智慧農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)平臺的構(gòu)建與效益分析

汪家順

摘 要：隨著現(xiàn)代信息技術(shù)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的深度結(jié)合，以智慧農(nóng)業(yè)為形式的農(nóng)業(yè)4.0時代已經(jīng)到來。智慧農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)平臺可以對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進行監(jiān)控并提供多元化服務(wù)，集多種服務(wù)于一體。在收集、分析農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，向系統(tǒng)用戶提供信息發(fā)布、防災(zāi)防疫、專家咨詢、視頻監(jiān)控等功能，為農(nóng)業(yè)智能化和自動化提供解決方案。高士鎮(zhèn)重點產(chǎn)業(yè)為綠色稻米產(chǎn)業(yè)，同時發(fā)展有機石斛和設(shè)施蔬菜種植等特色產(chǎn)業(yè)。該文介紹了望江縣高士鎮(zhèn)智慧農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)平臺建設(shè)項目的實施情況，為其他項目的實施提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：智慧農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)平臺;構(gòu)建;效益

中圖分類號 F323 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2021）21-0127-04

為貫徹落實《數(shù)字農(nóng)業(yè)鄉(xiāng)村發(fā)展規(guī)劃（2019—2025）》（農(nóng)規(guī)發(fā)[2019]33號）、《“數(shù)字江淮”建設(shè)總體規(guī)劃（2020—2025）》（皖數(shù)江[2020]2號）和《農(nóng)業(yè)農(nóng)村部辦公廳財政部辦公廳關(guān)于做好2020年農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)強鎮(zhèn)建設(shè)工作的通知》（農(nóng)辦計財〔2020〕5號）[1-3]文件精神，望江縣高土鎮(zhèn)開展了數(shù)字農(nóng)業(yè)建設(shè)，提升當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范點建設(shè)水平，推進大數(shù)據(jù)、人工智能、VR全景、數(shù)字孿生、區(qū)塊鏈等新一代信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)農(nóng)村融合發(fā)展，提升科技農(nóng)業(yè)的發(fā)展水平。本項目立足高士鎮(zhèn)重點產(chǎn)業(yè)綠色稻米產(chǎn)業(yè)，圍繞有機石斛和設(shè)施蔬菜等特色產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢，集成農(nóng)業(yè)傳感器、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈、品質(zhì)快檢等智慧農(nóng)業(yè)核心技術(shù)，以加快高士鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)與大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)融合應(yīng)用為重點，建設(shè)集智慧農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)平臺、基于區(qū)塊鏈溯源AI品質(zhì)控制系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)指揮中心、智能設(shè)施與基地管理于一體的“智慧農(nóng)業(yè)”平臺。通過各類鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)數(shù)字化資源的有效整合，建立了鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)品質(zhì)生產(chǎn)經(jīng)營管理數(shù)字化新模式，有序地提升了農(nóng)產(chǎn)品種植區(qū)數(shù)字化管理水平，逐步實現(xiàn)了各類農(nóng)業(yè)資源的數(shù)字化、生產(chǎn)智能化、管理精準(zhǔn)化、質(zhì)量安全監(jiān)管網(wǎng)絡(luò)化，是一次有益的探索和實踐。

1 項目區(qū)概況

高士鎮(zhèn)是安徽省安慶市望江縣下轄的農(nóng)業(yè)大鎮(zhèn)，是省級中心建制鎮(zhèn)、安徽省擴權(quán)中心鎮(zhèn)、省創(chuàng)建文明鄉(xiāng)鎮(zhèn)工作先進鄉(xiāng)鎮(zhèn)、市級文明鄉(xiāng)鎮(zhèn)、省新農(nóng)村建設(shè)“百鎮(zhèn)千村”示范鎮(zhèn)。高士鎮(zhèn)作為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大鎮(zhèn)，是全國綠色水稻標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)基地的核心區(qū)，綠色稻米產(chǎn)業(yè)作為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，主要有以下幾大優(yōu)勢：稻作文化深厚;境內(nèi)資源環(huán)境優(yōu)越，生態(tài)良好，雨量充沛，日照充足，水資源豐富，是種植水稻的優(yōu)勢區(qū)域;產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)良好。但目前鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式仍較為粗放，大部分地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)僅依靠農(nóng)民經(jīng)驗與農(nóng)民勞動力，存在費時費力、服務(wù)效率低、受眾面窄等問題，嚴(yán)重制約了高士農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的升級轉(zhuǎn)型。

