甘蔗高效管理集成系统的设计

杨 华，张跃彬，赵培芳，梁 实，冯 璐

（1.云南省农业科学院甘蔗研究所，开远661600；2.云南桂通科技有限公司，昆明650000）

甘蔗高效管理集成系统的设计

杨 华1，张跃彬1，赵培芳1，梁 实2，冯 璐1

（1.云南省农业科学院甘蔗研究所，开远661600；2.云南桂通科技有限公司，昆明650000）

通过分析我国制糖企业甘蔗原料管理工作中存在的问题，阐述了甘蔗高效管理集成系统设计的基本思路，论述了在GIS技术支持下，借助Internet技术，电信业务平台采用JSP，Visual Basic6.0技术进行甘蔗高效管理集成系统的设计。系统从遥感产品制作与蔗区档案建立、甘蔗生产管理、成熟优化、砍运调度、过磅结算、农贷管理、短信服务、网站建设等8个方面对甘蔗原料管理的功能进行了设计，对制糖企业甘蔗原料管理各阶段的单项技术进行了集成，形成了集甘蔗原料多项管理功能为一体对甘蔗进行全流程综合、全面、高效管理的计算机集成系统，为制糖企业、科技人员、蔗农和政府管理部门提供了一个高效的甘蔗原料管理集成方案。

甘蔗；高效管理；集成系统

甘蔗是我国重要的制糖工业原料，其种植面积占糖料作物总面积的75%以上，在130万hm2左右，主要分布于广西、云南、广东、福建等省区，是我国南方省（区）重要的经济作物。

甘蔗原料管理是我国制糖企业中一项复杂的系统工程，甘蔗原料动态变化信息的获取、存储和处理是制糖企业原料高效管理和实施的基础。我国当前蔗糖产业的原料管理还处于从传统的主要依靠经验的管理决策到科学管理的过渡阶段，还不能对甘蔗原料的变化做出迅速反应和适时决策，也不能保证原料甘蔗高效管理的普遍实施。因此，对甘蔗高效管理信息集成系统进行构建应用是实现甘蔗原料高效管理的一项重要措施，对提高我国蔗糖产业的经济效益和社会效益具有重要的现实意义。

图1 系统组成与构架

1 甘蔗高效管理集成系统的基本思路

甘蔗原料管理工作内容多、乱、杂，涉及一个制糖企业甘蔗生态区域性规划、早中晚熟品种搭配、标准化生产、高效砍运收购、计量结算、农用物资管理等多方面的内容。甘蔗高效管理集成系统就是将单项的甘蔗管理技术相互结合、集成，形成一个综合、全面、高效的对甘蔗进行全过程管理的计算机集成系统，以实现甘蔗从规划布局、种植管理、成熟优化到砍运收获各阶段信息的共享和有效利用、从而提高甘蔗原料的高效管理，提高甘蔗的产质量，增加制糖企业的经济效益。

2 系统组成

项目实施由制糖企业甘蔗原料管理人员和科研机构研发人员对集成系统的构架方案进行需求分析，主要包括蔗区甘蔗种植空间、时序及相关层次、经济方面的分析，通过蔗区实际调查资料分析确定影响甘蔗产质量的各相关因子，结合实际需要提出系统各功能模块的集成构架方案，将甘蔗管理各阶段不同功能需求的单项技术进行优化、组合，配套组装成一系列可工程化实施的技术体系集成构架方案，系统组成与构架如图1所示。

3 系统开发与运行环境

系统采用C/S结构模式和B/S结构模式相结合的开发模式进行开发设计。数据库、网络应用程序代码均安装于服务器端，便于集中管理，电子秤称重模块采用Visual Basic6.0语言按COM标准进行串口编程。服务器端为JSP+Apache+SQL Server200，GIS由专门用于网络的Mapserver实现，系统在W indows平台上运行。

