互联网·智慧粮食：粮食流通信息化建设白皮书

粮食安全是关系我国国民经济发展、社会稳定和国家自立的全局性重大战略问题。党的十八大作出了“确保国家粮食安全”的重要决策，习主席强调“要把保障粮食供应能力牢靠地建立在我们自己身上”。目前，我国粮食安全面临严峻挑战，主要表现在：（1） “以陈顶新”问题。2015 年4 月，辽宁、吉林两省有的粮库发生以陈粮顶新粮，恶意套取价差补贴等事件，李总理作出重要批示，要求切实守住管好“天下粮仓”。（2） “硕鼠”问题。2013 年8 月，中储粮河南分公司“骗补案”，骗取国家粮食资金7 亿多元，揭开了中储粮系统运营监管中存在的巨大漏洞。鉴于此，本书针对粮食流通管理中存在的信息不流通、监管不到位等行业难题和技术瓶颈，运用互联网思维，从智慧粮食的基本概念、顶层设计、总体架构、典型应用等方面进行了深入探析，重点阐述“互联网+”技术与粮食的融合创新，有助于广大粮食行业从业者全面了解智慧粮食概况并掌握其核心，也有助于粮食行业管理者指导粮食信息化建设。同时，对“互联网+ 粮食”感兴趣的读者也能够从本书中获取相关的理论与技术知识。

何明，1978年11月出生于新疆石河子。现为解放军理工大学军事信息学教研中心副主任，教授、双博士后、硕士生导师。任江苏省社会公共安全应急管控与指挥工程技术研究中心常务副主任、江苏省信息网络安全协会常务理事、江苏省计算机学会理事暨青工委副主任、江苏省科技情报协会理事、2013年江苏省科协省级学会青年人才、2014年江苏省青年科学家年会执委；解放军理工大学第八届学习成才标兵、百名英才“青年科研之星”。发表论文百余篇；编写专著4部，译著1部；主编江苏省地方标准3部（粮食信息化标准规范）；获省部级科技进步奖10项；荣立“三等功”2次。《解放军报》、国防部网站和中国军网先后报道其事迹，题为《物联网筑起公共安全新屏障》、《博士后在神仙湾当泥瓦匠》、《博士后倾心一线走边疆》。任《计算机工程与应用》和《系统仿真学报》编委。国家住建部信息化项目验收专家、江苏省科技厅科技咨询专家、江苏省政府采购评审专家。同时，在江苏省粮食局、教育厅、公安厅、民防局、卫计委等部门科技信息化及标准化工作中作出了突出贡献。

高巍，1970年出生于江苏省镇江市。现为江苏省粮油信息中心主任，兼任江苏省粮食局产业发展处调研员、副处长。多篇文章获得国家粮食局软课题论文研究一等奖、二等奖，主编江苏省地方标准3部，主持参与制定行业技术规范3部，2014年被国家粮食局确定为行业信息化科研项目督导专家组组长。组织实施的物联网数字粮库建设被国家发改委、财政部确定为“物联网重大示范工程”，江苏被国家粮食局确定为“粮食行业信息化建设试点示范省”。近年来重点推进的物联网智慧粮库，基层粮库收储可视化信息系统建设和省粮食局“1210数字粮食”工程，为政府宏观调控辅助决策、行业粮政管理和基层企业提升绩效，均发挥了重要而积极的作用。

潘迪，1982年出生于江苏南京市。现于江苏省粮食局信息中心从事粮食科技、信息化工作。主持、参与过多项省部级农业信息化研发项目，负责多项国家公益性行业科研专项研究工作，在江苏省粮食储运监管物联网工程及其产业应用、标准化工作中起到了积极作用。组织新建江苏省粮食流通信息化标准体系及平台关键技术标准，参与三项省级地方标准的制定工作。在核心以上期刊发表过多篇文章，对物联网技术在粮食储运监管中应用、粮食质量追溯、应急预警、粮食产后损失评估等方向有较为深入的研究。

