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關(guān)鍵詞:文化素質(zhì);農(nóng)民收入;相關(guān)性分析
中圖分類號:F323.6文獻標志碼:A文章編號:1673-291X(2010)13-0035-02
黨的十六屆五中全會提出:建設(shè)社會主義新農(nóng)村是中國現(xiàn)代化進程中的重大歷史任務,要統(tǒng)籌城鄉(xiāng)經(jīng)濟社會發(fā)展,推進現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè),全面深化農(nóng)村改革,大力發(fā)展農(nóng)村公共事業(yè),千方百計增加農(nóng)民收入。農(nóng)民收入問題是三農(nóng)問題的根本所在,它關(guān)系到中國經(jīng)濟能否持續(xù)、快速、和諧發(fā)展,關(guān)系到農(nóng)村以至全國的社會安定。增加農(nóng)民收入是實現(xiàn)農(nóng)村穩(wěn)定、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的關(guān)鍵,解決農(nóng)民收入問題,三農(nóng)的其他問題便迎刃而解。
山東是一個人口大省,2007年末全省總?cè)丝谶_到9 367萬,其中農(nóng)業(yè)人口5 909萬,占全省人口總量的63%,2007年全省農(nóng)村住戶人均純收入為4 985.34元,離2020年全面實現(xiàn)小康,農(nóng)民人均純收入達到8 000元的目標還有一定的差距 [1]。在影響農(nóng)民收入的因素中,農(nóng)民文化素質(zhì)占重要比例。在新農(nóng)村建設(shè)中,培養(yǎng)有文化、有技術(shù)的農(nóng)民對解決中國農(nóng)民收入問題以及建設(shè)社會主義新農(nóng)村有著重要意義。文章選取權(quán)威的衡量農(nóng)民文化素質(zhì)和農(nóng)民收入的指標,利用SPSS統(tǒng)計軟件,分析了山東省農(nóng)民文化素質(zhì)與人均收入的相關(guān)性。
一、指標選取
文章所需初始數(shù)據(jù)均來自2001―2008年的《山東統(tǒng)計年鑒》,采用農(nóng)民人均純收入作為衡量農(nóng)民收入的指標,采用人均受教育年限、培訓與教育支出作為衡量農(nóng)民文化素質(zhì)的指標。
二、山東省農(nóng)民收入和文化素質(zhì)狀況
對山東省農(nóng)民文化素質(zhì)和農(nóng)民收入概況的描述,是與天津市農(nóng)民相比較而進行的。天津市農(nóng)民受教育程度相對較高,農(nóng)民受教育程度高于全國平均水平,天津是全國率先實現(xiàn)“雙基”達標的城市之一,農(nóng)民職業(yè)技術(shù)教育從實用技術(shù)培訓、綠色證書培訓、青年農(nóng)民科技培訓、鄉(xiāng)村干部培訓到高、中等農(nóng)業(yè)職業(yè)教育都得到了長足的發(fā)展 [3]。二者具有較強的對比性,通過對比可以發(fā)現(xiàn)山東省農(nóng)民文化素質(zhì)欠缺之處,及時進行改善。
1.山東省農(nóng)民人均純收入。從表中可以看出,山東省農(nóng)民人均純收入呈現(xiàn)逐年遞增趨勢,從2000年的2 659.2元上升到2007年的4 985.34元,提高2 326.14元。但從圖1與天津市的比較可看出,山東省農(nóng)民人均純收入明顯落后于天津,2000年山東省農(nóng)民人均純收入是2 659元,天津是4 370元,2006年山東省為4 368元,而天津則達到7 942元。并且山東省農(nóng)民人均純收入的增長速度低于天津市的增長速度,且有差距逐年增大的趨勢。
2.平均受教育年限。從整體上來看,山東省農(nóng)村人口的平均受教育水平正在逐步的提高,受教育年限從2000年的5.66年提高到2007年的6.51年。與此同時,通過對初始數(shù)據(jù)的分析可發(fā)現(xiàn),農(nóng)民受教育程度的結(jié)構(gòu)也有了顯著的改變,和2000年相比,全省農(nóng)民受教育程度在大專及以上的人口比重逐年提高,2007年達到1.26%,比2000年提高0.81%;高中和中專的人口比重提高了3.91%;不識字或識字很少的比重也在整體下降。在看到成績的同時,可以發(fā)現(xiàn)山東省整體教育發(fā)展水平明顯落后于天津(如圖2所示),2000年山東省農(nóng)村勞動力平均受教育年限為5.66年,而天津是8.47年。山東省農(nóng)民受教育年限雖然逐年增加,但與天津農(nóng)民的受教育年限存在很大差距。
