吉林大米5T管理綜合信息系統(tǒng)

吳文福，張 娜，徐 文，李姝峣，王雨佳，孟憲梅

（1.吉林大學(xué)，吉林 長春 130012；2.吉林工商學(xué)院，吉林 長春 130507）

0 引言

1 吉林大米收儲作業(yè)5T管理

不同于作物成熟后收割和倉儲的傳統(tǒng)概念，本文定義從糧食籽粒初步成形到完滿，直至進(jìn)入流通的過程為“糧食圍收獲期”。在研究分析國內(nèi)外文獻(xiàn)基礎(chǔ)上，認(rèn)為稻谷的圍收獲期首先是一個生物過程，具有鮮明的非線性時間效應(yīng)，其生長過程是一個非正則的S 型曲線[5-8]，該S 型曲線由多個分段曲線共同形成通道，如圖1 所示，每一段曲線反映階段性生長特征。該通道叫做“時效通道”，為便于與信息化技術(shù)融合，將每段曲線所關(guān)聯(lián)的時空叫做“時效區(qū)塊”。稻谷全生產(chǎn)周期通道過程中，包括播種1、出苗2、移栽3、分蘗4、拔節(jié)5、抽穗6、開花7、收割8、田場9、干燥10、收倉11、倉儲12 等關(guān)鍵時間節(jié)點(diǎn)。5T 為基于關(guān)鍵指標(biāo)敏感點(diǎn)對時間通道的5 個時間區(qū)塊劃分，分別為熟收時期T1、田場時期T2、干燥時期T3、收倉時期T4 和倉儲時期T5 等5 個“時效區(qū)塊”。吉林大米收儲作業(yè)5T管理就是實(shí)現(xiàn)從收獲到出倉的收儲作業(yè)過程管理，對吉林大米圍收獲期進(jìn)行有效的時間管理和關(guān)鍵指標(biāo)控制，使稻谷籽粒產(chǎn)生裂紋和微細(xì)裂紋的可能性最小[9,10]，使稻谷品質(zhì)保持最優(yōu)，達(dá)到過程損失最小化和產(chǎn)品價值最大化的目的。

圖1 稻谷生產(chǎn)時間通道解析

通過查閱文獻(xiàn)和大量的調(diào)研、試驗(yàn)，從科學(xué)和工程的角度選擇和設(shè)定5T 管理的促控指標(biāo)，依據(jù)選定的促控指標(biāo)和劃分的時效區(qū)塊[11-15]，確定了圍收獲期作業(yè)管理等級和5T 管理每個階段的必要和充分指標(biāo)，并形成了管理指標(biāo)體系和實(shí)施規(guī)程[16]，如表1 所示。

表1 優(yōu)質(zhì)稻谷收儲作業(yè)5T管理技術(shù)規(guī)程（依據(jù)吉林DB22-T 3113-2020）

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)行環(huán)境

吉林大米收儲作業(yè)5T 管理系統(tǒng)項(xiàng)目必須綜合考慮功能、技術(shù)、可靠性、性能、安全性和標(biāo)準(zhǔn)化等各方面的需求。通過整合企業(yè)基本數(shù)據(jù)資源，結(jié)合硬件應(yīng)用，對稻谷圍收獲期收儲作業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，直觀反映吉林大米收儲作業(yè)5T 工作環(huán)節(jié)的開展情況。技術(shù)上，平臺建設(shè)所使用的技術(shù)需要具有先進(jìn)、高擴(kuò)展性，技術(shù)體系上需要是統(tǒng)一、完整的、跨平臺的，要求能夠支持B/S 架構(gòu)體系且項(xiàng)目中使用的技術(shù)為成熟技術(shù)，不存在技術(shù)風(fēng)險[17-19]。

根據(jù)吉林大米收儲作業(yè)5T 管理實(shí)際情況，系統(tǒng)建設(shè)以“好使用、可擴(kuò)展、可遷移、易維護(hù)”為目標(biāo)，設(shè)計(jì)項(xiàng)目的總體方案架構(gòu)主要內(nèi)容包括“窗口展示層”“業(yè)務(wù)應(yīng)用層”“智能處理層”和“網(wǎng)絡(luò)層”。吉林大米收儲作業(yè)5T 管理系統(tǒng)在信息安全體系和糧食安全質(zhì)量體系的保障下，從上而下分為窗口展示層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層、智能處理層和網(wǎng)絡(luò)層。其邏輯架構(gòu)如圖2 所示。

