劉麗，王碩

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)，大慶 163319；2.黑龍江農(nóng)墾職業(yè)學(xué)院）

“十三五”時(shí)期我國(guó)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化取得了積極進(jìn)展，但農(nóng)業(yè)機(jī)械化在不同區(qū)域、不同產(chǎn)業(yè)、不同品種、不同環(huán)節(jié)上發(fā)展不平衡不充分的矛盾依然突出[1]。進(jìn)入“十四五”新發(fā)展階段之后，農(nóng)業(yè)機(jī)械化需求結(jié)構(gòu)和發(fā)展環(huán)境都將發(fā)生深刻變化，農(nóng)業(yè)機(jī)械擁有量、農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力與耕種的區(qū)域布局、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的季節(jié)性之間不平衡、不協(xié)調(diào)的矛盾仍未得到很好地解決，區(qū)域性農(nóng)機(jī)裝備閑置、利用率低的問題依然突出。在實(shí)際的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，仍存在農(nóng)機(jī)資源尚未得到充分利用、農(nóng)業(yè)機(jī)械調(diào)配手段不科學(xué)、收益未實(shí)現(xiàn)最大化等問題。通過合理地利用先進(jìn)農(nóng)機(jī)資源實(shí)現(xiàn)跨區(qū)作業(yè)，可以使農(nóng)業(yè)機(jī)械的作業(yè)時(shí)間與作業(yè)范圍得到有效的延長(zhǎng)與擴(kuò)展，且能夠顯著降低落后農(nóng)機(jī)設(shè)備和先進(jìn)農(nóng)機(jī)缺乏造成的不良影響，避免農(nóng)機(jī)資源分配不合理對(duì)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的阻礙[2]。如何科學(xué)地進(jìn)行農(nóng)機(jī)跨區(qū)調(diào)配，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置是管理部門難以解決但又必須解決的問題。

1 黑龍江墾區(qū)農(nóng)機(jī)跨區(qū)作業(yè)分析

1.1 黑龍江墾區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械跨區(qū)作業(yè)發(fā)展情況

經(jīng)過七十多年發(fā)展建設(shè)，墾區(qū)耕地規(guī)模不斷擴(kuò)大，現(xiàn)代化程度不斷提高，綜合生產(chǎn)能力不斷增強(qiáng)?？鐓^(qū)作業(yè)是墾區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械調(diào)配的一個(gè)主要手段，也是墾區(qū)農(nóng)機(jī)戶擴(kuò)大收入的一個(gè)重要來源?？鐓^(qū)作業(yè)需求從20 世紀(jì)90 年代初的抗災(zāi)奪豐收發(fā)展到后來的有組織為農(nóng)民從事為農(nóng)民從事代耕、代種、代收服務(wù)[3]。隨著新農(nóng)村建設(shè)和場(chǎng)縣共建的發(fā)展，墾區(qū)的農(nóng)業(yè)機(jī)械跨區(qū)作業(yè)機(jī)械的數(shù)量和作業(yè)面積具有大幅度提高，墾區(qū)跨區(qū)作業(yè)項(xiàng)目及范圍均有所擴(kuò)大，實(shí)現(xiàn)了由秋整地、收獲為主向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的延伸，作業(yè)范圍也由本省、自治區(qū)或直轄市范圍內(nèi)跨越市級(jí)與縣級(jí)行政區(qū)域，擴(kuò)大到了跨越省、自治區(qū)和直轄市行政區(qū)域以及境外[4]。墾區(qū)每年都有2 000 多臺(tái)大型農(nóng)機(jī)開展跨區(qū)作業(yè)，跨區(qū)作業(yè)地點(diǎn)主要集中在內(nèi)蒙古、吉林、遼寧、安徽、河北、河南、四川、江蘇、湖北、廣東、廣西等地，墾區(qū)跨區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械多以300 馬力以上的凱斯，約翰迪爾和克拉斯等大型先進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械為主[5]。在春整地、播種和秋收期間，利用農(nóng)場(chǎng)的作業(yè)時(shí)間差，到周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)村屯進(jìn)行代耕、代播、代收作業(yè)也很普遍。墾區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械的跨區(qū)作業(yè)必然會(huì)促進(jìn)大型農(nóng)機(jī)的機(jī)械化作業(yè)面積，提高區(qū)域農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平。

