李欣怡LI Xin-yi；李淑娟LI Shu-juan；汪潤宇WANG Run-yu

（南華大學(xué)經(jīng)濟管理與法學(xué)學(xué)院，衡陽 421000）

1 農(nóng)機智能調(diào)度管理平臺應(yīng)用現(xiàn)狀

互聯(lián)網(wǎng)+代表一種新的經(jīng)濟形態(tài)，它為信息資料的集合和整體創(chuàng)建便捷、可靠的空間平臺。隨著農(nóng)業(yè)機械化的快速發(fā)展，農(nóng)機信息管理平臺應(yīng)運而生，平臺充分利用云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新一代信息技能與農(nóng)機相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈深度融合?，F(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以機械化勞動模式，信息技術(shù)與生產(chǎn)機械化的緊密結(jié)合，實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)的信息化發(fā)展。因此，“互聯(lián)網(wǎng)+”與跨區(qū)作業(yè)之間有著不可分離的關(guān)系。

1.1 湖南省農(nóng)機管理現(xiàn)狀研究

近幾年，我國對湖南省農(nóng)機管理的相關(guān)研究并不多。已有研究主要是針對湖南省農(nóng)機的維修服務(wù)與安全管理。謝國政（2018）提出農(nóng)機維修服務(wù)存在問題主要是四個方面：政府扶持乏力、思想認識偏差、行標(biāo)建設(shè)緩慢及部門管理缺位，其中，行標(biāo)建設(shè)緩慢是因為國家層面至今沒有一個完整的、健全的農(nóng)機維修質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系。楊杰（2016）指出“十二五”期間，湖南全省農(nóng)機監(jiān)理系統(tǒng)認真履職，積極作為，農(nóng)機安全生產(chǎn)工作實現(xiàn)了四個方面的轉(zhuǎn)變與突破，呈現(xiàn)出七大亮點。盡管如此，關(guān)于湖南省跨區(qū)域農(nóng)機的相關(guān)問題仍未解決[1]。

1.2 跨區(qū)域農(nóng)機調(diào)度研究

湖南省是農(nóng)業(yè)大省，但目前地區(qū)之間的情況差異較大，“長株潭地區(qū)”發(fā)展較好，“大湘西地區(qū)“、“湘中地區(qū)”和“湘南地區(qū)”普遍落后，農(nóng)機在農(nóng)忙時存在區(qū)域的不平衡性?？梢?，推動農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈改造升級至關(guān)重要。發(fā)展農(nóng)業(yè)機械化是提高國家農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，當(dāng)前國內(nèi)農(nóng)業(yè)機械信息化存在大量的問題，跨區(qū)域農(nóng)機調(diào)度就是其中之一。

何婧（2015）通過信息技術(shù)在大型農(nóng)機跨區(qū)作業(yè)管理中的應(yīng)用探究，了解了農(nóng)機專業(yè)網(wǎng)站建設(shè)整體水平不高、網(wǎng)絡(luò)信息內(nèi)容更新緩慢等現(xiàn)狀，提出應(yīng)該借鑒國外成功應(yīng)用大型農(nóng)機跨區(qū)作業(yè)信息技術(shù)的經(jīng)驗研究表明：應(yīng)針對我國農(nóng)機跨區(qū)作業(yè)的特點，建立和完善網(wǎng)絡(luò)工程，同時各地農(nóng)機部門也要加大對農(nóng)機跨區(qū)作業(yè)信息庫建設(shè)投入。

王洋（2019）通過農(nóng)業(yè)機械私有云作為服務(wù)提供單元，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為農(nóng)業(yè)機械連接手段，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械跨區(qū)域的智能調(diào)度[2]。該研究促進農(nóng)業(yè)機械的高效流動，提高了農(nóng)業(yè)機械的利用效率，為農(nóng)機用戶提供了便利的服務(wù)。

1.3 農(nóng)機管理與“互聯(lián)網(wǎng)+”融合發(fā)展的研究

目前我國大部分學(xué)者集中于對農(nóng)機裝備管理、性能試驗、仿真設(shè)計及監(jiān)控系統(tǒng)等方面的系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用的研究，主要包括農(nóng)機管理與“互聯(lián)網(wǎng)+”融合發(fā)展研究、管理系統(tǒng)及平臺的開發(fā)。

