基于大數(shù)據(jù)的植保無(wú)人機(jī)服務(wù)管理平臺(tái)設(shè)計(jì)

劉宇浩 劉佳麗 王梓旭 范 穎 孟子翔

（江蘇大學(xué)農(nóng)學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212400）

合理地噴灑農(nóng)藥在提高農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)效率和質(zhì)量方面發(fā)揮著極其重要的作用，目前我國(guó)大部分農(nóng)民仍使用手動(dòng)背負(fù)式噴霧器噴灑農(nóng)藥，但相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在施藥得當(dāng)?shù)那闆r下，采用此種藥械的農(nóng)藥有效附著率僅為15%左右，一般情況下農(nóng)藥有效附著率不足10%［1］。這就意味著大量的藥液流失到土壤、水體和空氣中，進(jìn)而帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境污染。此外，大量農(nóng)村勞動(dòng)力進(jìn)城務(wù)工造成從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的勞動(dòng)力不斷減少，從而造成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的用工成本提高［2］。因此，建立更加高效的具有新型現(xiàn)代化植保器械參與的植保體系對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展非常重要。

近年來(lái)，隨著我國(guó)無(wú)人機(jī)行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，植保無(wú)人機(jī)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用引起了人們的關(guān)注。與傳統(tǒng)的人工噴灑農(nóng)藥不同，通過(guò)無(wú)人機(jī)進(jìn)行農(nóng)藥噴灑具有高效、機(jī)動(dòng)性好、安全、成本低等特點(diǎn)［3］。相關(guān)調(diào)查研究顯示，植保無(wú)人機(jī)采取低空微量噴灑方式，高效解決了大型地面植保機(jī)械受地理因素影響作業(yè)的問(wèn)題，大大減少了農(nóng)村勞動(dòng)力需求，減少了勞動(dòng)成本，并最大限度地減輕了化學(xué)農(nóng)藥對(duì)人體健康的損害。因此，利用植保無(wú)人機(jī)進(jìn)行農(nóng)藥噴灑已成為新型、有效的防治病蟲(chóng)草害的手段。

在上述背景下，植保無(wú)人機(jī)市場(chǎng)迫切需要一個(gè)服務(wù)于農(nóng)戶和無(wú)人機(jī)飛手的線上平臺(tái)，一方面為飛手提供訂單查找與推薦、無(wú)人機(jī)維保等服務(wù)，另一方面為農(nóng)戶找到專業(yè)、靠譜的飛防隊(duì)，解放農(nóng)民的雙手，增加土地收成。

1 植保無(wú)人機(jī)服務(wù)管理平臺(tái)研究現(xiàn)狀

相比傳統(tǒng)的人工或半機(jī)械化植保方式，植保無(wú)人機(jī)優(yōu)勢(shì)明顯，具有防治效果好、噴灑效率高等優(yōu)點(diǎn)。其噴灑效率是傳統(tǒng)人工的15～80 倍，農(nóng)藥使用量、用水量分別比傳統(tǒng)人工至少節(jié)約50%和90%。植保無(wú)人機(jī)具有操作難、購(gòu)買和維修費(fèi)用高等特點(diǎn)，因此，普通農(nóng)戶一般不會(huì)自行購(gòu)買無(wú)人機(jī)，而是有植保需求時(shí)聯(lián)系專業(yè)的飛手或飛防團(tuán)隊(duì)完成作業(yè)任務(wù)。目前，我國(guó)無(wú)人機(jī)調(diào)配普遍存在農(nóng)戶聯(lián)系無(wú)人機(jī)飛手困難、飛手不了解哪里需要植保服務(wù)的問(wèn)題。由于缺乏直接聯(lián)系渠道，很多農(nóng)戶通過(guò)第三方中介才能聯(lián)系到飛手，作業(yè)成本被大幅抬高。此外，由于缺乏第三方監(jiān)管及無(wú)人機(jī)作業(yè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)農(nóng)作物出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)農(nóng)戶與飛手互相推諉責(zé)任的問(wèn)題，農(nóng)戶與飛手的合法權(quán)益得不到保障。

基于以上原因，建立一個(gè)數(shù)字化管理平臺(tái)，整合現(xiàn)有資源，管理監(jiān)督各個(gè)角色，可以有效地將農(nóng)戶和飛手相連接。據(jù)了解，我國(guó)現(xiàn)有類似平臺(tái)不多。市面上應(yīng)用最多的一款A(yù)PP，僅提供了訂單的發(fā)布與接收功能，許多飛手反映接到的單子質(zhì)量較低，接單后無(wú)法撤銷，收益回報(bào)率低。而農(nóng)民表示飛手接單后作業(yè)質(zhì)量無(wú)法得到保障，而且農(nóng)作物出現(xiàn)壞死等情況時(shí)無(wú)法找到可以申訴的平臺(tái)，最終造成農(nóng)戶與飛手雙方的利益均受到損害。此外，獨(dú)立APP 的下載存在占用過(guò)多手機(jī)內(nèi)存、安卓端和IOS 端兼容性等問(wèn)題。

鑒于智能手機(jī)和微信的普及，筆者依托微信小程序，開(kāi)發(fā)基于大數(shù)據(jù)的植保無(wú)人機(jī)服務(wù)管理平臺(tái)，為農(nóng)戶和無(wú)人機(jī)飛手提供線上交易服務(wù)，同時(shí)利用大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分析技術(shù)、評(píng)估服務(wù)機(jī)制來(lái)解決農(nóng)戶與飛手之間的訂單糾紛問(wèn)題。