圖2 吉林大米5T管理綜合信息系統(tǒng)架構(gòu)圖

1）窗口展示層。窗口展示層是各類系統(tǒng)用戶訪問吉林大米5T 管理綜合信息系統(tǒng)的各種技術(shù)手段，包括通過PC 終端、智能終端、公眾查詢端等。能滿足互聯(lián)網(wǎng)、移動網(wǎng)絡(luò)等接入方式，用戶使用平臺提供的功能時，可采用PC、手機(jī)、瀏覽器等各種終端設(shè)備。

2）業(yè)務(wù)應(yīng)用層。業(yè)務(wù)應(yīng)用層是數(shù)據(jù)資源層。主要實(shí)現(xiàn)吉林大米5T 管理的數(shù)據(jù)采集，通過窗口層展示的內(nèi)容填報(bào)吉林大米5T 的熟收信息、田場信息、干燥信息、收倉信息、倉儲信息，最終將實(shí)現(xiàn)吉林大米5T 管理綜合信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲。

3）智能處理層。吉林大米5T 管理綜合信息系統(tǒng)的智能處理層包括ID 管理、5T 標(biāo)準(zhǔn)管理、用戶關(guān)系管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)據(jù)維護(hù)共享、數(shù)據(jù)集成管理。ID 管理是對用戶的賬號進(jìn)行管理，可將用戶的ID 進(jìn)行更改、增加、刪除等。5T 標(biāo)準(zhǔn)管理是根據(jù)5T 管理技術(shù)規(guī)程，設(shè)定閾值作為吉林大米5T 管理綜合信息系統(tǒng)綜合評價的標(biāo)準(zhǔn)。智能處理層還可根據(jù)填報(bào)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，提供圖形分析、排行統(tǒng)計(jì)、業(yè)務(wù)報(bào)表和數(shù)據(jù)查詢等多種展現(xiàn)手段。

2018年5月，公司擬通過自有資金認(rèn)購嗨皮網(wǎng)絡(luò)非公開發(fā)行的536.82萬股普通股票，認(rèn)購金額為人民幣7800萬元，認(rèn)購?fù)瓿珊筻似ぞW(wǎng)絡(luò)的注冊資本從人民幣3440萬元增至3823.29萬元，上市公司將擁有嗨皮網(wǎng)絡(luò)10.02519%的股權(quán)。嗨皮網(wǎng)絡(luò)是業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的移動互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容策劃、制作、傳播與精準(zhǔn)營銷的大數(shù)據(jù)技術(shù)和運(yùn)營公司，同時，旗下運(yùn)營著國內(nèi)最大的獨(dú)立娛樂新聞網(wǎng)站—花邊娛樂，向廣大中文互聯(lián)網(wǎng)用戶提供喜聞樂見的娛樂新聞。

4）網(wǎng)絡(luò)層。網(wǎng)絡(luò)層包括感知層、接入層、匯聚層、傳輸層。感知層識別物體系統(tǒng)和采集信息，采用相應(yīng)的感知設(shè)備對采集到的信號進(jìn)行初步處理，同時還可以整合通信模塊；通過接入層直接連接用戶計(jì)算機(jī)并使各種網(wǎng)絡(luò)資源接入網(wǎng)絡(luò)；匯聚層提供統(tǒng)一策略的互聯(lián)并對數(shù)據(jù)包進(jìn)行復(fù)雜的路由運(yùn)算；傳輸層傳輸采集的信息，保證了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)目煽啃院透咚傩浴?/p>

5）安全體系。安全體系從物理安全到應(yīng)用安全保障整個平臺的正常運(yùn)營。吉林大米5T 管理綜合信息系統(tǒng)信息安全保障體系建立在國家相關(guān)安全保障標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，從網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)安全、應(yīng)用安全、數(shù)據(jù)安全、管理安全等多個層面考慮。