3.勞動力培訓與教育支出狀況。農(nóng)村勞動力培訓與教育支出包括農(nóng)民技術(shù)培訓費和日常購買書、報、雜志等支出。從表1中可以看出,農(nóng)民的教育與培訓支出從2000年的人均9.93元提高到2007年的28.83元,提高接近3倍。表1客觀上反映出更多的農(nóng)民意識到技能的重要性,越來越重視自身文化素質(zhì)的提高。
三、山東省農(nóng)民文化素質(zhì)與農(nóng)民收入相關(guān)性分析
1.農(nóng)民平均受教育年限與人均純收入的相關(guān)性分析。表1中的數(shù)值通過SPSS軟件進行回歸分析,計算得到的回歸模型為:
Y=-10 773.80691+2 366.168261*X1
R2=0.931131,R2=0.919653, F=81.122
其中,Y表示農(nóng)民人均純收入,X1表示農(nóng)村勞動力平均受教育年限,從模型參數(shù)估計結(jié)果來看,修正后的擬合優(yōu)度為R2=0.919653,說明模型擬合程度較好;F=81.122,以及回歸系數(shù)的顯著性t檢驗通過檢驗??梢缘贸鲈摶貧w模型整體顯著,說明模型是合理的。結(jié)論表明,農(nóng)民平均受教育年限與其人均收入呈正相關(guān)關(guān)系,農(nóng)民的平均受教育年限越長,人均收入就越高,并且隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,農(nóng)民的受教育程度對收入的影響也越來越大。
2.農(nóng)民培訓與教育支出和農(nóng)民人均純收入的相關(guān)性分析。經(jīng)分析計算得到的回歸模型為:
Y=1 495.071348+116.8370563*X2
R2=0.926516, R2=0.914269, F=75.65076
其中,X2表示農(nóng)民培訓與教育支出。從模型參數(shù)估計結(jié)果來看,修正后的擬合優(yōu)度為R2=0.914269,說明模型擬合程度較好;F=75.65076,以及回歸系數(shù)的顯著性t檢驗通過檢驗。因此,可以得出該回歸模型整體顯著,說明模型是合理的。從模型中可以看出,該函數(shù)為增函數(shù),隨著農(nóng)民培訓與教育支出的增加,農(nóng)民的人均收入不斷提高。
四、政策與建議
相關(guān)研究指出,發(fā)展中國家的文化普及率提高20%~30%,可使國民收入增加8%~10% [4]。通過以上的分析可以知道,要提高山東省農(nóng)民收入,首先必須要提高農(nóng)民的文化素質(zhì),加大教育的投入力度。
1.加強基礎(chǔ)教育,積極發(fā)展農(nóng)村職業(yè)技術(shù)教育和繼續(xù)教育。農(nóng)村教育的重點是基礎(chǔ)教育,應進一步強化農(nóng)村義務教育,最大限度的遏制農(nóng)村新文盲的產(chǎn)生。農(nóng)村職業(yè)技術(shù)教育和繼續(xù)教育承擔著農(nóng)村普及教育和培養(yǎng)中、高級專門人才的雙重任務,直接培養(yǎng)懂技術(shù)、會種田的新型農(nóng)民,對于促進農(nóng)業(yè)科技的推廣應用和增加農(nóng)民收人,具有十分重要的意義。首先,應加大中央財政負責免費教育的力度,保證經(jīng)費的足額到位;其次,可以建立“城鄉(xiāng)教育共同體”,完善教育對口支援制度,加快教育均衡化的發(fā)展;再次,各基層政府要撥付專項農(nóng)村職業(yè)教育基金,建立農(nóng)村職業(yè)技術(shù)學校和不同形式的夜校 [5],積極推進聯(lián)合辦校,實施資源整合策略。
