《北方旱田麦玉轮作生态无人农场建设技术规范》标准草案（征求意见稿）

T/CATEAXXXX—20261北方旱田麦玉轮作生态无人农场建设通用技术规范本文件规定了生态无人农场建设的总体要求、场地建设、信息化监测、装备配置、生产作业、智慧管控、建设流程等方面的通用技术要求。本文件适用于北方旱田区域（主要包括东北、华北、西北旱作麦区）麦玉（小麦、玉米）轮作模式下生态无人农场的规划、设计、建设、验收及运营维护，其他旱田作物轮作生态无人农场可参照执行。2规范性引用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，仅该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。GB2894安全标志及其使用导则GB5084农田灌溉水质标准GB10395.1农业机械安全第1部分：总则GB16151（所有部分）农业机械运行安全技术条件GB/T17798地理空间数据交换格式GB20287农用微生物菌剂GB/T20865免（少）耕施肥播种机GB20891非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法（中国第三、四阶段）GB/T22239信息安全技术网络安全等级保护基本要求GB/T24689.2植物保护机械杀虫灯GB/T25246畜禽粪肥还田技术规范GB/T28035软件系统验收规范GB/T28405农用地定级规程GB/T28407农用地质量分等规程GB/T30269.702信息技术传感器网络第702部分：传感器接口：数据接口GB/T30600高标准农田建设通则GB/T33780.3基于云计算的电子政务公共平台技术规范第3部分：系统和数据接口GB/T37164自走式农业机械导航系统作业性能要求及评价方法GB/T38634.2系统与软件工程软件测试第2部分：测试过程GB/T44985.1农业物联网通用技术要求第1部分：大田种植HJ588农业固体废物污染控制技术导则NY/T391绿色食品产地环境质量NY/T496肥料合理使用准则通则NY/T499旋耕机作业质量NY525有机肥料NY/T742铧式犁作业质量NY/T650喷雾机（器）作业质量NY/T995谷物（小麦）联合收获机械作业质量NY/T1276农药安全使用规范总则NY/T1355玉米收获机作业质量NY/T1645谷物联合收割机适用性评价方法NY/T2624水肥一体化技术规范总则2NY/T3213植保无人驾驶航空器质量评价技术规范NY/T3667生态农场评价技术规范NY/T4261农业大数据安全管理指南NY/T4421秸秆还田联合整地机作业质量3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1生态无人农场eco-unmannedfarm依据生态学原理，融合物联网、大数据、人工智能、无人装备等技术，实现耕作、播种、田间管理、收获等农业生产环节全程无人化作业，兼顾资源高效利用、环境友好与农产品质量安全的现代化农场。3.2无人农机unmannedagriculturalmachine具备自主导航、路径规划、自动作业、状态监测及远程控制功能，无需人员现场操作的农业机械，包括无人驾驶拖拉机、无人驾驶播种机、无人驾驶植保机、无人驾驶收获机、无人智能灌溉系统等。3.3智慧管控平台intelligentmanagementplatform整合农场数据资源、装备状态、作业任务等信息，适配各类作物轮作及种植农时特点，实现农场生产、环境、装备、人员全流程数字化、智能化管理的平台，涵盖监控、调度、分析、决策等功能。4总体要求4.1农场环境4.1.1生态农业建设与管理参照DB3404/T7的相关要求执行。4.1.2功能分区应合理，场容场貌应整洁有序，安全设施设备应齐全有效。4.1.3产地环境应符合NY/T391的规定。