數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代的澳大利亞智能農(nóng)場(chǎng)

程宇航

引子：“騎在羊背的國(guó)家”

在地球的東半球，有一個(gè)土地面積很大的國(guó)家與我們北半球的季節(jié)正好相反：我們春、他們秋，我們夏、他們冬，反之亦然。這個(gè)國(guó)家就是澳大利亞。澳大利亞（Australia），地處南半球，意即“南方大陸”。這是因?yàn)闅W洲人在17世紀(jì)初葉“發(fā)現(xiàn)”這塊大陸時(shí)，誤以為這是一塊直通南極的陸地，故取名“澳大利亞”。

澳大利亞幅員遼闊，國(guó)土面積達(dá)到761.793萬(wàn)平方公里（居世界第六）；人口2386萬(wàn)（2014年估計(jì)，居世界第52名），是南半球經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的國(guó)家，全球第12大經(jīng)濟(jì)體。澳大利亞是多種礦產(chǎn)出口量居全球第一的國(guó)家，被稱作“坐在礦車(chē)上的國(guó)家”。澳大利亞農(nóng)業(yè)雖僅占其GDP總量的3%，加上食品、纖維加工和農(nóng)業(yè)服務(wù)產(chǎn)業(yè)，也只占GDP總量的12%，但它卻是全球第四大農(nóng)產(chǎn)品出口國(guó)。澳大利亞還是世界上放養(yǎng)綿羊數(shù)量和出口羊毛最多的國(guó)家，故又被稱作“騎在羊背的國(guó)家”?，F(xiàn)在這個(gè)“騎在羊背上的國(guó)家”正在插上網(wǎng)絡(luò)的“翅膀”。

一、數(shù)字服務(wù)催生農(nóng)業(yè)變革

隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來(lái)，澳大利亞農(nóng)業(yè)迎來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇。澳大利亞積極推進(jìn)國(guó)家寬帶網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，為農(nóng)業(yè)提供穩(wěn)定的寬帶衛(wèi)星接入和地面無(wú)線服務(wù)。計(jì)算機(jī)和感應(yīng)技術(shù)已在澳大利亞農(nóng)場(chǎng)充分應(yīng)用。澳大利亞數(shù)字寬帶網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，大力提升了澳大利亞農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力。

數(shù)字經(jīng)濟(jì)對(duì)澳大利亞的農(nóng)業(yè)將產(chǎn)生巨大影響。隨時(shí)間的推進(jìn)，農(nóng)業(yè)受數(shù)字經(jīng)濟(jì)的影響將逐漸顯現(xiàn)。數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展不可能從根本上改變農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)方式，但卻能對(duì)農(nóng)作物生產(chǎn)、食品加工、物流和零售等施加影響。

二、開(kāi)展“智能農(nóng)場(chǎng)”試點(diǎn)

Kirby智能農(nóng)場(chǎng)是澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織（CSIRO）和英格蘭大學(xué)在新南威爾士州北部城市阿米代爾建立的智能農(nóng)場(chǎng)試點(diǎn)，旨在研究寬帶和相關(guān)數(shù)字服務(wù)對(duì)農(nóng)業(yè)部門(mén)的影響。這個(gè)創(chuàng)意最初是由澳大利亞寬帶創(chuàng)新中心（ACBI）提出的，其概念來(lái)自于通過(guò)數(shù)字服務(wù)使農(nóng)業(yè)從業(yè)者更有效利用資源，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)場(chǎng)各項(xiàng)指標(biāo)（包括土壤濕度、庫(kù)存變化、農(nóng)場(chǎng)安全）實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控的想法。

Kirby是一座占地面積2800公頃的商業(yè)農(nóng)場(chǎng)，主要出產(chǎn)美利奴羊毛和肉用牛，還包括一些谷物和其他家畜。Kirby農(nóng)場(chǎng)的草場(chǎng)特征是牧草參雜著部分當(dāng)?shù)匾吧莘N共同生長(zhǎng)，野生草種有苜蓿、變種黑麥草和部分牛尾草等。這一類(lèi)型的農(nóng)場(chǎng)對(duì)草場(chǎng)的依賴性很大，因?yàn)榇蟛糠旨倚蟮闹饕澄飦?lái)源是草場(chǎng)的牧草。