2.健全培訓體系。提高農(nóng)村勞動力文化素質(zhì)的另一個途徑就是培訓,農(nóng)村培訓體系的建立一定要堅持實際、實用、實效的“三實”辦學原則,有針對性地來開展工作。第一,結(jié)合農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的需要,對農(nóng)村勞動力進行現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技知識、營銷知識的培訓,加強實用新技術(shù)教育 [6],有針對性地進村、進農(nóng)戶開展實用技術(shù)培訓,教農(nóng)民學會一門技術(shù)。第二,充分利用各種教育資源,發(fā)揮遠程教育站點的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢,聘請農(nóng)業(yè)大學的專家、教授為農(nóng)民進行輔導與講座,為農(nóng)民學習實用技術(shù)提供及時、便捷的服務。第三,按著農(nóng)民的意愿來安排培訓工作,培訓內(nèi)容、培訓形式和培訓時間都應依照農(nóng)民的喜好和農(nóng)忙時節(jié)來進行,此外政府應對培訓實行補貼或免費對農(nóng)民進行培訓。
3.完善政策法規(guī)。日本和韓國的農(nóng)民教育培訓在管理運作上都有立法作保障,由國家統(tǒng)籌規(guī)劃,政府農(nóng)業(yè)部門與相關(guān)部門分工指導和協(xié)作,以農(nóng)業(yè)學?;蚣夹g(shù)推廣指導機構(gòu)為主體,鼓勵社會各界共同參與實施培訓教育,成效顯著 [7]。雖然中國政府一直高度重視農(nóng)村、農(nóng)民的發(fā)展,但在農(nóng)民教育上缺乏法律保障。中國可借鑒日本和韓國經(jīng)驗,加強對農(nóng)民教育的立法,把農(nóng)民技術(shù)教育納入法制化的軌道,制定《中國農(nóng)民教育法》之類的專項法規(guī),只有通過專門的法律明確農(nóng)民應享有的權(quán)利和義務,才能使農(nóng)民教育落到實處。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);糧倉;監(jiān)控系統(tǒng)
中圖分類號:TP393.4;F762.1;F760.4 文獻標識碼:A 文章編號:0439-8114(2012)20-4645-06
中國以占世界不到10%的耕地養(yǎng)活了占世界22%的人口,所以中國糧食儲備問題倍受世界關(guān)注[1]。糧食作為國家重要的戰(zhàn)略儲備物資,在維護糧食市場和社會穩(wěn)定、保護農(nóng)民利益、確保國家安全中承擔了重要責任。中國政府一直把糧食儲備管理作為一項重要的經(jīng)濟工作來抓,通過多年的建設(shè),特別是近幾年的努力,已經(jīng)建成具有中國特色、與市場經(jīng)濟體制相適應、架構(gòu)基本完備的新型政府糧食儲備體系[2]。目前中國糧食儲備系統(tǒng)大致分為三級:中央政府掌握的國庫糧食儲備、地方政府(省、地、縣)的糧食儲備和農(nóng)戶自有糧食儲備(即民間儲糧)[3]。從中國目前糧食儲備現(xiàn)狀來看,國家極為重視國庫糧食儲備,為此投入了大量人力、物力;糧食儲備倉儲設(shè)施條件大為改善,儲備糧基本上保存在現(xiàn)代化的倉庫里,儲備糧的數(shù)量、質(zhì)量逐步得到了可靠的技術(shù)保障[4-6]。雖然在一些大的國家級儲備糧庫中使用了先進、自動化水平很高的糧食倉儲系統(tǒng),取得了很好的成績,但也存在著許多不容忽視的問題,如傳統(tǒng)的糧倉監(jiān)控系統(tǒng)還存在很多與現(xiàn)代化儲備糧庫不相適應的弊端,監(jiān)測數(shù)據(jù)不準確、監(jiān)測系統(tǒng)抗干擾性差、監(jiān)測管理人員勞動強度大、監(jiān)測隊伍在減少、人員素質(zhì)急待提高等[7-10];此外,糧食安全信息化技術(shù)亟待深入,基于物聯(lián)網(wǎng)(Internet of things)的“數(shù)字糧庫技術(shù)”需求很大,依靠新的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)確保糧食安全已是大勢所趨[11-16]。現(xiàn)在的糧庫智能倉儲管理等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可實現(xiàn)糧食儲備的高效監(jiān)管,提高糧食作業(yè)的自動化和信息化水平[17-20],這對于國家糧食儲備的安全與效率、提高糧食品質(zhì)、穩(wěn)定國家糧食保障與供給具有重大的戰(zhàn)略意義。
1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及在糧食倉儲領(lǐng)域中的應用簡述
1.1 物聯(lián)網(wǎng)的含義、層次與特點