1.2 黑龍江墾區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械跨區(qū)作業(yè)有利條件

（1）農(nóng)業(yè)機(jī)械資源豐富效能高

墾區(qū)大型農(nóng)業(yè)機(jī)械的保有量一直處于全國(guó)領(lǐng)先地位。截至2020 年底，墾區(qū)擁有農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力1 237.4 萬kW，擁有各類大中型拖拉機(jī)95.6 萬臺(tái)，擁有各類聯(lián)合收獲機(jī)4.7 萬臺(tái)[6]。墾區(qū)機(jī)車全部安裝GPS導(dǎo)航自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，GPS 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、GIS 農(nóng)田地理信息系統(tǒng)、RS 遙感系統(tǒng)等在農(nóng)業(yè)機(jī)械上也有廣泛的應(yīng)用，航化飛機(jī)數(shù)量超過100 架。墾區(qū)主要農(nóng)作物耕、種、收綜合機(jī)械化生產(chǎn)水平達(dá)99.7%，墾區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展情況如圖1、圖2 所示。

圖1 黑龍江墾區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展情況（1960-2020）Fig.1 Agricultural machinery distribution in Heilongjiang reclamation area（1960-2020）

圖2 2010-2020 黑龍江墾區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械年末擁有量情況Fig.2 Agricultural machinery ownership in Heilongjiang reclamation area（2010-2020）

（2）農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)效果優(yōu)良

墾區(qū)大馬力農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)負(fù)擔(dān)作業(yè)面積大、配套機(jī)具全，能夠?qū)崿F(xiàn)全程高標(biāo)準(zhǔn)精細(xì)化耕作、集約化生產(chǎn)，可以有效地提高作業(yè)效率，提高農(nóng)作物產(chǎn)量，減少作業(yè)次數(shù)，改善土壤結(jié)構(gòu)，綜合效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于小型農(nóng)機(jī)具[7]。墾區(qū)大力推進(jìn)數(shù)字農(nóng)機(jī)建設(shè)，正在籌備建設(shè)農(nóng)機(jī)信息整體管理平臺(tái)，在無人化農(nóng)場(chǎng)項(xiàng)目，分批開展了整地、插秧、播種、植保、收獲等全過程無人化作業(yè)試驗(yàn)，并取得了明顯成效。墾區(qū)大型農(nóng)業(yè)機(jī)械在作業(yè)過程中能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)作業(yè)，減少重耕、漏耕等現(xiàn)象，還可以根據(jù)生產(chǎn)需要進(jìn)行晝夜作業(yè)，實(shí)現(xiàn)歇人不歇機(jī)，能夠有效地加快作業(yè)進(jìn)度，提高作業(yè)效率[8]。（3）農(nóng)業(yè)機(jī)械閑置時(shí)間長(zhǎng)

近年來，墾區(qū)糧食作物從整地、育苗、播種、管理到收獲各個(gè)環(huán)節(jié)都是高效率、快節(jié)奏。播種、插秧一般7~10 d，水稻、玉米、大豆等主要作物可全部播在高產(chǎn)期。收獲作業(yè)一般在10~15 d 完成，秋季整地作業(yè)在15~20 d 完成。由于北方氣候影響，農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)時(shí)間短，農(nóng)業(yè)機(jī)械閑置的時(shí)間長(zhǎng)。同時(shí)墾區(qū)農(nóng)機(jī)一般成本較高，成本很難快速回收，這為農(nóng)機(jī)實(shí)行跨區(qū)作業(yè)提供了需求，通過跨區(qū)作業(yè)能夠提高農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)時(shí)間，加快農(nóng)機(jī)成本回收。

1.3 黑龍江墾區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械跨區(qū)作業(yè)調(diào)配存在的問題

通過對(duì)九三分局尖山農(nóng)場(chǎng)，建三江分局859 農(nóng)場(chǎng)、建三江農(nóng)場(chǎng)、前峰農(nóng)場(chǎng)，哈爾濱分局四方臺(tái)農(nóng)場(chǎng)，牡丹江分局8511 農(nóng)場(chǎng)，北安分局引龍河農(nóng)場(chǎng)、北安農(nóng)場(chǎng)等地的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)在墾區(qū)農(nóng)機(jī)調(diào)配中存在著一些共性問題。