例如于曉波（2020）等人針對黑龍江省農(nóng)業(yè)機械工程科學(xué)研究院實驗室開發(fā)了一套農(nóng)機裝備綜合實驗平臺管理系統(tǒng)，該平臺整合了農(nóng)機實驗室資源，使各試驗設(shè)備和儀器得到最大化利用[3]。

王林風(fēng)（2017）基于安卓手機實現(xiàn)智能農(nóng)機管理系統(tǒng)設(shè)計，為設(shè)備評估、投資決策提供依據(jù)，實現(xiàn)農(nóng)機使用者、管理單位、設(shè)計與生產(chǎn)企業(yè)、售后維修、零配件供應(yīng)、作業(yè)對象等聯(lián)動，為大數(shù)據(jù)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

崔敏（2020）等人通過JDBC、ETL 等技術(shù)手段，對農(nóng)業(yè)機械化系統(tǒng)的農(nóng)機購置補貼信息化需求進行分析，并對數(shù)據(jù)庫試驗驗證功能設(shè)計邏輯，提出結(jié)構(gòu)性和功能性均較完整的“農(nóng)機購置補貼信息公開專欄”系統(tǒng)升級的整體解決方案及對策[4]。

至今我國對于農(nóng)機研究大多是對其模式機制分析，而且大多數(shù)集中于農(nóng)技推廣和技工培養(yǎng)的研究，關(guān)于跨區(qū)域農(nóng)機智能調(diào)度體系架構(gòu)研究研究較少。因此本課題希望通過湖南省內(nèi)實地調(diào)研，獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)，進行實證分析，來了解目前該模式發(fā)展情況，并建立相關(guān)平臺架構(gòu)，完善農(nóng)機運作機制。

2 湖南省農(nóng)機智能調(diào)度模式存在的問題分析

2.1 基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平低

湖南作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大省，目前農(nóng)業(yè)經(jīng)濟已經(jīng)得到了空前發(fā)展，有著自然環(huán)境優(yōu)越，農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)厚實的特點，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)取得了穩(wěn)定增長的發(fā)展趨勢，總體上湖南省的農(nóng)業(yè)機械用量、農(nóng)作物耕種收綜合機械水平都走在全國前列[5]。

近年來，湖南省農(nóng)機發(fā)展也有者顯著成效，主要表現(xiàn)在丘陵山區(qū)經(jīng)作林果業(yè)機械化加快發(fā)展，主要農(nóng)作物生產(chǎn)向全程機械化邁進，農(nóng)機化發(fā)展扶持政策效果明顯等方面。同時也存在著幾個待解決的方面，由于湖南省農(nóng)村勞動力的大量轉(zhuǎn)移，外出務(wù)工人員在農(nóng)村時間少，很難享受到農(nóng)業(yè)機械化帶來的好處，往往不愿意籌集資金建設(shè)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施，盡管政府有補貼，但農(nóng)民自身缺乏資金，不會將大量資金投入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)機械資金投入不足，不能發(fā)揮整體利益。

鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)機重管理，輕服務(wù)的態(tài)度影響了農(nóng)機的推廣和農(nóng)機使用情況，鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)機管理部門需要協(xié)助縣農(nóng)機管理部門，做好對農(nóng)業(yè)機械牌證的核發(fā)，換證及駕駛操作技術(shù)人員的培訓(xùn)等工作，但由于經(jīng)費問題，推廣及技術(shù)培訓(xùn)等服務(wù)性工作開展困難，形成了重管理輕服務(wù)的現(xiàn)象。

湖南省農(nóng)業(yè)區(qū)域發(fā)展不平衡，導(dǎo)致某些地區(qū)農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展水平較低，以長株潭城市群為核心，由東至西遞減，總體表現(xiàn)為農(nóng)業(yè)低速發(fā)展地區(qū)整體位于湖南省中西部和湘西州，這些地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施差，田塊小不集中，農(nóng)機上不去，限制了農(nóng)機作業(yè)發(fā)展。農(nóng)機裝備結(jié)構(gòu)不符合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展要求，也是湖南省農(nóng)機目前需要改善的問題之一，耕收機械雖較多，但大部分為小模經(jīng)營使用的家庭機械，適用于耕田，灌溉等小型農(nóng)業(yè)活動，而作業(yè)效率高的中大型農(nóng)機較少，特別是中大型拖拉機，機電排灌等機械相對不足。

