IT时报 -V3 数字上海-
3数字上海
  • ·这里,解锁智慧“种田新方式”

这里,解锁智慧“种田新方式”

嘉定外冈无人农场的好“丰”光

  

IT时报记者贾天荣
  秋收时节,当走进嘉定区外冈镇的田间地头,会看见几台大型农用收割机正作业,一派繁忙的景象中,却鲜少看到农民的身影。
  外冈无人农场是上海首个无人化农场试验基地,是华东地区乃至全国无人农场的标杆,目前已实现了4000亩水稻耕、种、管、收无人化生产作业,初步形成了一个围绕农场的数字化产业链。
  在这背后,外冈无人农场通过引入科技和创新力量,实现对现有农用作业机械的无人化改造,推动农业生产的现代化。不仅能够提高农产品的产量和质量,也能够提升农业的抗风险能力,为农业的可持续发展提供了新的可能。
  随着近年来无人农场建设,越来越多的无人化农机成为春耕秋收的主角,各类先进农业机械设备轮番上阵,田间地头成了智能化设备的“主战场”。农民种田“不下地”
  对于拥有万亩良田的外冈镇而言,农业产业无疑仍是当地一大特色。当村民原有的宅基地归并后,外冈镇通过土地复垦平整,将分散的农田连接成片,打造两万亩高水平粮田,也让这里成了最适合实现规模化、机械化种植的沃土。
  如今来到这里,地里田间无人拖拉机正来回穿梭,翻新田地,平整土地;搭载耙田机械的无人拖拉机则进一步平整打水后的田块;集智能播撒、精准喷射于一体的植保无人机缓缓起飞,穿梭在稻田上空,播种打药施肥任务一气呵成,其最大飞行速度可以达到10米/秒,大幅提升了作业效率,节省了劳动成本。
  走进无人农场的厂房,不同于想象中放置传统农具的仓库,这里更像是一个智能化中枢,几十台农机设备有序停放,一块巨大的屏幕上实时显示着农作物的长势监测、农机的作业监测、水利数据、农场人力等资源数据。
  曾经“面朝黄土背朝天”的农民们如今只需坐在控制中心,通过手机和大屏幕动动手指,就能指挥操控配备了自动导航驾驶系统的各类农机,完成水稻播种和生产。无人驾驶收割机所到之处,成熟的水稻被整齐地割断,经过脱粒、卸粮、装粮,变成一堆堆金黄色的稻粒。
  对于农民们来说,“无人化”的意义不仅在于节省了人力物力,由于农机驾驶的特殊性,很多合作社都面临一个相同的问题:新招的人要同时持有拖拉机和收割机驾驶证,需通过四年的学习和考核,这使得原本就对本地年轻人吸引力不足的农场工作人力更加捉襟见肘。
  经过几年的打造,数字化无人农场正不断完善。从拖拉机复杂的耕地路径规划,到只需定位田块的四角位置即可实现自动耕作,再到通过新增的激光雷达装置和封边技术,插秧机能够自动出库、入库,全程无须人工干预。同时,新增的变量测深施肥功能让插秧机在作业时可根据土壤深度和肥沃度自动调节施肥量,实现精准施肥……通过不断进行系统升级和探索,外冈镇正持续推动农业现代化的进程。
机器真正“无人化”
  在这个无人农场的背后,是物联网、大数据、人工智能、5G、机器人等新一代技术的完美融合。它们为农业生产提供了强大的支持,使得各个环节都能够实现无人化操作。不仅如此,这些技术还在不断地发展和创新,为未来的农业带来更加广阔的发展空间。
  上海电信嘉定局外冈支局长单晨波向《IT时报》记者介绍,早在2016年前后,嘉定便开始探索辅助驾驶技术,在农用拖拉机上安装辅助驾驶系统,帮助农民提高作业效率。然而,改装后的机械无法实现在田间自动转弯,仍需人工辅助操作,同时需要农机手携带大量辅助装备下田作业,这个瓶颈长期无法突破。
  直到2020年3月,搭载北斗高精密定位技术的无人驾驶系统投入使用,才帮助农机实现了无人化作业,并在田间实现自动转向。
  另一方面,此前无人农机存在耕、种、管、收环节的封边、漏收、漏种等问题。无人农机在机动过程中,时常会有人员跟随其左右,有安全隐患。之前农场利用“WiFi+网桥”的技术传输随车视频,画面延迟超过700毫秒,且卡顿现象严重,以至于虽然可以远端看到,但是实际上远程操控并不可行。
  为此,外冈支局联合上海外冈农机服务专业合作社、天翼物联科技有限公司等企业,共同完成了“RedCap技术助力水稻生产无人农场建设”项目,对农场内的耕地拖拉机、插秧机、植保机和收割机一共4种类型40台机器完成改造,构建基于RedCap和视频AI的感知监测体系,5G RedCap技术的20M带宽可以保证2—4个高清视频同时传输,将农机作业时的高清视频实时传输到控制室,满足高稳定性低时延的作业要求。农场作业人员可在控制室对农机具完成远程启停、油门刹车等操作,完成农场高质量耕种工作,同时满足安全生产的刚需。
  单晨波表示,该项目预计能够实现在1600亩水稻田里进行耕种、插秧和收割的实际运作,通过对水稻田的科学规划、高精度播种,土地利用效率较人工耕种土地利用效率提高2.3%,使得单位面积水稻产量提高了约2%。
  如今,无人机作业功能、作业精度和稳定性也得到进一步提升,“机器换人”让田间管理更智慧高效,农民的劳动强度降低,生产效率也大大提高。北斗卫星定位系统指引下的无人收割机,可按照规划的最优路径自动作业;无线农业气象综合监测设备能自动记录土壤水分、温度;“智慧农业云”App通过植保病虫害监测可视化信息系统,提前发现病害苗头……
无人农场“跑起来”
  在国务院印发的《“十四五”数字经济发展规划》中,对大力提升农业数字化水平提出了新要求,尤其聚焦传统农业向数字化转型。可以预见的是,未来5年,国内一定会有大量数字农业应用场景相继出现。
  作为全国数字化转型走在前端的城市,上海推出的《上海市推进农业高质量发展行动方案(2021-2025年)》显示,上海正以区、镇为单位建设一批基于数字化管理的农机社会化服务组织,打造10万亩粮食生产无人农场。
  在全市13个“绿色田园先行片区”中,嘉定正打造数字化无人农场产业片区,围绕外冈镇1.7万亩粮田推进无人农场建设。外冈镇相关负责人在接受媒体采访时表示,嘉定区数字化无人农场将分三阶段进行建设:1.0版本完成200亩稻田的全程无人化作业;2.0版本在2022年底完成1600亩标准化农田建设;3.0版本是到2025年底进入产业推广阶段,将相关技术进行成果转化,完成万亩标准化农田建设。
  为鼓励和推动无人农场的创新和发展,上海市政府还出台了《上海市粮食生产无人农场建设奖补实施办法(试行)》。根据该政策,上海市在嘉定区和松江区先行推进2万亩试点建设,特制定奖补实施办法,对成功创建无人农场的农业生产经营组织,给予每1000亩70万元的奖励。
  上海市农业农村委农机化处相关负责人此前表示,下阶段,上海将进一步提升无人作业的精确度和稳定性,扩大无人农场的运作范围,完善和加强各种农机设备的无人化协同作业、机群协同作业,将奖补政策覆盖面扩大到全市,继续推动无人农场从示范研究到产业化推广应用。