DB32T-粮食生产“无人化农场”建设规范

Q/LB.□XXXXX-XXXX前言本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件由南京农业大学提出。本文件由江苏省农作物标准化技术委员会归口。本文件起草单位：南京农业大学本文件主要起草人：倪军，曹卫星，朱艳，田永超，刘小军，曹强，姚霞，马吉锋粮食生产“无人化农场”建设规范1范围本标准规定了粮食生产“无人化农场”（简称为“农场”）建设的术语和定义、规划和设计、农场建设和相关技术集成规范。本标准适用于粮食生产“无人化农场”的规划建设。2规范性引用标准及文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅所注日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。《计算机场地通用规范》 GB/T2887-2011《农田灌溉水质标准》 GB5084-2021《机械电气安全机械电气设备第1部分：通用技术条件》 GB5226.1-2019《油浸式电力变压器技术参数和要求》 GB/T6451-2015《电磁环境控制限值》 GB8702-2014《计算机场地安全要求》 GB/T9361-2011《干式电力变压器技术参数和要求》 GB/T10228-2015《农林拖拉机和机械、草坪和园艺动力机械安全标志和危险图形总则》 GB10396-2006《连续式粮食干燥机》 GB/T16714-2007《国家电气设备安全技术规范》 GB19517-2009《农林机械电磁兼容性试验方法和验收规则》 GB/T21398-2008《接近电气设备的安全导则》 GB/T29480-2013《粮油储藏技术规范》 GB/T29890-2013《高标准农田建设通则》 GB/T30600-2014《建筑抗震设计规范》 GB50011-2016《建筑设计防火规范》 GB50016-2014《建筑物防雷设计规范》 GB50057-2019《数据中心设计规范》 GB50174-2017《灌溉与排水工程设计规范》 GB50288-2018《安全防范工程技术规范》 GB50348-2018《视频安防监控系统工程设计规范》 GB50395-2015《数据中心基础设施施工及验收规范》 GB50462-2015《通信局（站）防雷与接地工程设计规范》 GB50689-2011《互联网数据中心工程技术规范》 GB51195-2016《农村生活污水处理工程技术标准》 GB/T51347-2019《视频安防监控系统技术要求》 GA/T367-2016《批式循环谷物干燥机》 JBT10268-2011《民用建筑电气设计规范》 JGJ16-2019《饮食建筑设计规范》 JGJ64-2017《粮油加工机械通用技术条件基本技术要求》 LS/T3501.1-1993《移动通信基站工程技术标准》 T51431-2020《通信建筑工程设计规划》 YD5003-2014《江苏省高标准农田建设标准》 （苏政办发〔2021〕21号）3术语与定义3.1粮食生产“无人化农场”在粮食生产过程中，采用物联网、大数据、人工智能、机器人、4G/5G、农业机械等技术，通过对农场设施、装备等远程控制，或智能装备与机器人的自主决策、自主作业完成所有生产管理任务，是一种全天候、全过程、全空间的无人化生产作业模式。3.2基础设施为所有无人农场作业装备、测控装备、管控平台等提供工作环境和条件。包括高标准农田、车道、电力设施、水利设施、生活设施、仓库、机库、粮库、网络、信息系统等。3.3大田作业装备替代人工作业的无人化大田作业装备，包括耕、种、管、收等作业环节采用的装备。3.4测控装备对作业机械的运行轨迹、姿态、工作状态、工作参数进行跟踪、测量、控制的装备。