4 系统功能设计

4.1遥感产品制作与蔗区档案建立

通过采取多时相遥感技术与野外调查相结合办法，准确提取蔗区甘蔗种植空间分布信息；在1∶10万地理基础数据支持下，以蔗区所属县市行政区划电子地图建立空间数据库，以各县市的气象、土壤、品种、甘蔗种植信息等数据为基础数据建立蔗区档案属性数据库，采用遥感资料开展甘蔗种植信息的识别提取、面积估算、长势动态检测、干旱等级检测、产量预测等研究。积极利用气象部门资料优势，结合现有的县、乡镇气象资料和县区域天气预报结论，实现蔗区甘蔗高效管理系统与气象部门天气实况信息、预报信息的共享，确定影响甘蔗产量、蔗糖分含量的主要气象要素及关键期，建立具有一定预报能力的全省、地市及部分蔗区糖厂原料产量、榨季蔗糖分含量、最佳榨期等预报模式。创造性地提出管理系统应具有根据农作物生长发育进程对环境条件的要求，结合环境条件的演变趋势做出决策服务。实现以县为区域空间单位，以旬为时间尺度的甘蔗智能决策系统，形成甘蔗生产管理决策的参考依据，用于对甘蔗生产信息进行高效、动态的管理，主要有甘蔗种植区划、栽培方案、配方施肥、病虫害预测预报及专家诊断等生产管理。

4.2甘蔗生产管理子系统设计

4.2.1 种植区划以遥感资料与野外调查数据为基础，综合考虑蔗区的海拔高度、土壤状况、耕地、道路条件及气候特点等对甘蔗种植适宜生态区进行规划。同时，根据制糖企业甘蔗砍、运、榨设置需要，结合蔗区历年降雨情况、蔗区道路、土壤特点、海拔高度等相关因子，对甘蔗种植适宜生态区划片种植，做好甘蔗种植时期与早中晚熟品种的合理搭配。

4.2.2 甘蔗栽培方案设计在以地理信息为基础规划好的甘蔗种植片区内，通过提取遥感地理信息及蔗区档案资料，分析甘蔗种植相关因子，采用专家知识库进行推理、优化，设计最佳的甘蔗栽培方案，主要包括甘蔗具体下种时间、品种选择以及适宜种植地块土壤特点的开沟深度、宽度、播幅要求、种植密度、培土方法或间套作要求等栽培方案。

4.2.3 甘蔗配方施肥专家推断以甘蔗养分平衡施肥理论为系统建模基础，以JSP技术为系统开发工具，将GIS与专家模型进行耦合，开发建立蔗区测土配方施肥系统，为蔗区的精确施肥提供配方，对中、微量元素提供施肥建议，实现蔗区精准施肥管理。野外采集样品时，GPS接收机把样品采集点的位置精确地测定出来，将GPS定位数据和养分测试数据导入到GIS软件中，以土壤图为底图，标记GPS野外取样点位，形成GPS野外取样点位图，标记各项养分的原始数据，具体反映各采样点养分实际状况，利用各种空间分析方法内插生成土壤养分空间分析图，研究、归纳、总结甘蔗土壤诊断配方施肥的专家知识，为指导农田定位作业提供依据。

测土配方施肥主要有3个环节：一是测土，选择土壤类型一致、施肥均匀、土壤肥力基本一致的有代表性的地块，送化验室分析化验有关的营养元素；二是配方，经过对土壤的养分诊断，按照作物的需求，采用养分平衡法（目标产量法）确定施肥量和施肥配方；三是合理施肥，系统对各肥料所需施用量采取复混肥施肥方案，用于显示复混肥的配比和施用量，同时考虑到中微肥的施用量和种类，生成配方施肥建议卡，包括选定地块的土壤养分含量及丰缺度、甘蔗目标产量下的肥料施用量和施肥指导，如选择了复混肥，同时显示复混肥的使用量和配比。