（1）農(nóng)業(yè)機(jī)械成本高，作業(yè)收入增收難

隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械效率提升和數(shù)量增加，而農(nóng)業(yè)機(jī)械的作業(yè)面積一定，導(dǎo)致部分農(nóng)業(yè)機(jī)械存在“吃不飽”現(xiàn)象。在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)墾區(qū)農(nóng)機(jī)戶購(gòu)置的農(nóng)機(jī)一般成本比較高，以約翰迪爾S660 谷物聯(lián)合收割機(jī)為例，機(jī)器單價(jià)在190 萬元左右，約翰迪爾S660 谷物聯(lián)合收割機(jī)單價(jià)在230 萬元左右。許多農(nóng)機(jī)戶都表示由于農(nóng)業(yè)機(jī)械的高額成本加上農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)量減少，本地農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)市場(chǎng)不足，導(dǎo)致作業(yè)增收難度加大。

（2）農(nóng)機(jī)戶跨區(qū)缺少統(tǒng)一管理，作業(yè)意愿不強(qiáng)

目前墾區(qū)農(nóng)機(jī)戶進(jìn)行跨區(qū)作業(yè)的組織方式一般是個(gè)體模式。作業(yè)地區(qū)比較隨意，也不需要簽訂協(xié)議，一般以口頭方式達(dá)成一致即可，完成作業(yè)就可獲得相應(yīng)收入，完成一個(gè)地區(qū)作業(yè)后再奔赴到下一地區(qū)。這種模式下農(nóng)機(jī)戶難以收集到確切、可靠的作業(yè)需求信息，供需對(duì)接信息不暢，缺乏規(guī)模效應(yīng)，成本較高，安全性較差，由于缺乏勞務(wù)合同的保障，作業(yè)量和作業(yè)收入難以保障[9]。由于缺少行政管理部門組織上的協(xié)調(diào)溝通和保障，跨區(qū)作業(yè)難度大、活源不穩(wěn)定、條件艱苦、作業(yè)資金不易回收等原因，農(nóng)機(jī)戶一般不愿意跨區(qū)作業(yè)。

（3）跨區(qū)作業(yè)調(diào)配方案不足，農(nóng)業(yè)機(jī)械效率未達(dá)到最優(yōu)

調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，在農(nóng)機(jī)調(diào)配中存在著這樣幾種現(xiàn)象，一是在生產(chǎn)的關(guān)鍵時(shí)刻，會(huì)有一些車主憑著自主經(jīng)營(yíng)的權(quán)力擺脫農(nóng)場(chǎng)的統(tǒng)一安排和指揮而選擇有利可圖的作業(yè)對(duì)象。二是為農(nóng)機(jī)戶為降低運(yùn)營(yíng)成本，存在農(nóng)業(yè)作業(yè)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)準(zhǔn)的情況。三是由于農(nóng)戶實(shí)行承包制，自家土地都希望得到先進(jìn)農(nóng)機(jī)的作業(yè)，在數(shù)量無法滿足需要時(shí)，導(dǎo)致農(nóng)場(chǎng)和農(nóng)戶之間的農(nóng)機(jī)調(diào)配矛盾。為化解矛盾，一些管理者實(shí)行農(nóng)戶與農(nóng)機(jī)戶自由結(jié)隊(duì)，洽談作業(yè)時(shí)間、作業(yè)價(jià)格，結(jié)果存在農(nóng)機(jī)戶坐地起價(jià)或一戶未完成就到下一戶作業(yè)的反復(fù)情況，直接導(dǎo)致農(nóng)機(jī)具的資源浪費(fèi)、作業(yè)成本的增加并有可能延誤農(nóng)時(shí)，在這種調(diào)配制度下無法發(fā)揮農(nóng)機(jī)具的最大效率[10]。

2 黑龍江墾區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械跨區(qū)作業(yè)調(diào)配模型構(gòu)建

鑒于農(nóng)場(chǎng)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)管理是統(tǒng)一管理模式，農(nóng)機(jī)戶希望農(nóng)場(chǎng)能夠?qū)r(nóng)業(yè)機(jī)械跨區(qū)作業(yè)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)配，可以有效避免農(nóng)業(yè)機(jī)械跨區(qū)作業(yè)個(gè)體模式的缺點(diǎn)。