物聯(lián)網(wǎng)通俗地講就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”,是利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(3G網(wǎng)絡(luò)、無線傳感網(wǎng)絡(luò)、移動網(wǎng)絡(luò)、局域網(wǎng))、傳感技術(shù)、無線射頻辨識技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、移動計算技術(shù)等構(gòu)建互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)平臺,將各種信息傳感設(shè)備通過此平臺把物品與物品之間結(jié)合起來而形成的一個巨大的網(wǎng)絡(luò)。這其中包含2個意思,一是物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸和擴展,其核心與基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng);二是其用戶端不僅僅是個人,還包羅萬象各類物品[7,21]。
整個物聯(lián)網(wǎng)可以劃分為3個基本的層次:感知層、傳輸層與接收控制層。感知層主要使用信息傳感設(shè)備對物品性狀及變化進行動態(tài)的感知,并通過無線射頻技術(shù)等對感知狀況進行收集;傳輸層是通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將所感知的數(shù)據(jù)經(jīng)微處理器處理后實現(xiàn)遠距離傳輸;接收控制層即用戶端,通過信息技術(shù)處理實現(xiàn)對物體感知結(jié)果的可視化,并實現(xiàn)對感知物體及條件的控制[9,17]。
相對原有互聯(lián)網(wǎng)下的信息系統(tǒng),物聯(lián)網(wǎng)有如下的特點:首先是主動感知,傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)只是對物體的信息進行記載,而物聯(lián)網(wǎng)則可以實現(xiàn)對物體的主動感知;其次,物聯(lián)網(wǎng)的信息更有針對性,物物相聯(lián),可以實現(xiàn)對每一物品的及時了解與掌握;再次,具有動態(tài)性自動調(diào)節(jié)功能,物聯(lián)網(wǎng)是對物體的動態(tài)感知,并且當感知到的情況超過預定限值時,會自動做出反應[6,11]。
1.2 物聯(lián)網(wǎng)在糧食倉儲領(lǐng)域中的應用及影響
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與成熟,其在糧食倉儲領(lǐng)域中的應用已經(jīng)成為現(xiàn)實。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用于糧食倉儲領(lǐng)域是通過感應器對在儲糧食進行感知的,并實現(xiàn)各儲糧倉庫及儲糧點的相連,從而動態(tài)掌握在儲糧食的基本性狀與變化,進而做出相應的管理控制[9,22,23]。
物聯(lián)網(wǎng)的應用可以有效提高糧食的倉儲保管水平。首先,通過感知可以對糧食的質(zhì)量做到動態(tài)的監(jiān)控并實現(xiàn)糧食保管條件的自動調(diào)節(jié),如感知糧庫的溫度、濕度狀況,糧食的霉變程度等,并通過相應的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)實現(xiàn)倉儲條件的相應調(diào)節(jié);其次,可以對在儲糧食的數(shù)量實現(xiàn)動態(tài)的感知,在糧庫地面設(shè)置感應秤就可以感知到糧倉內(nèi)糧食數(shù)量的變化,為合理地控制庫存創(chuàng)造條件;再次,可以提高糧食倉儲安全系數(shù),通過物聯(lián)網(wǎng)紅外感應等技術(shù)手段感知人員的進出及蟲鼠等生物的入侵情況,從而實現(xiàn)糧庫的安全管理[24-28]??傊?,物聯(lián)網(wǎng)的應用將使整個倉庫實現(xiàn)可視化,在最大程度上提高保管質(zhì)量、實現(xiàn)倉儲安全,并能實現(xiàn)倉儲條件的自動調(diào)節(jié),提高倉儲作業(yè)的管理效率。