3.5管控平台负责接收农场中环境、农情等多种传感器数据分析并展示，结合专家系统做出决策，下发给作业装备去完成相应的任务。4基本要求4.1宏观要求实用性、安全可靠性、可扩充性、先进性、经济性、无人化、自动化特性。4.2农场规模规模A：300亩及以下；规模B：300-500亩；规模C：500-2000亩；规模D：2000亩以上。4.3功能要求——感知方面，应具有实时采集记录气象、土壤墒情、土壤肥力、苗情长势等信息的功能，可具备采集水肥需求、病虫草害、水质面源污染等信息的功能。——决策方面，可出具作物生长关键生育期的经验性农事管理处方图，可给出与之匹配的农艺决策建议。——执行方面，应建有农机具电子档案，实现农机具的信息添加、维护、分类与管理；应基于物联网和北斗导航等技术，实现农机自动作业、精准定位和轨迹查询；应建有与农机关联的电子围栏。可依据决策系统指导农机作业，实现农机的智能化调度。在技术条件成熟的情况下，可增加作业效果自动评估的功能。4.4人员要求应有经过培训且熟练操作、维护大田传感器设备、智能农机装备、信息化管控设备的专业化技术人员，能够接受新技术、新事物的新型职业农民。专业技术人员的人数根据农场规模确定，基本要求2人以上。4.5选址要求考虑环境、交通、水源、电力、网络等便利性，田块必须符合《高标准农田建设通则》GB/T30600和江苏省高标准农田建设标准的农田要求。5一般要求5.1基础设施根据农场的规模确定基础设施建设情况，选择与种植对象生长环境相适应的高标准农田资源，为所有农业智能装备、测控装备、管控平台提供工作环境和条件。5.1.1道路宜机化——无人农场道路系统可由主路、支路和机耕路组成。——主路一般在大田一侧，支路和机耕路可根据作业需求建设。——支路与农场主路衔接，贯穿农场每个作业区，确保作业机械和运输机械能够顺利通达。支路有效路面宽度2.5m～4m。会车道宜在50m间距的适当地点设置。——机耕路与支路相衔接，路面适宜宽度为3.5～4m；设置必要的下田坡道、错车点和末端掉头位置。——C类规模以上农场，应修筑一条衔接干线的公路，且通达农场中央或穿越农场的主路，路面宽度宜为6m～8m，路面需硬化。——路基要求：路基高度的设计，应高出路基两侧地面积水高度0.5m；路基应分层压实，压实度必须达到90%以上。若压实度达不到要求，则必须经过1～2个雨季，使路基相对沉实后，再铺筑泥石沙路面或硬化路面。5.1.2农田宜机化单块田块长度不小于90m，宽度不小于30m，有适用于无人农机装备出入田块的坡道。地块宜以条带状分布为主，相邻地块之间、地块与道路之间衔接顺畅，无作业死角，地面和耕层内无影响农机作业的石块及其他障碍物。地块大小：地块短边最短宜在30m以上，水田地块长边宜为短边的3~5倍，旱田地块长边宜为短边的3~40倍。地块坡度：单块旱地纵向坡降不大于10%，横向坡降不大于3%，单块水田田面高差控制在3cm范围内。5.1.3电力设施依据JGJ16、GB50016和GB50057进行设计。配电变压器应选用S13及以上节能型低损耗变压器，其技术参数应符合GB/T6451、GB/T10228标准。380/220V配电系统，供电电源380/220V，功率不低于2000W。三级负荷，配置柴油发电机备用。太阳能配电系统，供电电源5/12/24V，或逆变220V，功率不低于200W。蓄电池配电系统，供电电源5/12/24V，或逆变220V，功率不低于200W。5.1.4水利灌溉设施水源以周边地表水为主，地下水为辅。灌溉水源应符合GB5084规定。根据灌溉规模、地形、田间道路、耕作方式等，合理布置输配水渠道及渠系建筑物。排水沟布局合理，尺寸适宜。排水沟断面大小尺寸应根据农田排水标准和排水量进行确定。排水沟密度及间距应符合GB50288的规定。排水沟布置应与田间渠、路相协调，可选用灌排兼用或灌排分离的形式。排水标准，平原河网区排水设计暴雨重现期采用10年一遇，丘陵冲垄区、丘陵地区排水设计暴雨重现期采用5~10年。