2.1 農(nóng)業(yè)機(jī)械跨區(qū)調(diào)配問題分析

農(nóng)機(jī)調(diào)配是指農(nóng)機(jī)管理部門根據(jù)農(nóng)田、農(nóng)機(jī)的基本信息，組織最優(yōu)的調(diào)配路線，使農(nóng)機(jī)有序地在管理者要求下完成工作，達(dá)到最短時(shí)間內(nèi)完成調(diào)配任務(wù)、實(shí)現(xiàn)調(diào)配成本最低、農(nóng)機(jī)手收入最高的目標(biāo)[11]?？茖W(xué)安排、統(tǒng)一調(diào)配農(nóng)業(yè)機(jī)械力量，快速響應(yīng)、搶奪有效時(shí)間，制定農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)調(diào)配方案是農(nóng)業(yè)機(jī)械跨區(qū)作業(yè)調(diào)配重要的環(huán)節(jié)[12]。有效的調(diào)配可以減少農(nóng)業(yè)機(jī)械在地塊之間轉(zhuǎn)移時(shí)產(chǎn)生的消耗，使得農(nóng)業(yè)機(jī)械總作業(yè)路徑最短，成本降低，實(shí)現(xiàn)收入最大。

2.2 建立場(chǎng)內(nèi)外統(tǒng)一調(diào)配模式

以實(shí)現(xiàn)跨區(qū)作業(yè)總收入最大為目標(biāo)，建立基于總收入最大原則建立場(chǎng)內(nèi)外統(tǒng)一調(diào)配模式。即為搶抓外部跨區(qū)作業(yè)市場(chǎng)、避免作業(yè)時(shí)點(diǎn)沖突帶來跨區(qū)作業(yè)損失，充分發(fā)揮農(nóng)場(chǎng)機(jī)械力量強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，以實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)戶作業(yè)收入最大為目標(biāo)，對(duì)本場(chǎng)地塊和跨區(qū)地塊進(jìn)行區(qū)分，建立農(nóng)業(yè)機(jī)械實(shí)行統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一分配的模式，該模式為跨區(qū)作業(yè)贏得寶貴時(shí)間。在實(shí)際操作中，農(nóng)場(chǎng)內(nèi)部會(huì)選取性能最優(yōu)的農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行跨區(qū)作業(yè)，這樣做的目的一是保證作業(yè)質(zhì)量、二是保證作業(yè)收入。農(nóng)場(chǎng)內(nèi)農(nóng)機(jī)戶機(jī)械作業(yè)的收入與農(nóng)場(chǎng)外農(nóng)機(jī)戶進(jìn)行跨區(qū)作業(yè)的收入，將統(tǒng)一計(jì)入農(nóng)場(chǎng)效益中，在農(nóng)場(chǎng)內(nèi)部進(jìn)行二次分配。通過這種模式，農(nóng)場(chǎng)內(nèi)部的農(nóng)業(yè)機(jī)械得到最充分利用，農(nóng)場(chǎng)外的機(jī)械同時(shí)爭(zhēng)取到更多的效益。

2.3 模型建立

農(nóng)業(yè)機(jī)械跨區(qū)作業(yè)調(diào)配模型的建立需要利用系統(tǒng)工程的原理和方法對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械調(diào)配進(jìn)行定量和定性分析、診斷與評(píng)價(jià)，從而有效地對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，以期用最少的投入和最大限度地利用各種農(nóng)業(yè)資源來獲取農(nóng)業(yè)機(jī)械調(diào)配的最佳效果[13]。已知本場(chǎng)農(nóng)業(yè)機(jī)械的數(shù)量和每臺(tái)農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)速度和收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，本場(chǎng)和跨區(qū)作業(yè)的地塊位置以及地塊面積，據(jù)此確定農(nóng)業(yè)機(jī)械與地塊間的作業(yè)分配關(guān)系。作業(yè)關(guān)系分配應(yīng)該在保證本場(chǎng)地塊在規(guī)定時(shí)間內(nèi)全部作業(yè)完成的前提下，派出盡量多的農(nóng)業(yè)機(jī)械實(shí)行跨區(qū)作業(yè)，以使得農(nóng)機(jī)戶的純收入最大化。

