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期刊信息/Journal information
农业工程学报
中国农业工程学会
农业工程学报

中国农业工程学会

朱明

半月刊

1002-6819

tcsae@tcsae.org

010-65929451，65910066转2503、3503

100125

北京朝阳区麦子店街41号

农业工程学报/Journal Transactions of the Chinese Society of Agricultural EngineeringCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>《农业工程学报》是由中国农业工程学会主办的全国性学术期刊,自2005年始为单月刊。编委会名誉主任:汪憨华院士,编委会主任兼主编:杨邦杰教授《农业工程学报》为全国中文核心期刊,在最新版的《中文核心期刊要目总揽》中位居"农业工程类"期刊榜首；2001年入选中国期刊方阵"双效"期刊；被中国科协主办的《中国学术期刊文摘》选为首批收录期刊；先后被美国工程索引(EI Page one)、英国国际农业与生物中心(CAB International)、检索系统、数据库收录。
正式出版
收录年代

    农业知识驱动服务技术革新综述与前沿

    王元胜吴华瑞赵春江
    1-16页
    查看更多>>摘要：农业知识驱动服务技术是指运用先进信息技术,科学、高效调配农业领域专业知识服务资源,为农业行业提供智能化知识服务的技术,在解决农业技术服务供需严重失衡等难点问题方面具有重要意义,日益成为支撑农业转型升级和高质量发展的重要引擎,代表着核心研究方向,伴随着技术发展全过程.目前农业行业迫切需要解决的是知识供给严重不足、服务效率不高的问题.农业知识驱动服务技术经历较长时间发展,在知识高效匹配和精准供给方面取得了较大进步,特别是2022年11月以来ChatGPT这类技术的出现,充分展现了超大规模预训练模型在知识智能服务方面的巨大潜力,这也是农业知识驱动服务可以取得突破的关键所在,可以在这方面发挥重要作用.该文在分析农业知识驱动服务相关技术现状的基础上,展望了农业领域可行的知识驱动服务技术路径,预测农业领域知识服务大模型研发构建会呈现参数由少到多、算力由弱趋强、强化训练逐渐加深的特点得到快速发展应用,未来将在专业技术指导、农业"装备-信息-农艺"融合、农业信息系统平台服务总线等方面系统升级现有农业知识服务范式,多模态服务将得到系统融合加深,人机交互模式将向"人性化"方向进一步黏合增强,从而为农业智能化转型升级提供全新的技术支撑,引领农业知识服务从数据检索、语义匹配迈向生成式知识驱动模式转变.

    农业技术服务知识驱动ChatGPT超大规模预训练模型新范式

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    退化草地改良工艺与装备发展综述

    王得伟尤泳张学宁王旭峰...
    17-33页
    查看更多>>摘要：中国有90％以上的草地处于退化或正在退化状态,严重影响畜牧业和生态环境的可持续发展,退化草地改良十分关键.目前,草地改良技术相关科学研究、草地改良生产实践、草地改良机械研发等与实际存在一定的脱节现象,限制了中国草地改良的整体推进.针对以上问题,该研究对24种目前常见的草地改良技术进行总结,归纳了改良技术特点及适用条件.对草地改良技术进行系统分析,建立草地改良技术分类框架,形成草地综合改良工艺流程.在所建立的4类草地改良原理框架下,分析了相应改良技术作业工艺及相关作业机械的特点,并指出相关作业机械和设备的研发方向.基于目前草地退化还未彻底遏制的现状,未来草地保护和退化草地的机械化改良应重点开展以下工作:1)加强草地保护,增加草地退化预防环节,坚持走用草养地相结合的道路.2)草地改良工艺方面,在现有免耕直播改良工艺基础上重组和优化改良工艺,研发和推广复式改良机械.3)在草地机械化改良技术方面,应强化基础研究,弥补现有改良机械的技术短板,充分发挥特色技术优势.4)在草地保护和改良政策方面,应加强政策支持和对基层的技术指导,提高基层对草地保护和草地改良的积极性.该研究可为退化草地改良工艺方案制定、相关作业机械选择、相关政策制定等提供参考,为草地改良机械设备的研发提供借鉴.

