国际乡村数字化转型建设实践与启示|WeCity观察

张敏翀、唐宇 / 2021-12-07 19:10:12

国际乡村数字化转型建设实践与启示|WeCity观察
原创 张敏翀、唐宇 腾讯研究院 2021-12-07 18:00
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张敏翀  腾讯研究院特约研究员 腾讯CSIG高级专家
唐    宇  腾讯CSIG高级专家



当前,全球乡村普遍面临产业凋敝、设施陈旧、人口外迁以及老龄化等问题。2018年,中共中央、国务院出台了《关于实施乡村振兴战略的意见》《乡村振兴战略规划(2018-2022年)》等一系列政策文件,并深刻指出“中国发展不平衡不充分问题在乡村”“实施乡村振兴战略是建设现代化经济体系的重要基础”。
数字化被认为是维持生机勃勃的乡村的基础,并为乡村振兴带来新的发展机遇。2019年,中共中央办公厅、国务院印发的《数字乡村发展战略纲要》中明确表示“立足新时代国情农情,要将数字乡村作为数字中国建设的重要方面,加快信息化发展,整体带动和提升农业农村现代化发展”。
值得注意的是,数字乡村并不是智慧城市的复制版。与城市中大量人口聚居在相对较小的空间不同,农村地区人口稀疏、村落分散、设施规模不经济,需要不同的理念、解决方案和商业模式。
本文梳理了部分国外乡村数字化转型案例及实践经验,以资建设参考。

国外乡村数字化转型建设实践
1 / 美国

总体而言,美国数字乡村建设由法规标准引导下的市场经济体制起主导作用。

产业方面,完善的农业产业基础和数字技术体系促进了美国现代农业的发展,自20世纪90年代起,美国已开始应用数字农业技术,包括应用遥感技术对作物生长过程进行检测和预报、在大型农机上安装GPS设备、应用GIS处理和分析农业数据等。在21世纪初已经实现“3S”技术、智能机械系统和计算机网络系统在大农场中的综合应用,智能机械已经进入商品化阶段。

普渡大学的一项研究显示,截至2015年,美国有超过83%的农场采用了精准农业技术,82%以上的农场使用了GPS自动导航技术。同时,美国建设了PESTBANK数据库、BIOSISPREVIEW数据库、AGRIS数据库、AGRICOLA数据库等一系列与农业有关的数据库,形成完善的以卫星网、互联网、物联网、遥感网等为支撑的农业信息服务网络。农业科技和数字技术对美国农业发展的贡献明显,美国农业人口仅为800万,但每年平均出口约1.15亿吨粮食,占世界粮食市场高达50%左右的份额。

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城乡发展方面,美国的农村社区一直在努力获得教育、远程医疗服务、远程工作机会等,这些挑战对农村社区产生了深远影响。2000年,美国联邦农业部乡村发展办公室公布了乡村建设的一系列政策,并许诺通过财政资助来帮助美国乡村社区改善经济和生活质量。

其中,包括乡村通讯设施、乡村电子医疗网络和远程教育网络设施等数字化建设内容。资助采用拨款和贷款两种形式,其目的是使政府与私人公司在建设中形成公私合作关系。如果一个社区越是偏远、人口越稀少、收入越低下,那么它可能得到的资助就越高。例如美国国家科学基金会 (NSF) 和美国农业部 (USDA) 资助,东北大学和非营利机构Ignite共同领导的高级无线研究平台(ARA)项目。

ARA作为面向智能互联农村社区的无线生活实验室,不仅探索农村宽带的不同交付模式,同时开发和部署创新解决方案,例如精准农业、教育、健康、清洁能源、自动驾驶汽车等, 涉及爱荷华州中部的三个县近600平方英里的宽带覆盖区域,包括多个学区和六个农村社区。项目合作伙伴包括爱荷华州立大学、ISU 研究院、艾姆斯市、布恩社区学区、爱荷华州通信网络、爱荷华州区域公用事业协会、US Cellular等。

然而,美国联邦农业部的资助是引导性的,既不是社会福利,也不是建设资金的全部。目前,“二战”后建设的基础设施已经相当陈旧和老化,几乎处在运行维艰的状态。与美国的大城市一样,老一点的美国乡村居民点基础设施已严重老化、破旧不堪。