（1）決策變量

假設(shè)農(nóng)業(yè)機(jī)械臺(tái)數(shù)為NV，本場(chǎng)地塊數(shù)量為NF，跨區(qū)地塊數(shù)量為NG。在該作業(yè)關(guān)系分配問題中，將決策變量選定為本場(chǎng)地塊作業(yè)分配關(guān)系X 和跨區(qū)地塊作業(yè)分配關(guān)系Y，其中X 是維度為NV×NF的0-1 矩陣，Y 是維度為NV×NG的0-1 矩陣。

（2）假設(shè)條件

假設(shè)天氣狀況良好，地塊平整成塊，地理?xiàng)l件好，無陷車、無干擾、無故障情況，故行駛速度隨時(shí)間無明顯變化。假設(shè)作業(yè)成本只與車輛運(yùn)行的距離有關(guān)，不考慮折舊、維修、油耗等信息，因此作業(yè)時(shí)間、作業(yè)成本和農(nóng)田之間的距離存在正比關(guān)系。為使得分配到同一地塊的各個(gè)農(nóng)業(yè)機(jī)械在該地塊的作業(yè)量盡量保持平衡，假設(shè)分配到某一地塊的各農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)量采用時(shí)間維度上平均分配的原則。令ZX 為各農(nóng)業(yè)機(jī)械在本場(chǎng)地塊的作業(yè)量矩陣，ZY 為各農(nóng)業(yè)機(jī)械在跨區(qū)地塊的作業(yè)量矩陣。

式中，ZXij為農(nóng)機(jī)i 在本場(chǎng)地塊j 的作業(yè)量?i∈{1，2，…，NV}，j∈{1，2，…，NF}；

ZYij為農(nóng)機(jī)i 在跨區(qū)地塊j 的作業(yè)量?i ∈{1，2，…，NV}，j∈{1，2，…，NG}；

tNij為第i 臺(tái)農(nóng)機(jī)在本場(chǎng)地塊j 的作業(yè)時(shí)間，單位：天；

ZYij為第i 臺(tái)農(nóng)機(jī)在跨區(qū)地塊j 的作業(yè)時(shí)間，單位：天；

Vi為農(nóng)機(jī)i 的作業(yè)速度，單位：公頃/天，?i∈{1，2，…，NV}。

（3）約束條件

①本場(chǎng)區(qū)的所有地塊必須在可作業(yè)天數(shù)內(nèi)完成全部作業(yè)

式中，F(xiàn)j，為本場(chǎng)地塊j 的面積，?i∈{1，2，…，NF}；

②分配給各農(nóng)機(jī)的跨區(qū)作業(yè)任務(wù)之和小于等于跨區(qū)地塊面積

式中，Gj為跨區(qū)地塊j 的面積，?i∈{1，2，…，NG}。

③單臺(tái)農(nóng)機(jī)的總作業(yè)時(shí)間需在可作業(yè)天數(shù)D內(nèi)完成

（4）目標(biāo)函數(shù)

目標(biāo)函數(shù)為農(nóng)機(jī)戶純收入最大，純收入等于場(chǎng)內(nèi)作業(yè)收入加上跨區(qū)作業(yè)收入，再減去運(yùn)輸費(fèi)用。其中，場(chǎng)內(nèi)作業(yè)收入為農(nóng)場(chǎng)內(nèi)各農(nóng)機(jī)作業(yè)面積與農(nóng)機(jī)單位面積作業(yè)收入的乘積之和，跨區(qū)收入為跨區(qū)作業(yè)地塊農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)面積與農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)費(fèi)的乘積之和，為Ri第i 臺(tái)農(nóng)機(jī)單位面積作業(yè)收入（元·hm-2），Ci為農(nóng)機(jī)i 的單位距離運(yùn)輸費(fèi)用（元·km-1）。

