赵春江：基于大数据的农业科教云平台

　　国际在线消息：4月7日，由中国软件行业协会主办的2021中国软件产业年会在北京举行，大会以"数字经济新时代——软件产业赋能高质量发展"为主题，瞄准产业变革和时代发展趋势，涤荡思想与共识，汇聚知识与力量，展示中国软件产业新成果。

　　大会现场，中国工程院院士赵春江发表了题为“基于大数据的农业科教云平台”的精彩演讲。

　　以下为实录全文：

　　大家好，很高兴参加我们一年一度的产业行业协会。上午介绍题目主要是软协自身，下午重点是软件行业发展规划的情况。我是在农业领域做了很多年，这几年做了全国的科教云平台，这个平台是大数据的平台。下面我把情况跟大家做一个介绍。我们知道今年十九届五中全会，包括中央1号文件对农业农村领域非常关注，是一个很大的领域，在座的各位很多做行业性的软件、金融、交通、智慧城市，可能关注农业比较少，农业比较穷。但是实际上现在按国外数字技术在农业农村领域的应用，第三次农业革命对软件需求量非常大，农业上还是缺乏平台型的软件，小的应用软件很多，由于缺乏这种标准现在互不兼容，浪费很多资源，本来钱就不多。实际上农业是很特殊的行业和领域，第一个服务的对象受教育各方面的程度比较低，我们国家平均农村从业人员受教育的年限7年以内，在国际上11年，美国从事农业生产的基本上70%、80%都是大学本科以上，我们国家有大学文凭的农业生产经营者不到1%。

　　这存在一个情况：一是农业生产情况很复杂，但是从业者受教育程度比较低，这样特别需要信息化技术给他们搭一个平台，当他们不懂的时候去问。出现特殊情况的时候能够有应急，能够采取相应的对策。基于这种目的，我们从2016年开始在农业部科教司的指导下做了全国基于全国大数据的科教云平台，这个平台目前还是属于政府公益性的东西，但是用户数达到1100多万，量非常大，待会儿可以告诉大家里面的数据量多少。

　　这是整个的发展过程，2016年开始到现在接近5年，基本上系统相对成熟了。当初做这个平台的时候说放在什么地方？说阿里云行不行，也可以。但是后来感觉到有一些独特的模型不断进行系统更新，所以后来这个平台放在我们中心的服务器里面。目前大概100台服务器在提供服务，能达到百万亿次的计算能力。目前整个平台的框架重点突出：服务、管理，通过不同形式，比如说全国农技推广，基于web的信息平台，另外是手机APP。APP大家可能感觉是一个比较低端的问题，但是现在APP发挥的作用很大，前两天工程院开会李博伟（音）院士牵头，关于未来软件领域发展新业态、新模式把APP作为重要的内容考虑。APP的确老百姓用的非常方便，另外就是培训、教育、营商智能的APP，核心以服务为主，同时增加管理的功能。

　　目前这个平台达到农技问答、农情监测、服务轨迹、社会化服务专项的云服务，形成线上和线下协同的农具大脑中枢。这个平台目前把全国的46.5万农技人员，因为这是政府的APP，必须实名注册。目前农技服务农户的成效特别明显，这是基层的农技推广人员每天线上服务8小时，每小时回答7个问题，目前为止累计这个平台回答农民各种各样的问题6820万个，每天新增问题15万个，线上问题的解答率超过20%。1000多个问题回答之后，老百姓说好给点赞，221万个问题被采纳，38.8%的问题被解答之后获得认同和回应。平台目前能够汇集有效的农情、各种各样的问题、照片一类的东西是540万条，有效的日志，线上专家和农技推广人员服务工作的日志是1700多万条，每日发布的农情日至是3万多条，农技日服务的历程，我们要监测每一个基层农技推广人员一天在干什么，因为他的工资是政府付的。他一天干什么的轨迹都很清楚，服务哪个村、具体哪个点、哪个合作社都很清楚，回答什么问题也在平台上进行记录，目前我们平台上监测到全国基层农技推广人员，一年服务农民的里程是350万公里，有骑自行车的，有走着的，有开车的，但是骑自行车的偏多，农村地区基层农技推广人员配备的工具不够。目前实现基层老百姓有问题，农技人员和专家可以提供线上服务。

　　有的时候晚上基层农技推广人员睡觉怎么办？系统进行自动回复。目前我们建立了农业人机混合交互的智能服务模型和进行用户群时空定位与产业问题的精准回答。农业特点和工业数据不一样，农业的数据特点是时工特性，一个是时间序列，一个是空间序列，不同地方生产同样一个地方，生长发育采取的措施不一样，东北的水稻和南方的水稻就不一样，包括小麦也是一样。所以我们要采取精确的服务，目前这个平台根据实际情况衍生成三种服务模式：

　　第一种是农技员本地回答本地农民的问题。第二个问题是当他回答不了，特别疑难的问题，农业部大概有300多名产业的岗位体系科学家，一个人一年大概要给50万经费，解决产业的问题，他们也在平台上。基层农技人员对这个问题不了解，太深奥就让专家回答。当他们都不在的时候，机器进行智能问答，大体这三种模式。