2.2 勞動力匱乏和資金短缺

隨著近年來農(nóng)村城鎮(zhèn)化進程的不斷發(fā)展，加之國家出臺的許多鼓勵農(nóng)民工進城務(wù)工的相關(guān)政策，大量勞動力轉(zhuǎn)移，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中勞動力急劇匱乏，使得人們對農(nóng)機作業(yè)的迫切需求日趨突顯，農(nóng)機智能調(diào)度這一模式可以很好地解決勞動力短缺的現(xiàn)狀，而在我們構(gòu)建平臺的同時，也遇到了關(guān)于運行上待解決的問題。

首先，運輸農(nóng)機途中產(chǎn)生的成本過高，在湖南省內(nèi)一系列的收割點中，如何尋找到最合適的路徑，使運輸中產(chǎn)生的成本最小。

其次，尋找最合適路徑的同時，該如何合理分配農(nóng)機的使用。在農(nóng)機待執(zhí)行調(diào)度任務(wù)的過程中，如何防止不同任務(wù)數(shù)量，距離等因素帶來的的影響，為每個農(nóng)田作業(yè)點分配到合適的農(nóng)機，滿足大部分需求者的要求，若幾個地區(qū)同時需要同種農(nóng)機時，無法滿足每個地區(qū)的需求時，僅僅按照利益大小而選擇的方法是否可行。農(nóng)機服務(wù)站為了方便調(diào)度，應(yīng)該建設(shè)在農(nóng)村，其中工作人員普遍為長期在服務(wù)站工作的農(nóng)村老員工，雖然對農(nóng)村的環(huán)境人文等因素更加熟悉，但也有了自己的一套固化思維，他們能否適應(yīng)新型農(nóng)機市場的要求，愿意學(xué)習(xí)新的知識結(jié)構(gòu)體系，如果這些員工們不配合，將來會給管理部門帶來很大的難題。

近幾年國家對農(nóng)業(yè)大力扶持，出臺了許多政策補貼，推廣了農(nóng)機的使用范圍，調(diào)動了農(nóng)民的積極性，但卻缺乏對于后續(xù)的管理，在一定程度上造成農(nóng)機管理方面資金的不足，加上我國耕地結(jié)構(gòu)復(fù)雜，想實現(xiàn)全面數(shù)字化需要大量的資金支持，資金的匱缺會使我們的工作更難進行下去。

由于發(fā)現(xiàn)湖南省農(nóng)機發(fā)展中出現(xiàn)的農(nóng)機建設(shè)資金缺乏、地理問題導(dǎo)致的湖南省農(nóng)機發(fā)展水平不均衡和農(nóng)機裝備結(jié)構(gòu)不合理等問題，農(nóng)機智能調(diào)度平臺應(yīng)運而生。建立農(nóng)機智能調(diào)度平臺主要是通過利用各季節(jié)的農(nóng)作物收割播種的時間差，將省內(nèi)各農(nóng)業(yè)區(qū)域的閑置農(nóng)機調(diào)度起來，為有需要的農(nóng)民提供租賃農(nóng)機的服務(wù)。這樣既可以解決湖南省農(nóng)業(yè)區(qū)域因缺乏資金而導(dǎo)致農(nóng)業(yè)機械不足的問題，也可以通過出租較為便宜的高端農(nóng)機提高農(nóng)業(yè)機械化水平和解決湖南省中西部地區(qū)和湘西州田塊不集中而導(dǎo)致的農(nóng)業(yè)低速發(fā)展問題。

3 湖南省跨區(qū)域農(nóng)機智能調(diào)度平臺架構(gòu)設(shè)計

農(nóng)機調(diào)度平臺是基于田間作物生長的時間差異性，為實現(xiàn)優(yōu)化農(nóng)業(yè)機械的使用效率的目標(biāo)而設(shè)計的。為了使湖南省農(nóng)機在農(nóng)耕季節(jié)得到高效的調(diào)度安排，保障農(nóng)田順利完成農(nóng)事作業(yè)，團隊基于GIS 技術(shù)，利用GPS 定位設(shè)備、智能調(diào)度終端等對湖南省的農(nóng)業(yè)機械調(diào)度進行了設(shè)計[6]。我們以5G 智能手機、PC 瀏覽器為終端，面向廣大農(nóng)機企業(yè)、農(nóng)民以及農(nóng)機手等提供農(nóng)機定位查詢、農(nóng)機分布查詢、農(nóng)機遠程調(diào)度等農(nóng)業(yè)行業(yè)應(yīng)用產(chǎn)品，從而因地制宜提高農(nóng)機利用率，減少不必要的農(nóng)機數(shù)量，為提高農(nóng)機機械化程度和農(nóng)機信息服務(wù)的智能化水平提供一種新的思路和技術(shù)手段。