Kirby農(nóng)場(chǎng)是第一個(gè)享受澳大利亞國(guó)家寬帶網(wǎng)絡(luò)提供地面無(wú)線寬帶服務(wù)的農(nóng)場(chǎng)，通過(guò)國(guó)家寬帶網(wǎng)絡(luò)，CSIRO和新英格蘭大學(xué)建立了一個(gè)柔性平臺(tái)，以支撐與智能農(nóng)業(yè)相關(guān)的應(yīng)用和服務(wù)。

Kirby農(nóng)場(chǎng)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)了一個(gè)智能農(nóng)場(chǎng)信息平臺(tái)。該平臺(tái)將不同的數(shù)據(jù)源收集，并放到一個(gè)操作簡(jiǎn)便和實(shí)用的界面下。涉及的數(shù)據(jù)包括：農(nóng)場(chǎng)傳感器獲取的土壤和家畜信息，以及農(nóng)場(chǎng)外獲取的氣象和水信息。信息平臺(tái)運(yùn)用了不同的技術(shù)，使數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)頁(yè)瀏覽器顯示，用戶可以看到農(nóng)場(chǎng)的航拍地圖，并可以獲得每個(gè)傳感器實(shí)時(shí)收集的信息。

信息平臺(tái)的操作非常簡(jiǎn)單方便，用戶通過(guò)平臺(tái)操控可以獲取一切關(guān)于農(nóng)場(chǎng)的實(shí)時(shí)信息，包括土壤狀況到牲畜情況。信息平臺(tái)還可以添加其他相關(guān)工具，如自動(dòng)短信預(yù)警工具，通過(guò)該工具對(duì)農(nóng)場(chǎng)家畜和作物的任何可能發(fā)生的意外情況進(jìn)行提醒。

智能農(nóng)場(chǎng)信息平臺(tái)還對(duì)來(lái)自氣象、風(fēng)力、太陽(yáng)照射和濕度等方面的傳感數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，形成整個(gè)農(nóng)場(chǎng)的綜合天氣指數(shù)（CCI）和熱負(fù)荷指標(biāo)（HLI），方便農(nóng)場(chǎng)工作人員了解農(nóng)場(chǎng)的情況并對(duì)超出既定范圍的指標(biāo)設(shè)置預(yù)警。

信息平臺(tái)還是一個(gè)決策支撐系統(tǒng)（DSS），它能起到幫助農(nóng)場(chǎng)工作人員對(duì)農(nóng)場(chǎng)管理做出決策的作用。近期對(duì)農(nóng)業(yè)決策支撐應(yīng)用的研究表明，該系統(tǒng)對(duì)農(nóng)場(chǎng)工作人員做出正確的判斷是有很大幫助的。

Kirby智能農(nóng)場(chǎng)具有如下特點(diǎn)：

1.建立空間化的對(duì)農(nóng)場(chǎng)地形和特征描述的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集。Kirby智能農(nóng)場(chǎng)為農(nóng)業(yè)從業(yè)者建立一個(gè)基于精密農(nóng)業(yè)技術(shù)和服務(wù)的綜合性的、空間化的規(guī)劃和管理數(shù)據(jù)集，數(shù)據(jù)信息來(lái)源于以GPS為基礎(chǔ)的農(nóng)場(chǎng)物品圖（如柵欄、引水點(diǎn)和其他農(nóng)場(chǎng)基礎(chǔ)設(shè)施），可以進(jìn)行衛(wèi)星定位的電磁感應(yīng)（EMI）土壤分析、數(shù)據(jù)海拔地圖（DEM）、運(yùn)動(dòng)光學(xué)傳感器（AOS）、牧草生物量調(diào)查、衛(wèi)星圖像，以及通過(guò)X射線熒光（XRF）分析土壤的化學(xué)成分等?？臻g化土壤監(jiān)控技術(shù)可以為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者帶來(lái)切實(shí)的好處，比如：棉花種植者通過(guò)運(yùn)用這一技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)農(nóng)場(chǎng)中不同的土壤和植被情況制定灌溉計(jì)劃，提高每公升水的灌溉效率，從而實(shí)現(xiàn)棉花產(chǎn)量翻倍。

