自動化所平行系統(tǒng)理論**在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用


     基于ACP的園林樹木建模和計算實驗平臺合作研究項目在浙江寧波簽署，這是自動化所平行系統(tǒng)理論在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的**應(yīng)用。技術(shù)需求方浙江滕頭園林股份有限公司是一家擁有25000畝苗圃的園林企業(yè)，在國內(nèi)多個省份有苗圃基地，起源于有聯(lián)合國“全球生態(tài)500佳”稱號的滕頭村。隨著企業(yè)規(guī)模的擴大發(fā)展，如何將經(jīng)驗的定性的苗圃管理手段轉(zhuǎn)化為可計算的、可量化的管理方式，發(fā)展精細園林管理，從而在國內(nèi)的園林苗圃企業(yè)中保持**優(yōu)勢，是企業(yè)面臨的新命題。
　　
　　面向這一需求，中科院自動化研究所結(jié)合兩個方面的技術(shù)優(yōu)勢，提出了基于平行系統(tǒng)理論的園林樹木建模和計算實驗解決方案。一方面，經(jīng)過十幾年中法合作研究，中科院自動化所在植物的功能和結(jié)構(gòu)建模方面已有較深的積累，開發(fā)了一套通用的植物生長模擬和可視化軟件，其中命名為GreenLab（青園）的中法合作的植物建模理論由AMAP建模方法發(fā)展而來，后者被用于同名商業(yè)軟件中數(shù)百種樹木的形態(tài)庫的構(gòu)建。另一方面，中科院自動化所提出了用于復(fù)雜系統(tǒng)控制的平行系統(tǒng)理論，目前已成功應(yīng)用于交通管理，石化企業(yè)管理等。平行系統(tǒng)包括人工系統(tǒng)（Artificialsystem）、計算實驗（Computationalexperiment）、平行管理（Parallelmanagement）三個層面。植物的生長模型正是其中的人工系統(tǒng)部分。苗圃管理具有生產(chǎn)周期長，生產(chǎn)管理憑個人經(jīng)驗的特點；基于生長模型的計算實驗則提供一種快速的、定量的、可反復(fù)進行的實驗手段，為生長管理者有據(jù)可循。一個典型的例子是園林苗木的剪枝：對苗木的不同市場定位要求不同的剪枝時機和位置，通過交互式的計算剪枝實驗可快速反饋不同剪枝方式下株型的變化。針對苗圃基地的平行管理則可利用虛實系統(tǒng)的平行運行，全方位地根據(jù)苗木年齡、苗圃特點等提供管理方案，具有很大的發(fā)展空間。
　　
　　農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)包括植物-環(huán)境-管理三個要素，三者在時間和空間都處于動態(tài)變化中。根據(jù)實時監(jiān)測的數(shù)據(jù)進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的平行管理涉及將“因地制宜”這類的管理經(jīng)驗轉(zhuǎn)為計算機可以理解和表達的知識，借助計算實驗提供決策支持。盡管目前，這樣的嘗試限于少數(shù)具有**意識的企業(yè)，但隨著土地資源的稀缺，可控環(huán)境生產(chǎn)系統(tǒng)的發(fā)展，人們對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量要求的提升，可預(yù)期未來會有更多的涉及建模和控制的工廠化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。