3.1 農(nóng)機智能調(diào)度平臺整體架構(gòu)

平臺由用戶層、應(yīng)用層、支撐層、服務(wù)層四個部分組成。

用戶層對接三類用戶，農(nóng)機企業(yè)，農(nóng)民和農(nóng)機手，利用移動互聯(lián)網(wǎng)特點，將線上與線下相融合，從農(nóng)民通過平臺發(fā)出租賃信號，平臺調(diào)度附近空閑農(nóng)機并根據(jù)客戶的需要匹配附近的農(nóng)機手，農(nóng)機企業(yè)可以在平臺上放上空閑待租的農(nóng)機，提供農(nóng)民租賃。與此同時，有閑置農(nóng)機的農(nóng)戶也可以租出自己的農(nóng)機獲取收益。農(nóng)機手是一類具有農(nóng)業(yè)機械相關(guān)技能的人，他們接取平臺上的訂單，相當(dāng)于開展了類似于“滴滴打車”的業(yè)務(wù)，可以全職也可以兼職?；贠2O的電子商務(wù)模式，線上下單、線下服務(wù)，無論是農(nóng)戶、農(nóng)機企業(yè)還是農(nóng)機手，都需要通過軟件平臺獲取信息，形成“鏈條式”的服務(wù)創(chuàng)新，最大限度優(yōu)化農(nóng)業(yè)機械的使用效率，改變傳統(tǒng)購買農(nóng)業(yè)機械的方式，最大化節(jié)省農(nóng)機資源。

應(yīng)用層包含農(nóng)機實時監(jiān)控、農(nóng)機分布查詢、農(nóng)機遠程調(diào)度、軟件系統(tǒng)管理等四個模塊。該部分為系統(tǒng)后臺功能。比如可以通過安裝在農(nóng)機上的GIS 移動終端反饋回實時數(shù)據(jù)查詢農(nóng)機在地圖中的位置，點擊農(nóng)機圖標(biāo)還可以瀏覽其基本信息；并且用矩形圖和圖表的形式展示訂單數(shù)量，訂單狀態(tài)，統(tǒng)計信息，以及人員信息等，可以讓后臺管理員第一時間獲得需要的訂單數(shù)據(jù)，能夠?qū)γ颗_農(nóng)機的狀態(tài)了如指掌。

支撐層該部分為平臺構(gòu)建的技術(shù)支撐。創(chuàng)新總是需要技術(shù)支撐的，工程支持技術(shù)的開發(fā)研究，對實現(xiàn)這一技術(shù)思想起著重要的作用。

如：農(nóng)田信息采集與農(nóng)機農(nóng)作的空間定位，需依靠地理空間信息管理和數(shù)據(jù)處理，需要應(yīng)用地理信息系統(tǒng)（GIS）；未來大量地理空間數(shù)據(jù)的更新，需要遙感技術(shù)（RS）的支持；計算機數(shù)據(jù)處理和作物耕作范圍圖自動生成軟件技術(shù)；田區(qū)空間變量信息的快速實時采集，需要研究基于新原理的傳感技術(shù)與信號處理技術(shù)，并且制定科學(xué)的農(nóng)業(yè)機械調(diào)度方案，作為一個能協(xié)調(diào)運作的智能化系統(tǒng)需要有高效的信息集成以及有關(guān)信息傳輸、標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)的研究等等[7]。平臺基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、GIS 技術(shù)以地理空間為基礎(chǔ)，實時提供多種空間和動態(tài)的地理信息，用于對數(shù)據(jù)的采集訪問操作，空間分析?？蛻舳说男盘?、北斗信號、以及其他相關(guān)系統(tǒng)的信息采集到數(shù)據(jù)庫后由智能調(diào)度終端分析后調(diào)度農(nóng)機。

