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农业领域的自动驾驶潜力有多大
2020-06-19 21:16   作者:   来源:中国电动汽车百人会   推荐人:李青扬   浏览:75   我要评论
   目前农机自动驾驶系统价格为7-8万元/套,相比于2016年刚推出时的14万元,降幅将近50%。据中联重科统计,自动驾驶农机每年销量3000-5000台,若市场渗透率达到50%,国内自动驾驶农机的市场规模可达70-80亿。
   结合中联重科在黑龙江等地的示范效果评估,单台农机日均作业量较人工驾驶多出30%,作业后的播行端直,精度可达2.5厘米,预估节约50%的用工成本。

核心观点
   耕地面积及农村劳动力持续减少、农药过度使用等问题影响我国粮食生产安全,自动驾驶农机或成为解决农业痛点问题的新选择。国内自动驾驶农机产业链已初步形成,未来随着在标准、基础设施方面的不断完善,市场规模有望进一步扩大。

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自动驾驶农机的应用有望成为保证粮食生产安全的重要助力

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农村劳动力持续减少及农药过度使用影响粮食生产安全
   农业生产经营人员老龄化及人口外流严重。根据第三次全国农业普查数据显示,全国农业生产经营人员31422万人,年龄在36-54岁之间的占比47.3%, 55岁以上占比33.6%,农业生产人员老龄化问题严重。另一方面,随着城市化进程的推进,农村人口大量外流,平均每年减少1371万人,由此带来的农村劳动力短缺将愈加严重。
   农药利用率低,作业人员存在安全隐患。2019年,我国水稻、玉米、小麦三大粮食作物农药利用率为39.8%,欧美发达国家高达在50%-60%,存在不小差距。虽然2015年以来农业部开展农药使用量零增长行动,促进了农药减量增效,但我国农药使用量依然是世界平均水平的2.5倍。每年农药中毒人数至少有10万人,致死率高达20%,人工喷洒农药存在很大的安全风险。

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自动驾驶农机或成为解决农业痛点问题的新选择
   自动驾驶农机很大程度上依赖高精度导航,并不像自动驾驶汽车技术那么复杂。随着我国农业机械化水平的日益提高以及国家对精准农业的大力扶持,自动驾驶农机逐渐走进田间。目前,自动驾驶农机系统多以辅助驾驶为主,不仅能够降低农机作业中驾驶员的操作难度和劳动强度,同时提高农机的作业时长。
   在播种、覆膜、起垄、打药等对直线精度和对行精度要求高的作业中更是起到了极大的作用。自动驾驶农机作业精度能达到±2.5cm左右,可以实现精准的直线度和行间距,且作业时交接行准确,土地利用率可提高5%-10%。另一方面,自动驾驶农机可实现无人作业喷洒农药,喷洒均匀,有效提高农药利用率,在有效杀灭害虫的同时,还可以减少农药的使用,降低人员中毒风险(见图1)。


图1 | 传统农业痛点及自动驾驶的价值

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国内自动驾驶农机产业链已初步形成,市场规模有望进一步扩大
   国内自动驾驶农机产业链已初步形成,市场应用形成一定规模。借助政策支持,自动驾驶农机已初步形成比较完善的产业链体系,北斗导航设备、激光雷达、计算平台等上游企业与中游自动驾驶系统商紧密合作,为下游农机主机厂商配套自动驾驶系统,已部分地区批量应用。目前农机自动驾驶系统价格为7-8万元/套,相比于2016年刚推出时的14万元,降幅将近50%。据中联重科统计,自动驾驶农机每年销量3000-5000台,若市场渗透率达到50%,国内自动驾驶农机的市场规模可达70-80亿。
   以应用最多的自动驾驶拖拉机为例,我国保有量在3万台左右,主要应用在新疆、黑龙江等土地资源优质地区,已实现自动化耕地、施肥、播种、喷洒农药、收割等。结合中联重科在黑龙江等地的示范效果评估,单台农机日均作业量较人工驾驶多出 30%,作业后的播行端直,精度可达2.5厘米,预估节约 50%的用工成本。根据淮安市淮安区农机自动驾驶技术试验示范情况显示,农机自动驾驶系统加基站建设费用一般可在两年内收回成本。
目前自动驾驶农机处在精准农业应用阶段,未来随着物联网、人工智能、大数据、云计算、5G等技术的应用,将逐步向智慧农业整体解决方案方向发展,自动驾驶农机将成为其重要组成部分。


图2 | 自动驾驶农机发展趋势

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国内自动驾驶农机发展面临的挑战及建议

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自动驾驶农机面临挑战
   自动驾驶农机导航系统标准体系不完善。目前已出台多部农业机械卫星导航自动驾驶系统团体标准,但在自动驾驶导航系统技术等级、测试规范、接口协议等基础标准方面还未制定相关标准,产品难以实现更大规模量产。
   农村地区地面基站缺乏,影响自动驾驶农机推广。自动驾驶导航系统需要地面差分基站的支持,一般差分基准站有固定式基站和便携式基站。固定式辐射距离可达30-50公里,便携式基站辐射距离一般在3-5公里。农村地区由于人口相对较少,固定基站建设密度较低,定位精度低、盲区多。
   自动驾驶农机规模化推广受成本、土地条件限制。农业生产经营人员对成本很敏感,2019年上半年有补贴的农业用北斗终端产品价格集中在5.44-7.32万元之间。尤其是马力较小的拖拉机,北斗终端占整机成本较大部分,影响用户购买积极性。在土地条件方面,我国土地资源呈现海拔较高、起伏较大的山地所占面积较多,山地与平地比例约为2:1,山地环境进一步限制自动驾驶农机的应用推广。

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自动驾驶农机发展建议
   建立统一的自动驾驶农机分级与评价体系。针对不同应用环境的复杂程度,推荐使用不同等级的自动驾驶农机,平地采用低等级自动驾驶农机,山地应采用高等级自动驾驶农机。对自动驾驶农机故障率、作业精度、作业效率、土地利用效率等方面进行测试评价,并统一设备接口协议及规范,方便零部件更换与维修,节省用户后期维护成本。
   加强农用基站设施建设,充分利用便携基站。在具备条件的地区大力推广自动驾驶农机,结合当地土地规模,合理规划农用基站设施。为节省基站建设成本,充分利用现有存量基站资源。对于建设成本太高的农业地区,可推广应用便携式移动基站。
   加快土地流转,开展自动驾驶农机试点示范。鼓励土地流转制度建设,鼓励农村闲置土地出租或流转给种植大户,或者入股农业合作社让专业人员经营管理,使农村地区具备集约化、机械化种植的条件。鼓励农业自动驾驶农机企业开展试点示范,提升自动驾驶农机的接受度,不断完善农机作业性能,探索自动驾驶农机新的商业模式。

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