薛国华
摘要:我国作为粮食生产和消费大国,粮食安全是国家安全的重要基础,覆盖生产、流通、消费全环节。在坚守18亿亩耕地红线的前提下,”藏粮于技”战略的落地离不开现代科技赋能。本研究聚焦粮食种、长、收、储、运、销全产业链,探索信息化技术的深度应用路径,旨在构建精细化、精准化的全生命周期管理体系,全面提升粮食安全保障能力,筑牢国民经济社会发展的根基。习近平总书记多次强调粮食安全是 “国之大者”,”只有把牢粮食安全主动权,才能把稳强国复兴主动权”,运用信息化技术构建全生命周期安全保障体系,既是贯彻落实总书记重要指示精神的具体行动,也是夯实国家发展根基的关键举措。
一、粮食产业链运用信息化技术现状
(一)粮食种植业信息化发展现状
近年来我国粮食生产根基稳固,数据表现亮眼。2024年全国粮食播种面积达17.90亿亩,同比增长0.3%,总产量首次突破1.4万亿斤,单产提升至394.7公斤/亩的历史新高。其中稻谷、玉米播种面积分别增长0.2%和1.2%,小麦播种面积微降0.2%但单产增长2.7%。这一成果得益于中央政策支持与农业科技现代化普及,为农业信息化发展奠定了坚实基础,其发展呈现四大显著特征:
1.市场规模持续扩大:农业信息化通过数字化、网络化、智能化改造农业全环节,2022年市场规模达1141.95亿元,硬件占比超半数,软件和服务市场增速显著。物联网、大数据、人工智能推动卫星遥感、精准农业落地,大型农场已广泛应用自动驾驶拖拉机、无人机植保等设备,实现土壤、气候、作物情况的精准把控与高效种植。
2.基础设施不断完善农村5G网络与宽带接人覆盖率持续提升,为信息化推广提供网络支撑。农业物联网快速发展,农田传感器实时采集温湿度、光照等数据并传输至控制中心,为生产决策提供科学依据。各级政府加大投入,推动农业信息化平台的建设与升级。
3.应用范围全链覆盖:信息化应用已从生产端延伸至销售、管理、治理等多领域。生产端通过智能传感器、机器人实现智能化生产,农业大数据预测产量与病虫害;销售端依托农村电商加速农产品流通;管理与治理端则通过信息化技术提升管理效率与治理水平。
4.政策体系保障有力:农业农村部发布《关于大力发展智慧农业的指导意见》《全国智慧农业行动计划(2024—2028年)》,明确三大行动方向。地方政府出台配套措施,为农业信息化发展提供明确政策指引与支持。
(二)粮食加工运输业信息化建设情况
粮食运输以公路、铁路、水路为主,无空运方式,运输形式分为袋装、散装与集装箱三类。散装运输因省去包装成本、便于机械化装卸、提升效率、降低劳动强度等优势,成为当前主流运输方式。其信息化建设呈现以下特点:
1.物流管理信息化体系成型物流企业通过信息化系统实现货物实时跟踪与动态调度,降低运输成本、提升效率;粮食交易平台提供在线交易、行情分析、信息发布等服务,为企业提供便捷交易场景与精准市场数据。大数据分析深化应用,助力企业优化库存管理与物流配送方案。
2.粮源追溯体系覆盖不足:受散粮运输特性限制,无法实现精准赋码与全流程监管。多数粮食缺乏标准化封装与溯源码全覆盖机制,关键信息追查存在空白。仅精品粮加工运输领域形成基础追溯体系,通过二维码关联粮源地信息。
3.加工行业信息化进程缓慢:粮食加工行业利润微薄,多数传统企业缺乏设备更新动力,核心生产环节仍依赖传统机械与人工操作。智能化质量监测、追溯系统与现代化仓储发运系统协同不足,未打通从收购到消费的全程信息化监控链路,大数据与人工智能应用处于浅层阶段。
(三)粮食储管销售信息化建设情况
在各级粮食和物资储备部门推动下,粮食储备管理信息化投入大量人力物力,通过顶层设计与功能规划,构建起完善的信息化管理平台与储管体系,形成完整保障架构:
1.政策性粮食信息化”全覆盖”:按照 “四统一”要求,中央与地方政策性粮食信息化覆盖率达100%,涵盖所有政策性粮种。购销与储备管理均通过信息化系统开展,实现业务数据与仓房视频监控实时上传,对粮食收购、储存、销售全过程进行远程动态监管。