6）糧食安全質(zhì)量體系。糧食安全質(zhì)量體系是吉林大米5T 管理綜合信息系統(tǒng)中必須遵循和管理的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，是系統(tǒng)運(yùn)行和應(yīng)用的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。吉林大米5T 管理綜合信息系統(tǒng)中，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系是整個項(xiàng)目建設(shè)的基礎(chǔ)。根據(jù)項(xiàng)目內(nèi)容制定了本地化的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，首先遵循國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、國家和國際開放技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在制定本地化標(biāo)準(zhǔn)中經(jīng)過嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范建設(shè)流程，從總體、技術(shù)、業(yè)務(wù)、管理、運(yùn)維等方面形成適合系統(tǒng)建設(shè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與管理規(guī)范體系,最后產(chǎn)生了吉林省地方標(biāo)準(zhǔn)DB 22/3113—2020《優(yōu)質(zhì)稻谷收儲作業(yè)5T 管理技術(shù)規(guī)程》。

3 系統(tǒng)的功能模塊與技術(shù)特點(diǎn)

根據(jù)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)需求和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)可分為6 個功能模塊：基礎(chǔ)信息模塊、5T 管理模塊、綜合評價模塊、統(tǒng)計(jì)報(bào)表模塊、追溯查詢模塊和智能圖片處理模塊，如圖3 所示。其中基礎(chǔ)信息模塊為企業(yè)的基本信息和資產(chǎn)信息的錄入，5T 管理模塊分為熟收信息管理模塊、田場信息管理模塊、干燥信息管理模塊、收倉信息管理模塊、倉儲信息管理模塊。

圖3 吉林大米5T管理綜合信息系統(tǒng)功能模塊結(jié)構(gòu)圖

1）基礎(chǔ)信息模塊?；拘畔⒛K是將企業(yè)單位的基本信息進(jìn)行填寫，然后將企業(yè)的所有資產(chǎn)，例如土地、收割機(jī)、干燥機(jī)、田場、庫場、倉房等資產(chǎn)進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)并統(tǒng)一管理，建立企業(yè)5T 管理模塊前，首先需選擇進(jìn)行作業(yè)的資產(chǎn)，方可進(jìn)行5T 管理。

2）5T 管理模塊。5T 管理模塊包含熟收管理、田場管理、干燥管理、收倉管理、倉儲管理。其中熟收管理是將稻谷收割時期的信息包括收割時間、收割重量、收割水分、損失率等采集填寫到系統(tǒng)中；田場管理是將田場時期的堆放信息包括堆放方式、堆放時間、堆放水分等采集填寫到系統(tǒng)中；干燥管理是將稻谷干燥時期的干燥信息包括干燥時間、干燥積溫、干燥溫度、干燥重量等采集填寫到系統(tǒng)中；收倉管理是將稻谷收倉時期的收倉信息包括收倉時間、收倉重量、收倉水分、收倉機(jī)械等采集填寫到系統(tǒng)中；倉儲管理是將稻谷倉儲時期的倉儲信息包括倉儲積溫、倉儲糧溫、倉儲最終水分、倉儲時間等采集填寫到系統(tǒng)中。

3）綜合評價模塊。綜合評價是根據(jù)5T 管理模塊采集的5 個時期實(shí)際的信息與標(biāo)準(zhǔn)體系的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的對比后所打出的分值情況，每個時期的每個指標(biāo)都有不同的分值，最終將此批吉林大米收儲作業(yè)5T 管理的各個指標(biāo)所獲的分值加起來，對比預(yù)設(shè)的等級分值，由此得出吉林大米收儲作業(yè)的等級。

4）統(tǒng)計(jì)報(bào)表模塊。統(tǒng)計(jì)報(bào)表模塊主要是根據(jù)收儲作業(yè)5T 管理采集的信息，統(tǒng)計(jì)展示出幾個重點(diǎn)突出問題的圖表，可了解到收儲作業(yè)5T 的作業(yè)進(jìn)展情況。