2 高士鎮(zhèn)智慧農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)平臺的構(gòu)建

建設(shè)智慧農(nóng)業(yè)服務(wù)項目1+4+3架構(gòu)平臺，其中“1”為智慧農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)指揮中心，“4”為建設(shè)的4個智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)，圍繞大數(shù)據(jù)中心提供的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分別建設(shè)智慧農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)平臺、基于區(qū)塊鏈溯源AI品質(zhì)控制系統(tǒng)、基于AI技術(shù)的農(nóng)業(yè)病蟲害田間識別診斷與專家?guī)煜到y(tǒng)、全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)業(yè)園管理系統(tǒng)?！?”則代表全產(chǎn)業(yè)示范基地建設(shè)，包含1個重點綠色稻米產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)痉痘亟ㄔO(shè)和2個特色產(chǎn)業(yè)示范基地建設(shè)，通過在示范基地部署感知設(shè)備，為大數(shù)據(jù)中心提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)保障（見圖1）。

智慧農(nóng)業(yè)項目的整體設(shè)計是依據(jù)建設(shè)內(nèi)容分層建設(shè)，包括底層的物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)軟硬件負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集與執(zhí)行控制，中間層的數(shù)據(jù)中心負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的匯總，處理和應(yīng)用，上層為依托數(shù)據(jù)中心運行的4套軟件系統(tǒng)負(fù)責(zé)針對不同類型用戶提供業(yè)務(wù)功能。項目面向的用戶群體包括，示范基地農(nóng)場主、政府監(jiān)管人員、消費者3類（見圖2）。

利用信息化技術(shù)和云存儲技術(shù)實現(xiàn)對基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)資源、植保數(shù)據(jù)資源和農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)資源等信息的綜合管理和收集，實現(xiàn)“三個方向的五張圖建設(shè)”。3個方向包含鄉(xiāng)鎮(zhèn)產(chǎn)業(yè)布局現(xiàn)狀，生產(chǎn)作業(yè)，質(zhì)量安全和流通，圍繞這3個方向，構(gòu)建“鄉(xiāng)鎮(zhèn)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀一張圖，土壤肥力分布一張圖，植保動態(tài)監(jiān)測一張圖”，基地生產(chǎn)管理一張圖，質(zhì)量安全與流通一張圖”，不僅能從空間上全面、準(zhǔn)確及時地掌握規(guī)?；r(nóng)業(yè)資源的基本情況和地理環(huán)境，直觀了解農(nóng)業(yè)資源分布現(xiàn)狀、生產(chǎn)規(guī)劃和變化趨勢，實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)資源進行動態(tài)管理和深入分析，準(zhǔn)確反映各類農(nóng)業(yè)資源詳細(xì)數(shù)據(jù)以及監(jiān)管數(shù)據(jù)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)資源數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)與生態(tài)環(huán)境信息的可視化分析和智能化動態(tài)管理，還能為農(nóng)業(yè)高效、安全、可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃與管理提供一個較為可靠、完整、直觀、動態(tài)的決策管理系統(tǒng)。

2.1 云存儲構(gòu)建 云平臺數(shù)據(jù)中心旨在為高士鎮(zhèn)科技強鎮(zhèn)智慧農(nóng)業(yè)板塊內(nèi)容全過程建立一套完整的信息化系統(tǒng)，通過該信息化系統(tǒng)使鄉(xiāng)鎮(zhèn)智慧農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)版建設(shè)過程更加科學(xué)化、智能化、精細(xì)化，使管理人員通過PC端或移動端訪問云平臺數(shù)據(jù)中心，很輕松獲取實時數(shù)據(jù)對智慧農(nóng)業(yè)全流程指揮調(diào)度過程進行智能化管理決策。