2.通過(guò)傳感器對(duì)土壤濕度和環(huán)境因素進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。Kirby智能農(nóng)場(chǎng)通過(guò)本地傳感器對(duì)土壤溫濕度、導(dǎo)電性和空氣溫度進(jìn)行監(jiān)控，每5分鐘形成一幅實(shí)時(shí)地圖。農(nóng)場(chǎng)在相同土壤情況的地方分散安裝了100個(gè)土壤傳感器，用于測(cè)量土壤的濕度、溫度、電導(dǎo)率（與鹽度有關(guān)）。同時(shí)，還設(shè)有兩座氣象站，測(cè)量空氣溫度、濕度、氣壓、風(fēng)速、風(fēng)向、雨和冰雹以及太陽(yáng)輻射的情況。這些傳感器為農(nóng)場(chǎng)工作人員提供了非常重要的信息，幫助他們決定何時(shí)播種作物和牧草，何時(shí)施肥和灌溉，何時(shí)移動(dòng)家畜以及往哪里移動(dòng)。通過(guò)對(duì)這些信息的運(yùn)用，可以幫助工作人員明確施肥和灌溉的情況，使農(nóng)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)作物和牧草增收，并最終增加家畜的存欄率。

3.對(duì)商業(yè)家畜活動(dòng)開(kāi)展追蹤。Kirby智能農(nóng)場(chǎng)項(xiàng)目還對(duì)本地?zé)o線家畜追蹤系統(tǒng)進(jìn)行了研究，以改進(jìn)對(duì)家畜的管理方式。項(xiàng)目使用澳大利亞一家從事技術(shù)研發(fā)企業(yè)研發(fā)的商業(yè)家畜追蹤傳感系統(tǒng)。傳感器是一種低功率目標(biāo)，佩戴在家畜耳朵上，可以對(duì)家畜在方圓7公里內(nèi)的行動(dòng)進(jìn)行追蹤，追蹤精確度可以達(dá)到半徑15米的范圍內(nèi)。Taggle研發(fā)的傳感系統(tǒng)還能為農(nóng)場(chǎng)工作人員提供家畜的實(shí)時(shí)位置，并通過(guò)移動(dòng)智能終端或電腦網(wǎng)頁(yè)形成地圖界面。Kirby智能農(nóng)場(chǎng)運(yùn)用CSIRO研發(fā)的融合了加速傳感和GPS功能的家畜追蹤技術(shù)設(shè)備，對(duì)家畜的活動(dòng)和習(xí)性提供更為詳細(xì)的信息。一旦家畜活動(dòng)范圍超出特定區(qū)域（如移動(dòng)到牧場(chǎng)其他區(qū)域或者甚至已經(jīng)被盜的可能性），則可以通過(guò)系統(tǒng)發(fā)送短信警告。此外，針對(duì)家畜的放牧習(xí)慣、受到其他動(dòng)物攻擊和產(chǎn)犢的征兆等，項(xiàng)目也在進(jìn)行更為深入的研究，希望能夠做到針對(duì)性地提出預(yù)警。

在不遠(yuǎn)的將來(lái)，類(lèi)似Kirby智能農(nóng)場(chǎng)和昆士蘭州的數(shù)字農(nóng)莊項(xiàng)目的先進(jìn)技術(shù)將越來(lái)越多的得到運(yùn)用，為牧場(chǎng)生產(chǎn)能力分析及牧場(chǎng)區(qū)域產(chǎn)量差別性等方面的研究提供更多幫助，以便優(yōu)化投料和引水點(diǎn)設(shè)置。同時(shí)，還能將家畜追蹤和活動(dòng)信息與澳大利亞國(guó)家畜產(chǎn)品認(rèn)證計(jì)劃（NLIS）聯(lián)網(wǎng)，對(duì)全國(guó)范圍的畜群管理和繁育提供指導(dǎo)。

三、寬帶網(wǎng)絡(luò)對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的影響

1.建立云計(jì)算服務(wù)平臺(tái)為農(nóng)業(yè)服務(wù)

通過(guò)建立本地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)連接，固定和移動(dòng)傳感器得以將數(shù)據(jù)傳送至云端計(jì)算和分析服務(wù)平臺(tái)。其中，土壤傳感器借助無(wú)線網(wǎng)絡(luò)向農(nóng)場(chǎng)中央信號(hào)收集點(diǎn)發(fā)回信號(hào)。通過(guò)該信號(hào)收集點(diǎn)，可以將數(shù)據(jù)通過(guò)國(guó)家寬帶網(wǎng)絡(luò)或移動(dòng)數(shù)據(jù)連接上傳至云計(jì)算服務(wù)平臺(tái)。