5）產(chǎn)品追溯模塊。產(chǎn)品追溯模塊主要是根據(jù)收儲作業(yè)5T 管理采集的信息，生成吉林大米的收儲作業(yè)的全鏈條二維碼，掃描二維碼可追溯到此批吉林大米收儲作業(yè)5T 管理各個時期的詳細(xì)信息。

6）智能圖片處理模塊。智能圖片處理模塊根據(jù)現(xiàn)場采集的稻谷生長各個時期的照片進(jìn)行分析研究，根據(jù)圖像識別來智能分析所拍攝圖片所處的稻谷生長階段，此功能可避免僅通過肉眼觀察稻谷生長階段產(chǎn)生的誤差，更智能、精確地完成對稻谷生長階段的分析。

4 系統(tǒng)應(yīng)用案例

吉林大米5T 管理綜合信息系統(tǒng)從2020 年7 月開始進(jìn)行推廣應(yīng)用，應(yīng)用案例如下。

1）進(jìn)行了單位注冊，注冊后由管理員進(jìn)行審核，審核后，用戶便可登錄系統(tǒng)進(jìn)行吉林大米5T 管理綜合信息的填寫，如圖4 所示。首先需要填寫基礎(chǔ)信息，主要填寫企業(yè)的社會信用代碼、地址、法人等信息。

圖4 基本信息管理界面

2）接下來由用戶將所屬的所有資產(chǎn)進(jìn)行維護(hù)，示例企業(yè)具有自己生產(chǎn)鏈，配備一系列的硬件設(shè)施設(shè)備，所維護(hù)的資產(chǎn)有：①土地資產(chǎn)。將所耕種的土地地塊分別維護(hù)，填寫地塊的序位編碼，地塊面積及種植人等信息；②收割機(jī)資產(chǎn)。收割機(jī)資產(chǎn)進(jìn)行維護(hù)，填寫收割機(jī)的名稱、型號、序位編碼等信息；③干燥機(jī)資產(chǎn)。填寫干燥機(jī)的名稱，型號，序位編碼，干燥速率等信息；④田場信息。在干燥機(jī)庫房前有一片空地作為稻谷收獲后到干燥之前的臨時存放的位置，將其分為5 小塊，每塊為16 m×32 m；⑤庫場信息。在糧倉前面有一片空地，作為干燥后到入倉倉儲前，臨時存放稻谷的場地，分別在平房倉和立筒倉倉房前設(shè)有庫場；⑥倉房信息。對企業(yè)現(xiàn)有的倉房進(jìn)行信息維護(hù)，包括倉房的名稱、倉房的序位編碼、倉房的類型、倉房的保糧技術(shù)、倉房容量等信息，如圖5 所示。

圖5 資產(chǎn)信息管理界面

3）資產(chǎn)信息維護(hù)后，進(jìn)行5T 管理信息的填寫，如圖6 所示。示例企業(yè)的稻谷抽穗時間為8 月2 日，所以在系統(tǒng)中，熟收T1 管理中填入稻谷的抽穗信息，然后暫存。待稻谷成熟收割時，繼續(xù)填寫其他信息，關(guān)鍵是填入稻谷收割的作業(yè)指標(biāo)和5T 管理指標(biāo)。熟收信息填寫完成后，此批糧食進(jìn)入田場時期，選擇田場時期的上位糧食信息，然后填寫田場的作業(yè)信息和5T 管理信息。干燥時期、收倉時期和倉儲時期是相同的操作，通過上位與本位信息的關(guān)聯(lián)，對收獲的此批糧食進(jìn)行全鏈條追蹤溯源。全鏈條信息填寫完成后，便生成了可追溯的二維碼信息。

圖6 收儲作業(yè)5T信息管理界面

4）掃描二維碼，便可查看示例企業(yè)此批糧食的產(chǎn)品追溯信息，如圖7 所示。掃描后展示的是稻谷每個環(huán)節(jié)的基本信息，點(diǎn)擊進(jìn)入環(huán)節(jié)，便可查看稻谷每個環(huán)節(jié)的作業(yè)和5T 管理的詳細(xì)信息。

