)用較高，操作失誤容易導(dǎo)致墜機(jī)，每個(gè)旋翼300元左右，每個(gè)電動(dòng)機(jī)的維修費(fèi)用超過1000元，一般每架每年平均維修費(fèi)用在2000-5000元。且在使用過程中動(dòng)力電池的更換費(fèi)用也不可小視，平均一個(gè)無人機(jī)鋰電池的充放電次數(shù)為1000次左右，且電池的購(gòu)買費(fèi)用不菲，這些都將增大無人機(jī)在農(nóng)業(yè)作業(yè)中的使用成本。

2.3 缺少合格的無人機(jī)控制操作手

對(duì)于無人機(jī)能否安全的作業(yè)，除了無人機(jī)自身的硬件和系統(tǒng)外，還和我們的飛行控制人員有很大的關(guān)系，雖然有些先進(jìn)的植保無人機(jī)能實(shí)現(xiàn)自主獨(dú)立的飛行與作業(yè)，但對(duì)與復(fù)雜的山地與丘陵環(huán)境，無人機(jī)開啟智能飛行模式后，有可能會(huì)造成無人機(jī)為了自身的安全，系統(tǒng)對(duì)無人機(jī)的飛行路線進(jìn)行強(qiáng)制性的干預(yù)，造成有些農(nóng)作物沒有噴灑到農(nóng)業(yè)的可以性。所以一名合格的無人機(jī)駕駛?cè)藛T也是相當(dāng)有必要的，一般多旋翼無人機(jī)的操作相對(duì)簡(jiǎn)單，培訓(xùn)費(fèi)用大約需要1.5萬元，培訓(xùn)時(shí)間大約需2個(gè)月之久，在這種情形下，對(duì)于參加培訓(xùn)的學(xué)員，經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)較重。而當(dāng)前農(nóng)村勞動(dòng)力大量外流的形勢(shì)下，若收益差，即使培訓(xùn)了合格操控手，也難保持其穩(wěn)定性。

2.4 植保無人機(jī)維修售后保障嚴(yán)重不足

由于近幾年我們農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)出現(xiàn)欣欣向榮的景象，對(duì)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展起到了積極的促進(jìn)作用，很多無人機(jī)企業(yè)也加入到農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)的行列，植保無人機(jī)的發(fā)展起到了推動(dòng)下的影響。由于植保無人機(jī)屬于高智能的產(chǎn)品，維修和維護(hù)需要專門的技術(shù)人員進(jìn)行操作，但由于植保無人機(jī)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)布局不夠完善，很多無人機(jī)企業(yè)的售后配套系統(tǒng)還沒建立健全，經(jīng)常在無人機(jī)出現(xiàn)故障后，售后維修時(shí)間長(zhǎng)，售后等不到保障并且維修成本高、耗時(shí)耗力的特點(diǎn)，由于無人機(jī)售后維修的系統(tǒng)不夠完善，嚴(yán)重的影響了植保無人機(jī)在農(nóng)業(yè)作業(yè)中的運(yùn)用。

3 亟需解決的核心關(guān)鍵技術(shù)

3.1 農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)噴施專用藥劑

由于無人機(jī)農(nóng)業(yè)植保產(chǎn)業(yè)是近幾年的才發(fā)展起來的，很多地區(qū)還是按照傳統(tǒng)人工農(nóng)藥噴灑的經(jīng)驗(yàn)，使用傳統(tǒng)的方式來進(jìn)行藥劑的配對(duì)，未考慮到無人機(jī)植保中農(nóng)藥在植物葉面的附著力，藥效作用等，而且國(guó)內(nèi)還沒有用于無人機(jī)噴灑作業(yè)的的專用藥劑，大都采用傳統(tǒng)的農(nóng)藥進(jìn)行噴灑作業(yè)，由于地面噴灑作業(yè)與空中噴灑作業(yè)的不同性，造成農(nóng)藥配比不科學(xué)，影響了作業(yè)效果，對(duì)作業(yè)環(huán)境造成了污染等。無人機(jī)的專用藥劑的開發(fā)與研制，應(yīng)該遵循低污染、高藥效、高附著力和環(huán)保安全等特點(diǎn)。

3.2 高穩(wěn)定性和高可靠性的農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)自主飛行控制系統(tǒng)

雖然有人駕駛農(nóng)用飛機(jī)的控制技術(shù)比較成熟，但在小型或小型無人機(jī)、低空飛行、地面復(fù)雜的作物冠層結(jié)構(gòu)對(duì)壓力高度造成明顯影響的情況下，很難保證飛行的穩(wěn)定性。還有各種復(fù)雜的農(nóng)田環(huán)境缺乏合適的(不同高度和不同的位置，不同種類的作物)為高穩(wěn)定性、高可靠性的小型無人機(jī)的工作自主飛行控制系統(tǒng)，以適應(yīng)超低空領(lǐng)域，在地平線上，在任何時(shí)候和任何其他特殊要求。

3.3 植保無人機(jī)高效輕量化噴施部件

植保無人機(jī)的持續(xù)工作時(shí)間和工作載重量是無人機(jī)的兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，直接關(guān)系到農(nóng)業(yè)植保中的效率問題，所以，植保無人機(jī)的自身重量是影響到工作中裝載藥物的量，只有實(shí)現(xiàn)植保無人機(jī)機(jī)身的輕量化，才能提升載藥量，改進(jìn)無人機(jī)的農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)均勻噴灑，低量噴灑，才能提升植保無人機(jī)的噴灑面積，到達(dá)改善農(nóng)業(yè)植保的作業(yè)效率。

4 結(jié)語

雖然目前在推廣上還存在農(nóng)業(yè)航空相關(guān)政策制度的不健全、農(nóng)業(yè)植保領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員缺乏、農(nóng)業(yè)無人機(jī)植保社會(huì)化服務(wù)體系不完善、無人機(jī)價(jià)格偏高、使用成不高、無人機(jī)核心技術(shù)不成熟等的問題，但是通過轉(zhuǎn)變現(xiàn)如今的推廣模式，由政府主導(dǎo)企業(yè)參與、農(nóng)業(yè)植保公司統(tǒng)一作業(yè)、建立農(nóng)業(yè)合作社等推廣模式，和提高無人機(jī)植保在農(nóng)業(yè)作業(yè)中的適應(yīng)性、完善無人機(jī)植保的保障制度、加強(qiáng)無人機(jī)核心技術(shù)的公關(guān)等對(duì)策是能夠得到有效解決的。無人機(jī)植保推廣提升當(dāng)代農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，保證農(nóng)業(yè)植保質(zhì)量具有重要意義。