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2 / 欧洲
与美国不同,欧洲国家承担了范围更广泛的责任,包括社会、环境和地区发展。为应对农村孤立、人口老龄化和商业生产力低下等问题,实现区域均衡发展,2017年,欧盟委员会启动了“欧盟智慧乡村行动”,旨在通过智慧乡村建设,释放乡村发展活力、促进乡村繁荣。智慧乡村行动共包含16项行动计划,得到了英、法、德等欧盟成员国的积极响应。在技术应用方面,涉及大数据、物联网、物流运输、数据分享应用等关键前沿技术;在建设内容方面,主要涵盖居民生活、公共服务、可持续发展和乡村产业振兴等内容。

(1)英国

康沃尔地区是英国农村数字化综合战略实践前沿,主要实施了宽带接入、数字培训、社区数字中心和电子健康等创新措施。

宽带接入:宽带接入是数字连接的基础,2011年,欧盟、英国电信、英国数字化文化媒体和体育部以及康沃尔地区委员会资助建设了Superfast Cornwall项目,将光纤宽带连接到康沃尔和锡利群岛95%的家庭和企业。

数字培训与社区数字中心:社区数字中心部署了高速无线宽带、可视化会议系统等基础设施,通过与康沃尔农村社区慈善机构、艺术团体、地方历史团体和园艺俱乐部等企事业组织合作,为当地居民举办系列数字技能课程培训,并引入了最先进的技术如VR虚拟现实活动等来缩小数字鸿沟。

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电子健康:康沃尔和锡利群岛电子健康、生产力和创新项目(EPIC),由该地区的医生、护士、疗养院、患者、大学教授和中小公司共同参与,探索互联网、应用程序和机器人技术在健康和社会保健方面的最佳应用。目前已实施的应用包括基于视频通话的互联网医疗、康养APP、护理机器人、老年痴呆监测、应急设备无人机投送等。

(2)德国

德国弗劳恩霍夫研究所在几个试点村庄测试了农村服务数字化整体解决方案,并建设了多方参与的数字生活实验室,旨在构建满足当地居民需求、资金可负担、可持续运营的数字乡村应用。

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宽带接入:联邦资助建设乡村高速宽带基础设施,并试验推广5G网络,特别是智能农业领域5G应用。

数字村庄:由系列移动应用程序组成,包括本地在线市场BestellBar,用于本地供应商在线销售产品和服务,参与的供应商包括当地面包店、有机农场、蔬菜农场主、普通超市、体育用品店、药店、洗衣店、书店和图书馆等。共享物流LieferBar,用于商品配送的智能分配以及志愿服务。电子健康StuDi,用于电子病历查询与健康监测。新闻门户DorfNews,使市政当局能够快速向居民通报当地新闻和事件。虚拟货币DigiTaler,用于奖励志愿者服务。

数字农业方面,德国联邦食品及农业部(BMEL)制定了《农业数字政策未来计划》,以抓住农业和数字技术两个高度复杂系统集成所带来的机遇。到2022年底,德国联邦食品及农业部将拨出6000万欧元用于农业部门的数字化和现代化。目前,已启动了园艺、畜牧业、跨学科等领域的14个试点项目。  

(3)法国

勃艮第地区是法国著名的葡萄酒产地,也是欧盟和法国数字乡村试点区域,主要实施了宽带接入、数字培训、社区数字中心和电子健康等措施。

宽带接入:法国政府承诺投入33亿欧元,地方当局提供100亿欧元,其中的60%用于资助私营运营商在人口低密度地区建设宽带网络。

数字培训与社区数字中心:农村数字中心是集宽带网络、办公社区(含远程办公)、数字培训、视频会议等为一体的数字空间。地方当局、企业、协会等赞助商通过补贴券的方式资助相关人员参加数字技能培训。

(4)芬兰

自2016年起,为解决农村地区人口外迁的挑战,芬兰政府连续多年开展了“智慧乡村”研究。数字化服务被认为是维持生机勃勃的乡村的基础,主要措施包括数字教育、电子健康、远程办公、数字培训等。

数字教育:互联网校园用光纤宽带连接所有教室、交互式白板和大型视频屏幕,确保学生从小就具备数字技能。爱斯卡拉村庄学校地处偏僻,只有14名学生,通过数字化改造,实现了与500多公里外的拉班嘉维公立学校的合作教学。

