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高技术服务业

需求背景

灌溉在农业生产过程中是保证农作物产量的一项重要措施。 我国农业发展比发达国家晚， 而灌溉自 动化水平不高、 灌溉管理技术与管理方法较差， 是制约了我国农业发展的重要因素。 因此未来农业的主要发展方向， 必将是实现灌溉自 动化控制。

项目采用智能算法优化控制电磁阀施水次序和时间，实现电磁阀与用水需求精准匹配以提高节水效率和收益最大化；分析滴灌工程在规划、控制和管理等环节的关键参数和流程，研究在灌区水源、作物、地理特征条件下的最优成本模型及关键参数，从全流程的角度深度分析和整合以平衡成本和效率；采用群体演化方法持续推演并为滴灌工程设计、实施和管理提供决策支持，给出灌区高效节水控制模型和优化方法，并从水力参数、管网口径、施水策略和管理方式等角度提出降低工程成本的策略，开发基于面向自动化滴灌的智能决策与控制系统，促进农业生产节本增效。

需解决的主要技术难题

（1）从平衡工程成本和节水效率的角度提出优化自动化滴灌参数的方法，提出包括管网布局、灌溉工作制度、人力成本等模型建模方法，采用群体演化的方法提出模型与参数优化，为自动化滴灌示范推广提出一种解决方法；

（2）以灌溉工作制度为主线，采用智能算法将灌区田间水资源、农情信息、作物需水、自动化滴灌的轮灌方案等有机融合在一起形成群体数据-知识-决策自动化的完整链条，实现电磁阀用水与作物需水精准匹配以实现高效节水的目的，从更微观的角度提出了一种新的节水技术。

期望实现的主要技术目标

提出了灌区田间水资源的高效节水控制模型和优化方法，实现节水4%左右，降低成本5%，亩增效10%以上。自动化滴灌适用于集中连片规模化的灌溉模式，是滴灌技术主要发展方向，项目从全流程的角度深度分析和整合以平衡成本和效率，建立自动化滴灌最优成本条件下的模型和最优参数，结合农情信息开发一种面向智控用水匹配算法，将电磁阀施水与作物需水精准匹配，从更微观的角度探索一种高效节水方法，充分挖掘自动化滴灌的节水潜力，项目的研究对促进新疆大田节水滴灌领域科技发展，提高水资源利用和农民增收增效有直接的作用，具有很强地产业化带动作用。

需求解析

解析单位：“科创中国”葡萄酒产业科技服务团（中国农业工程学会） 解析时间：2022-10-26

用户887806

中国农业工程学会

副研究员

综合评价

企业需求明确。 农业是我国经济发展的重要支柱。我国水资源分布不均衡，部分地区水资源相对缺乏，严重影响着我国农业的进一步发展。在农田水利灌溉中，研究智能化高效节水灌溉技术，可有效提高农业用水的效率，推动农业可持续发展具有重要意义。此类研究专业方向集中，不需要跨行业专家共同解决。 智能化是灌溉发展的一大趋势，应用自动化滴灌控制技术，既能有效提高农田灌溉水的利用率，实现农田精细节水灌溉，又能降低劳动力成本，提高滴灌的效率与质量。在滴灌系统中应用自动化控制技术，可自动控制管道阀门的开关以及流量，实现自动化的现代高效节水农业灌溉管理。在泵房内设置自动化控制系统主机，通过对农田土壤水分监测信息、水井和支管压力传感器的检测信息进行综合分析与处理，自动控制阀门的开关以及流量，实现高效、精准、科学的滴灌自动化管理。若需要开发基于面向自动化滴灌的智能决策与控制系统，需要系统性研讨解决方案。

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