2.2 鄉(xiāng)鎮(zhèn)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀圖 通過遙感數(shù)據(jù)采集信息，建立農(nóng)業(yè)信息庫。整理土地利用、地形地貌、遙感影像等農(nóng)業(yè)地圖庫，人口、農(nóng)作物播種面積和產(chǎn)量、農(nóng)業(yè)產(chǎn)值、農(nóng)村基本情況等農(nóng)業(yè)基本數(shù)據(jù)庫，農(nóng)作物長勢、水旱災(zāi)害、病蟲災(zāi)害等動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)等（見圖3）。

2.3 土壤肥力分布圖 依托GIS系統(tǒng)構(gòu)建鎮(zhèn)域土壤肥力熱力圖分布，是實時獲得各種作物最佳施肥量、施肥比例、施肥時期、施肥方法的根本途徑，也是篩選、驗證土壤養(yǎng)分測試方法、建立施肥指標(biāo)體系的基本環(huán)節(jié)（見圖4）。

2.4 植保動態(tài)監(jiān)測圖 通過人工智能圖像識別技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)種植環(huán)節(jié)的植保領(lǐng)域，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者提供基于AI技術(shù)的農(nóng)業(yè)病蟲害田間識別、即時診斷和專家咨詢服務(wù)，并基于此構(gòu)建移動終端APP及線上線下聯(lián)動平臺，打造作物全生長周期的病蟲害管理體系;平臺將逐步整合農(nóng)業(yè)專家、農(nóng)資、農(nóng)技服務(wù)等行業(yè)資源，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)前后端聯(lián)動的資源平臺和技術(shù)服務(wù)聯(lián)盟（見圖5）。同時，將田間采集信息匯總成大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，以可視化方式呈現(xiàn)給各級政府及農(nóng)業(yè)主管部門，實現(xiàn)全域病蟲害發(fā)生情況實時監(jiān)控、風(fēng)險預(yù)警及數(shù)據(jù)分析功能，指導(dǎo)農(nóng)戶提前預(yù)防，精準(zhǔn)施藥，并以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，攜手國家級植保專家團隊定制植保全域、全程解決方案。

2.5 基地生產(chǎn)管理圖 利用再生產(chǎn)基地部署數(shù)據(jù)采集裝備、監(jiān)控設(shè)備、水肥一體化設(shè)施，區(qū)塊鏈溯源客戶端，智能蟲情測報裝置等，通過數(shù)據(jù)中心構(gòu)建基地生產(chǎn)管理一張圖，一張圖可基于GIS顯示各基地點位信息，通過點擊可查看各企業(yè)相關(guān)情況介紹，包含但不限于：企業(yè)名稱，簡介，生產(chǎn)方式，產(chǎn)業(yè)規(guī)模，營銷模式等信息，再各企業(yè)一張圖上也可顯示各企業(yè)安裝設(shè)備的實施狀態(tài)信息，以及設(shè)備運行數(shù)據(jù)信息，為建立起“事前預(yù)警、事中監(jiān)控、事后評估”的事件工作管理體系，為領(lǐng)導(dǎo)科學(xué)決策和指揮調(diào)度提供科學(xué)的依據(jù)（見圖6）。

2.6 質(zhì)量安全與流通圖 在省級農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源體系的基礎(chǔ)上，高士鎮(zhèn)質(zhì)量安全與流通體系的建設(shè)目標(biāo)主要是構(gòu)建高士鎮(zhèn)核心農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全區(qū)塊鏈追溯管理信息平臺[4]（包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營主體農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈信息化管理、農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)、農(nóng)產(chǎn)品分銷系統(tǒng)、農(nóng)產(chǎn)品防偽預(yù)警系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)），第一期選擇示范基地業(yè)進駐平臺，并實現(xiàn)和省級溯源平臺，以及和國家追溯平臺的數(shù)據(jù)有效對接，從而實現(xiàn)對生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)過程，流通過程的全程監(jiān)管（見圖7、圖8）。