服務(wù)層主要是面對農(nóng)民和農(nóng)機企業(yè)，提供的服務(wù)有三類，包括租賃服務(wù)、維修服務(wù)、科技推廣培訓(xùn)服務(wù)。租賃服務(wù)是平臺的核心服務(wù)，維修服務(wù)是平臺為租賃后的農(nóng)機的維護，需要在線下進行，科技推廣培訓(xùn)服務(wù)主要是為了提高高端農(nóng)機的普及率，從農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展趨勢來看，高效率的高端農(nóng)機會逐漸替代依舊需要人工操作的低端農(nóng)機。隨著高端農(nóng)機的普及后，平臺不僅可以做到農(nóng)機的調(diào)度，還可以幫助農(nóng)民監(jiān)控農(nóng)機的運行和操控農(nóng)機的運作。

3.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計

系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫以關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）技術(shù)為基礎(chǔ)設(shè)計，按照既定的功能分為用戶信息庫、業(yè)務(wù)服務(wù)庫、調(diào)度控制庫和安全管理庫四個部分：用戶信息庫包括用戶ID、登入密碼、聯(lián)系方式和用戶身份等信息。業(yè)務(wù)服務(wù)庫包括作業(yè)內(nèi)容、作業(yè)質(zhì)量、軌跡回放、滿意度測評等信息。調(diào)度控制庫包含調(diào)度地點、調(diào)度站緯度和經(jīng)度、監(jiān)控信息、周轉(zhuǎn)路線等信息。安全管理庫包含農(nóng)作物類型、作業(yè)路徑、系統(tǒng)故障時間、常規(guī)操作響應(yīng)時間、應(yīng)急故障種類等信息。數(shù)據(jù)庫內(nèi)的大量信息儲存，并且能夠快速的調(diào)用，這使得處理業(yè)務(wù)的質(zhì)量和速度有所提高。

4 農(nóng)機智能調(diào)度平臺完善建議

為了解決農(nóng)機智能調(diào)度平臺實際運行中出現(xiàn)運輸成本高、農(nóng)機分配路徑、平臺接受程度不高和后續(xù)管理不足的難點，平臺中加入了以下的解決措施。

4.1 建立農(nóng)機服務(wù)站

平臺根據(jù)各數(shù)據(jù)確認了湖南省各地農(nóng)業(yè)區(qū)域的農(nóng)機需求程度和供給能力，在考慮了服務(wù)的有效性，各個農(nóng)田在不同時段對農(nóng)機的需求程度和成本控制等方面的因素來選擇農(nóng)機服務(wù)工作站的建立地址[8]。我們從經(jīng)濟性原則與覆蓋性原則兩個角度出發(fā)構(gòu)建了農(nóng)機調(diào)度模型，經(jīng)濟性原則主要考慮設(shè)立農(nóng)機工作站，使農(nóng)機的運輸調(diào)度成本達到最低。覆蓋性原則主要為如何合理規(guī)劃農(nóng)機服務(wù)站點，將農(nóng)機智能調(diào)度服務(wù)應(yīng)用于湖南省大部分農(nóng)田地中。

4.2 線下推廣和申請補助

平臺可進行線下的推廣，派人前往農(nóng)村進行宣傳，提供科技培訓(xùn)服務(wù)，并且在內(nèi)部成立對政部門和相關(guān)的政府管理人員進行交涉。資金短缺的問題，可以由對政部門和政府協(xié)商申請補助[9]。

此外，由于湖南省農(nóng)村生產(chǎn)小規(guī)模經(jīng)濟占比較多，生產(chǎn)手段也不夠成熟，想要實現(xiàn)跨區(qū)域農(nóng)機調(diào)度仍需要較長的發(fā)展時間，本文設(shè)計的平臺利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為農(nóng)業(yè)機械連接手段，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械跨區(qū)域的智能調(diào)度，對提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營效率、大幅度降低生產(chǎn)成本、轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者對落后農(nóng)業(yè)科技含量低的觀念有突出作用。

4.3 線上推廣

在解決平臺對于農(nóng)村勞動人口接受度不高的問題上，平臺可通過自媒體營銷的方式完成[10]。隨著抖音，微信小視頻，微博在農(nóng)村的不斷推廣，許多農(nóng)村人口對自媒體的推送認可度逐漸提高，平臺可以通過付出一定的廣告費，加大公關(guān)工作，加大宣傳力度，通過自媒體在農(nóng)村打響知名度。