    草地退化畜牧业修复技术分析工艺流程牧草机械

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    音频技术在禽畜养殖与果蔬种植中的应用研究进展

    李文伟郑永军杨圣慧江世界...
    34-49页
    查看更多>>摘要：随着信息技术的发展,音频技术凭借其快速、准确、成本低,且非接触、无侵入的优点,被广泛应用于现代农业禽畜养殖与果蔬种植等领域,已成为推动农业数字化、智能化的关键技术之一.该文阐述了音频增强技术如传统滤波法、短时谱估计法和小波去噪法在禽畜果植中的研究与应用,综述了音频识别技术在农产品无损检测、动物疾病与健康监测、物种识别与病虫害检测等方面的研究成果,同时分析了音频控制技术在果蔬种植和禽畜养殖中的研究进展,在此基础上总结了现阶段禽畜果植音频增强技术、音频识别技术与音频控制技术面临的问题,并指出其未来可能的研究发展方向,以期为禽畜养殖与果蔬种植领域音频技术的研究与应用提供参考.

    禽畜养殖果蔬种植音频增强音频识别音频控制

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    离心式高速玉米精量排种器T形槽型孔设计与试验

    杨丽李治民张东兴李川...
    50-60页
    查看更多>>摘要：针对离心式高速玉米精量排种器双粒种子并排填充导致重播严重的问题,该研究提出利用型孔槽对称凸台结构降低玉米种子并排填充概率的方法,设计了一种T形槽型孔.通过构建充种阶段玉米种子的力学模型,并结合玉米种子的形状特征确定了 T形槽型孔基本结构参数.借助EDEM离散元仿真软件,以型孔槽前端长度、型孔槽后端面倾斜角以及型孔槽底部倾斜角为因素,以合格指数、重播指数与漏播指数为评价指标,设计二次正交旋转回归组合仿真试验.仿真试验结果表明:在作业速度18 km/h条件下,型孔槽前端长度为9.31mm,型孔槽后端面倾斜角为43.37°与型孔槽底部倾斜角为70.5°时,排种质量最优,排种合格指数、重播指数与漏播指数分别为94.03％、1.72％与4.25％.台架验证试验结果表明:作业速度为15 km/h时,T形槽型孔的合格指数最高为95.16％,在此作业速度下,排种器的重播指数为1.42％,漏播指数为3.42％,满足高速精量播种要求;作业速度在12～21 km/h内时,T形槽型孔的平均合格指数为94.77％,相较于矩形槽型孔提升了 3.13个百分点,相较于蹄型槽型孔提升了 1.80个百分点,T形槽型孔的平均重播指数为2.06％,相较于矩形槽型孔降低了3.41个百分点,相较于蹄型槽型孔降低了 2.49个百分点.该研究可为离心式高速玉米精量排种器优化提供参考.

    农业机械仿真玉米高速播种型孔EDEM

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    4KHZ-330型食葵联合收获机设计与试验

    连国党宗望远刘羊马丽娜...
    61-71页
    查看更多>>摘要：针对食葵机械化收获水平低、损失大、含杂率高及籽粒破损严重等现状,该研究根据成熟期食葵生物特性,在传统联合收获机结构基础上设计一种4KHZ-330型食葵联合收获机,在割台上增设脱粒装置实现葵盘在割台上脱分,可有效缩短葵盘输送路径,提高清选质量.首先阐述食葵联合收获机的总体设计方案及动力传动模式,并对割脱一体式割台、割台升降机构、清选装置及气力输送装置等关键部件进行设计,确定相关参数.机具配套动力113 kW,工作幅宽为3 300 mm,可一次完成食葵切割、脱粒、输送、清选、集籽、集草及卸载等工序.田间试验表明,收获机在低、中、高3种工作档位下,总损失率均低于4.0％,籽粒含杂率均低于5.0％,籽粒破损率均低于2.0％,生产率为0.40～0.85 hm2/h,作业性能指标满足食葵机械化收获标准.作业过程中收获机各关键部件之间运动协调关系平稳,食葵喂入顺畅,工作效率高,可以作为食葵联合收获机使用.