農(nóng)場(chǎng)內(nèi)作業(yè)收入W1為：

跨區(qū)作業(yè)收入W2為：

運(yùn)輸費(fèi)用C 為：

式中，dj-1，j表示地塊j-1 和地塊j 之間的距離。當(dāng)j=1 時(shí)，j-1=0，dj-1，j表示農(nóng)機(jī)戶和地塊j 之間的距離；當(dāng)j=NF+1 或NG+1 時(shí)，dj-1，j表示地塊NF 或NG 和農(nóng)機(jī)戶之間的距離。

目標(biāo)函數(shù)：

maxW=W1+W2-C

2.4 農(nóng)業(yè)機(jī)械跨區(qū)作業(yè)任務(wù)分配關(guān)系模型

在以收入最大為目標(biāo)的分配原則下，在一定范圍內(nèi)不對(duì)本場(chǎng)地塊和跨區(qū)地塊進(jìn)行區(qū)分，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的作業(yè)分配進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃。

2.5 農(nóng)業(yè)機(jī)械運(yùn)輸最短路徑模型

作業(yè)路徑直接影響作業(yè)成本和收益，合理調(diào)配路徑可以降低調(diào)配成本，提高農(nóng)業(yè)機(jī)械運(yùn)行效率，增加農(nóng)機(jī)戶經(jīng)濟(jì)效益[14]。分配關(guān)系確定后，各農(nóng)機(jī)需要作業(yè)地，也就確定。鑒于搶抓農(nóng)時(shí)，農(nóng)機(jī)在一個(gè)地塊作業(yè)完成后可以直接去下一個(gè)地塊進(jìn)行作業(yè)，待所分配的全部地塊完成作業(yè)后再回到農(nóng)機(jī)中心，此時(shí)需要對(duì)各農(nóng)機(jī)的作業(yè)順序進(jìn)行規(guī)劃，使各農(nóng)機(jī)的運(yùn)輸路徑最短。

式中，n=NF+NG。

3 實(shí)例分析

以黑龍江墾區(qū)尖山農(nóng)場(chǎng)第二管理區(qū)2020 年跨區(qū)作業(yè)為例，其農(nóng)業(yè)機(jī)械及本地作業(yè)地塊和跨區(qū)作業(yè)地塊情況如下：

以Matlab R2020a 為平臺(tái)，利用表1、表2 的數(shù)據(jù)編寫基于粒子群算法的農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)任務(wù)分配問題的計(jì)算程序[1]，運(yùn)用編寫的計(jì)算程序求解農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)任務(wù)分配問題模型，得出各臺(tái)農(nóng)機(jī)的最優(yōu)行駛路線及最大作業(yè)收入。農(nóng)機(jī)作業(yè)路線如下：

表1 農(nóng)機(jī)相關(guān)數(shù)據(jù)Table 1 Related data of agricultural machinery

表2 地塊相關(guān)數(shù)據(jù)Table 2 Related data of field

1 號(hào)農(nóng)機(jī)的最優(yōu)路線：農(nóng)機(jī)中心→4→3→10→8→W5→W1→W8→W7→農(nóng)機(jī)中心。1 號(hào)農(nóng)機(jī)在本場(chǎng)地塊和跨區(qū)地塊進(jìn)行作業(yè)的順序?yàn)?→3→10→8→W5→W1→W8→W7 或W7→W8→W1→W5→8→10→3→4，路線全長(zhǎng)為340.439 km，作業(yè)收入為270 015 元。

2 號(hào)農(nóng)機(jī)的最優(yōu)路線：農(nóng)機(jī)中心→5→3→8→9→1→W1→W8→7→6→11→農(nóng)機(jī)中心。2 號(hào)農(nóng)機(jī)在本場(chǎng)地塊和跨區(qū)地塊進(jìn)行作業(yè)的順序?yàn)?→3→8→9→1→W1→W8→7→6→11 或11→6→7→W8→W1→1→9→8→3→5，路線全長(zhǎng)為324.367 km，作業(yè)收入為268 601 元。

3 號(hào)農(nóng)機(jī)的最優(yōu)路線：農(nóng)機(jī)中心→4→10→8→W5→W3→W4→W7→W6→6→農(nóng)機(jī)中心。3 號(hào)農(nóng)機(jī)在本場(chǎng)地塊和跨區(qū)地塊進(jìn)行作業(yè)的順序?yàn)?→10→8→W5→W3→W4→W7→W6→6 或6→W6→W7→W4→W3→W5→8→10→4，路線全長(zhǎng)為485.731 km，作業(yè)收入為236 748 元。