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1 绪论 （ 1 ）

1.1 “互联网+” （ 1 ）

1.1.1 “互联网+”时代 （ 2 ）

1.1.2 “互联网+”思维 （ 7 ）

1.1.3 “互联网+”行业 （ 10 ）

1.1.4 “互联网+”技术 （ 11 ）

1.2 挑战与机遇 （ 13 ）

1.2.1 发展现状 （ 14 ）

1.2.2 典型问题 （ 15 ）

1.2.3 发展机遇 （ 17 ）

1.3 智慧粮食 （ 17 ）

1.3.1 从数字粮食到智慧粮食 （ 17 ）

1.3.2 智慧粮食的概念与特征 （ 19 ）

1.3.3 智慧粮食的功能与作用 （ 21 ）

2 智慧粮食需求分析 （ 23 ）

2.1 粮食流通环节 （ 23 ）

2.1.1 粮食收购环节 （ 23 ）

2.1.2 粮食仓储环节 （ 23 ）

2.1.3 粮食运输环节 （ 24 ）

2.1.4 粮食调拨环节 （ 24 ）

2.1.5 粮食加工环节 （ 24 ）

2.1.6 粮食销售环节 （ 25 ）

2.2 业务目标需求分析 （ 25 ）

2.2.1 业务协同办公对信息化的需求 （ 25 ）

2.2.2 粮食收储管理对信息化的需求 （ 25 ）

2.2.3 储备粮管理对信息化的需求 （ 25 ）

2.2.4 原粮安全监管对信息化的需求 （ 26 ）

2.3 数据管理、挖掘、分析的需求 （ 26 ）

2.4 信息技术催动智慧化升级 （ 27 ）

2.4.1 大数据吹响智慧粮库前进的号角 （ 27 ）

2.4.2 云服务与物联网确保粮食安全 （ 27 ）

2.4.3 数据可视化展现分析粮库信息 （ 27 ）

2.5 建设内容需求分析 （ 27 ）

2.5.1 数据中心 （ 28 ）

2.5.2 信息网络 （ 28 ）

2.5.3 信息平台 （ 29 ）

2.5.4 支撑体系 （ 31 ）

2.5.5 信息系统 （ 34 ）

3 智慧粮食顶层设计 （ 40 ）

3.1 概述 （ 40 ）

3.1.1 智慧粮食建设目标与指导思想 （ 40 ）

3.1.2 智慧粮食建设原则与依据 （ 42 ）

3.1.3 智慧粮食规划的主题与思路 （ 44 ）

3.1.4 智慧粮食规划的内容与方法 （ 45 ）

3.2 智慧粮食体系结构设计 （ 50 ）

3.2.1 基于系统视图的智慧粮食体系结构 （ 50 ）

3.2.2 基于技术视图的智慧粮食体系结构 （ 54 ）

3.2.3 基于应用视图的智慧粮食体系结构 （ 55 ）

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3.3 智慧粮食信息安全策略 （ 57 ）

3.3.1 感知层的安全策略 （ 57 ）

3.3.2 传输层的安全策略 （ 57 ）

3.3.3 数据层的安全策略 （ 57 ）

3.3.4 应用层的安全策略 （ 58 ）

3.4 智慧粮食技术标准体系 （ 58 ）

3.4.1 粮食信息化标准体系 （ 58 ）

3.4.2 粮食信息化标准化工作指南 （ 67 ）

4 智慧粮食与粮食安全 （ 73 ）

4.1 概述 （ 73 ）

4.1.1 粮食安全 （ 73 ）

4.1.2 智慧粮食同粮食安全的关系 （ 74 ）

4.2 智慧粮食安全预警预报 （ 75 ）

4.2.1 粮食监测预警预报的重要意义 （ 75 ）

4.2.2 粮食监测预警预报的突出问题 （ 76 ）

4.2.3 粮食监测预警预报的有效措施 （ 77 ）

4.3 智慧粮食保障应急指挥 （ 79 ）

4.3.1 智慧粮食应急指挥预案 （ 79 ）

4.3.2 应急指挥体系 （ 80 ）

4.3.3 应急指挥模型 （ 81 ）

4.4 粮政管理决策支持 （ 82 ）

4.4.1 粮政管理决策支持模型 （ 82 ）

