糧食儲(chǔ)藏新技術(shù)應(yīng)用趨勢

□ 趙敬東

（合肥市糧食局第二倉庫，安徽 合肥 231131）

糧食作為我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)增長與國民生活保障的基礎(chǔ)要素，一直廣為社會(huì)討論與國民關(guān)注，從現(xiàn)階段我國糧食儲(chǔ)藏技術(shù)來看，主要以常規(guī)儲(chǔ)藏、氣體儲(chǔ)藏、溫控儲(chǔ)藏及真空儲(chǔ)藏為主。國家糧食安全中長期規(guī)劃綱要中指出，應(yīng)進(jìn)一步健全與完善糧食儲(chǔ)藏管理技術(shù)，在現(xiàn)有的管理技術(shù)上進(jìn)行重組與完善，建立長效化管理技術(shù)的同時(shí)，確保糧食數(shù)量的真實(shí)性及質(zhì)量的可靠性，對(duì)促進(jìn)我國糧食儲(chǔ)藏技術(shù)發(fā)展與推動(dòng)我國糧食儲(chǔ)藏科學(xué)化具有深遠(yuǎn)影響［1］。據(jù)此，本文對(duì)糧食新技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行討論，旨在促進(jìn)我國糧食儲(chǔ)藏技術(shù)得到全面優(yōu)化與革新。

一、糧食儲(chǔ)藏技術(shù)現(xiàn)狀與困境

現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展背景下，國民生活質(zhì)量與生活條件有了明顯的提升，國民對(duì)糧食的質(zhì)量關(guān)注度不斷提高。十八大以來，習(xí)近平總書記不斷強(qiáng)調(diào)要把糧食管理作為國家治理的重中之重。十九大報(bào)告更是指出，確保國家糧食安全，牢牢把握中國人民的飯碗，是社會(huì)發(fā)展的主要條件，糧食儲(chǔ)藏技術(shù)作為糧食工作的重要組成部分，不僅關(guān)系到人民的切身利益，也是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的保障條件。但從現(xiàn)階段糧食地方儲(chǔ)藏管理的現(xiàn)狀來看，還存在不少問題亟待解決。

首先，由于地區(qū)人口規(guī)模較大，導(dǎo)致地區(qū)糧食儲(chǔ)藏技術(shù)升級(jí)面臨現(xiàn)實(shí)考驗(yàn)，糧食輪換次數(shù)增加，促使當(dāng)?shù)丶Z食管理難度加大，造成現(xiàn)階段糧食儲(chǔ)藏管理混亂。其次，財(cái)政壓力加大。為確保地方儲(chǔ)糧新鮮性，應(yīng)及時(shí)淘汰剔除壞糧，使地方糧食輪換更為接近。另外，糧食市場供需求關(guān)系日益矛盾，糧食價(jià)格偏低，政府每年花一大筆錢來解決糧食的收購問題，總體上形成了收益矛盾（收益少、資金壓力大）。最后，土地緊張是現(xiàn)階段糧食儲(chǔ)藏中的難題，人口涌入城市、舊城改造等現(xiàn)象，規(guī)劃建設(shè)的糧倉尚未建立，舊糧倉被拆除，再加上人口流入對(duì)擴(kuò)大糧食儲(chǔ)藏的剛性需求，導(dǎo)致糧食儲(chǔ)藏用地嚴(yán)重短缺。此外，糧食儲(chǔ)藏過程中因減少內(nèi)部使用面積或在外墻較為薄弱的情況下，極易引起糧倉墻體內(nèi)側(cè)的霉變。據(jù)此，積極探析與研究糧食儲(chǔ)藏新技術(shù)，已成為廣大糧食儲(chǔ)藏人員面臨的重要課題。

二、糧食儲(chǔ)藏新技術(shù)展望與研究

（一）加強(qiáng)糧食儲(chǔ)藏信息化技術(shù)建設(shè)

加強(qiáng)糧食儲(chǔ)藏信息化建設(shè)，以解決糧食購買、銷售、存儲(chǔ)。以數(shù)字真實(shí)性為基礎(chǔ)，實(shí)時(shí)分析糧食存儲(chǔ)現(xiàn)狀及地方發(fā)展趨勢，對(duì)管理模式進(jìn)行全面優(yōu)化，根據(jù)地區(qū)實(shí)際情況、地方管理需求制定具體目標(biāo)與步驟。依托大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)，將自動(dòng)控制采集數(shù)據(jù)與管理信息系統(tǒng)有機(jī)融合，根據(jù)糧倉或糧食堆溫度、濕度變化情況，搭配機(jī)械通風(fēng)降溫技術(shù)自動(dòng)識(shí)別與自動(dòng)對(duì)齊進(jìn)行降溫。機(jī)械通風(fēng)降溫技術(shù)泛指依托機(jī)械通風(fēng)的方式，對(duì)倉外溫度及濕度進(jìn)行合理調(diào)整與優(yōu)化，機(jī)械通風(fēng)降溫技術(shù)也是我國糧食儲(chǔ)藏中較為常見且應(yīng)用范圍較廣的一種保溫技術(shù)。