CSIRO的項(xiàng)目所使用的數(shù)字服務(wù)涉及農(nóng)業(yè)和食品產(chǎn)業(yè)，包括：

（1）家畜追蹤傳感器運(yùn)用Taggle公司建立的本地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)，家畜標(biāo)簽收集到的信息將單向通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳回中央云服務(wù)平臺(tái)。該無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)作需要一系列的信號(hào)傳送器，家畜的位置由從家畜標(biāo)簽發(fā)回的三角測(cè)量數(shù)據(jù)決定。Kirby農(nóng)場(chǎng)的網(wǎng)絡(luò)與阿米代爾地區(qū)的公共通信網(wǎng)絡(luò)相連。

（2）使傳感數(shù)據(jù)和相關(guān)數(shù)字服務(wù)融合，形成垂直供應(yīng)鏈，對(duì)加工、配送和市場(chǎng)銷(xiāo)售環(huán)節(jié)進(jìn)行改革，提高效率。

（3）通過(guò)增加農(nóng)業(yè)對(duì)數(shù)字服務(wù)的關(guān)注，優(yōu)化供應(yīng)鏈。

（4）通過(guò)增加對(duì)農(nóng)業(yè)傳感數(shù)據(jù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)突發(fā)事件的早期探測(cè)和監(jiān)控，采取相應(yīng)的生物安全和食品安全措施。

（5）客戶對(duì)于食品來(lái)源的追溯需求日益增長(zhǎng)，數(shù)字服務(wù)將為食品增加附加價(jià)值并為客戶提供更多選擇。

（6）生物量的測(cè)量技術(shù)和工具的發(fā)展，以及對(duì)碳排放的測(cè)量和計(jì)算，對(duì)于農(nóng)場(chǎng)運(yùn)作和新型碳市場(chǎng)的發(fā)展均有幫助。

（7）發(fā)掘農(nóng)村社區(qū)對(duì)其他社會(huì)服務(wù)的需求，包括教育、健康等服務(wù)。

2.信息技術(shù)將大大促進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展

澳大利亞積極推進(jìn)國(guó)家寬帶網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，將從根本上改變此前較為落后的狀況，并將為農(nóng)業(yè)從業(yè)者提供更穩(wěn)定的寬帶衛(wèi)星接入和地面無(wú)線服務(wù)（包括部分光纖服務(wù)）。互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為大部分澳大利亞農(nóng)業(yè)從業(yè)者的基本工具，他們通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)接收各方面的即時(shí)信息，包括天氣、市場(chǎng)價(jià)格，以及各種產(chǎn)品、設(shè)備和技術(shù)的相關(guān)咨詢信息；還通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行各種社交溝通，獲取來(lái)自政府商務(wù)、教育和健康部門(mén)的相關(guān)信息。

全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）的應(yīng)用，使種植業(yè)得以通過(guò)衛(wèi)星圖片增加對(duì)土壤信息的了解，以掌握較大范圍內(nèi)的植被情況。地面?zhèn)鞲邢到y(tǒng)則為農(nóng)業(yè)從業(yè)者提供更多的關(guān)于本地土壤、植被和水環(huán)境情況的信息。該系統(tǒng)成為預(yù)測(cè)和制訂計(jì)劃的工具，對(duì)肥料、作物和家畜生長(zhǎng)情況、水利灌溉等都能做出規(guī)劃，還能對(duì)當(dāng)?shù)厍闆r進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

（1）傳感技術(shù)將搭建起低成本和無(wú)所不在的物聯(lián)網(wǎng)，草場(chǎng)植被、土壤濕度、家畜活動(dòng)和農(nóng)場(chǎng)設(shè)備都可以通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)施監(jiān)控。

（2）空間化特征的移動(dòng)傳感技術(shù)將為農(nóng)場(chǎng)地形描述和生物量變化的測(cè)量提供技術(shù)支撐。

（3）本地?zé)o線系統(tǒng)將為物聯(lián)網(wǎng)提供穩(wěn)定的寬帶網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。

（4）移動(dòng)智能終端設(shè)備和應(yīng)用使用戶獲取信息的過(guò)程更加快捷，內(nèi)容也更準(zhǔn)確。

（5）云計(jì)算技術(shù)簡(jiǎn)化了信息分享的過(guò)程。

（6）通過(guò)個(gè)人終端建立的視頻會(huì)議系統(tǒng)降低了成本。

3.通過(guò)數(shù)字經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型

對(duì)新技術(shù)的采用，使得澳大利亞各經(jīng)濟(jì)部門(mén)都能夠看到數(shù)字經(jīng)濟(jì)的身影，數(shù)字經(jīng)濟(jì)成為“通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信和傳感技術(shù)搭建的全球經(jīng)濟(jì)和社交活動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)”，并將促進(jìn)澳大利亞各產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型。