4.1.4灌溉与排水工程应配套完整，灌溉用水水质应符合GB5084的要求。4.2人员要求4.2.1应配备管理人员、操作人员和维修人员。人员配备应与农机作业服务规模、工种设置、岗位职责相适应，满足生态管控和无人化作业流程工作要求。4.2.2工作人员应执证上岗，技能应符合岗位要求，保证在岗人员熟悉有关安全生产规章制度、安全操作规程及生态作业基本规范，并具备安全操作、事故预防和应急处理能力。4.2.3管理人员应通过安全生产相关法律法规、安全生产管理相关工作、农业行业专业知识、农机生产技术等培训，具备统筹协调、安全管控及生态管控能力。4.2.4操作人员应能熟练使用电子产品及智慧管理平台相关终端，经过无人驾驶系统的操作技能培训后方可上岗操作。4.2.5维修人员应持有合法有效的职业资格证，熟悉作业有关的安全管理制度和操作规程，掌握无人农机、物联网设备等的维修技能，并按规定配备相应的劳动保护用品。4.3作业装备4.3.1应配套农业废弃物资源化利用设施设备，秸秆处理、有机肥加工等设备配置及作业要求应符合HJ588的规定。4.3.2应配置病虫害绿色防控、水肥一体化精准作业设施设备。绿色防控设备应符合GB/T24689.2要求，水肥一体化设备配置及作业应符合NY/T2624要求。应选择适宜的配套作业机具，机具技术状态应保持良好，安全性应符合GB10395.1要求，自动导航系统应符合GB/T37164要求。4.4网络通讯4.4.1宽带应符合以下要求：3a）上行速度不低于200Mbps；b）下载速度不低于200Mbps；c）平均丢包率不高于0.05%；d）网络平均延时不超过50ms。e）满足图形以及数据的稳定传输。4.4.2应建有北斗固定基准站或处于连续运行卫星定位导航服务系统（CORS）网络覆盖范围内或满足星基差分覆盖要求。4.5软件平台应用软件应融入数据安全设计要求，覆盖数据库及数据采集、传输、处理、存储、备份与恢复全流程安全管控；对重要敏感数据，应实施加密保护及数据完整性保障措施。5场地建设5.1标准化生态农田建设5.1.1按NY/T3667要求执行，兼顾生态、循环、再生、多样、协调等原则，以系统思维统筹农业生态、生产、生活空间，将土壤、水体、生物群落及人为活动视为有机整体，通过全局规划实现物质循环、能量流动和信息传递的协同优化，兼顾生产功能与生态服务价值。5.1.2种植农场田块总面积宜不小于1000亩且相对集中，单个田块长度宜≥80m、宽度宜≥30m；田块布局规则有序，集中连片，适配无人农机路径规划、多机协同作业。5.1.3农田基础设施建设应符合GB/T30600要求。5.1.4道路、沟渠、桥涵、排灌设施等应便于农机装备进出、作业、调头和运转。5.2农机库建设5.2.1农机库建设参照DB31/T1286的规定。5.2.2每台无人农机均需配备固定停车位，保障无人农机能够有序完成自动出入库操作。5.2.3应有良好的防火、防盗、防自然灾害和安全通行等功能，配备相关消防器材，安全设施应符合消防规定。5.2.4应设置明显的安全警示标志，且标志设置应符合GB2894的规定。5.3田间道路5.3.1主干道宽度≥4m，能满足无人农机驾驶通过，田间道路转角最小半径≥6m。5.3.2应根据无人农机作业路线规划的实际需求，在田块间增加必要的过田埂（渠）坡道。6信息化建设6.1数据获取6.1.1无人机遥感监测与数据获取配备适配北方旱田麦玉轮作的无人机遥感监测设备，含无人机平台、多光谱/可见光传感器及地面控制终端，依据田块规模合理配置设备数量，实时采集作物长势、墒情、倒伏及作业质量等信息，数据可同步上传智慧管控平台，支撑农场全生育期精准管理。无人机遥感监测操作要求参照DB14/T3586。6.1.2物联网监测与数据获取物联网监控系统能实现田间小气候、土壤墒情、病虫害发生、作物长势、图像视频等数据的采集，并上传智慧管控平台，通过人工智能决策指导生产。