圖7 稻谷收儲作業(yè)5T管理信息追溯界面

5 吉林大米5T管理綜合信息系統(tǒng)應(yīng)用效果

1）吉林大米5T 管理綜合信息系統(tǒng)依托吉林大米產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟分批安裝和運(yùn)行，以“優(yōu)質(zhì)稻谷收儲作業(yè)5T 管理技術(shù)規(guī)范”為基礎(chǔ)，將序位識別代碼與信息系統(tǒng)、區(qū)塊鏈技術(shù)結(jié)合，將12 家企業(yè)相關(guān)的耕地11 973 hm2、收割機(jī)52 臺、干燥機(jī)42 臺、田場201 487 m2、庫場總面積191 697 m2和倉房總?cè)萘繛?19 563 t的信息上鏈，形成一批上鏈信息，初步實(shí)現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)稻谷生產(chǎn)過程的管理信息和質(zhì)量信息雙追溯，為“以質(zhì)論價”奠定了基礎(chǔ)。

2）優(yōu)質(zhì)稻谷5T 管理方法與吉林大米5T 管理綜合信息系統(tǒng)的應(yīng)用，為優(yōu)質(zhì)稻谷生產(chǎn)的精細(xì)管理提供了有效工具，具有顯著延長大米保鮮期的效果，有益于“吉林大米”公共品牌價值和影響力的提升。吉林大米優(yōu)良品種覆蓋率超過80%，中高端大米產(chǎn)量由4.5 億kg 增加到10 億kg，帶動農(nóng)民增收10 億元，5T 管理方法將發(fā)揮巨大作用。

3）5T 管理方法應(yīng)用揭示出延期等不當(dāng)作業(yè)會導(dǎo)致6.02%左右的隱性損失（其中延時收獲導(dǎo)致3.47%的干物質(zhì)損失）。通過優(yōu)質(zhì)稻谷5T 精細(xì)時效管理方法及吉林大米5T 管理綜合信息系統(tǒng)應(yīng)用嚴(yán)格把控稻谷產(chǎn)后收獲時期，可挽回這部分造成的直接經(jīng)濟(jì)損失，使農(nóng)民增產(chǎn)增收。

6 結(jié)語

1）依托大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新興技術(shù)與生物管理技術(shù)相結(jié)合，借鑒“不落地”生產(chǎn)理念，“圍收儲期作業(yè)5T 管理”應(yīng)運(yùn)而生，提升了稻谷管理的現(xiàn)代化水平。

2）收儲作業(yè)5T 管理方法在基于關(guān)鍵指標(biāo)敏感點(diǎn)對時間通道的5 個時間區(qū)塊劃分基礎(chǔ)上，對稻谷圍收獲期收儲作業(yè)過程各項(xiàng)生產(chǎn)指標(biāo)實(shí)施管控，并跟蹤測定了5 個時效區(qū)塊內(nèi)生產(chǎn)的損失和品質(zhì)變化。

3）吉林大米5T 管理綜合信息系統(tǒng)結(jié)合5T 管理方法在稻谷5 個時效區(qū)塊內(nèi)進(jìn)行時間管理和關(guān)鍵指標(biāo)管理，實(shí)現(xiàn)吉林大米圍收獲期收儲作業(yè)信息化、數(shù)字化，最大限度地減少糧食損失，確保豐產(chǎn)豐收。

信息化技術(shù)在糧食行業(yè)的廣泛滲透與應(yīng)用，給糧食領(lǐng)域的設(shè)施環(huán)境、經(jīng)營內(nèi)容和管理方法帶來了徹底的改造。基于時間敏感點(diǎn)的“5T 管理”及信息化技術(shù)的吉林大米5T 管理綜合信息系統(tǒng)，通過構(gòu)建多元化服務(wù)終端，充分利用互聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)的便捷性，從源頭上對稻谷圍收獲期各收儲作業(yè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化管理，提高了吉林大米圍收獲期的管理效率。吉林大米在圍收獲期按照管控指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)一管理，不僅縮短了圍收獲期的作業(yè)時間，降低了稻谷在圍收獲期發(fā)生霉變和蟲害的可能性，減少稻谷的損失，還提升了大米的品質(zhì)，增加了農(nóng)民的收益。