物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在山東現(xiàn)代漁業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用研究

文/陳笑冰 潘秀蓮 丁金強(qiáng)

漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究和應(yīng)用對提升現(xiàn)代漁業(yè)信息化水平、加快漁業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程有重要的現(xiàn)實和長遠(yuǎn)意義?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+現(xiàn)代漁業(yè)”近年來被許多業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為是漁業(yè)轉(zhuǎn)型升級的必由之路，用現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)全面改造和裝備漁業(yè)，對漁業(yè)生產(chǎn)的各種要素進(jìn)行集成化設(shè)計，實現(xiàn)智能數(shù)字化控制、精準(zhǔn)集約化管理，能夠有效降低人力成本和環(huán)境壓力，促進(jìn)漁業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展。本文結(jié)合山東省物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用實踐，對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代漁業(yè)上的融合應(yīng)用進(jìn)行了探索研究，并提出了發(fā)展?jié)O業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的思路和措施。

一、漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述

（一）漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的作用

在水產(chǎn)養(yǎng)殖中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可應(yīng)用于養(yǎng)殖環(huán)境、養(yǎng)殖設(shè)備、水生動物行為等信息的感知、傳輸和智能處理，并通過與公共信息服務(wù)平臺相結(jié)合，對漁業(yè)生產(chǎn)環(huán)境信息進(jìn)行監(jiān)測，實現(xiàn)對漁業(yè)生產(chǎn)參數(shù)的準(zhǔn)確檢測、精準(zhǔn)處理和智能控制，實現(xiàn)漁業(yè)精準(zhǔn)化生產(chǎn)與管理。

（二）漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)

根據(jù)信息的生成、傳輸、處理和應(yīng)用原則，可以把漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)分為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、信息傳輸系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)和分析應(yīng)用系統(tǒng)。使用感知設(shè)備，完成數(shù)據(jù)采集，通過互聯(lián)網(wǎng)、移動通訊和無線傳輸?shù)燃夹g(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，經(jīng)過系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理和智能決策，最后實現(xiàn)對漁業(yè)生產(chǎn)行為的全面感知，智能處理和科學(xué)管理（見圖1）。

圖1 漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)圖

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是讓物品對話的先決條件，即以傳感器（如溶解氧、氨氮、pH、鹽度等各類水質(zhì)探頭）、RFID（無線射頻識別技術(shù)）、GPS（全球定位系統(tǒng)）、條碼技術(shù)等，采集信息和數(shù)據(jù)，包括各類水質(zhì)參數(shù)、產(chǎn)品標(biāo)識、位置信息、水產(chǎn)品投入品信息等數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對養(yǎng)殖環(huán)境和養(yǎng)殖關(guān)鍵環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的即時采集。

信息傳輸系統(tǒng)負(fù)責(zé)將感知設(shè)備采集的漁業(yè)生產(chǎn)信息傳送到服務(wù)器，并通過遠(yuǎn)程訪問應(yīng)用于整個信息處理系統(tǒng)的各個終端，提供生產(chǎn)數(shù)據(jù)的傳輸通道。通過現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（wifi、4G/5G LTE、Internet等），實現(xiàn)遠(yuǎn)距離、大范圍通信，確保數(shù)據(jù)迅速、安全、可靠地進(jìn)行傳輸。

信息處理系統(tǒng)是信息技術(shù)與漁業(yè)深度融合的關(guān)鍵，通過使用大數(shù)據(jù)、云計算、數(shù)據(jù)挖掘、行為識別等智能計算技術(shù)，實現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖水環(huán)境信息的協(xié)同分析，產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后等各環(huán)節(jié)的互聯(lián)互通，完成生物量和魚類行為模式監(jiān)測統(tǒng)計、病害信息的預(yù)警預(yù)測、養(yǎng)殖設(shè)施的智能控制、投入品信息的追溯等海量數(shù)據(jù)處理。

分析應(yīng)用系統(tǒng)是面向不同養(yǎng)殖用戶需求搭建的軟件平臺，主要負(fù)責(zé)提供數(shù)據(jù)分析、精準(zhǔn)控制、決策指導(dǎo)等服務(wù)，以提高漁業(yè)資源利用效率和生產(chǎn)管理效能，并推動產(chǎn)品高效流通及食用水產(chǎn)品安全溯源，促進(jìn)漁業(yè)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全。