2.7 大數(shù)據(jù)展示中心建設(shè) 大數(shù)據(jù)中心建設(shè)主要包含機房建設(shè)和展示系統(tǒng)建設(shè)組成，其中機房擬部署于中心大樓正對大門右側(cè)房間，建設(shè)內(nèi)容包含：三聯(lián)控制臺，機房靜電地板，專線網(wǎng)絡(luò)，55寸監(jiān)視屏幕，臺式電腦，機柜等構(gòu)成。展示系統(tǒng)包含室內(nèi)小間距LED展示大屏和文化墻以及農(nóng)產(chǎn)品展示柜，大屏尺寸5m×2.5m，配套音響設(shè)備，安裝與中心大樓正對大門白墻處。農(nóng)產(chǎn)品展示柜和文化墻分別安裝與中心大樓進門左右兩側(cè)，文化墻上通過部署展板展示高士鎮(zhèn)科技強鎮(zhèn)科技成果，展示柜分別展示高士鎮(zhèn)特色農(nóng)產(chǎn)品以及相關(guān)科技強鎮(zhèn)成果（見圖9）。

3 智慧農(nóng)業(yè)服務(wù)平臺應(yīng)用系統(tǒng)

智慧農(nóng)業(yè)云平臺應(yīng)用系統(tǒng)是基于鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)分布數(shù)據(jù)和基地管理數(shù)據(jù)的智慧農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施和基地生產(chǎn)運營場景建立的信息化平臺，是實現(xiàn)高效運營和遠(yuǎn)程指揮生產(chǎn)過程的核心支撐應(yīng)用，通過自動化監(jiān)控、管理和輔助基地生產(chǎn)環(huán)境和控制生產(chǎn)設(shè)備，為實現(xiàn)高效農(nóng)業(yè)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程提供綜合服務(wù)。

智慧農(nóng)業(yè)服務(wù)平臺應(yīng)用系統(tǒng)包括以下4大應(yīng)用系統(tǒng)：1個智慧農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)平臺，1個基于區(qū)塊鏈溯源AI品質(zhì)控制系統(tǒng)，1個基于AI技術(shù)的農(nóng)業(yè)病蟲害田建識別診斷和專家?guī)煜到y(tǒng)，1個全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)業(yè)園管理系統(tǒng)（見圖10）。智慧農(nóng)業(yè)服務(wù)平臺應(yīng)用系統(tǒng)也包括基本的系統(tǒng)配置、權(quán)限管理功能，綜合管理基地生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)的監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集和業(yè)務(wù)，對生產(chǎn)運營活動進行科學(xué)、高效的控制。

應(yīng)用系統(tǒng)是所有應(yīng)用功能的入口，由指揮云平臺軟件和其他基礎(chǔ)系統(tǒng)后臺應(yīng)用軟件關(guān)鍵構(gòu)成?；A(chǔ)系統(tǒng)包括單點登錄系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)庫、消息中間件、緩存服務(wù)器等。

4 效益分析

4.1 經(jīng)濟效益 項目實施后，能夠極大程度上減少人工及管理成本、肥料成本、除草成本、生產(chǎn)資料成本，并且能夠一定程度上農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量，進而提升產(chǎn)值。

4.2 社會效益

4.2.1 推動農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、實現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型升級 把加快轉(zhuǎn)變都市農(nóng)業(yè)發(fā)展方式、推進現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級作為稻鴨、稻蝦生產(chǎn)基地建設(shè)的主抓手，著力培育新動能、打造新業(yè)態(tài)、扶持新主體、拓寬新渠道、創(chuàng)新新機制，推進要素集聚、產(chǎn)業(yè)融合和綠色發(fā)展，大力發(fā)展產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營和高端精品農(nóng)業(yè)，實現(xiàn)稻蝦生產(chǎn)基地產(chǎn)業(yè)提檔升級，促進高士鎮(zhèn)乃至望江縣現(xiàn)代農(nóng)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型升級。

4.2.2 創(chuàng)新利益聯(lián)結(jié)機制，帶動農(nóng)民持續(xù)增收 圍繞主導(dǎo)高士鎮(zhèn)稻鴨、稻蝦，從產(chǎn)業(yè)深度融合出發(fā)，“延長產(chǎn)業(yè)鏈、完善產(chǎn)品鏈、補齊信息鏈、建立創(chuàng)新鏈、提升價值鏈、共享利益鏈”，通過支持政策與帶動農(nóng)民分享利益掛鉤，完善企農(nóng)利益聯(lián)結(jié)機制，形成利益共同體、命運共同體和責(zé)任共同體，多渠道促進農(nóng)民增收，對于維護農(nóng)村社會安定、帶動農(nóng)民穩(wěn)定持續(xù)增收具有重要意義。