　　目前疑难问题专家主要还是把专家的技术资源能够集合起来。机器的回答主要还是通过农业人机交互语义词典来实现复杂语言环境下语言智能识别纠错。这个因为农村地区这种口音比较大，但是通过大样本的学习，现在基本上比较准确。农民不愿意输入什么东西，愿意直接对着话筒说，有的不会拼音，所以机器语音识别的问题就非常突出和重要。

　　通过这种科学研究建立交互语义词典解决语言难识别的问题，了解用户的一些意图。实现海量问题的快速匹配，实现精准的问答和服务。同时，自主学习进行知识更新和能力的进化，问的问题越多都是进行记录的，增加里面的一些，通过机器学习增加精准判断问题的能力。

　　对于基层农技推广人员的服务里程非常非常重要，为什么要搞服务轨迹？这涉及不涉及到隐私？第一，跟他签协议；第二保障数据的安全；第三对他个人隐私情况不进行公布，所以这样基层农技服务人员还是比较接受这种模式。过去50万一名大数基层农技推广人员，他们其实都在办公室坐着，不提供任何服务，也没事可干，建立了基于大数据的服务平台之后，把他放在平台上可以在线回答农民的问题，将来在年终平台会有奖励。一种形式是农业农村部进行最美基层农技推广人员的评选活动，全国选出100个，2020年山西运城农民丰收节的时候给颁了奖，那个荣誉是很高的，奖金数也是很高的。现在想引入市场化的机制，进一步让平台赚一些钱奖励线上能够回答农民问题的基层农技推广人员。

　　现在通过这种记录把基层农技推广人员的服务成效、服务内容进行记录，这样就可以进行评估和监测。另外就是大的农情监测，最简单的例子，全国性的，比如说南方往北方走，逐渐的温度条件、气候条件发生变化，农情发生变化，同时有突发的疫情，比如说非洲猪瘟。我们国家15亿头猪，两年前因为非洲猪瘟的影响死掉7亿多头，所以大家在吃猪肉的时候，感觉到一斤大概15块钱，甚至20块钱都有可能。现在国务院进行恢复生产，猪肉价格在下降，应该有的地方降到10元/斤左右，但是目前非洲猪瘟仍在零星的发生，我们国家为了防止把活猪调运改成猪肉调运，改成这种模式防止非洲猪瘟的产生。

　　基层的农民就是非常好的传感器，有什么问题发一张照片放到网上。非洲猪瘟刚开始发生的时候我们监测到，和部里也报告过这些情况。这样把每个基层人员的手机就是一部非常好的传感器，把一些农情信息传上来实现监测。

　　同时这个平台有一个功能，我们全国有各种各样的新技术、新产品，通过平台给农民按照他所从事的领域，比如说种植业里面分大鹏种植还是设施种植，这是搞蔬菜的，分门别类进行成果的推送，确保提供个性化的服务。同时，我们还提供价格的服务，现在农产品的价格变动很大，同一个农产品，比如说海南现在蔬菜比较便宜，到我们这个地方可能比较贵。但是由于农民很难掌握全局性的价格信息，所以有的时候生产出来的东西非常容易被中间的收购商所左右，价格信息不准确。所以我们建立基于农产品价格波动传动的动力学的模型，通过预测告诉农民价格变化的情况。目前这个平台能够日均自动抓取全国1000多个批发市场，1500多种农产品的价格，大概2.5万亿。再加上农技和农户每天报送的5000多，现在累计大概是1亿多，这个量是很大了，而且这个平台运行的数据量也大。

　　另外我们平台提供了在线互动的直播，特别疫情期间通过直播基本上每场平均3个人次，我们搞了500多场，服务效果非常好。现在搞直播农民得有入口、有平台，我们利用这个平台搞直播。另外通过这个平台和地方资源进行汇聚，收集地方的资源。目前开通了11个地方频道和1个专业的频道，面向品牌农产品的打造和营销等需求，接入拼多多、淘宝、京东等专业平台，实现资源数据进一步的汇聚。

　　比如说农保姆的专业频道提供了21种果和蔬菜35个标准化的种植服务，11多余部教学片，296门标准化种植的学习课程，32套标准化的技术方案、种植技术方案等等，所以第三方有很多好的资源可以汇集到这个平台。他通过这个平台得到什么好处，通过这个平台推广他的技术和产品，因为很多平台用户量比较大，一些相应的地方平台通过这个平台也借力进一步发挥作用。我们的平台还可以发挥对项目的管理，比如说关于农业项目很多是补贴项目，都有资金，如何进行管理，也可以通过平台提供服务。