2.监管信息化系统”一盘棋”:建成国家平台为核心、省级与央企平台为枢纽、粮库信息系统为基础的三级监管架构。国家平台整合数据资源,深化技术应用,打造”数字大脑”;中储粮实现业务数据实时汇聚与国家平台对接;粮库通过信息系统完成业务在线处理,实现数据”一张图”呈现、”一张表”管理。
3.人机协同管粮”数字化”:建成数据质量监控反馈与评价系统,从多维度开展数据质量综合评价。省级平台强化源头数据采集,确保数据”一数一源、动态汇集”,与国家平台实时对接。各级部门建立涉粮违规大数据预警模型,推行人机协同监管,实现动态监测与深度洞察。
二、粮食产业链信息化建设发展面临的主要困难
我国粮食产业链信息化保障体系已初步形成,但受产业特性影响,仍面临诸多突出问题:
1.老旧设施改造难度大:多数粮库检测系统完善,但调控与管理系统滞后。地方储备粮监管平台仅覆盖政策性储粮,未纳入市场化储备粮。智能粮库所需调控设施、机械化智能控制等技术应用效果不佳,通风系统效率、内环流控温智能化水平有待提升,空调控温的经济性与环保性需优化。
2.技术融合与精准监测难度大:粮食系统信息数据库缺乏统一标准,数据采集覆盖有限、挖掘不足,跨领域信息共享与利用困难。数据安全问题突出,保密性、完整性等需加强。精准监测领域,传感器精度与稳定性、预警及决策算法仍需突破,极端环境下设备准确性有待验证。
3.设备兼容性与维护难度大:一是设备兼容性差,不同厂家设备规格不统一,增加储粮成本;二是设备维护能力不足,设备质量参差不齐,工作人员专业知识欠缺易导致设备损坏,且粮库缺乏专业维修团队,维修响应慢、成本高;三是数据管理与设备监测滞后,数据整合管理系统不完善,实时监测系统准确性与稳定性不足。
4.制度不完善与人员培训不足:制度层面,”智慧储粮”相关制度框架不健全,数据管理关
键环节缺乏明确规范,部门间协作机制不完善,信息孤岛现象普遍。人员层面,从业人员对系统认知不足,缺乏操作与维护技能,导致操作不当、系统故障频发,影响系统效能发挥。
5.智能化系统全盘设计不足:农业部门与粮食物资储备部门在监管系统设计中缺乏高位统筹,数据传输与监管环节未形成完整链条。各地智能粮库建设缺乏一体化标准,库房与设备对接不精准,仓储管理仍需大量人力。智能化技术与粮库设计、布局匹配缺乏精准测算,传统管理模式仍占主导。
三、粮食产业链信息科技发展主要趋势
(一)粮食种植生产方面
城镇化推进催生土地集约化经营,新型农场经营主体推动高标准农田建设,为机械化、信息化生产创造条件。未来农业信息化将向高阶智能化迈进:
1.精确测绘领域:高精度测绘系统对农田基础条件、作物生长态势、自然灾害风险进行科学研判与预警,为种植决策提供数据支撑。
2.生产管理领域:农业物联网实现远程监控、精准施肥、智慧水资源管理,智能传感器与农业机器人普及应用,提升生产管理智能化水平。
3.信息决策领域:大数据与人工智能融合应用,生成精准科学的种植决策方案,兼顾农业可持续性与经济效益提升。
(二)绿色智能储粮方面
新型绿色储粮仓将采用一体化、智能化控制系统,全维度监控与调整储备环境,保障粮食品质,技术应用聚焦三大方向:
1.温湿度精准控制:通过各类传感器实时监测环境参数,智能控温设备结合多种控温技术,将粮温稳定在准低温或低温状态,抑制害虫与微生物繁殖。
2.安全与质量监管:依托实时监控设备捕捉人员操作与虫害情况,触发异常预警;智能扦检与检验检测系统融合,动态管控粮食水分、脂肪酸值等关键指标。
3.绿色储粮技术升级:推广氮气气调储粮技术,实现绿色防虫;运用大数据分析历史储粮数据,预测存储风险,优化储存条件。
(三)粮食加工生产方面
未来核心发展方向为信息化与机械化深度融合,新型技术与设备广泛应用
1.生产效率与质量提升:智能扦样设备自动识别车型与粮种、随机选取扦样点,提升效率、降低成本与人为误差。
2.全流程监管强化:智能化生产线实现加工样本溯源与穿透式监管,构建安全可信的收储加工体系。
3.生产管理智能化升级:自动化控制系统实现生产过程精确控制与动态优化;大数据与人工智能分析全流程数据,实现实时监控与智能决策,推动供应链透明化与协同管理升级。
四、粮食产业链安全信息化保障体系构建思路
(一)基本原则