电子健康:通过配备独立使用的诊断设备(例如化验、血压监测、心电图)、以及视频通信等的数字健康服务中心,在偏远地区提供数字化医疗服务。

远程办公:发展数字基础设施,为远程办公、在线服务和乡村创业创造数字化条件。

数字培训:资助培养当地企业、非政府组织和居民利用数字服务的能力,培训内容涵盖企业视频会议、社交媒体营销、搜索引擎优化、信息安全、老年人数字服务、虚拟现实远程办公等。

(5)西班牙

西班牙农村地区的数字化被认为是解决严重影响该国内陆农村地区的严重人口减少问题的关键优先事项,并确立了宽带基础设施、公共服务和农村数字创新和技能三大工作任务。

宽带接入:投资5.25亿欧元实施宽带及卫星连接计划,到2021年覆盖95%的西班牙人口。此外,一项预算为4500万欧元的补充计划将保证位于偏远农村地区的其余5%的西班牙人口的高速互联网接入。

公共服务:计划投资5100万欧元用于试点项目建设,建设内容包括电子商务、社区服务、远程医疗等,旨在将智慧城市经验应用于农村地区,并确定可以在全国复制的智慧村庄模型。

数字创新和技能:提供5万—600万欧元的资助,通过推广数字工具、提供技术咨询和培训等来促进乡村地区的数字化转型。农村数字中心有望成为关键的支持渠道。



3 /  亚洲
(1)日本

为应对乡村人口外迁和老龄化问题,日本未来将大力发展以农业机器人为核心的无人农场,并于2015年启动了“基于智能机械+智能IT的下一代农林水产业创造技术”项目。

Yosano镇是较早引入智能绿色村庄概念的日本农村城镇,它提倡使用最先进的信息和通信技术来补偿劳动力的下降和老龄化。

Yosano使用的e-kakashi物联网工具(注:类似于AIOT系统),每十分钟收集一次关于湿度、日照、土壤温度、土壤含水量和田间二氧化碳含量等农业信息。经验丰富的农民的所有知识和技术都被转换为详细的数字模型,并传递给新一代农民。

ek recipe应用程序(注:类似于农事作业系统)帮助农民管理水稻种植,说明水稻种植每个阶段所需的活动,并在检测到虫害爆发等环境风险时,提醒农民采取适当行动,将新一代农民掌握水稻种植所需的时间从五年缩短到两年。Sofix土壤诊断程序,可以分析评估微生物的数量、浓度以及土壤的氮、磷酸盐和钾含量,指导农民施用当地生产的有机肥料以养护健康的土壤。

今天,Yosano的土壤被证明是该地区最健康的土壤之一。数字技术不仅应用于农业,还用于医疗和福利(如远程医疗、高龄老人监测)、运输和物流(如货运管理)、自然资源管理和灾害预防(如野生动物监测、水务监测、无人机监测),以及电子商务。

北海道的岩泽市同样面临出生率低、人口外迁与老龄化带来的重大挑战。自动化农机(如AI拖拉机、割草机、联合收割机、可变速率喷洒系统)及自动供水阀管理系统被引入到当地的稻田生产。农场级的数据分析估算每个农场的投入成本,并确保在引入新作物之前提供足够的劳动力。据估计,智能农业技术将生产成本降低50%,并将农民收入增加20%。数字技术还提供了社会、教育和医疗服务应用,如远程儿童看护、远程课程培训和互联网医疗咨询等。

(2)韩国

韩国农村地区面临的最大挑战是人口老龄化。2001年,韩国出台了“信息网络村”计划,目的是吸引年轻一代在农村地区生活和工作,并帮助提高偏远农村地区老年人的生活质量。例如济州岛,人口在15年内减少了一半,剩下的大约40%在65岁以上。韩国科学和信息化部与地方政府合作,投资约200万美元在济州岛开发了5个智能城镇,包括老年人口健康监测系统、渔业潜水作业监测系统等。

与济州岛类似,清道县Sindori村提供了AI机器人照顾居住在偏远地区的老人,并密切关注他们的基本健康状况。发展乡村旅游业也是韩国数字乡村建设的重点内容之一。例如平昌市,安装了增强现实体验空间,利用5G网络,让游客可以虚拟参观当地农贸市场,并在线购买当地产品。游客还可以使用增强现实游戏,该游戏使用无人机拍摄当地旅游景点图像。当地还安装了雷达和相机驱动的动物驱赶装置,以保护农场免受野生动物入侵。