传感器的安装应符合GB/T44985.1和以下要求：a)应配备田间小气候自动采集设备，在全生育时期持续监测采集风速、风向、空气温度、空气湿度、光照度、光合有效辐射、太阳总辐射、降雨量等信息；4b)应配备能监测土壤温度、土壤水分、土壤酸碱度、土壤盐度等参数的传感设备，其中墒情达到阈值时能触发智能灌溉设备运转，根据麦玉生产需求远程控制灌溉设备的开启和关闭；c)应配备远程自动虫情等病虫害监测设备，实现害虫诱捕、计数、拍照、传输和识别的全过程自动化识别和辨认；d)应架设具有网络传输功能的视频监控设备，依据作业田块大小、田块与机库距离，合理布局与设计，对田间整体情况进行在线监控。6.2数据共享与决策6.2.1数据共享根据国家标准进行数据共享，详细规范农田传感器、信息资源开放共享系统构架、地理空间数据交换格式、信息安全技术，实现跨系统、跨主体数据高效互通与安全可控。要求如下：a)传感器数据接口及数据交互报文格式按GB/T30269.702要求执行，统一物理连接、数据传输协议与报文格式，保障传感器与边缘终端/平台的即插即用与数据一致性；b)信息资源开放共享系统架构按GB/T33780.3要求执行，构建数据目录、共享接口、权限管理、安全审计的全流程架构，支持在线目录服务与接口调用、离线存储介质复制等共享方式；c)地理空间数据交换格式按GB/T17798要求执行，统一矢量、栅格数据的编码规则、坐标系统与元数据描述，确保田间地块、设施分布等空间数据跨平台无损流转。6.2.2数据分析农田田间整地、播种、水肥管理、植保防控、收获等环节，构建数据分析应用体系，实现农场资源管理的集约化、栽培措施管理的精细化、病虫害防治的精准化、粮食收获的准确性。应满足如下要求：a)具备统计分析、图像分析、音视频分析等功能，支持多源数据融合解读；b)支持叠加分析、缓冲分析、空间统计分析、路径分析等空间分析服务，适配精准农业空间决策需求；c)具备数据关系挖掘、特征提取、趋势预测功能，输出可视化图表和决策建议，支撑生产管理优化。6.2.3决策模型基于获取的数据，构建科学、高效、可落地的农田生产决策模型体系，衔接数据分析结果与实际生产作业，实现生产决策的智能化、精准化、规范化，支撑农田生产提质、增效、节本、减耗。应满足如下要求：a)支持多源数据融合输入与模型动态优化，可集成土壤墒情、气象数据、作物长势、病虫害监测等各类核心生产数据，深度结合前期数据分析结果，持续提升决策指令的准确性与针对性；同时规范数据输入的质量管控流程，明确模型参数调整、迭代优化的具体要求，确保决策过程科学严谨、适配田间生产实际。b)具备决策输出落地与可靠性追溯能力，决策结果可输出为可执行作业指令，支持与田间作业设备、管理平台联动，实现决策指令快速下发、落地执行；决策全流程可追溯、逻辑清晰可解释，充分适配高标准农田建设与常态化管理需求，保障决策部署贴合高标准农田生产管控要求。6.3数据和信息安全6.3.1应包含数据安全设计，包括数据库的安全、数据采集、数据传输、数据处理、数据存储、数据对接、数据备份和恢复的安全，参照NY/T4261执行。6.3.2对重要、敏感的数据应进行加密和完整性保护。7装备配置7.1基本要求57.1.1应配备生态、绿色、无人化农机装备，并满足以下要求：a)配套秸秆处理、有机肥施用、变量水肥及绿色防控机具，实现废弃物资源化与生态绿色管控；b)应配置北斗导航无人驾驶耕、种、管、收农机装备，满足麦玉轮作精准作业；c)应选择适宜的配套作业机具，技术状态保持良好。7.1.2运行安全性应符合GB16151的规定。7.1.3污染物排放控制应符合GB20891的规定。7.2配置要求7.2.1生态循环农业装备配置秸秆粉碎还田机、秸秆打捆机、有机肥撒施机/条施机、粪污有机肥发酵成套设备，完成秸秆就地还田或收储利用、畜禽粪污等废弃物腐熟制肥与还田，实现种养循环资源化。配备变量水肥一体化机组、智能节水灌溉终端、太阳能杀虫灯、性诱捕装置、机械除草机等，支撑精准水肥与绿色防控，减少面源污染。