水浇地、旱地采用1d暴雨从作物受淹起1d排至田面无积水，水田采用3d暴雨3d排至耐淹水深。排水沟类型以明沟为主，在农机跨越处适当设置暗沟（渗滤管）。农场建设污废水循环处理利用系统，生活污水和养殖废水中的有机质、氮、磷等物质充分利用，减少农业生产用水和化肥施用量。技术标准参照GB/T51347。5.1.5信息化基础设施网络信息传输采用有线传输和无线传输。网络信息传输技术包括但不限于无线光桥、光纤、4G/5G。信息化应满足以下要求：网络部署简单，实时管理和维护。采用高可靠性设计，如采用备份、负荷分担、冗余配置等设计方法，提高系统可靠性。支持设备的远程维护，简化运维管理。符合信息安全有关要求。低成本性。光纤的选择：光传输网中应使用单模光纤。光纤的选择必须符合国家及行业标准ITUT相关建议的要求：长途网光缆宜采用G.652或G.655光纤。本地网光缆宜采用G.652光纤。接入网光缆宜采用G.652光纤，当需要抗微弯光纤光缆时，宜采用G.657A光纤。基站设施主要包括移动通信基站基础设施和无线室内覆盖系统基础设施两部分。移动通信基站基础设施主要包括基站机房、电源系统、防雷接地系统、室外支撑物等。无线室内覆盖系统基础设施主要包括信源设备机房、远端设备间、电源系统、接地系统及布线桥架等。基站站址选择应符合现行行业标准YD5003的相关规定。基站站址应符合现行国家标准GB8702的相关规定。基站选址宜避免设在大功率变电站附近直线距离200m以内。基站防雷接地设计应符合现行国家标准GB50689的相关规定。基站建设应符合现行行业标准T51431的有关规定。机房建设，按照国家标准进行机房建设。按GB50174的机房等级建设管理要求及监控与防护要求执行。按GB/T9361的计算机场地规范要求执行。按GB/T2887的计算机场地安全要求执行。按GB51195、GB50462的数据基础设置施工技术要求执行。5.1.6监控基础设施监控系统工程设计应符合国家现行标准GB50348和GA/T367的相关规定。监控系统工程的设计应综合应用视频探测、图像处理/控制/显示/记录、多媒体、有线/无线通讯、计算机网络、系统集成等先进而成熟的技术，配置可靠而适用的设备，构成先进、可靠、经济、适用、配套的视频监控应用系统。视频安防监控系统中使用的设备必须符合国家法律法规和现行强制性标准的要求，并经法定机构检验或认证合格。系统的制式应与我国的电视制式一致。系统兼容性应满足设备互换性要求，系统可扩展性应满足简单扩容和集成的要求。视频安防监控系统的设备建设应符合现行国家标准GB50395的相关规定。视频安防监控系统工程的设计应满足以下要求：不同防范对象、防范区域对防范需求(包括风险等级和管理要求)的确

认。风险等级、安全防护级别对视频探测设备数量和视频显示/记录设备数量要求；对图像显示及记录和回放的图像质量要求。监视目标的环境条件和建筑格局分布对视频探测设备选型及其设置位置的要求。对控制终端设置的要求。对系统构成和视频切换、控制功能的要求。与其他安防子系统集成的要求。视频(音频)和控制信号传输的条件以及对传输方式的要求。5.1.7机库（棚）根据农场规模和种植农艺所配置农机具，配置相应规模的机库（棚）。场库（棚）各类建筑抗震标准按GB50011。机库（棚）按功能要求，分装装卸及冲洗区、农机动力及农具整机存放区、农具存放区、零配件存放区、保养维护检修区、油料库区及管理服务区，其中油料库区在场区应相对分开，单独建设。机库（棚）室外场地设置临时停放场（含清洗区）及道路，停放场及道路宜采用混凝土路面。有条件可设棚，其面积可根据农机具需要量的最大阶段来确定，且停放的农机具每台周围应留有大于1m的通道，便于出入。主路以6m宽、支路以3m宽为宜。库棚的檐口高度不小于3.3m，且与停放的农机具最高点距离不小于0.4m。