4.2.4 甘蔗病虫害预测预报及专家诊断以实现甘蔗病虫害的高效管理与预测预报为目的，根据历年病虫害发生情况，结合气象资料和田间调查数据，筛选影响病虫发生的关键因子，建立病虫信息数据库，构建甘蔗病虫害预测预报功能模块。系统通过预测功能模块界面接受用户的输入，将输入数据与系统知识库中相关的特征临界值进行比较，构成判别条件，直到各条件输入结束，由各判别条件构成条件组合，最终与知识库及案例库中的判别条件组合进行匹配，确定各等级可能的发生概率，选择概率最大的等级作为预测结果提供给用户。另外，用户可以通过在地图中选择某一地区，然后选择甘蔗受害部位，再根据病虫害的症状和特征查询符合条件的病虫害资料图片，当得到合适的图片时，相应病虫害的诊断方法以及预防方法都可以显示出来。

4.3甘蔗成熟优化子系统设计

不同种植区域、不同品种和不同种植时间的甘蔗成熟时间不一致，糖分高峰时间不一样。甘蔗成熟优化管理根据糖厂蔗区的甘蔗原料状况，合理设置榨期和入榨规模，以蔗农种蔗情况为信息源，根据甘蔗种植海拔、品种早中晚熟性、新植（春植、秋植、冬植）与宿根、蔗地类型（水、旱），兼顾交通条件等进行逻辑寻优，实现先熟先砍，在品种最佳成熟期科学砍收入榨。由于甘蔗种植时多种影响因子是交叉组合在一起综合作用的，设计时对各因子采取了系数替代的方法，通过组合处理得一综合系数，按照综合系数高低顺序编制甘蔗砍收计划，即综合系数高的甘蔗早熟先砍，低则晚熟后砍。

4.4砍运调度管理

甘蔗的砍运调度采用系统自动生成计划票证进行管理，砍运票证生成以甘蔗成熟优化先后顺序为依据，由各片区农务人员综合考虑片区道路条件、劳力情况及一定范围内适当调整平衡砍蔗等因素上报砍运计划。系统根据上报计划提取相应的甘蔗种植信息，提前打印成砍运票证分发给各片区农务员，通知蔗农在计划时间砍蔗和凭票过磅，计量称重。票证打印可以对同一个片区连续套打，也可分农户单独打印。另外，对甘蔗砍运调度采用微机生成砍运票证进行管理，可以共享优化砍运成熟度顺序数据表，极大提高进厂甘蔗的成熟度，同时规范砍运管理，凭票砍运、凭票过磅，严格制糖企业砍运制度，提高甘蔗新鲜度和出糖率，增加企业经济效益。

4.5过磅结算

甘蔗过磅结算管理是甘蔗成熟后砍运进厂的计量工作，系统采用Visual Basic6.0语言按COM标准进行串口编程访问电子秤设备，自动采集甘蔗重量及相关信息，实现甘蔗款、运费的自动计算及相关的汇总统计、报表打印等，并通过农务网络与其它功能模块实现信息共享和数据对接，使得整个系统的数据能够相互调用，为企业相关的部门提供可靠的数据和依据。例如，通过对各片区或乡、村、组、蔗农种蔗数据和进厂甘蔗数据的对比，能随时动态统计榨季期间已砍甘蔗和剩余未砍甘蔗的数量，可实现各片区农务员甘蔗估产准确率的考核管理；与票证管理模块数据对接可确定进厂甘蔗砍蔗时间与进厂时间差，统计进厂甘蔗的新鲜度；与计划砍运数据对接可统计完成任务情况；与财务复核付款数据对接可统计进厂甘蔗中已复核付款和未复核的甘蔗数量、单据数及相应的报表打印等等。

4.6农贷管理

很多糖厂为了发展甘蔗原料种植都采取不同的激励措施以提高蔗农种蔗的积极性和当地政府部门的支持，包括在甘蔗种苗、化肥等农资方面对蔗农进行扶持；对蔗农进行预购订金提前发放和对驾驶员借款或提供燃油补贴；另外也对当地政府的支持给予奖励。农资贷款的发放和回收，对于糖厂的资金运作效率至关重要。农贷管理采用多帐户多科目对农资贷款分类管理，例如，蔗农贷款可以分乡、村、组、蔗户多级别管理，一个贷款帐户又可以设置多个科目，如对化肥、农药、春秋植种苗等分别核算，对驾驶员贷款分多科目处理，如购车、加油等分别核算。对贷款的回收也采取多种方式处理，主要包括现金还款、蔗款代扣、运费代扣以及在补助奖励款中代扣等多种方式，保证了农贷的发放与回收。同时，通过系统完成了农贷发放与回收过程中的自动核算、统计查询、报表打印等，提高了制糖企业农贷管理人员的工作效率。