7.2.2无人驾驶拖拉机无人驾驶拖拉机应设置远程控制、自动转向、自动换向、发动机工况回传、自动路径规划、车速自动控制、视频图像回传等功能；后悬挂和动力输出装置应能自动控制；应设置自动避障和安装保障装置。7.2.3无人驾驶播种单元无人驾驶播种单元应具备精量排种、漏播监测与电驱调速功能，播深株距精准可调，兼容CAN总线与拖拉机数据交互，适配麦玉轮作旱田免耕播种，带覆土镇压与种肥同播模块，播深合格率≥75%，播种量一致性变异性系数≤39%。7.2.4无人驾驶植保机配备的植保无人飞机应具备飞行速度自动调控、自主调头转向功能，喷头可随作业路径智能启停，喷药量随飞行速度实时自适应调节；支持地块智能识别、作业路径远程下发，配备视觉模块、避障雷达，性能应满足NY/T3213标准要求。配备的无人驾驶地面植保机应设置有车速自动控制、自动路径规划、自动调头转向、自动控制喷药臂、视频图像回传、自动流量控制等功能；应设置自动避障装置。作业质量应符合NY/T650的规定。7.2.5无人驾驶收割机无人驾驶收割机应支持自动多路径规划；应设置车速自动控制、割取离合自动控制、脱谷离合自动控制、卸粮离合自动控制、粮满自动停车、遥控卸粮或定点卸粮、视频图像回传等功能；应设置自动避障装置。作业质量应符合NY/T1645的规定。7.2.6无人智能灌溉系统无人智能灌溉系统应具备土壤墒情自动监测、灌溉水量自动调控、阀门远程启闭功能；支持分区灌溉、作业指令远程下发与运行数据回传；设置异常报警与过载保护装置，作业性能参照DB32/T5224相关规定。8生产作业8.1耕整8.1.1无人驾驶拖拉机在作业时，宜采用套圈、鱼尾等不同类型的作业路径，主要用于旋耕、耙地、开沟等耕整作业。8.1.2进行耕地作业时，直线行驶横向误差不应超过±2.5cm，田头转弯对行误差不应超过±5cm。深6翻深度不小于20cm，深翻作业质量应符合NY/T742的规定；旋耕深度不小于12cm，旋耕作业质量应符合NY/T499的规定。8.2种植8.2.1应根据小麦、玉米不同品种特性、播期和土壤肥力基础、种植时的气候情况适时精准播种，优先选用免（少）耕施肥播种机，契合保护性耕作要求。8.2.2免（少）耕播种作业应选用应符合GB/T20865要求，作业时实现破茬、开沟、施肥、播种、覆土、镇压一体化完成，种肥隔离合理，避免烧种烧苗。8.3田间管理8.3.1节水灌溉与高效水资源利用宜建设智能灌溉系统，实现对干渠、支渠、田间进排水的智能化控制，配套实施旱田滴灌、喷灌智能管控，契合北方旱田水资源高效利用需求。开展灌溉水水质生态监测与调控，定期监测灌溉水水质指标，及时优化调控，满足作物生长及生态环保要求。8.3.2施药坚持“预防为主、综合防控”原则，优先采用生物、物理、生态调控及抗性品种搭配、轮作等措施，减少化学农药施用，确需施药时实行精准减量施药并做好残留监测。在播后苗前及苗后除草阶段，宜采用无人驾驶地面植保机开展作业，提高雾滴粒径和用水量，确保防治效果；在苗期和中后期病虫害防治过程中，宜采用植保无人飞机开展作业，作业参数参照DB6101/T229。农药的使用应符合NY/T1276的规定。8.3.3施肥坚持“精准配施、生态高效”原则，优先选用有机肥、生物菌肥，结合土壤肥力、作物生育期需肥规律及麦玉轮作模式，科学确定施肥量与施肥方式，减少化肥过量施用，实现肥力提升与生态保护兼顾。施肥作业应结合种植模式规范开展，播种时优先采用免（少）耕施肥播种机实现种肥同步施用，生长期宜配合无人化水肥一体化系统，实现灌溉与施肥协同管控，精准供给水肥。使用带撒播功能的植保无人飞机进行撒肥作业时，作业参数参照DB51/T3311。肥料使用应符合NY/T496的规定。8.4收获8.4.1收获作业遵循“适时、高效、低损”原则，应根据作物成熟度适时收获，自动调节无人驾驶联合收割机作业速度、作业部离合等状态，对各部件工作状况实现监控、显示和报警。