（三）發(fā)展?jié)O業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的意義

現(xiàn)代漁業(yè)發(fā)展離不開科技進(jìn)步和先進(jìn)的漁業(yè)設(shè)施裝備，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所提供的大量精確漁業(yè)數(shù)據(jù)、全新服務(wù)模式、先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)手段，能夠加速改造、提升并優(yōu)化傳統(tǒng)漁業(yè)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)漁場管理效率提升、各種資源和生產(chǎn)要素的高效合理利用，確保養(yǎng)殖品種在最適條件下生長，更好發(fā)揮漁業(yè)生產(chǎn)潛力。同時，使?jié)O業(yè)生產(chǎn)對養(yǎng)殖環(huán)境的控制能力提升到數(shù)字化水平，降低了漁業(yè)污染和碳排放，推進(jìn)漁業(yè)可持續(xù)和綠色健康發(fā)展及漁業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程，在未來漁業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中有著廣泛的應(yīng)用前景，智能化、可視化、網(wǎng)絡(luò)化和集約化將成為漁業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新趨勢。

二、山東省漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用實踐

（一）在智慧漁業(yè)建設(shè)方面的應(yīng)用實踐

山東省積極開展?jié)O業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用實踐，切實與公共信息服務(wù)平臺相結(jié)合，建設(shè)完成“漁業(yè)通”信息化綜合管理服務(wù)系統(tǒng)（見圖2），集成漁業(yè)政務(wù)管理、技術(shù)推廣服務(wù)和養(yǎng)殖生產(chǎn)等多重功能，實現(xiàn)了漁業(yè)技術(shù)“一張圖”遠(yuǎn)程服務(wù)與管理、水產(chǎn)品質(zhì)量在線追溯、水生動物病害遠(yuǎn)程診斷等“互聯(lián)網(wǎng)+漁業(yè)”產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。該系統(tǒng)在山東省應(yīng)用廣泛，有市級平臺11個、縣級平臺103個、手機(jī)APP用戶23000余人，還包括山東省漁場在線信息采集點1.1萬余個。

圖2 “漁業(yè)通”信息化綜合管理服務(wù)系統(tǒng)拓?fù)鋱D

系統(tǒng)改變了以往依靠習(xí)慣和經(jīng)驗的生產(chǎn)、管理方式，重點集成、應(yīng)用、推廣水體環(huán)境實時監(jiān)控、餌料自動投喂、水產(chǎn)養(yǎng)殖病害監(jiān)測預(yù)警與專家在線診斷、生產(chǎn)設(shè)備控制、產(chǎn)品質(zhì)量追溯等信息化技術(shù)，實現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖企業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析和質(zhì)量全程可追溯。對個人用戶而言，系統(tǒng)減輕了漁業(yè)勞動強(qiáng)度和人力投入成本，提高了人均產(chǎn)出率，降低了4G/5G視頻在線監(jiān)測設(shè)備、無線數(shù)據(jù)采集器等信息技術(shù)產(chǎn)品成本和養(yǎng)殖成本。

（二）在數(shù)字海洋牧場建設(shè)方面的應(yīng)用實踐

山東省海洋牧場示范區(qū)主要分布在沿海7市，目前，已建成的國家級和省級海洋牧場示范區(qū)數(shù)量分別為44個和61個，均居全國首位。海洋牧場建設(shè)作為推進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和落實海洋強(qiáng)省戰(zhàn)略的重要舉措，已成為山東省海洋經(jīng)濟(jì)新的增長點。

山東省相關(guān)部門建設(shè)了“山東省現(xiàn)代化海洋牧場綜合管理平臺”，并在海洋牧場示范區(qū)建設(shè)了一批海洋牧場觀測站，對重點養(yǎng)殖海域的生態(tài)、生物資源、生產(chǎn)作業(yè)、運營管理等信息數(shù)據(jù)完成采集、存儲、分析和應(yīng)用，并及時向海洋牧場建設(shè)單位、各級漁業(yè)主管部門、應(yīng)急管理部門等發(fā)布生態(tài)環(huán)境狀況信息及災(zāi)害預(yù)警，為政府決策、企業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究等提供數(shù)據(jù)支持，大幅提升山東省海洋牧場的信息化水平和建管能力。

