面向农机自动驾驶的大数据技术应用展望(3) - 湖北农机化杂志社投稿

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面向农机自动驾驶的大数据技术应用展望(3)

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摘要：

b）网络层：实现5G 网络承载和提供移动边缘计算服务。主要包括5G无线承载、传输以及移动边缘计算设备（MEC），其中移动边缘服务器根据网络规模及应用层延迟要求等进行配置及地址位置规划。

c）数据层：对5G 网络采集的自动驾驶农机各种数据进行存储、融合、转发，实现对数据的处理利用，同时根据支撑层用户的不同需求进行接口和数据匹配。例如可将农机内部的设备运行日志回传给农机厂家进行远程监测和维护，将5G 收发模块的速率、延迟、抖动等指标回传给5G网络运营商等。

d）支撑层：对数据层获取的各种现场数据进行分类支撑。支撑层可以包括农场管理人员、生厂商维护部门、专业的大数据分析挖掘公司、提供5G 网络的运营商和设备商、具有创新科研能力的研发机构等。数据层和支撑层通过大量的数据交换、分析和处理，实现了农机大数据商业价值的分类、分层挖掘，改进农机行业作业方式，增加经济和社会效益。

4 5G/大数据与农机自动驾驶社会效益及展望

4.1 加持5G的大数据平台对农机发展的社会效益

当前农业物联网业务平台都是异构化、垂直化和碎片化的，使企业之间的数据共享和服务协同变得非常困难，形成了诸多“信息孤岛”［14］。5G可以为农机大数据在网络侧的传输、汇集、创新等创造了条件，通过联通车辆、驾驶员、农场主、农机管理人员、农机生产厂家、5G 运营商及设备厂家、专业的农业大数据分析企业、农机和生产的政府相关管理部门、科研单位等搭建农机大数据平台，完成相关挖掘和应用。

a）提高经济效益。首先可以降农机低维护费用，通过5G回传数据到大数据服务器以后，农机运行状态信息可以通过接口回传给厂家集中处理，通过专业的检查及时确认农机是否需要进行保养或维修等，节省传统的现场维修保养费用。再则可以降低农机驾驶员成本，传统农机对农机驾驶员尤其是富有经验的驾驶员需求很大，通过5G 远程驾驶，可以对多台农机进行监测和操控。随着摄像单元、数据采集装置、5G 收发终端模块价格的不断降低，5G 支撑下的无人驾驶农机作业，可有效降低支出，提高经济效益。

b）具有社会效益。促进精准农业发展，通过地面5G 网络高速率、低延迟的数据传输，结合空中GPS/北斗卫星定位辅助，实现空天一体化，可以加快我国精准农业的发展，促进农业现代化升级，对实现我国农业的可持续发展起到良好的示范和带动作用，具有明显的社会效益。

c）增加环保效益。自动驾驶农机，需要很少甚至没有现场人员，减少了对驾驶员的潜在伤害，例如现场高噪声伤害、粉尘伤害、喷洒化学农药的伤害、恶劣天气造成潜在雷电、滑坡、洪水伤害等。另外驾驶舱的缩减和取消，将减化农机结构，减轻质量，降低碳排放。

4.2 基于5G大数据的自动驾驶农机应用展望

目前道路自动驾驶，面临着各种路况识别、高速下车辆控制等诸多技术瓶颈，并且我国的复杂路况还对道路自动驾驶技术提出了更高要求［15］，而基于5G的农机自动驾驶却拥有诸多优势，这是由于农机的驾驶环境相对道路车辆要简单的多：

a）农机作业时驾驶速度低，只是道路车辆的几分之一。国外一些公司推出的自动驾驶农机的重要参数之一是系统支持的最低行驶速度，如美国约翰迪尔ATU 自动导航系统支持的最低行驶速度是0.5 km/h，低于一般系统1.6 km/h的指标［16］。

b）农机作业时，区域内的车辆、人员密度非常低。

c）农机作业时基本不涉及信号灯问题。因此农机自动驾驶应用特别适合与5G技术结合，先期进行一些创新性的突破，在农机行业大展拳脚，并可以为后续道路上的自动驾驶提供大量经验。

可以畅想，基于5G 回传高清的视频流数据、各种机械传感数据，通过大数据平台对高清视频后台自动分析，实现精准的农机自动操作；基于红外视频数据大数据处理，实现良好的夜间操作，规避和牲畜、人员、野生动物的碰撞；基于大数据平台的作物杂草数据库，实现精准的杂草和秸秆粉碎；基于实时压力检测，精准调节翻耕深度及旋耕转速，控制胎压改变对土壤的压痕；基于气象精准预报，实现远程自动化作物抢收等。在5G 及大数据加持下的农机自动驾驶应用将给农业产业带来惊喜。

5 结束语

5G 及大数据技术应用于自动农机驾驶，给我国加速农业现代化带来了机遇和挑战。带来的机遇如下。

文章来源：《湖北农机化》网址: http://www.hbnjhzz.cn/qikandaodu/2021/0709/1511.html