AI在粮食储运与质量安全中的应用

汇报人:XXX20XX/XX/XXAI在粮食储运与质量安全中的应用CONTENTS目录01

粮食安全与AI技术赋能背景02

智慧粮储体系技术架构03

粮食仓储智能化应用场景04

粮食物流智能化升级CONTENTS目录05

粮食质量安全AI检测技术06

典型案例与应用成效07

区域差异化技术方案08

挑战与未来发展趋势粮食安全与AI技术赋能背景01粮食安全战略的重要性01国家稳定与民生保障的基石粮食安全直接关系到人民群众的基本生活需求和社会稳定，是国家安全体系的重要组成部分，确保“谷物基本自给、口粮绝对安全”是我国粮食安全战略的核心目标。02全球供应链重构下的战略需求在全球供应链加速重构的背景下，保障粮食自主可控对于应对国际市场波动、地缘政治风险等不确定性因素具有关键作用，是维护国家经济安全和独立自主的重要保障。03节粮减损：建设“无形良田”推进节粮减损是建设“无形良田”的重要举措，近三年我国粮食储存、加工、运输环节年均损失量约占当年粮食产量的2%，通过智能化技术提升可有效降低损耗，增加粮食供给。04政策导向与科技赋能的必然要求2026年中央一号文件明确提出促进人工智能与农业发展深度融合，智慧粮储作为粮食安全战略的重要组成部分，正通过物联网、大数据、AI等技术实现从传统人工管理向智能化、数字化、绿色化的深刻变革。人工操作效率低下，误差风险高传统扦检依赖人工爬上运粮车顶操作，单车耗时十几分钟，存在作业安全风险；人工台账记录繁琐，易出错，如湖南兰溪库保管员曾需手写大量粮温数据。粮情监测滞后，风险防控被动粮情主要靠人工巡查和经验判断，数据采集频次低，难以及时发现温度异常、虫害霉变等问题，往往在问题发生后才被动处置，如传统储粮虫害防控常等暴发后才采取措施。流通环节多，损耗控制难度大传统散粮发运需经“散粕库、短驳车辆、发货平台、驳船”等多环节，整体损耗较高，如张家港江海粮油码头传统模式下损耗约0.3%；露天堆放粮食易受雨水等影响，损耗严重。绿色储粮技术应用不足，品质保障难化学药剂使用依赖度高，绿色防控技术集成度低，储粮品质易受影响；部分地区高温高湿环境下虫霉危害突出，传统仓型和技术难以实现长期安全储粮，粮食品质难以保证。传统粮食储运模式的挑战AI技术驱动粮食产业变革从“人防”到“技防”：监管模式智能化转型AI技术推动粮食监管从传统“看现场”转向“看数据”，如北京市推动“智慧粮库”迭代，目标提升非现场监管比例，挖掘粮温粮情数据价值，实现储粮风险预测预警，构建“线上监测-智能派单-精准核查”的智能化管理闭环。提质增效：节粮减损与成本优化成果显著AI技术集成应用有效降低粮食损耗，如江苏省张家港江海粮油码头通过AI流程再造，散粕发运整体损耗从0.3%降至0.26%，每100万吨减少损耗400吨；“五位一体”绿色储粮技术体系实现化学药剂减量50%、能耗降低20%、人工成本降低25%。绿色储粮：技术创新助力可持续发展AI与绿色储粮技术深度融合，如南京财经大学“智探粮芯”系统，集成多模态智能探杆，成本仅为进口设备1/5，实现粮堆环境实时感知与主动治理；全国低温准低温储粮仓容超2亿吨，气调储粮技术仓容超5500万吨，推动储粮向绿色化、低碳化发展。智慧粮储体系技术架构02硬件感知层：多模态监测设备智能探杆：五合一集成监测

集成温度、湿度、水分、气体浓度与虫害图像识别"五合一"功能，可灵活部署在不同类型粮仓中。南京财经大学团队研发的"智探粮芯"系统核心设备自研多模态智能探杆，成本仅为进口设备的约1/5，监测维度更全，在线运行更持久。分布式传感器网络：高密度实时监控

如济州粮食产业园粮仓内布设的粮情测温系统，粮高8米，每层8个监测点，横纵双向监测点交织密布，实现对"仓温、仓湿、粮温、粮湿、霉变虫害"的实时监控，传感器采样频率提升至每15分钟一次。视频监控系统：重点区域全覆盖