农机动力机械及农机具整机的存放宜单独设库，一机一库，停放的农机具每台周围宜留有大于0.5m的通道，便于出入，农具及配件宜分类存放，集中设库。库棚应结合农机具的冲洗及检修台设置农机具临时停放场地。5.1.8粮库根据需求确定粮库的规模（面积）与装备（烘干机、粮仓等）。粮库的仓型采用平房仓时，占地综合指标宜为1.07m2/t~1.47m2/t；散装平房仓仓储区占地指标宜为0.15m2/t~0.65m2/t；立筒仓仓储区占地指标宜为0.15m2/t~0.30m2/t；浅圆仓仓储区占地指标宜为0.20m2/t~0.40m2/t。根据用地情况，粮食平房仓堆高基本上为4.5~8m，其中散装仓装粮高度宜在6~8m，堆粮线高度为7m；包装平房仓堆包高度宜在4.5~6m。粮库均应采用防水、防潮、防火、防虫、防鼠、防雀、防盗、通风、气密和保温隔热等技术。粮库应设置粮情测控设备，管理人员能随时知道粮库内的情况，及时通风降温。可采用无线传输设备进行数据采集。粮库的熏蒸采用环硫熏蒸工艺，远离居民区，生活区也要与仓储区分隔开来，熏蒸时候要有20m以上的安全距离。粮食储存参照GB/T29890，干燥机应是符合GB/T16714或JB/T10268规定的合格产品，配套设备应符合LS/T3501.1规定。5.1.9生活设施满足农场生活的必要设施。食堂的建筑面积按农场的劳动定员确定，根据JGJ64的相关要求，食堂人均建筑面积2.2m2，同时就餐人数按总人数的90％考虑。宿舍的人均建筑面积10m2，其中包含卫生间及淋浴，未考虑设置集中浴室的建筑面积，同时倒班人数按劳动定员总数的25％计取；垃圾站的生活垃圾应装入密闭式容器内，并应及时清理。5.2作业装备配套5.2.1根据主要所种植粮食作物的农艺和规模，配置合适数量和性能的智能作业装备。作业装备的信息化设施要满足管控平台要求。5.2.2无人农机装备要覆盖粮食作物生产的主要环节。优先选用先进适用、智能绿色农机装备和技术。5.2.3种植过程中，优选宜机良种、适用装备、配套农艺和生产模式。5.2.4无人农机测控系统应满足——应能在室外温度-10℃~40℃、相对湿度小于或等于90%的环境条件下正常工作。——应能显示各个环节的作业参数和外部作业环境的相关信息，应具有反馈工况参数的功能。——配备传感器的响应时间应≤0.1s。各项工况参数正常工作时的传输间隔，应在0.1S到60S内可调，待机或闲置状态宜在1h到6h内可调。——基于全球卫星导航系统（GNSS）的定位系统，应能实现环境感知、避障和路径规划等功能；行驶轨迹实时跟踪、显示，自带摄像头视频传输显示。——应配备4G/5G和WIFI两种无线通讯模式，同时宜配备Zigbee、LoRa中至少1种无线通讯方式，宜预留卫星通讯接口。——应配备农机电子围栏。——电气设备安全应满足GB19517标准要求；使用的电器元器件、电器导线、电器连线、控制装置安全设计应符合GB5226.1的规定；接近电气设备人员应符合GB/T29480的规定；安全标志应符合GB10396的规定；电磁兼容性应符合GB/T21398的规定。5.3管控信息化设施应建有智能农机信息化管理平台，用于整合无人农场各子系统功能，实现农机作业、生产信息的可视化、智能化管理和信息化调度。5.3.1信息化系统配置5.3.1.1网络、网关、服务器和监控系统——显示系统，应配置大屏显示系统，用于信息监控及人机交互，根据农场规模，可选配不同的大屏显示系统：规模A：上位机显示系统；规模B：65寸以上单个液晶电视；规模C：液晶拼接屏或LED点阵拼接屏；规模D：150寸以上液晶拼接屏。——视频监控，应配置视频监控系统，用于农田现场情况监控，包括网络摄像头、硬盘录像机。网络摄像头数量根据现场情况确定，硬盘录像机硬盘容量应满足视频存储30天以上，滚动覆盖存储。——网络系统，农场有线网络系统，数据传输速率必须达到千兆以上；农场无线网络系统，数据传