三、漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展面臨的主要問題

（一）缺少統(tǒng)一規(guī)劃布局

漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)缺乏頂層設(shè)計，規(guī)范化和制度化不足，沒有形成統(tǒng)籌整合發(fā)展的態(tài)勢，各部門、各企業(yè)間單兵作戰(zhàn)、各自為政的現(xiàn)象較多。物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)往往按照自己的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品，在漁業(yè)的應(yīng)用中難以實現(xiàn)全線產(chǎn)品兼容和系統(tǒng)集成。有些建成的平臺系統(tǒng)和設(shè)備無法滿足漁業(yè)多方位、深層次的需求，不能充分發(fā)揮信息技術(shù)的作用，所采集的信息資源也存在一定程度上的閑置浪費。

（二）研發(fā)推廣投入不足

漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用尚處在試點示范的初級階段，很多配套技術(shù)還尚未完全成熟，但相關(guān)研發(fā)推廣資金投入?yún)s遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。如水下環(huán)境的復(fù)雜性和多變性，客觀上造成了漁業(yè)水質(zhì)傳感器技術(shù)開發(fā)、項目實施和維護(hù)更新成本居高不下。國產(chǎn)水質(zhì)傳感器元器件等關(guān)鍵設(shè)備準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性較差，大多需依賴進(jìn)口。產(chǎn)品和服務(wù)質(zhì)量上不去、成本下不來，難以實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模普遍應(yīng)用和長期穩(wěn)定運行。過高的運行成本還使得企業(yè)創(chuàng)新升級動力不足，難以進(jìn)一步形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈條。

（三）配套設(shè)施存在缺陷

雖然越來越多農(nóng)村地區(qū)逐漸普及4G和5G等移動通訊服務(wù)以及固定寬帶服務(wù)等，但由于水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)域往往較為偏遠(yuǎn)，仍存在網(wǎng)絡(luò)信號時斷時續(xù)或無信號覆蓋的問題，難以支撐物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及應(yīng)用。

（四）漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)人才缺乏

作為一種新興技術(shù)，漁業(yè)行業(yè)的部分管理、技術(shù)人員和絕大部分漁民用戶缺乏對漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)基本知識的儲備，接受和運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的能力普遍較弱，需要創(chuàng)造多個渠道對其進(jìn)行長期系統(tǒng)的宣傳和培訓(xùn)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)本身存在多種技術(shù)集成和跨行業(yè)的特點，一定程度上也增加了技術(shù)人員的培訓(xùn)成本和難度。

四、發(fā)展?jié)O業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的建議及對策

（一）優(yōu)化產(chǎn)業(yè)環(huán)境，制定發(fā)展規(guī)劃和相關(guān)扶持政策

一是組織編制省級漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃。建議政府有關(guān)部門制定鼓勵和推動漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的各項政策與“物聯(lián)網(wǎng)+漁業(yè)”建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體系，建立健全推廣應(yīng)用工作制度，促進(jìn)漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)規(guī)范化、制度化發(fā)展。二是積極爭取各級各類財政支持。借鑒農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼的經(jīng)驗，研究漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)施設(shè)備補(bǔ)貼政策，爭取將其納入國家強(qiáng)農(nóng)惠農(nóng)政策中，使廣大漁民能夠享受到先進(jìn)的科技成果。爭取和發(fā)揮國家信息化示范省的有關(guān)政策、資源優(yōu)勢，充分利用省級財政扶持專項并適當(dāng)爭取增加資金規(guī)模。有效利用“智能制造”建設(shè)的有利時機(jī)，積極組織動員社會力量廣泛參與，吸引和融入更多社會資金，促進(jìn)資金投入多元化、多渠道。三是設(shè)立漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)推廣專項資金。對示范基地建設(shè)、信息服務(wù)平臺優(yōu)化、關(guān)鍵性技術(shù)開發(fā)、人才培訓(xùn)等重要環(huán)節(jié)進(jìn)行補(bǔ)貼補(bǔ)助，對實現(xiàn)漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)重大技術(shù)突破和輻射帶動作用強(qiáng)的示范區(qū)給予大力宣傳。