高分辨率摄像头覆盖库区周界、仓房出入口、配电室、消防设施等重点区域，实现可视化安全监管。智能算法层：AI决策核心

多源数据融合与分析集成粮堆温湿度、气体浓度、虫害图像、天气预报等多模态数据，通过AI算法进行深度挖掘与关联分析，构建全方位粮情评估模型。

粮情风险预测预警基于历史数据与实时监测信息，利用机器学习模型预测未来粮情变化趋势，如提前数周预警病虫害爆发风险，为粮库争取4至7天干预窗口期。

储粮环境智能调控AI算法根据粮情分析结果，自动生成并执行最优调控策略，如智能切换制冷、通风、内环流等工作模式，实现仓内分区分层精准控温。

虫害发生规律学习与主动防控通过AI分析虫害数据构建数据库，学习粮库害虫发生规律，精准预判高发期和高发区域，实现从“被动灭虫”到“主动防控”的跨越，如同为粮仓装上“虫害天气预报”。省级储备粮智慧管理平台实现多库点业务数据集成和逐层下钻穿透式监管，有效提升储备粮数据治理水平，如江苏省已完成31家省储库点数据整合。多参数粮情智能AI监测系统集“智能终端+物联感知+储粮AI大模型”于一体，以“端-边-云”协同架构为核心，打造“无人值守、主动预警、绿色防控”的数字粮仓生态环境智能监测新范式。智慧粮库综合信息管理平台依托三维可视化技术，实现全库区粮情一屏尽览，包括温湿度、虫害、气体等关键指标实时监视，推动仓储管理向“无纸化”“智能化”转型。全国粮食物联网系统构建以国家平台为核心、省级和央企平台为枢纽、粮库信息系统为基础的信息化监管三级系统框架，实现由“人防”到“技防”的提升。服务平台层：数据融合与管理粮食仓储智能化应用场景03智能扦检与入库管理

01智能扦检一体化系统：效率与安全的双重提升传统人工扦检需人工攀爬运粮车，单辆车耗时十几分钟且存在安全风险。江苏溧阳直属库投用的粮食智能扦检一体化系统，可随机选点抓取稻粒并直送质检室，8个点位扦检整体耗时约10分钟，较传统人工效率提升60%以上。

02全流程智能化：从扦检到称重的无人化操作在溧阳库，除扦检外，除杂、称重等粮食入库环节已实现全程智能化，无需人工操作，实现了粮食入库的“一键入住”，大幅降低了人为误差和人力成本。

03AI赋能质量管控：筑牢粮食入库第一关AI技术在扦检环节的应用，不仅提高了检测效率，还通过精准采样和数据分析，确保了入库粮食的质量。例如，AI算法可对扦样数据进行快速分析，判断粮食水分、杂质等关键指标，误差率控制在较低水平，为后续安全储存奠定基础。粮情动态监测与预警多模态智能感知技术集成温度、湿度、水分、气体浓度与虫害图像识别的“五合一”智能探杆，如南京财经大学“智探粮芯”系统，成本仅为进口设备约1/5，实现粮堆内部复杂环境实时感知。分布式传感器网络部署如济州粮食产业园粮仓，粮高8米，每层8个监测点，横纵交织，实现“仓温、仓湿、粮温、粮湿、霉变虫害”实时监控，传感器采样频率提升至每15分钟一次。AI驱动的智能预警模型融合天气预报、粮温变化、历史虫情等多源数据，通过AI算法预测未来5天虫害风险，为粮库争取4至7天干预窗口期，实现从“被动处置”到“主动预警”的转变。远程可视化监管平台构建“端-边-云”协同架构的多参数粮情智能AI监测系统，支持手机或监控平台远程查看仓外温、仓内温、平均粮温、水分、氧气浓度、害虫密度等关键指标，实现无纸化管理。虫害绿色防控技术