2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在糧倉監(jiān)控預警系統(tǒng)中的應用實例
“數(shù)字糧庫技術(shù)”物聯(lián)網(wǎng)智能糧倉監(jiān)控預警系統(tǒng)是一個很大的自動控制網(wǎng)絡(luò)體系,它可以控制地理位置不同的多個糧倉,利用傳感器在空間上分布的無線自治網(wǎng)絡(luò),在傳感器各個節(jié)點配置傳感器感知儲存的糧食在整個過程中影響其品質(zhì)的環(huán)境因子變化,并且控制節(jié)點配有執(zhí)行器件,可以控制執(zhí)行器件改善糧食存儲的環(huán)境;同時利用安插在每個糧倉中近距離的無線射頻辨識器,增強抗干擾性,使信號非常準確[11-17]。下面以吉林省梅河口市雙興鄉(xiāng)糧食儲備庫與加工廠為例,談談物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在糧倉監(jiān)控預警系統(tǒng)中的實際應用。
2.1 糧倉監(jiān)控預警系統(tǒng)的功能與特點
糧食在存儲期間,由于環(huán)境、氣候和通風條件等因素的變化,糧倉內(nèi)的溫度或濕度會發(fā)生動態(tài)變化,這極易造成糧食的腐爛或產(chǎn)生動物為害。同時糧倉中糧食儲存質(zhì)量還受到糧倉中氣體、微生物以及蟲害等因素的影響。針對糧食存儲的特殊性,糧倉監(jiān)控預警系統(tǒng)一般以糧倉和糧食的溫度與濕度為主要檢測參數(shù),以糧倉內(nèi)氣體成分含量為輔助參數(shù)[29]。
糧倉監(jiān)控預警系統(tǒng)主要完成對存儲糧食的溫度、濕度和氣體濃度等參數(shù)進行采集、存儲和向監(jiān)控中心傳送數(shù)據(jù)以及執(zhí)行監(jiān)控中心的指令等功能。在傳統(tǒng)的糧倉監(jiān)控預警系統(tǒng)中,糧倉與監(jiān)控中心大多采用RS-485等有線連接的數(shù)據(jù)通信方式,連線繁多、遠程通信困難;當一個節(jié)點出現(xiàn)問題時就可能影響整個系統(tǒng)的順暢,不利于糧倉的監(jiān)控與管理。現(xiàn)在,可通過無線網(wǎng)卡傳輸信息把糧食管理部門所屬企業(yè)全部聯(lián)通起來,各企業(yè)內(nèi)部通過無線數(shù)傳模塊把其所有通過各種傳感器得到的數(shù)據(jù)采集回來,及時集中上報糧食管理部門就可實現(xiàn)隨時監(jiān)控[22,23]。
糧倉監(jiān)控預警系統(tǒng)具有以下特點:可以使糧食管理部門隨時了解各個糧倉的糧食儲存情況,使糧食的測溫等工作不受時間、天氣的限制;減少工作人員的入倉檢查次數(shù),避免無謂的工作量,尤其是在熏蒸等過后的很長一段時間內(nèi),杜絕了工作人員現(xiàn)場中毒的幾率,解放了生產(chǎn)力,減輕了工作人員的勞動強度,也降低了人工費用;而且布線短、節(jié)點少、不易受干擾,線路也比較穩(wěn)定,熏蒸損壞也很輕微,特別是糧食進出倉時測溫網(wǎng)絡(luò)不易被破壞,大大降低了平時的維護費用。糧倉監(jiān)控預警系統(tǒng)的應用改善了儲糧條件,對降低糧食儲藏損失、保障糧食安全、增加農(nóng)民收入、促進社會主義新農(nóng)村建設(shè)起到了重要作用;為人們提供了一種全新的獲取信息、處理信息的途徑[30]。
2.2 糧倉監(jiān)控預警系統(tǒng)主要工作
糧倉監(jiān)控預警系統(tǒng)主要工作范疇是對應于具體的一個糧庫,定制出該糧庫的檢測軟件,用戶使用簡單操作即可進行糧庫布局設(shè)計;驗證用戶身份,不同用戶具有不同的操作權(quán)限;測溫、測濕、測蟲的糧情實時檢測;通風、熏蒸的糧情實時控制;以模擬三維立體方式顯示糧情,對倉房溫度分層、分列顯示;以表格、曲線的形式打印輸出,每天的糧情數(shù)據(jù)自動存檔,以備歷史查詢;Web糧情查詢分析服務,為糧食管理部門提供遠程的糧情數(shù)據(jù)察看、糧情報表打印、糧情溫度曲線察看等安全快速高效的互聯(lián)網(wǎng)遠程服務;為糧庫工作人員提供儲糧害蟲防治信息資源庫,以備查詢和學習;溫度、濕度的報警,測控系統(tǒng)故障報警等[31-34]。
2.3 實施環(huán)境