    农业机械试验联合收获机食葵割脱一体式割台

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    土壤-水稻前茬离散元仿真参数标定及其旋耕轨迹分析

    赵智豪吴明亮谢双鹏罗海峰...
    72-82页
    查看更多>>摘要：在进行稻油轮作区域水稻收获后旋耕作业中的前茬运动、受力仿真分析时,由于缺乏可靠的离散元仿真参数难以准确计算土壤-水稻前茬运动规律和相互间受力.该研究采用EDEM软件对土壤-水稻前茬混合物内部各物质的物理与接触参数进行离散元仿真标定.首先测定了土壤-水稻前茬混合物内各物质物理与相互间接触参数,以堆积角作为评价指标,利用仿真试验进行了显著因素筛选、最优水平取值范围确定及二阶回归模型下最佳参数寻优,对参数进行了标定,得到土壤-水稻前茬混合物模型极显著参数的最优组合为土壤-土壤恢复系数0.407、土壤-土壤动摩擦系数0.123、土壤-水稻前茬静摩擦系数0.596、土壤表面能1.860 J,此时与试验堆积角误差为0.58％.并进行了土壤-水稻前茬间的直剪试验与仿真,得到了稳定后不同垂直应力下试验与仿真的直剪切应力误差分别为:5.4％(50 kPa),4.1％(100 kPa),3.1％(150 kPa).最后在最优参数组合下,开展了基于MBD-DEM的旋耕土壤-水稻前茬轨迹分析试验,前茬跟随旋耕刀及直接被掩埋两种埋覆场景下仿真与土槽试验轨迹的Spearman秩相关系数分别为0.91、0.84,验证了仿真模型标定参数的准确性.研究结果可为水稻前茬旋耕轨迹调控过程的离散元仿真分析提供可靠的接触参数.

    离散元直剪试验堆积角水稻前茬接触参数旋耕轨迹

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    基于颗粒放尺效应的逆旋开沟机刀辊功耗分析与试验

    刘敏章谢方平刘大为王修善...
    83-92页
    查看更多>>摘要：为探究粗粒化建模对逆旋开沟机刀辊功耗的影响,提高离散元法的计算效率,该研究以1K-50型开沟机开沟部件为对象,利用EDEM软件构建适于南方葡萄园土质环境的刀辊-土壤离散元模型,将仿真模型中的土壤颗粒分别放大2～5倍进行开沟仿真试验,对刀辊功耗、工作阻力及土壤运动状态进行分析.结果表明:在土壤颗粒直径为5mm、刀辊转速132r/min、前进速度0.06m/s、开沟深度0.3m工况下,刀辊稳定作业阶段的功耗、水平阻力及垂直阻力平均值分别为3.73 kW、923.85 N和148.30 N,仿真功耗相对实际功耗的误差为9.9％.开沟仿真过程中刀辊的功耗、工作阻力平均值及土壤运动状态随放尺比例的变化而变化,其中刀辊功耗与水平阻力平均值随放尺比例增大而减小,垂直阻力平均值随放尺比例先减小后增大再减小,且增大放尺比例使得土垡从刀片正切面的抛出时刻提前,抛出速度减小,土垡逐渐松散,壅土高度增加,但不改变正切面上各深度土层的土壤分布顺序.放尺比例为2～5时,仿真计算时间相较原尺状态减少99％,但仿真功耗相对实际功耗的误差超过32％,当放尺比例为1.2时,能够将功耗相对误差控制在11.1％,仿真时间为22.9 h,仿真数据量313.72 GB.研究结果可为农机领域离散元放尺计算及构建刀辊-土壤粗粒化模型提供一定参考.

    农业机械离散元法葡萄园开沟机颗粒放尺效应功耗

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    桁架式农田高通量信息远程采集平台设计与试验

    张刚王宇杨宇航唐武...
    93-103页
    查看更多>>摘要：针对当前作物表型采集平台存在适用性差、采集数据量少、对农田配套设施要求高且需要人工实地采集等问题,该研究设计了一种基于桁架导轨结构的农田高通量信息远程采集平台.采集平台的运动轨道为桁架导轨结构,平台搭载相机、雷达、北斗及集成式环境传感器,可在轨道上进行前后(X轴)、左右(Y轴)、俯仰(P轴)运动,通过4G通信方式实现作物表型信息及农田环境信息的远程多方位采集.田间试验表明,4G远程通信端到端的最大延时不超过60 ms,远程监控端和采集平台端可在极短时间内进行数据交互;在远程监控端下发X、Y、P三轴阶跃信号控制指令,采集平台三轴的运动速度分别为0.5 m/s、0.076 9 m/s和1.81°/s,表型传感器可在较短时间内到达目标位置进行信息采集,响应稳态误差分别为0.04 m/s、0.001 m和0.5°,运动过程平滑稳定,保证采集数据质量;Y轴从最左端移动到最右端跨度2m的过程中,可有效对10行玉米产生近距离有效拍摄,P轴从-60°到60°的俯仰拍摄中,可对玉米苗带行垂直、前侧、后侧等几种不同的方向进行表型采集,且相机图像与雷达点云采集的一致,相机旋转俯仰拍摄的过程中受光照影响较小;对采集到相机及雷达数据融合得到具有颜色信息的三维点云,通过融合后的信息对油菜进行分株及提取株高信息,与人工实际测量株高值对比得到的R2为0.96,表明采集数据效果满足后期实际作物表型参数的分析与处理;单区域的环境信息采集平均耗时10 s,各项环境参数组内无明显差异,与实测数据相比精度均大于0.95.研究结果表明该采集平台满足对农田高通量表型数据的智能化采集要求.