（二）加強(qiáng)技術(shù)合作，組建區(qū)域性漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)涉及多門學(xué)科，行業(yè)交叉性強(qiáng)，單一行業(yè)主管難以有效實現(xiàn)多功能需求系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用，需要加強(qiáng)各行業(yè)主管部門、科研機(jī)構(gòu)、漁業(yè)技術(shù)推廣機(jī)構(gòu)、物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)及用戶之間的協(xié)調(diào)與合作，組建區(qū)域性漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，協(xié)作攻關(guān)，保障漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的順利發(fā)展。加強(qiáng)財政、科技、工商、電信、漁業(yè)等行業(yè)主管部門的合作，整合現(xiàn)有海洋與漁業(yè)各類監(jiān)管平臺，實現(xiàn)信息資源共享，構(gòu)建漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展平臺。積極與省內(nèi)外高校、技術(shù)團(tuán)隊、科研院所聯(lián)合開展物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)項目研發(fā)，推動物聯(lián)網(wǎng)科技創(chuàng)新，引導(dǎo)有實力的企業(yè)開發(fā)具有漁業(yè)特色的信息化產(chǎn)品，進(jìn)行技術(shù)成果轉(zhuǎn)化。

（三）創(chuàng)新運營模式，發(fā)揮手機(jī)終端的信息資源優(yōu)勢

通訊技術(shù)和移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟，為促進(jìn)我國漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展提供了重大機(jī)遇。推進(jìn)以智能手機(jī)作為重要信息終端的發(fā)展模式，加大信息資源庫建設(shè)力度，為漁民提供漁業(yè)生產(chǎn)遠(yuǎn)程管理與控制、技術(shù)咨詢、天氣資訊、市場資訊等各類服務(wù)，有效解決漁業(yè)生產(chǎn)場區(qū)PC普及率低、互聯(lián)網(wǎng)覆蓋率低、定點監(jiān)測效率低、無法長期實時監(jiān)測等問題。進(jìn)一步加強(qiáng)4G/5G移動通訊服務(wù)，逐步優(yōu)化養(yǎng)殖現(xiàn)場無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，提高近海海域和偏遠(yuǎn)地區(qū)信號覆蓋率。

（四）建立示范基地，大力推廣漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成果

鼓勵企業(yè)參與山東省漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范基地創(chuàng)建活動，重點選擇省級現(xiàn)代漁業(yè)園區(qū)、漁業(yè)龍頭企業(yè)、漁業(yè)技術(shù)推廣試驗示范基地、規(guī)?；瘽O業(yè)合作組織等單位，建立省級漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范基地，推廣應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成果。

一是發(fā)揮好現(xiàn)代漁業(yè)園區(qū)的作用。利用現(xiàn)代漁業(yè)園區(qū)的資源集聚優(yōu)勢，加快培育漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)，打造省級漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)核心示范基地，明確發(fā)展重心，形成特色產(chǎn)品，完善服務(wù)流程，建立產(chǎn)業(yè)鏈條，升級改造傳統(tǒng)漁業(yè)，并提升信息化服務(wù)水平，積極申請加入國家物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程，為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在山東省漁業(yè)行業(yè)的示范推廣奠定基礎(chǔ)。

二是發(fā)揮好漁技推廣體系的作用。以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為標(biāo)志的現(xiàn)代漁業(yè)管理模式，本質(zhì)和核心是提供漁業(yè)技術(shù)與服務(wù)。應(yīng)充分發(fā)揮漁業(yè)技術(shù)推廣體系的主體作用，借助物聯(lián)網(wǎng)的先進(jìn)技術(shù)手段，積極建立國家、省、市、縣、鄉(xiāng)五級聯(lián)動機(jī)制，創(chuàng)建漁業(yè)專家、技術(shù)員、養(yǎng)殖戶三級互動及漁業(yè)推廣部門和龍頭企業(yè)雙向調(diào)節(jié)的服務(wù)管理機(jī)制，在技術(shù)、信息服務(wù)等方面形成完整的體系網(wǎng)絡(luò)。充分利用各種培訓(xùn)渠道，培養(yǎng)漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)技術(shù)人才，及時對漁民用戶進(jìn)行培訓(xùn)和實地指導(dǎo)，延伸和擴(kuò)展其服務(wù)功能。