在具體實(shí)施過程中，主要通過降低糧食堆溫度與濕度的方式，促使糧食堆整體處于平衡狀態(tài)，不僅可以消除糧食堆內(nèi)含有的異味與有害氣體，更是在改變儲(chǔ)糧水分含量，以及消除糧食堆水分轉(zhuǎn)移、分層及結(jié)霧等方面具有實(shí)質(zhì)意義。此技術(shù)在具體應(yīng)用過程中，主要將自然環(huán)境中低溫、低濕空氣融入糧堆促使糧食堆溫可以降至5℃以下，繼而采用隔熱保溫的方式降低與緩解糧食堆氣溫上升的速度，以此保障與延長糧食的低溫期。通過機(jī)械通風(fēng)技術(shù)與信息化技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)化檢測與自動(dòng)化通風(fēng)處理。此外，基于信息化技術(shù)可根據(jù)外部信息、有關(guān)模型方式調(diào)整糧食準(zhǔn)備管理計(jì)劃，制定長期調(diào)整計(jì)劃，充分利用信息化技術(shù)戰(zhàn)略因素，將管理層次信息處理結(jié)果，如市場、糧食生產(chǎn)、消費(fèi)、需求、用戶、供應(yīng)者情況歸納、整理建模，結(jié)合國家發(fā)展形勢、地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況，制定具體糧食儲(chǔ)藏方針。

（二）基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的糧食儲(chǔ)藏技術(shù)

嚴(yán)格意義上來說，糧食儲(chǔ)藏是較為復(fù)雜且影響因素較為龐雜的過程，糧食儲(chǔ)藏中，因外部環(huán)境與內(nèi)部微生物活動(dòng)影響導(dǎo)致糧食溫度、濕度及品質(zhì)的變化成為所面臨的主要問題，依托神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建全新糧食儲(chǔ)藏模式，在早期分析處理中結(jié)合人工簡單擬合曲線，對(duì)其糧食儲(chǔ)藏中存在的問題進(jìn)行預(yù)警，同時(shí)以現(xiàn)場為理論的多長疊加耦合作用處理方式，可實(shí)現(xiàn)對(duì)糧食干燥、儲(chǔ)糧害蟲的精準(zhǔn)識(shí)別與檢測，解決傳統(tǒng)糧食儲(chǔ)藏孤島化、碎片化及信息化程度不高等問題，為糧食儲(chǔ)藏管理水平提升帶來了深遠(yuǎn)影響?；谏窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)的糧食儲(chǔ)藏技術(shù)主要依托神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是主要以大數(shù)據(jù)、云計(jì)算及物聯(lián)網(wǎng)為核心，是機(jī)器學(xué)習(xí)中較為重要的算法結(jié)構(gòu)，同時(shí)也是整個(gè)系統(tǒng)深度學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，其強(qiáng)大的廣泛性與適應(yīng)性及非線性映射能力，在處理信息復(fù)雜的糧食儲(chǔ)藏?cái)?shù)據(jù)中具有顯著效益。具體如下：

1.糧食干燥控制

糧食干燥長期以來都是我國糧食儲(chǔ)藏與管理中的重要工作，對(duì)糧食安全儲(chǔ)藏與管理具有重大影響。通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，搭配采樣時(shí)間、訓(xùn)練算法及隱含層神經(jīng)元對(duì)糧食儲(chǔ)藏時(shí)空分布進(jìn)行優(yōu)化與調(diào)整，可以有效模擬糧食儲(chǔ)藏中的干燥過程，并較好預(yù)測出糧食含水量分布。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，主要采取模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能算法，實(shí)現(xiàn)模型化、可視化糧食儲(chǔ)藏中的干燥過程控制措施，以保障糧食整體安全性。

2.害蟲識(shí)別

害蟲識(shí)別技術(shù)主要以圖像識(shí)別技術(shù)與模糊技術(shù)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)識(shí)別與捕捉糧食害蟲的分類。依托多尺度昆蟲檢測器，建立特征性金字塔網(wǎng)絡(luò)，一方面便于提取圖像特征；另一方面可通過組合損失函數(shù)匹配橫樣本權(quán)重的方式，進(jìn)一步提高神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的害蟲識(shí)別過程的準(zhǔn)確性。