　　另外提供专业化的服务，现在很多农机，包括植保，现在我们全国6万架无人植保机在作业，服务的面积大概是10亿亩次。有很多企业提供专业化的服务，知道哪有需求，就搞值保服务。6万架无人值保机应该发挥着最大的供销，所以我们提供专业化的服务。谁有什么需求通过平台报上来，专业化的服务和企业通过平台找到要服务的对象。目前覆盖34个品类73种环节，4303个农事服务项，累计接入入驻的生产型企业现在1.5万。农机大概是4万亩多台套，管理服务合同8.2538份，合同面积是1630万亩，这是平台关于提供社会化的服务。

　　目前整个平台载荷的用户1100多万，日活大概100万，访问次数是31次，日均服务400多万次，接入地方平台129套，发布新技术2.6万余项。所以，这个平台达到了互联网产业发展贡献的分水岭。

　　平台发展过程中，我们逐渐对平台用户，刚开始是开放的，现在逐渐认证，目前平台认证用户接近290万，其中农技人员是46万，特批农技人员是4201人，示范主体是4.6万，专家是8000多人，一般农户（大农户）200多万。目前整合接入农技耘、农技宝、农技汇、农管家都是服务平台。12316等第三方用户是288万，整个加在一起是1100多万人。同时，我们基于大数据的知识挖掘，构建知识图谱，这是非常重要的方面。我们从计算机科学与技术的角度，是这个平台里面的核心技术。通过挖掘和分析能够找到关键的主体之间、问题和答案之间的逻辑关系。

　　目前通过计算分析对一些敏感性的话题，比如说非洲猪瘟进行监测，提供监测信息，给政府部门提供很好的宏观上的支撑。

　　知识图谱的挖掘，现在有很多算法，机器学习、强化机器学习等各种各样的算法，但是因为我们平台要直接发挥实效，不像科学研究，挖掘出来的之间写一个paper就拉倒，但是我们挖掘出来的东西一定要科学、合理，经得起时间的检验。要给农民提供一个错的东西，让农民受损失都不好。在这种背景下，我们挖掘的同时，除了科学计算方法以外，建立算法模型以外，人的干预和已有的知识进行补充、完善相结合，确保大数据挖掘，第一真实有效、第二解决实际问题，第三不会出现错误。

　　过去我们在农业领域出现过这种问题，关于病虫害的图像识别，通过机器算法建立的训练模型，后来给了一张图片，结果判断是一张桌子，桌子的颜色是黄颜色，一些病害和虫害颜色也是黄色，判断出是桌子显然是不对的，如果出现这种情况对农民来说无法判断的。同时我们这个产品出来一系列衍生技术产品，比如说多模态的数据协同农情热点分析，现在用户量太大了，什么问题都有，怎么把这个问题汇集分析选出前10个交给农业农村部。同样一个区域也有可能，通过这种分析热点事件的专题挖掘，比如说关于中央1号文件，是大家非常关注的。另外抗灾自救就是大家关注的热点问题，政府部门基于热点挖掘服务的结果采取相应的措施进一步服务好农民。

　　目前热点事件、舆情各方面国家非常关注，前两天给网信办汇报，他们也很关注这个平台，这个量太大，用户数都是最基层、最顶层，他们反映的问题，关注的热点，无论是事件还是技术都是很有代表性的。所以通过定向归类、区域的定位、范围覆盖等多维度的大数据分析能够形成不同季节、不同区域的热点问题的挖掘。

　　关于区域农技服务每个地方不一样，我们建立了区域性的分平台，也可以提供服务。通过各省的农情分析，比如说虫、苗、灾、疫，540万例农情覆盖95%的乡村，涉及监测点120万个，这些数据通过分析完全可以找出农民关心的问题，政府应该及时解决的问题。另外市场价值也进行了深度的挖掘，这里不再讲了。刚才讲线上和线下相结合的模式，农技推广人员既提供线上服务也提供线下服务，所以政府要给他们奖励，评最美的农技服务人员。评的时候也是线上和线下，一到评全球农技技术人员的话我们这个网特别热，全国投票人太多，所以这样评出来之后是和实际效果，让基层农民来说，形成很好的正向的引导和支撑。

　　关于第二个衍生技术产品是智能问答机器人，我们现在在不断完善，把语音转换的引擎，能够进一步识别语音识别的精度，防止给农民提供错误的服务，这里不再详细讲。另外，我们建立了乡村一级的信息服务屏（音），因为大数据平台有资源、有数据，建了屏老百姓就可以有一个卡，插进去之后就可以访问了，找到自己所需要的东西等等这都是技术的衍生品。通过这种平台也为各个地方产业园区的发展，包括各个省相应地方性，具有特点的服务平台提供大的平台服务支撑，我们在各个省建，每一个省数据不够的时候，都是从共享大平台的这些数据和资源。因为时间关系，我不再一一介绍，有很多典型案例。

　　总之，这个平台我觉得技术角度，基于大数据的计算技术，认知计算提供服务的准确性，同时通过计算分析积累了知识，从而使这个平台知识变成自我成长、自我积累的过程。

　　由于时间关系，我把农业领域软件的大平台给大家介绍一下。我个人感觉，软件即服务。现在要搞好服务离不开软件，软件还是很有用的，软件是一个很大的产业，谢谢大家！

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