研究表明，數(shù)字經(jīng)濟(jì)對(duì)澳大利亞國(guó)家經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)力提高做出了重要貢獻(xiàn)。德勤（Deloitte）的一份調(diào)查報(bào)告顯示：數(shù)字經(jīng)濟(jì)對(duì)澳大利亞商業(yè)和政府部門(mén)的貢獻(xiàn)將達(dá)到270億美元；另一份來(lái)自IBISWorld（行業(yè)市場(chǎng)研究公司）的報(bào)告則顯示，數(shù)字經(jīng)濟(jì)將使澳大利亞實(shí)現(xiàn)1.7%的長(zhǎng)期生產(chǎn)率增長(zhǎng)。

農(nóng)業(yè)邁入數(shù)字時(shí)代的動(dòng)力包括融入垂直供應(yīng)鏈的需要、農(nóng)業(yè)企業(yè)由生產(chǎn)向服務(wù)的轉(zhuǎn)變、消費(fèi)者對(duì)食品信息的需求、低成本的云服務(wù)等。

農(nóng)業(yè)企業(yè)將由生產(chǎn)型企業(yè)向服務(wù)型企業(yè)轉(zhuǎn)變。很多大型的農(nóng)業(yè)制造企業(yè)都面臨著物質(zhì)商品利潤(rùn)降低的問(wèn)題，通過(guò)數(shù)字技術(shù)的運(yùn)用，將逐漸由提供商品向提供服務(wù)轉(zhuǎn)移。比如，大型的肥料制造企業(yè)目前除了供應(yīng)肥料外，還提供相關(guān)的咨詢服務(wù)。而農(nóng)機(jī)設(shè)備制造企業(yè)除了提供農(nóng)業(yè)機(jī)械外，也為滿足其客戶精細(xì)農(nóng)業(yè)的要求提供咨詢服務(wù)。

結(jié)語(yǔ)：由于澳大利亞政府的努力，澳大利亞廣大農(nóng)村地區(qū)通過(guò)諸如3G、4G（LTE）移動(dòng)通信服務(wù)以及NBN所提供的固定寬帶數(shù)字服務(wù)，越來(lái)越多地接入各種各樣的電信系統(tǒng)，促進(jìn)澳大利亞農(nóng)業(yè)向著數(shù)字化農(nóng)業(yè)發(fā)展，在智能化農(nóng)場(chǎng)建設(shè)方面取得了較好的成績(jī)。但是，在網(wǎng)絡(luò)覆蓋方面仍然存在較大差距。盡管澳大利亞的移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)覆蓋了近99%的人口，但是其土地覆蓋率則遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于這一水平。此外，NBN目前僅面向家庭和辦公室提供網(wǎng)絡(luò)連接，對(duì)于農(nóng)場(chǎng)這樣需要網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的非住宅場(chǎng)所則無(wú)法提供固定寬帶服務(wù)。

寬帶網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展為澳大利亞農(nóng)業(yè)部門(mén)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)力增長(zhǎng)和市場(chǎng)開(kāi)拓提供了新機(jī)遇。雖然云計(jì)算和通信技術(shù)已開(kāi)始在農(nóng)業(yè)部門(mén)應(yīng)用，但其重要性并未被全部發(fā)掘，潛力也并未得到充分發(fā)揮。

在澳大利亞，相較其他行業(yè)而言，農(nóng)業(yè)從業(yè)者對(duì)新一代通信服務(wù)技術(shù)的利用還相對(duì)落后，這體現(xiàn)在大部分澳大利亞農(nóng)場(chǎng)雖然已連接固定網(wǎng)絡(luò)，但手機(jī)覆蓋率僅為85%，遠(yuǎn)落后于澳大利亞其他行業(yè)。雖然大型農(nóng)業(yè)企業(yè)的互聯(lián)網(wǎng)普及率較高（約90%），但小型農(nóng)業(yè)企業(yè)的互聯(lián)網(wǎng)普及率仍然偏低（約70%）。這是下一步需要著力解決的問(wèn)題。可見(jiàn)，澳大利亞的數(shù)字化農(nóng)業(yè)發(fā)展前景光明，但仍有很長(zhǎng)的路要走。

責(zé)任編輯：程文燕