3.溫度預(yù)警

溫度預(yù)警泛指在糧食儲(chǔ)藏過程中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)會(huì)根據(jù)糧倉內(nèi)或糧食堆的溫度與濕度進(jìn)行預(yù)測與判斷，主要分析其現(xiàn)有溫度是否會(huì)造成霉菌與孳生等問題。通過對(duì)溫度、濕度數(shù)據(jù)的全面掌握，做出預(yù)防措施，以此保障糧食整體的安全性與可靠性。現(xiàn)階段我國糧食溫度預(yù)警系統(tǒng)中較為優(yōu)秀的就是將遺傳算法與粒子群算法與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，搭建全新算法GANPSP-CP的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。此系統(tǒng)主要預(yù)測糧食溫度值，通過采取糧庫真實(shí)數(shù)據(jù)的方式保障糧食存儲(chǔ)的安全性，該處理方式較比傳統(tǒng)信息化監(jiān)控方法而言，其精度有了明顯的提升。

4.霉菌預(yù)警

霉菌預(yù)警主要是依托BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)糧倉內(nèi)或糧食堆糧食儲(chǔ)藏在霉變等問題進(jìn)行實(shí)施預(yù)測與報(bào)警的技術(shù)。霉菌的孳生通常會(huì)伴隨著結(jié)露、霉變等情況發(fā)展，嚴(yán)重影響糧食儲(chǔ)藏質(zhì)量。傳統(tǒng)的霉變檢測方法主要以人工抽樣檢測、光譜成像技術(shù)、電子鼻技術(shù)等技術(shù)進(jìn)行，但隨著糧食霉變數(shù)據(jù)的大量積累以及糧食儲(chǔ)藏樹立的爆發(fā)式增長，導(dǎo)致傳統(tǒng)人工檢測技術(shù)依然無法滿足現(xiàn)代糧食儲(chǔ)藏的要求。加之信息化技術(shù)的高速變革與發(fā)展，基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以有效對(duì)霉變數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析，同時(shí)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其學(xué)習(xí)算法，可通過糧倉溫度、濕度的檢測結(jié)合近年來霉變主要因素實(shí)現(xiàn)對(duì)糧食儲(chǔ)藏中是否發(fā)生霉變等情況進(jìn)行預(yù)測，具有高效的預(yù)警功能與檢測技術(shù)，為我國糧食儲(chǔ)藏發(fā)展提供有力支撐。

（三）糧食儲(chǔ)備新“四合一”技術(shù)

新“四合一”技術(shù)是現(xiàn)階段我國糧食儲(chǔ)藏技術(shù)中應(yīng)用較為廣泛的一種儲(chǔ)藏技術(shù)，該技術(shù)主要以機(jī)械通風(fēng)控制技術(shù)、低劑量磷化氫環(huán)流熏蒸、智能糧情檢測分析、高效谷物冷卻等四項(xiàng)技術(shù)為基礎(chǔ)，采用集成創(chuàng)新和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的四項(xiàng)技術(shù)，解決糧倉的儲(chǔ)糧難題。智能儲(chǔ)糧機(jī)械通風(fēng)技術(shù)，利用自主研發(fā)的糧食通風(fēng)數(shù)學(xué)模型和計(jì)算機(jī)智能分析技術(shù)，準(zhǔn)確預(yù)測糧食堆的平衡濕度和露點(diǎn)變化，跟蹤大氣和糧堆的溫差、濕差變化，防止糧食結(jié)露、霉變，大幅度降低能耗；開發(fā)了均布?xì)饬鳌⒌吐堵抖鹊沫h(huán)流系統(tǒng)，采用高效率的氣倉氣體發(fā)生器和快速檢測、及時(shí)補(bǔ)藥等技術(shù)和設(shè)備。此外，智能糧情檢測分析技術(shù)在針對(duì)以往糧情檢測技術(shù)，不能準(zhǔn)確區(qū)分糧堆的正常變化和異常變化等問題造成漏報(bào)影響儲(chǔ)糧安全或誤報(bào)警浪費(fèi)大量人力、物力等問題，在利用自動(dòng)學(xué)習(xí)和推理分析技術(shù)建立智能分析模型的基礎(chǔ)上，對(duì)糧食溫度變化曲線進(jìn)行精確分析和預(yù)測，進(jìn)一步提高糧食儲(chǔ)備的可靠性。

三、結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)階段我國正在經(jīng)歷廣泛而深刻的變革，在這場大變革中，糧食儲(chǔ)藏技術(shù)的發(fā)展也面臨著前所未有的機(jī)遇，近日，中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)《糧食節(jié)約行動(dòng)方案》對(duì)加強(qiáng)糧食儲(chǔ)存環(huán)節(jié)減損提出了要求。我國學(xué)者應(yīng)積極研究與探析糧食儲(chǔ)藏技術(shù)，保障我國糧食儲(chǔ)藏技術(shù)革新常態(tài)化，促使我國糧食儲(chǔ)藏可以全面優(yōu)化，對(duì)進(jìn)一步優(yōu)化我國農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)與促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有深遠(yuǎn)影響。