在吉林省梅河口市雙興鄉(xiāng)糧食儲備庫內(nèi)安插多個傳感器節(jié)點,分別是測試糧食溫度傳感器、倉庫溫度傳感器、反映糧食水分的濕度傳感器、糧倉內(nèi)空氣相對濕度傳感器、蟲害預警系統(tǒng)、CO2濃度測試的光照傳感器等,各個控制節(jié)點相互配合,共同為糧食提供適宜的儲存環(huán)境,形成基于精準監(jiān)控的糧食智能控制系統(tǒng),其智能控制系統(tǒng)模塊架構(gòu)如圖1所示。
2.4 搭建無線網(wǎng)絡(luò)平臺
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是此監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,主要采用分布式結(jié)構(gòu),無線傳感器節(jié)點經(jīng)多跳轉(zhuǎn)發(fā),通過網(wǎng)關(guān)接入網(wǎng)絡(luò),在網(wǎng)絡(luò)的任務管理節(jié)點對傳感信息進行管理、分類、處理,再把傳感信息送到用戶使用[35]。研究和開發(fā)有效的、實用性強的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是構(gòu)建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)基礎(chǔ)。物聯(lián)網(wǎng)糧倉智能控制系統(tǒng)主體結(jié)構(gòu)為蜂窩型,應用傳感器與執(zhí)行器件構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。傳感器節(jié)點配有傳感器觸頭感知糧倉內(nèi)的環(huán)境指標值,控制節(jié)點配有執(zhí)行器件控制調(diào)節(jié)糧倉內(nèi)的環(huán)境因子;傳感器節(jié)點與控制節(jié)點相互配合,共同為在儲糧食提供適宜的儲存環(huán)境。
2.5 網(wǎng)關(guān)的構(gòu)建
無限傳感器網(wǎng)絡(luò)由協(xié)調(diào)器、路由器、若干個數(shù)據(jù)采集節(jié)點和1個控制節(jié)點組成,由協(xié)調(diào)器組建整個傳感器網(wǎng)絡(luò),并建立數(shù)據(jù)傳輸通道。
2.6 建立糧倉儲存環(huán)境的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫
后臺數(shù)據(jù)庫通過SQL Server 2008提供一個可信的、高效率智能數(shù)據(jù)平臺,進行數(shù)據(jù)挖掘,形成知識庫;在糧倉環(huán)境因子的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫建立及數(shù)據(jù)模糊查詢方面,基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下組建遠程智能監(jiān)控系統(tǒng)[12,36]。數(shù)據(jù)庫內(nèi)容主要是環(huán)境因子的歷史記錄,同時包括監(jiān)測點位置、監(jiān)控范圍、監(jiān)測模式、操作員信息等基本數(shù)據(jù)。利用這些數(shù)據(jù)可以非常方便地進行科學合理的分析與處理。
2.7 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建
視頻監(jiān)控系統(tǒng)由計算機、還原處理器、共纜控制器、數(shù)據(jù)集散器、信號監(jiān)測器等組成。根據(jù)無線傳感網(wǎng)絡(luò)收集的信息,用戶使用PC機不僅可以看到實時傳遞監(jiān)控的畫面,而且可以實時觀察儲存的環(huán)境因子變化[29],同時通過遠程控制糧倉內(nèi)部的執(zhí)行器件(風扇、加濕器、加熱器)來改變室內(nèi)的部分環(huán)境因素;并且使用手機同樣可以遠程訪問糧倉內(nèi)部環(huán)境的各項數(shù)據(jù)指標、遠程控制糧倉內(nèi)部的執(zhí)行器件。
2.8 數(shù)據(jù)采集