2 植保無(wú)人機(jī)服務(wù)管理平臺(tái)的框架與功能

2.1 總體設(shè)計(jì)框架

植保無(wú)人機(jī)服務(wù)管理平臺(tái)有注冊(cè)登錄模塊、訂單管理模塊、作業(yè)管理模塊、地塊導(dǎo)航模塊4 個(gè)功能模塊，總體設(shè)計(jì)框架如圖1所示。農(nóng)戶可以在平臺(tái)上發(fā)送飛防作業(yè)需求訂單，平臺(tái)根據(jù)作業(yè)地距離、作業(yè)能力要求等信息匹配合適的飛手，并向飛手推送訂單信息。同時(shí)，平臺(tái)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)無(wú)人機(jī)作業(yè)數(shù)據(jù)，作為日后調(diào)解農(nóng)戶與飛手關(guān)于作業(yè)質(zhì)量糾紛的重要依據(jù)。

圖1 植保無(wú)人機(jī)服務(wù)管理平臺(tái)總體設(shè)計(jì)框架

2.2 主要功能

2.2.1 注冊(cè)登錄功能。用戶可以選擇以農(nóng)戶或飛手身份注冊(cè)，農(nóng)戶提交的基本信息包括用戶名、密碼、手機(jī)號(hào)、身份證號(hào)、地址、所種植的農(nóng)作物種類和所擁有土地面積等，飛手提交的基本信息包括用戶名、密碼、手機(jī)號(hào)、身份證號(hào)、職業(yè)資格證書、飛機(jī)型號(hào)、常規(guī)參數(shù)和飛機(jī)數(shù)量等。登錄時(shí)可選擇“用戶名+密碼”“手機(jī)號(hào)+密碼”等多種形式。

2.2.2 訂單管理功能。農(nóng)戶根據(jù)農(nóng)田噴灑農(nóng)藥的需求，發(fā)布訂單（訂單包括農(nóng)田位置、面積、作物種類、作業(yè)時(shí)間等要求），平臺(tái)向飛手推送訂單，飛手可以根據(jù)訂單描述，選擇合適的訂單下單并提供相關(guān)的作業(yè)任務(wù)。

2.2.3 作業(yè)管理功能。對(duì)無(wú)人機(jī)的航行路線、飛行高度、飛行速度、噴灑量和作業(yè)噴幅等作業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)，并顯示在訂單記錄中。如果后續(xù)作物生長(zhǎng)出現(xiàn)相關(guān)問(wèn)題，農(nóng)戶可以根據(jù)平臺(tái)分析的數(shù)據(jù)，在作業(yè)完成后1個(gè)月內(nèi)，對(duì)飛手作業(yè)完成質(zhì)量進(jìn)行追溯；飛手可以使用平臺(tái)數(shù)據(jù)證明作業(yè)質(zhì)量，擺脫糾紛。如果農(nóng)戶無(wú)法理解平臺(tái)分析的數(shù)據(jù)而與飛手產(chǎn)生矛盾，平臺(tái)可以請(qǐng)專業(yè)人士對(duì)農(nóng)戶進(jìn)行講解，公平、公正、公開(kāi)地解決糾紛問(wèn)題。

2.2.4 地塊導(dǎo)航功能。通過(guò)接入平臺(tái)的百度地圖或者高德地圖對(duì)作業(yè)地塊進(jìn)行定位，為飛手提供導(dǎo)航服務(wù)。

3 植保無(wú)人機(jī)服務(wù)管理平臺(tái)的創(chuàng)新之處

首先，該平臺(tái)基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，打造植保無(wú)人機(jī)垂直應(yīng)用生態(tài)圈，提供了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)一站式社會(huì)化服務(wù)。其次，通過(guò)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)社會(huì)化服務(wù)，建立現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)社會(huì)化服務(wù)平臺(tái)，快速解決農(nóng)業(yè)服務(wù)問(wèn)題，滿足農(nóng)戶生產(chǎn)需求，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。再次，當(dāng)發(fā)生飛手沒(méi)有按時(shí)按質(zhì)完成作業(yè)任務(wù)，或者飛手按照規(guī)范完成作業(yè)而農(nóng)作物因其他原因沒(méi)有正常生長(zhǎng)時(shí)，飛手與用戶之間易出現(xiàn)訂單糾紛問(wèn)題。該平臺(tái)的作業(yè)管理與評(píng)估服務(wù)模塊通過(guò)實(shí)時(shí)作業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及專業(yè)人士評(píng)估，可以有效解決上述問(wèn)題。最后，相比較市面常見(jiàn)的APP，微信小程序具有免安裝、省內(nèi)存、接入方便等特點(diǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

目前，植保無(wú)人機(jī)的作業(yè)實(shí)踐已證明其在不受各種地理因素限制、農(nóng)藥噴灑效率、節(jié)約成本等方面具有強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。依靠微信小程序建立的植保無(wú)人機(jī)服務(wù)管理平臺(tái)，不僅能維護(hù)農(nóng)戶與植保無(wú)人機(jī)飛手雙方的利益，而且能擴(kuò)大植保無(wú)人機(jī)的應(yīng)用市場(chǎng)，保障我國(guó)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。然而，對(duì)于植保無(wú)人機(jī)而言，零件損壞維修的成本可能是制約植保無(wú)人機(jī)服務(wù)管理平臺(tái)推廣的主要因素，但隨著植保無(wú)人機(jī)服務(wù)管理平臺(tái)的不斷改進(jìn)和完善以及國(guó)家頒布的一系列農(nóng)業(yè)植保政策等，植保無(wú)人機(jī)服務(wù)管理平臺(tái)將會(huì)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用。