遵循”一体化设计、模块化建设、区域化推进、系统化集成”核心原则,将基础设施、硬件配置、软件开发、标准制定、信息安全、数据分析等模块整合为有机统一的应用系统,推动粮食安全保障信息化、智能化转型。
(二)基本架构
坚持整体规划、一体设计,纵向贯通国家、省、市、县(区)、企业五级体系、三级架构,建立统一数据标准,实现互联互通与协同联动:
国家层面:统筹全国信息化体系建设,秉持 “四统一”要求,搭建总体架构。整合全国数据资源,深化技术应用,打造”数字大脑”;构建全域粮田遥感影像数据库,推算产供规模与仓容需求,规划四级仓容布局;建立统一数据标准体系,实现”一张表”管理;运用边缘计算技术构建监管系统,建设数据储备智能测算系统,动态调配粮食储备。
地方各级政府粮食主管部门:省、市级聚焦行政管理与公共服务全流程,构建全方位服务体系,实现与各类涉粮主体互联互通,为各项工作提供信息支撑。县(区)级作为一线主体,围绕全环节推进信息化建设,接人入卫星测控网络,强化各环节动态监测,构建闭环监管体系。
粮食仓储企业:构建”技防技控”智慧仓储系统,实现与四级监管系统互联互通,完成数据与视频采集上传及”穿透式”监管。应用物联网、智能化设备与大数据算法,优化整合各类系
统功能,提升仓储管理智能化、精细化水平。
(三)主要功能模块
1.粮田监管模块:依托”遥感+GIS+AI+物联网”技术,构建立体监测网络与数字化服务体系。包含粮田建设资源管理子模块(规范数据管理,动态维护更新各类数据)、高标准农田建设项目监管子模块(涵盖粮田结构、设施现状、种植环境数据分析功能),实现粮田常态化、精准化监测。
2.粮情监测模块:构建农业感知调控系统,实现粮食生产全流程全面感知、智能处理与自动控制。具备作物识别、长势监测、产量预估、土壤墒情监测、病虫害与气象灾害预警、灾害定损评估等功能,监管耕地违规利用行为,生成相关空间分布图,为耕地保护与生产监管提供支撑。
3.粮食购销模块:以企业业务管理为核心,兼顾全链条监管功能。包括流通与订单管理(记录流通信息,跟踪轨迹,管理订单全生命周期,联动库存管理)、质量检测管理(记录核心质量指标,收购环节快速录入检测数据,储存环节定期抽检)、企业财务管理(处理财务事务,开展财务分析,优化资源配置)三大核心功能。
4.粮食储备模块:实时监控库存信息,支持远程视频查看,实现政策性储备粮”穿透式”监管。核心功能包括储备规模管理(四级储备粮统计管理,形成数据汇集体系)、轮换计划管理(制定科学轮换计划,保障储备粮质量与数量)、信用监管管理(建立企业信用档案,跟踪核查违规行为,提供业务管理与决策支撑)。
5.智能仓储模块:作为数据采集核心源头,兼具安全管理与信息上报功能。包括智能感知系统(部署各类传感器,采集环境参数并上传分析)、自动控温系统(自动调节温度,实现温度统一采集与全功能管理)、安全监控系统(构建监控网络,实现实时监测与异常追溯)、智能出入库管理系统(自动化监管,实现全流程功能覆盖)、综合控制管理系统(集成化管理,实现数据采集、智能调度与无人值守监管)。
五、系统建设思路
遵循”统一设计、顶层主导;统一标准、分级实施;统一组织、协同推进”方针,立足国家长远战略,统筹规划、制定标准,推动信息化建设有序开展,实现信息互通与资源共享,避免重复建设与信息孤岛
1.坚持统一设计,顶层主导:组建国家粮食安全信息化领导小组,制定总体规划与全流程技术标准。主导设立省级分中心及市县节点,打通信息传输通道,构建”上连国家平台、下通储备库点”的全域信息网络,形成完整统一的监管架构。
2.坚持统一标准,分级实施:国家粮食主管部门制定行业信息化标准与统一编码规则。各省市开放系统接口与数据资源,打破数据壁垒。系统开发以数据为核心,省级平台为无信息化建设条件的单位提供数据直报系统。省级加快建设监管中心与数据调度平台,市县在关键场景部署数据采集末端,实现直采直报。
3.坚持统一组织,协同推进:全国性通用功能模块由国家业务主管部门统一开发,推广试用通用软硬件产品。各省市建立协调推进机制,整合资源、凝聚合力,实现资源共享。发挥行业协会、企业、高校及专家作用,通过统一采购配置软硬件设备,降低成本、节约资金。