數(shù)據(jù)采集節(jié)點負責采集糧倉內(nèi)部環(huán)境的各項數(shù)據(jù)指標(溫度、濕度、光照度和蟲害信息等),并將采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)路由器傳輸?shù)絽f(xié)調(diào)器[12,37]。協(xié)調(diào)器與ARM嵌入式系統(tǒng)進行串口通訊,傳遞糧倉內(nèi)部環(huán)境各項數(shù)據(jù)指標(溫度、濕度、光照度、安防信息等)。路由器則保障每一個數(shù)據(jù)采集節(jié)點都有一條有效的數(shù)據(jù)傳輸路徑,確保數(shù)據(jù)穩(wěn)定傳輸??刂乒?jié)點負責執(zhí)行ARM嵌入式系統(tǒng)發(fā)送的命令,控制執(zhí)行器件(風扇、加濕器、加熱器)來調(diào)節(jié)環(huán)境的溫度、濕度等,整個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)控制過程如圖2所示。
3 國內(nèi)外糧食儲存物聯(lián)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
3.1 國外糧食儲存物聯(lián)技術(shù)發(fā)展情況
長期以來,世界主要糧食生產(chǎn)國和貿(mào)易國對糧食儲備與流通一直給予了高度的重視,非常注重科技的投入。經(jīng)過幾十年的努力,現(xiàn)在歐盟、美國、加拿大、澳大利亞等經(jīng)濟發(fā)達國家和地區(qū)都已先后完成了對傳統(tǒng)糧食儲藏與流通基礎(chǔ)設(shè)施的技術(shù)改造,在糧庫建設(shè)時一般根據(jù)不同的儲運功能選擇不同的倉型,配套了具有高度機械化、自動化的干燥、清理、輸送、通風、熏蒸、谷冷等糧食倉儲與物流設(shè)備,各主要環(huán)節(jié)基本實現(xiàn)了計算機自動控制數(shù)據(jù)采集和智能控制管理。糧食儲存設(shè)施先進齊全,設(shè)備標準化、專用化、系列化程度相當高。已建立起了規(guī)劃科學、倉型合理、技術(shù)完善、設(shè)備配套、調(diào)運流暢、自動化水平高的集約化的現(xiàn)代儲運系統(tǒng)[38-40],顯著增強了在國際市場的競爭力。
3.2 中國糧食儲存物聯(lián)技術(shù)的應用情況
中國近來年主要是大力推廣國家糧食儲存重點工程——國儲糧庫項目,該項目是國內(nèi)最先進、自動化水平最高的糧食倉儲項目,在國際上也處于領(lǐng)先地位。其中黑龍江老萊國家糧食儲備庫的自動監(jiān)控系統(tǒng)是最典型的應用實例,該系統(tǒng)采用力控2.0組態(tài)軟件,集顯示、控制、操作于一體,實現(xiàn)了自動糧情監(jiān)測、糧食測溫通風與冷卻自動化、倉容管理系統(tǒng)的自動化;可根據(jù)生產(chǎn)需要,選擇三種方式啟動其工藝流程,分別是現(xiàn)場手動控制、計算機手動控制、順序自動控制;能自動檢測設(shè)備的狀態(tài)信息,自動監(jiān)測生產(chǎn)線的作業(yè)流程,動態(tài)顯示流程畫面;具有故障實時報警聯(lián)鎖功能,并記錄其發(fā)生時間、設(shè)備名稱等有關(guān)數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)操作方便、運行可靠,監(jiān)控程序功能完善、綜合性強、人機界面友好、實用性強,受到了糧庫的肯定。
2010年,無錫糧食科技物流中心采用最新的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建設(shè)感知物流系統(tǒng)。從糧食安全監(jiān)管角度來說,建成感知物流系統(tǒng)的管理信息集成平臺后,可在第一時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題,增加監(jiān)管的覆蓋面,可將銷售企業(yè)自律、物流中心自管和糧油質(zhì)檢部門監(jiān)管有機結(jié)合,為實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈食品安全追溯奠定了基礎(chǔ)。