4.7短信服务

系统借助电信业务平台将农务系统与移动通信数据捆绑以后，实现即时动态数据点对点定时发送，手工输入短信内容群发，把信息及时传递给糖厂领导、职工、农务人员、驾驶员、蔗农，提高了信息的传送速度，加强了制糖企业信息的传达，提高运蔗车辆周转速度，减少找人和等待装车时间，缩短甘蔗进厂时间，提高甘蔗新鲜度。

4.8建设覆盖示范蔗区的蔗农服务网站

运用Web技术、数据库技术以及中间件技术、电信移动增值业务，将制糖企业农务管理信息、气象信息、生产管理决策知识库等集成起来，建设覆盖蔗区农户的服务型网站，实现蔗区农户每人一个与网页关联、与手机短信捆绑的电子邮箱，从而实现固定电话、手机短信、网站、电子邮箱多种现代化信息手段联动，为广大蔗农建立一个全方位的服务体系。制糖企业、地方政府可以在网上发布气象信息、砍运调度、称重结算等信息，农户可以通过专家在线平台及时掌握甘蔗栽培措施、配方施肥咨询、病虫害防治等生产管理技术，通过网站及时掌握气象信息、甘蔗砍运调度信息、甘蔗称重结算等信息，从而实现蔗区企业、政府和蔗农信息互通，有效地提高甘蔗的产量和蔗糖产品质量，实现制糖企业和蔗农双赢。

5 结语

甘蔗原料高效管理集成系统对甘蔗从种植规划、生产管理、成熟优化到砍运调度、计量结算、农贷处理等全流程进行设计管理，并通过GIS技术、计算机程序支持，借助Internet技术，电信业务平台将制糖企业甘蔗原料管理各阶段的单项技术进行了集成，实现了信息资源的共享，对甘蔗原料管理工作进行了综合、全面、高效的管理。系统具有界面友好、操作简便、信息全面、功能齐全，可扩展性好等特点。通过在制糖企业中示范应用，对甘蔗原料实行了有效的管理，为制糖企业、科技人员、蔗农和政府管理部门提供了科学高效的管理措施。

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Design on Integrated System of Sugarcane High Efficient M anagement

YANG Huan1,ZHANG Yue-bin1,ZHAO Pei-fang1,LIANG Shi2,FENG Lu1
(1.Sugarcane Research Institute,Yunnan Academy of Agricultural Sciences,Kaiyuan 661600,China; 2.Yunnan Guitong Tech Ltd,Kunming 650000,China)

Present problems in raw cane management in China were analyzed in this paper;and basic system design of high efficientmanagement in raw cane harvestwas described.GIS technology,internet technology and telegraphy service platform were integrated by program in JSP and Visual Basic 6.0 as the design system.The design included eight function models,they are making of remote production and creation of database in sugarcane areas,production management in sugarcane,sugarcane maturity optimizing,transportation of raw cane, weight before crush and settlement,management of offer and recall of loans,mobile telephone message service and website set.Individual technology in the whole raw canemanagementwas integrated to form a comprehensive system that can be executed in computer,provided sugar mills,scientific researchers,farmers and government as a high efficient tool.

sugarcane;high efficiency;integrated system

S566.1

A

1007-2624（2011）01-0044-04

2010-09-08

云南省农业综合开发科技示范项目；国家糖料基地建设项目；云南省科技人才培养项目。

杨华(1978-)，男，硕士。云南省农业科学院甘蔗研究所，主要从事甘蔗信息系统研究与开发。

张跃彬(1969-)，男，硕士。云南省农业科学院甘蔗研究所，主要从事甘蔗信息工程研究与开发。