AI视觉识别技术集成多光谱诱捕与AI视觉识别技术，对常见储粮害虫进行精准识别，构建虫害数据库，实现从“被动灭虫”到“主动防控”的跨越。

虫害风险预测预警通过AI分析粮温、湿度、历史虫情等多源数据，预测未来5天的虫害风险，为粮库争取4至7天干预窗口期，如“虫害天气预报”般提前布控。

绿色杀虫技术应用采用氮气气调、食品级惰性粉、甲酸乙酯等绿色防控技术，替代传统化学药剂，某试点粮库实现化学药剂减量50%，保障粮食品质安全。

多参数智能监测系统构建“智能终端+物联感知+储粮AI大模型”的多参数粮情智能AI监测系统，以“端-边-云”协同架构，打造“无人值守、主动预警、绿色防控”的数字粮仓生态。智能控温与节能储粮智慧分区低温储粮系统仓内配备智慧分区低温储粮系统，实时监测仓内温度、湿度等粮情数据，自动完成多维度分析。无需人工干预，便能根据粮情，自动切换制冷、通风、内环流三种工作模式，长久保持粮食的水分、质量、新鲜度。如溧阳库仓内一年四季保持在10℃—15℃，为粮食提供冬暖夏凉的“空调房”。绿色储粮技术集成应用通过仓体隔热、空调控温、内环流等技术，在夏季维持仓内低温环境，实现准低温或低温储粮。目前全国低温准低温储粮仓容已超2亿吨，应用气调储粮技术仓容超5500万吨。“五位一体”绿色储粮技术体系实现能耗降低20%，保持粮食新鲜成效明显。光伏与储粮协同增效粮库屋顶光伏项目实现绿色能源供应，如溧阳库屋顶光伏项目年均发电量260万千瓦时，每年可为粮库带来超100万元收益，在保障储粮环境的同时实现节能降耗与经济效益提升。粮食物流智能化升级04智慧码头与减损技术

智能流程再造：从多环节到直连作业传统散粕发运需经“散粕库、短驳车辆、发货平台、驳船”等多环节，现通过“散粕库+输送线+装船机+驳船”直连作业，整体损耗从0.3%降至0.26%，每发运100万吨散粕减少损耗400吨。

AI驱动码头升级：岸线延长与雨棚增设2025年，张家港江海粮油码头依托AI对内档码头升级改造，岸线从65米延长至150米，缓解岸线紧张；针对年均90—100天雨情，增设雨棚，彻底解决雨天发货难，避免因梅雨季节胀库停机导致的经济损失和粮食损耗。

“科技粮垛”：低成本高效减损方案“科技粮垛”改造成本仅为标准筒仓的约0.08%（单个7500吨仓容成本4万元vs标准筒仓群超5000万元），采用工字钢复合围堰实现雨水零渗入，粮食物料损耗减少80%以上，无线测温杆24小时监测粮温，节省人工查粮成本。

智能化现代粮食物流体系初现江苏建成粮食专用码头泊位60个、铁路专用线7655米，培育4个国家粮食物流核心枢纽，沿长江通道港口粮食年吞吐量达7060万吨，沿海通道达1072万吨，实现产业园码头、仓库、工厂等管理要素互联互通，提升监管与应急处置能力。数字监管与穿透式管理国家级监管平台架构构建以国家平台为核心、省级和央企平台为枢纽、粮库信息系统为基础的信息化监管三级系统框架，首次实现政策性粮食监管信息化全覆盖，数据“一张图”“一张表”，监管信息化系统“一盘棋”。穿透式监管实现路径省级储备粮智慧管理平台实现多库点业务数据集成和逐层下钻穿透式监管，如江苏省实现31家省储库点数据贯通，有效提升储备粮数据治理水平，监管模式从“看现场”转向“看数据”。智能化管理闭环体系形成“线上监测-智能派单-精准核查”的管理闭环，利用大数据与人工智能技术深度挖掘粮温、粮情数据价值，实现对储粮风险的提前预测和智能预警，提升非现场监管比例。监管效能提升成果通过智能化监管配合科学储粮技术，首农食品集团等承储企业粮食损耗率保持在0.65%的行业较好水平，储备粮宜存率100%，同时节省人力成本，提升管理准确率，减少粮食浪费。智能粮垛与应急处置

低成本高效益的“科技粮垛”创新传统水泥围堰替换为工字钢复合围堰，实现雨水零渗入，粮食物料损耗减少80%以上；单个“科技粮垛”储粮7500吨，改造成本仅为4万元，远低于标准筒仓建设成本。

智能粮垛的实时监测与调控研发无线测温杆对露天堆场粮温24小时监测，大幅节省人工查粮成本。针对巴西大豆夏季入仓温度普遍超35℃的特点，打造“粮温动态数据库”和预警机制，采用少量、定时倒仓及夜间通风降温方式，避免大豆板结、出仓困难。