4 號(hào)農(nóng)機(jī)的最優(yōu)路線：農(nóng)機(jī)中心→2 →5 →4 →3→8→9→1→W2→W3→W7→W6→11→6→農(nóng)機(jī)中心。4 號(hào)農(nóng)機(jī)在本場(chǎng)地塊和跨區(qū)地塊進(jìn)行作業(yè)的順序?yàn)?→5→4→3→8→9→1→W2→W3→W7→W6→11→6 或6→11→W6→W7→W3→W2→1→9→8→3→4→5→2，路線全長(zhǎng)為533.939 km，作業(yè)收入為227 446 元。

5 號(hào)農(nóng)機(jī)的最優(yōu)路線：農(nóng)機(jī)中心→2 →3→8→9→1→W2→W5→W1→W3→W7→7→6 →11→農(nóng)機(jī)中心。5 號(hào)農(nóng)機(jī)在本場(chǎng)地塊和跨區(qū)地塊進(jìn)行作業(yè)的順序?yàn)?→3→8→9→1→W2→W5→W1→W3→W7→7→6→11 或11→6→7→W7 →W3 →W1→W5→W2→1→9→8→3→2，路線全長(zhǎng)為460.002 km，作業(yè)收入為269 135 元。

6 號(hào)農(nóng)機(jī)的最優(yōu)路線：農(nóng)機(jī)中心→8→9→1→W1→W4→W8→W7→7→農(nóng)機(jī)中心。6 號(hào)農(nóng)機(jī)在本場(chǎng)地塊和跨區(qū)地塊進(jìn)行作業(yè)的順序?yàn)?→9→1→W1→W4→W8→W7→7 或7→W7→W8→W4→W1→1→9→8，路線全長(zhǎng)為361.161 km，作業(yè)收入為403 998 元。

7 號(hào)農(nóng)機(jī)的最優(yōu)路線：農(nóng)機(jī)中心→2→4→8→9→1→W2→W3→W1→W4→W7→11→農(nóng)機(jī)中心。7 號(hào)農(nóng)機(jī)在本場(chǎng)地塊和跨區(qū)地塊進(jìn)行作業(yè)的順序?yàn)?→4→8→9→1→W2→W3→W1→W4→W7→11 或11→W7→W4→W1→W3→W2→1→9→8→4→2，路線全長(zhǎng)為503.891 km，作業(yè)收入為403 516 元。

4 結(jié)論與建議

農(nóng)業(yè)機(jī)械跨區(qū)對(duì)于改善區(qū)域農(nóng)機(jī)發(fā)展不平衡狀態(tài)將起到重要的作用。墾區(qū)先進(jìn)的農(nóng)機(jī)設(shè)備和農(nóng)藝措施被帶到周邊服務(wù)區(qū)域，帶動(dòng)了這些區(qū)域的技術(shù)進(jìn)步，同時(shí)也彌補(bǔ)了農(nóng)村勞動(dòng)力短缺帶來的影響。隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械向智能化、自動(dòng)化方向發(fā)展，農(nóng)機(jī)服務(wù)向全程化、信息化發(fā)展，提高機(jī)器利用率、增加農(nóng)民收入的需求愈加迫切，必然會(huì)使跨區(qū)作業(yè)發(fā)展越來越理性。

未來需要從以下幾方面實(shí)現(xiàn)突破：一是在不同的需求和約束條件下，農(nóng)業(yè)機(jī)械調(diào)配的目標(biāo)不同，比如通過節(jié)約路程降低成本，通過合理的調(diào)配路線設(shè)計(jì)減少作業(yè)時(shí)間，通過提高單位時(shí)間效率獲取最大作業(yè)收益等都是農(nóng)機(jī)調(diào)配中普遍遇到的實(shí)際目標(biāo)，根據(jù)不同目標(biāo)可建立不同模型。二是可以采用不同的方法對(duì)模型進(jìn)行求解，在求解方法上有傳統(tǒng)算法和智能算法，運(yùn)用多種智能算法求解模型并進(jìn)行比較得出最有的路徑是接下來重點(diǎn)研究的方向。