在經(jīng)過近一年多的規(guī)劃、設(shè)計、測試和試運行后,2011年11月17日,深圳市深糧集團糧食儲備庫首個無線射頻技術(shù)糧食倉儲物流系統(tǒng)正式上線運行,實現(xiàn)了對現(xiàn)有倉儲管理流程的全程記錄、跟蹤監(jiān)控、即時讀取等功能,順利完成一期工程。目前項目一期工程實現(xiàn)了試點倉庫共1萬t糧食進出庫管理的自動化、信息化處理;項目采用無線射頻技術(shù),通過電子標簽標識糧倉堆頭和托盤標識糧食的驗收入庫、糧食保管、糧情跟蹤、銷售出庫等環(huán)節(jié)信息,通過無線讀寫設(shè)備等終端,實時了解糧食出入庫數(shù)量和質(zhì)量的變化,實現(xiàn)了倉庫的自動化管理。項目二期工程還將以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心,在統(tǒng)一平臺、強化物流控制、數(shù)據(jù)集中管理的基礎(chǔ)上,在糧食采購、糧食加工、糧食運輸、糧食倉儲、糧食銷售、糧食配送環(huán)節(jié)等流程提升集中管控能力,實現(xiàn)糧食從田間到餐桌的質(zhì)量全程跟蹤,從而全面保障糧食安全。
3.3 存在的主要問題
近幾年雖然在一些大的國家級儲備糧庫中使用了自動化水平很高的糧食倉儲系統(tǒng),取得了很大的成績,但也存在著許多不可否認的問題。
首先是推廣力度仍不夠,在一些大的國家級儲備糧庫中,相當一部分還在使用傳統(tǒng)的糧倉監(jiān)控系統(tǒng),這些系統(tǒng)存在很多弊端,第一是大多數(shù)糧倉采用的還是人為控制方式,畢竟人工的監(jiān)測能力是有限的,監(jiān)測的數(shù)據(jù)準確度也差,每年都會造成巨大的損失。第二是糧倉與監(jiān)控中心大多采用RS-485等有線連接的數(shù)據(jù)通信方式,系統(tǒng)抗干擾性差、連線復雜、可擴展性差;若一個節(jié)點出現(xiàn)故障會影響到整個系統(tǒng),不利于糧倉的監(jiān)控與管理。第三是由于大氣環(huán)境因素復雜多變,加之儲存糧食的設(shè)備材料各異,使儲存糧食的溫度、濕度、氣體濃度、蟲害等參數(shù)起伏很大,這給監(jiān)測也帶來了一定的難度。第四是由于現(xiàn)在糧食儲備管理人員的隊伍在逐漸縮小,人員素質(zhì)急需提高,缺乏足夠的懂行人才對糧倉監(jiān)測的各個環(huán)節(jié)進行全面有效的管理。
其次是由于地域不同、每年氣候多變、人口分布不均等因素的影響,各地的地方儲備糧倉占有一定的比例,而這些地方糧倉由于占地面積和資金等方面的原因,其自動化管理與控制水平還遠遠落后,不能使用價格比較昂貴的智能設(shè)備,因此造成系統(tǒng)不能面向所有糧倉的現(xiàn)實,不能充分發(fā)揮它的使用價值。
再就是傳統(tǒng)的糧倉與先進的糧食倉儲系統(tǒng)在匹配結(jié)合方面存在著許多不可預計的問題,如傳統(tǒng)的糧倉構(gòu)造與自動化倉儲監(jiān)控系統(tǒng)要求的現(xiàn)代化儲備糧庫結(jié)構(gòu)不相適應,運行中出現(xiàn)的監(jiān)測數(shù)據(jù)不準確、監(jiān)測系統(tǒng)抗干擾性差、維護管理人員勞動強度大等問題時有發(fā)生,造成新技術(shù)在推廣過程中調(diào)試工作量大、試運行周期拉長、維護成本加大等新問題不斷涌現(xiàn),在一定程度上影響了普及速度和應用效果。
4 建議
“數(shù)字糧庫系統(tǒng)”能夠大幅提升糧庫管理的信息化水平,實現(xiàn)糧庫業(yè)務管理系統(tǒng)、作業(yè)控制系統(tǒng)與糧庫安防系統(tǒng)、糧情監(jiān)控系統(tǒng)、熏蒸系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、DCS系統(tǒng)等子系統(tǒng)的高度集成,不僅能夠幫助糧食管理部門有效減少管理層次,降低管理成本,實現(xiàn)綠色低碳儲糧,提高安全生產(chǎn)水平,還能夠大幅提升管理效率[41]。
目前中國應用的糧食儲備控制系統(tǒng)不是規(guī)模巨大就是規(guī)模單一,前者是工作量大,成本太高,采樣周期長,這種控制系統(tǒng)對一些規(guī)模小、自負盈虧、沒有國家補助的儲備糧倉是無能力應用的,而后者從實際應用情況來看,推廣的范圍比較窄,已經(jīng)不適應今后發(fā)展的需要[42]。我們建議,將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用到糧倉控制可以考慮區(qū)域集成的方式,讓多個縣(市)或鄉(xiāng)(鎮(zhèn))級的儲備糧倉共享一個控制平臺,這樣能降低地方儲備糧倉經(jīng)費的投入,減少運行費用,并且提高了國家對遠程控制糧倉的管理效率,部分克服了三級糧食儲備系統(tǒng)遠程控制信息實時性差、數(shù)據(jù)信息滯后、無法滿足智能控制的難題。
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