AI赋能粮食应急转运与减损张家港江海粮油码头依托AI对内档码头升级改造，岸线从65米延长至150米，缓解岸线紧张；增设雨棚设施，彻底解决粮食雨天发货难问题，避免因梅雨季节胀库停机导致的经济损失和粮食损耗。

智能粮食物流网络的应急响应能力江苏建成以“一江两园”为中心，覆盖全省、辐射长三角的粮食物流网络，拥有粮食专用码头泊位60个、铁路专用线7655米，沿长江通道港口粮食年吞吐量达7060万吨，提升应急处置和资源调度能力。粮食质量安全AI检测技术05图像识别与外观品质检测基于深度学习的表面缺陷检测利用卷积神经网络（CNN）等深度学习模型，可对粮食（如苹果、柑橘）表面的损伤、瑕疵进行自动识别。例如，中国农业大学研发的柑橘表皮瑕疵检测模型，在小样本场景下准确率达92.3%，显著降低了对标注数据的依赖。计算机视觉实现自动化分级通过3D视觉与机器学习算法，依据粮食的重量、形状、色泽等指标进行自动分级。日本研发的AI蔬菜分级系统，分级效率达每小时5000件以上，广泛应用于大型农产品批发市场。多光谱成像技术的应用多光谱成像技术结合AI算法，能够捕捉人眼不可见的光谱信息，辅助判断粮食品质。如荷兰瓦赫宁根大学开发的基于高光谱成像的番茄内部品质检测模型，可同步预测糖度、酸度及维生素C含量，检测误差低于传统方法。近红外光谱技术的快速检测能力近红外光谱技术结合AI算法，可实现粮食内在品质如水分、蛋白质、淀粉等指标的快速检测，检测时间缩短至分钟级，相比传统实验室检测效率大幅提升。高光谱成像与多指标同步预测高光谱成像技术能够捕捉粮食的细微光谱特征，结合深度学习模型可同步预测多个品质指标。例如，荷兰瓦赫宁根大学开发的模型可同步预测番茄糖度、酸度及维生素C含量，检测误差低于传统方法。AI算法提升光谱分析准确性通过机器学习算法（如PLS、SVM、神经网络等）对光谱数据进行分析建模，能有效消除干扰，提高检测准确性。如基于卷积神经网络的模型在小样本场景下对粮食成分检测准确率可达92%以上。现场快速分析与质量控制应用便携式光谱仪与AI分析系统的结合，可在粮食收购、仓储等环节实现现场快速品质评估，帮助企业及时掌握粮食品质，优化收购策略和储存条件，确保粮食质量安全。光谱分析与内在品质评估安全指标快速检测系统

基于AI的农药残留快速筛查中国科学院合肥物质科学研究院将太赫兹技术与AI结合，实现了对农产品中农药残留的快速筛查，检测时间缩短至5分钟以内。

AI视觉识别虫害与霉变部分AI粮仓装上"火眼金睛"，能对常见储粮害虫进行精准识别；多参数粮情智能AI监测系统通过AI视觉识别与多光谱诱捕，实现虫霉早期预警。

近红外光谱与AI多指标同步预测AI+近红外技术实现粮食质量快速检测的智能化升级，从单指标到多指标同步预测，可对粮食水分、内在品质等进行快速分析。

气体在线监测与安全预警采用气体在线检测技术，实时监测仓内氧气、二氧化碳浓度等指标，确保始终处于安全区间，为粮食安全储存提供环境保障。典型案例与应用成效06江苏智慧粮库实践单击此处添加正文

智能扦检一体化：入库效率提升60%江苏溧阳直属库投用粮食智能扦检一体化系统，扦样机随机选点抓取稻粒直送质检室，8个点位扦检耗时约10分钟，较传统人工效率提升60%以上，除杂、称重等环节全程智能化。智慧分区低温储粮：仓内恒温10℃-15℃溧阳库平房仓配备智慧分区低温储粮系统，实时监测温湿度等粮情数据，自动切换制冷、通风、内环流模式，实现分区分层控温，仓内常年保持10℃-15℃，长久保持粮食水分与新鲜度。省级储备粮智慧管理平台：31家库点穿透式监管江苏省建成省级储备粮智慧管理平台，实现31家省储库点业务数据集成和逐层下钻穿透式监管，提升储备粮数据治理水平，现代型仓储设施覆盖率达90.4%，低温准低温仓容量居全国第一。“五位一体”绿色储粮技术体系：减药50%、降耗20%张家港某粮库试点“五位一体”绿色储粮技术体系，集成仓房气密隔热、智能监测预警等技术，实现化学药剂减量50%、能耗降低20%、人工成本降低25%，所储稻谷销售价格每公斤高出0.1元-0.2元。北京智慧粮库迭代升级