8.4.2小麦、玉米收获质量应当符合NY/T995和NY/T1355要求。8.5秸秆资源化利用8.5.1秸秆还田联合整地机可完成秸秆和根茬粉碎、均匀混埋、镇压等功能的联合作业机。8.5.2秸秆粉碎还田耕作深度≥18cm，粉碎长度≤10cm，合格率≥80%，作业质量应符合NY/T4421规定。8.5.3秸秆堆肥、饲料化利用需控制关键参数，腐熟度、青贮质量分别符合对应行业标准，副产物循环还田应符合NY525规定，实现生态闭环。8.6有机废弃物资源化处置8.6.1采用无人驾驶密闭转运设备作业，配套智能监测，实现粪污密闭收集、无人化转运及有机废弃物集中归集，无泄漏、无散落。78.6.2粪污好氧堆肥、厌氧发酵产沼应符合GB/T25246规定。8.7农场生态保育8.7.1合理布设物理防控设施，做好杀虫灯、诱捕器的日常运维，定期清理、检查，确保防控效果，布设密度契合北方旱田麦玉轮作场景需求。8.7.2配套建设田埂缓冲带及蜜源带，在缓冲带、田埂间种植蛇床草等功能性作物，定期补植养护，保护培育农田天敌，提升生物多样性。8.7.3合理规划建设生态沟渠、湿地净化带，优化沟渠走向与宽度，常态化清理杂物、调控水位，提升水体净化和保水保肥能力。8.7.4定期对土壤微生物群落进行监测养护，增施生物菌剂，提升土壤生物活性，助力生态保育，微生物菌剂应符合GB20287规定。9智慧管控9.1监控中心9.1.1宜布置大屏幕显示屏，用于为无人农场的全过程运行状况提供展示支持，可对外展示和辅助调度，具备种植计划制定、作业任务调度、农事记录管理、产量预估等功能。9.1.2负责整合耕、种、管、收等全流程作业数据，实现数据汇聚管控。应有定位监测系统，实时监测所辖农机信息管理、作业监管、动态数据分析和展示，参照DB41/T2999。9.1.3监控中心负责部署视频、环境感知等终端，实现农场生产全域可视化监控，负责采集田间温湿度、土壤墒情等环境数据，支撑生产管控决策。9.2指挥调控9.2.1应依托监控中心数据，对无人农机及田间作业进行集中调度与动态管控，智能分配任务、规划路径并远程调整作业参数，确保耕、种、管、收各环节协同高效。9.2.2应具备应急处置与指令追溯能力，对农机故障、恶劣天气等异常情况快速下达避险指令，同步调度资源，指令执行全流程可查。9.3数据记录9.3.1应完整记录田间信息与物资信息，田间信息含土壤墒情、地块参数、作物长势等；物资信息含农药、肥料、农机耗材等采购、库存、使用情况，确保数据真实可追溯。9.3.2应规范记录生产与安全记录，生产记录含耕整、种植、植保等全流程作业数据；安全记录含农机运行安全、作业安全、应急处置等信息，采用“本地存储+云端备份”模式，留存期限不低于2年，符合NY/T4261及T/APOCN0022相关要求。10建设流程10.1规划设计10.1.1编制完整规划设计方案，涵盖场地布局、信息化建设、装备选型、生态保育、安全保障等内容。10.1.2项目建设应突出生态、循环、绿色农业发展要求，融入秸秆还田、粪污资源化利用、水肥精准供给、绿色防控等循环模式，兼顾资源高效集约利用与农业面源污染防控，组织专家论证优化，确保方案科学可行、贴合无人化作业、绿色生态发展及长期运营需求。10.1.3系统安全设计应按GB/T22239的相关要求执行。10.2建设阶段10.2.1建设阶段应包括设计（总体设计与详细设计）、实施、测试。10.2.2应按规划方案分步实施建设，优先开展标准化生态农田、田间道路、农机库等基础设施建设，应编制项目建设和实施方案，并应引入项目建设监理，确保项目过程质量。10.2.3逐步推进信息化及装备建设，部署物联网监测设备、智慧管理平台，安装调试无人农机、无人8机等装备，完成网络通讯、北斗定位等配套系统搭建，确保各系统协同兼容，系统的测试按GB/T38634.2要求执行。10.3验收阶段10.3.1建设完成后，建设单位应组织自检，对照规划设计方案及相关标准，核查基础设施、装备配置、系统运行等情况