4.4.2 粮政管理决策支持功能 （ 83 ）

4.4.3 粮政管理决策支持实施 （ 84 ）

5 智慧粮食与移动互联网 （ 85 ）

5.1 移动互联网技术 （ 85 ）

5.1.1 移动互联网概述 （ 85 ）

5.1.2 移动互联网的特性 （ 90 ）

互联网+ 智慧粮食

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5.2 移动互联网在智慧粮食中的应用 （ 92 ）

5.3 移动互联网给粮食行业带来的深刻影响 （ 93 ）

6 智慧粮食与大数据 （ 95 ）

6.1 大数据技术 （ 95 ）

6.1.1 大数据的定义 （ 95 ）

6.1.2 大数据的特征 （ 96 ）

6.1.3 大数据的构架 （ 98 ）

6.1.4 典型应用 （100）

6.2 粮食大数据的采集与清洗 （102）

6.2.1 大数据采集 （102）

6.2.2 大数据清洗 （102）

6.3 粮食大数据的存储与管理 （103）

6.3.1 分布式异构存储技术 （103）

6.3.2 多维索引技术 （104）

6.4 粮食大数据的分析与挖掘 （105）

6.5 面向粮食安全的粮情监测预警 （106）

6.5.1 粮食监测预警与大数据的结合 （106）

6.5.2 大数据粮食监测预警系统建设思路 （107）

6.5.3 需要注意的问题 （108）

7 智慧粮食与云计算 （110）

7.1 云计算技术 （110）

7.1.1 云计算的概念 （110）

7.1.2 云计算的特征 （112）

7.1.3 云计算的体系结构 （113）

7.2 粮食云数据中心 （114）

7.2.1 粮食云计算 （116）

7.2.2 粮食云存储 （117）

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7.3 粮食云的应用 （121）

7.3.1 应用需求 （121）

7.3.2 应用价值 （122）

8 智慧粮食与物联网 （125）

8.1 物联网技术在智慧粮食中的应用 （125）

8.2 粮食仓储物联网 （127）

8.2.1 粮情测控系统 （128）

8.2.2 粮情分析专家系统 （129）

8.2.3 粮仓自动控制系统 （132）

8.3 粮食物流物联网 （132）

8.3.1 粮食物流中EPC 信息内容 （133）

8.3.2 粮食物流物联网体系架构 （133）

8.3.3 粮食物流物联网跟踪过程 （134）

8.4 粮食监控物联网 （135）

8.4.1 粮食监控物联网体系架构 （135）

8.4.2 粮食监控物联网系统功能 （136）

8.5 粮食溯源物联网 （137）

8.5.1 粮食溯源物联网管理过程 （137）

8.5.2 粮食溯源物联网体系架构 （139）

8.5.3 粮食溯源物联网信息系统 （141）

9 智慧粮食信息系统 （143）

9.1 新一代粮食物联网 （143）

9.1.1 粮食溯源子系统 （143）

9.1.2 设施设备智能改造 （144）

9.1.3 新一代粮情测控系统 （145）

9.2 云终端服务系统 （146）

9.3 大数据分析预测系统 （147）

9.4 智慧粮食应用系统 （148）

互联网+ 智慧粮食

10 “互联网+”时代智慧粮食的思考 （155）

10.1 智慧粮食必将引起粮食行业的新变革 （155）

10.1.1 智慧粮食在粮食行业中的地位 （156）

10.1.2 实现“互联网+ 智慧粮食”的途径 （157）

10.1.3 智慧粮食建设的预期成效 （159）

10.2 智慧粮食的发展方向及未来畅想 （159）

10.2.1 智慧粮食的发展方向 （159）

10.2.2 智慧粮食的未来畅想 （161）

附录 （162）

参考文献 （166）