迭代升级目标2026年北京市粮食和物资储备工作会议提出，将持续推动“智慧粮库”迭代，目标是提升非现场监管比例，挖掘粮温粮情数据价值，实现对储粮风险的预测预警，监管模式从“看现场”转向“看数据”。

核心技术应用智慧粮库应用物联网、大数据和人工智能技术，集成粮情检测、害虫检测、出入库管理、智能通风、氮气气调、环流熏蒸等功能，实现由“人防”到“技防”的提升。

典型案例：首农食品集团智慧粮库其智慧粮库应用多层次技术体系，粮情检测系统通过粮堆内布设的传感器实时监测温度、湿度、水分并以三维云图直观显示；害虫检测应用食品级惰性粉等绿色防控技术；内环流控温系统实现准低温储粮；一卡通智能出入库管理系统实现全程数据自动采集与追溯，有效杜绝“人情粮”等问题。

管理效能提升监管模式将形成“线上监测-智能派单-精准核查”的智能化管理闭环。首农食品集团承储企业通过智能化粮库系统配合科学储粮技术，粮食损耗率保持在0.65%的行业较好水平，确保储备粮宜存率100%，并节省人力、提升准确率、减少粮食浪费。硬件成本显著降低核心设备“自研多模态智能探杆”成本仅为进口设备的约1/5，实现了关键硬件的自主可控，大幅降低了粮库智能化改造成本。虫情预警能力提升系统融合天气预报、粮温变化、历史虫情数据等多源信息，可预测未来5天的虫害风险，为粮库争取4至7天干预窗口期，实现从“被动灭虫”到“主动防控”的跨越。已在大型粮储企业试点应用截至目前，“智探粮芯”项目已在中粮集团、中储粮等多家大型粮储企业完成试点应用，为智慧粮储体系建设提供了有力支撑。“智探粮芯”系统应用效果区域差异化技术方案07高温高湿区储粮技术

仓房气密隔热改造与精准通风针对高温高湿环境特点，重点推进仓房气密隔热性能提升，减少外界温湿度对仓内粮情的影响。配套精准通风技术，根据粮温和仓内外环境参数，智能调控通风时机与强度，有效降低粮堆温度，抑制虫霉滋生。

低温免熏蒸技术应用推广低温储粮技术，通过空调控温、内环流等手段，将仓内温度稳定控制在23℃左右，粮堆温度控制在15℃左右，实现准低温或低温储粮，减少化学药剂使用，达到免熏蒸效果，保障粮食品质。

多参数粮情智能监测预警集成应用多参数粮情智能AI监测系统，实时监测仓内温湿度、粮食水分、氧气浓度、害虫密度等关键指标。通过AI分析学习粮情规律，提前预测虫霉风险，实现从“被动处置”到“主动预警”的转变，为科学储粮提供精准数据支撑。高寒干燥区储粮技术

区域储粮核心挑战高寒干燥区因气候寒冷、空气干燥，粮食储存面临水分易流失、易受冻害等问题，需针对性技术方案保障粮食品质。

智能保温保湿技术应用重点完善仓房保温保湿性能，通过智能监测仓内温湿度，结合内环流技术减少粮食水分蒸发，维持粮堆稳定状态。

绿色储粮技术集成方案针对区域特点，推广低温储粮与机械通风结合的技术体系，减少化学药剂使用，如利用冬季自然低温实现准低温储粮，降低能耗。

AI辅助决策与风险预警运用AI算法分析粮温、水分等多源数据，预测粮情变化趋势，提前预警冻害、水分异常等风险，优化储粮管理策略。“五位一体”绿色储粮体系仓房气密隔热性能提升通过对仓房进行气密和隔热改造，有效隔绝外部环境对仓内粮情的影响，为绿色储粮奠定基础。高效环保进出仓采用高效环保的进出仓设备和工艺，减少粮食在进出仓过程中的损耗和污染