    桁架数据采集远程控制高通量作物表型

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    面向夹持采收的油菜薹夹段茎秆离散元参数标定与优化

    谢伟欧阳琛蒋蘋孟德鑫...
    104-116页
    查看更多>>摘要：为提高离散元法对指导油菜薹有序采收装备设计与优化的准确性和可靠性,该研究以双行垄作移栽的"农大1号"双低甘蓝型油菜机械化适收期油菜薹夹段茎秆为对象,测定其本征参数、表面接触参数以及破碎力学参数,利用EDEM仿真软件Hertz-Mindlin无滑移模型和Hertz-Mindlin with bonding粘结模型建立夹段茎秆堆积仿真标定模型和破碎仿真标定模型.采用逐步调整仿真参数使仿真试验值与物理试验值逼近的方法,利用夹段茎秆堆积仿真标定模型,以休止角仿真试验值与实际物理试验值的相对误差为目标,完成夹段茎秆表面接触参数的标定与优化;利用破碎仿真标定模型,以轴向压缩和弯曲仿真试验与实际物理试验的最大轴向压缩力和最大弯曲力的相对误差为目标,利用标定后的表面接触参数完成夹段茎秆粘结参数的标定与优化.最后,利用夹段茎秆的径向压缩与剪切、内芯与表皮拉伸的破碎仿真力学试验和有序采收EDEM-Recurdyn耦合仿真试验验证标定后的表面接触参数和粘结参数.结果表明,仿真与实测试验的破碎力学参数相对误差在5％以内,且仿真与实测的"时间-载荷"曲线变化趋势一致,低速、中速和高速档的有序采收仿真试验结果与实际物理试验结果相对误差在7.0％以内.研究结果表明,采用离散元仿真方法研究油菜薹采收过程具有可行性,标定结果可用于指导油菜薹机械化生产.

    离散元模型油菜薹仿真参数标定

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    基于鱼类上溯行为的导鱼堰设计与效果评估

    李广宁柳松涛柳海涛郑铁刚...
    117-123页
    查看更多>>摘要：河道内鱼类上溯路径不唯一,聚集位置更是难以预测,对鱼类上溯行为进行有效引导有助于提升过鱼设施进口的效率.为此,该研究提出了一种导鱼堰的概念和设计方法,结合姚家坪水电站的过鱼设施,利用流场三维数值模拟、鱼类洄游(active fish migration,AFM)模型和实鱼试验对导鱼堰的效果进行评估.结果表明:姚家平水利枢纽工程的导鱼堰上下游水面落差为0.36～0.40 m,过堰水流流速可达1.5～2.8m/s,形成阻鱼的屏障,并在导鱼堰下游侧形成了诱导鱼类向集鱼渠进鱼口游动的唯一低流速上溯通道,鱼类聚集点趋于唯一,验证了导鱼堰方案的合理性.利用鱼类洄游模型对导鱼堰的导鱼效果进行预测,结果表明,下游高水位和低水位2种工况下,90％以上的鱼类游动路径均表现出相似的规律,鱼类沿河道右岸和导鱼堰下游侧的低流速通道上溯,并最终聚集在集鱼渠的进鱼口处.放鱼试验中试验个体全部进入集鱼渠,结果进一步证实导鱼堰可以有效引导鱼类游动路线,并在集鱼渠进鱼口处形成唯一的聚集区.本文提出的导鱼堰丰富了生态水工建筑物的形式,可为过鱼设施进口的水力设计及下游河道的局部整治提供参考.

    渔业数值模拟过鱼设施导鱼堰鱼类洄游模型实鱼试验

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