4.2.3 促進農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新，提升規(guī)模經(jīng)營能力 稻鴨、稻蝦數(shù)字化生產(chǎn)基地創(chuàng)建推動了水稻農(nóng)產(chǎn)品種種植、促進農(nóng)業(yè)科技的應(yīng)用與推廣，培養(yǎng)新型農(nóng)民，提升農(nóng)民素質(zhì)。加強農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新、集成創(chuàng)新與推廣用，提高農(nóng)業(yè)科技應(yīng)用水平，大力發(fā)展優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、營養(yǎng)健康農(nóng)業(yè)，達到農(nóng)業(yè)增效的目標(biāo)。通過發(fā)揮龍頭、農(nóng)民專業(yè)合作組織、農(nóng)業(yè)合作聯(lián)合社等新型經(jīng)營主體的作用，發(fā)展多種形式的適度規(guī)模經(jīng)營，增強農(nóng)業(yè)社會化服務(wù)，提高規(guī)模經(jīng)營水平。

4.3 生態(tài)效益

4.3.1 緩解農(nóng)業(yè)資源約束 將顯著提高土地產(chǎn)出率、資源利用率和勞動生產(chǎn)率，能夠在確保農(nóng)產(chǎn)品安全的同時，節(jié)約出耕地、水和勞動力等農(nóng)業(yè)資源，緩解農(nóng)業(yè)發(fā)展與耕地緊張、水資源短缺、勞動力不足的矛盾，大大提高農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力。

4.3.2 修復(fù)農(nóng)田生態(tài)環(huán)境 將顯著減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥農(nóng)藥用量、農(nóng)膜地膜殘留的影響，有效減輕農(nóng)業(yè)面源污染。同時，通過提升完善農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施，建設(shè)農(nóng)田防護林網(wǎng)，可以改善小氣候，防治土地沙化，減少農(nóng)田水土流失，保護耕地質(zhì)量。

4.3.3 美化農(nóng)村田園景觀 能夠?qū)崿F(xiàn)土地平整連片、水稻和農(nóng)作物整齊美觀、田間基礎(chǔ)設(shè)施配套齊備、勞動生產(chǎn)環(huán)境改善，能夠推動產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展、生產(chǎn)生態(tài)融合互動、農(nóng)業(yè)發(fā)展高效高端，讓農(nóng)業(yè)成為城市發(fā)展的生態(tài)根基、城市居民休閑的陽光田園，大大提高農(nóng)業(yè)的生態(tài)功能。

5 結(jié)語

望江縣高士鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)平臺是結(jié)合當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)管理信息化發(fā)展實際，以物聯(lián)網(wǎng)、GIS等技術(shù)為支撐，利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段推動現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展，為各企業(yè)、農(nóng)戶、業(yè)務(wù)部門、農(nóng)業(yè)專家、政府領(lǐng)導(dǎo)開展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供支撐，提供多種農(nóng)業(yè)管理服務(wù)業(yè)務(wù)智能應(yīng)用，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)管理服務(wù)智能化的農(nóng)業(yè)服務(wù)平臺，是促進農(nóng)業(yè)高效有序發(fā)展的一次有益的探索和實踐。

參考文獻

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[2]關(guān)于印發(fā)“數(shù)字江淮”建設(shè)總體規(guī)劃（2020—2025年）的通知[EB/OL].[2020-06-29].http：//sjzyj.ah.gov.cn/szjh/zcfg/39985721.html.

[3]農(nóng)業(yè)農(nóng)村部辦公廳財政部辦公廳關(guān)于公布2020年農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)強鎮(zhèn)建設(shè)名單的通知[EB/OL].[2020-05-26].http：//www.moa.gov.cn/gk/tzgg_1/tfw/202005/t20200526_6345283.htm.

[4]Baronti P， Pillai P， Chook V W C， et al. Wireless sensor networks： A survey on the state of the art and the 802.15. 4 and Zig Bee standards[J].Computer communications，2007，30（7）：1655-1695.

（責(zé)編：張宏民）