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4 /  其他国家和地区

除了卫星互联网,国际电联、国际农业研究磋商组织等在非洲等不发达地区也探索部署了一批“离线智慧村庄”。如坦桑尼亚的Terrat村,独立的生物质微型电网为当地居民和乳制品加工提供电力。在东非和西非提供的“盒装太阳能教室”,学生可以使用预装百科全书、地图和其他教育信息的计算机来了解世界。农业和粮食安全研究计划(CCAFS)则建设推广了若干“智能气候村”,该项目重点关注因气候变化可能受灾最严重的地区,评估小农可以采取哪些实际步骤来调整他们的农业实践。气候智能的选项包括量身定制的天气预报、基于气象指数的农业保险、农场种植对策活动等。


国外数字乡村建设特征
1 /  数字基建先行

数字连接是弥合城乡数字鸿沟的基础。各国均将光纤、5G等宽带接入作为数字乡村建设的优先事项进行重点资助。在非洲等不发达地区,国际组织创造性地部署了由独立微电网和信息设施构成的“离线智慧村庄”,以建立城乡的数字连接并分享知识与服务。

2 /  拓展数字服务

国外数字乡村建设重点聚焦在宽带基础设施、数字公共服务和数字创新技能三大工作任务,涵盖居民生活和发展的教育与培训、健康与医疗、乡村社区服务等方面,以帮助农村社区获得现代信息技能、机会均等优质教育资源、远程医疗服务、远程工作机会等。新的技术和方法被广泛引入到试点项目中,包括自动驾驶、应急无人机、AI护理机器人、XR沉浸式教学、老年痴呆监测、远程儿童看护等。

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3 /  发挥市场作用

在乡村产业振兴方面,国外发达国家注重发挥“绿色可持续发展”理念引导下的市场机制作用,藉由财政资助在项目建设中使政府和私人公司形成公私合作关系。并构建多方技术合作网络,推动大数据、物联网、人工智能、物流运输等关键前沿技术在乡村的试点应用,在精准农业、城乡连接型社区电商、本地生活服务与志愿服务、物流共配、无人驾驶智慧物流等领域涌现出了一批创新模式。

4 /  注重建设实效

国外数字乡村建设大多采用自下而上的设计思路,注重从农村社区需求出发构建可持续的解决方案、开发乡村财力负担得起的数字服务。除宽带基础设施外,项目总体建设规模较小,大多在数十万美元左右。尽管政府投入的资金规模非常小,但是援助对象都是农村社区迫切需要的项目。


借鉴与启示
在城市化和现代化的推进过程中,乡村衰退成为世界各国的普遍现象,农村居民外迁、人口老龄化、设施凋敝和商业生产力低下是全球乡村面临的共同挑战。

1.人们倾向于搬到大都市地区,这是乡村人口减少的主要原因。联合国《2018年版世界城镇化展望》显示,目前世界上有55%的人口居住在城市地区,到2050年,这一比例预计将增加到68%。居民外迁、人口老龄化是乡村未来发展不可逆转的大趋势。农村中心地带人口正在减少和老龄化,而靠近城市地区的农村地区正在经历人口增长和城镇化。

2.随着人口减少,农村地区的服务基础设施将有所下降。数字化服务被认为是维持生机勃勃的乡村的重要手段。数字技术有助于拉近空间稀疏区人与人之间的距离,拓展城市服务能力、加强城乡联系。特别是在城乡之间存在巨大服务差距的医疗和教育领域,通过在线服务和信息消费,提升乡村可用公共服务的数量和质量,改善乡村工作生活环境。

3.与美国的机械化大农场模式、欧洲的自动化中型农场模式,以及日本的精品化家庭农场模式不同,小农户生产是我国农业的基本特征。因为中国人多地少,农业作为土地密集型产业很难有比较优势。同时,随着乡村人口外迁和老龄化带来的劳动力成本上升(预计“十四五”我国农业劳力60岁以上占比接近80%),也将使中国的劳动密集型农产品失去比较优势。农业科技和数字技术的融合是实现乡村农业振兴的关键,但数字农业具有显著的多学科交叉特点,将互联网技术直接拿到农业领域往往不能有效解决农业问题。我国数字农业不仅仅是“短板”问题,而是整体上的“短桶”问题。

4.中国不同地区的经济和信息化发展水平不同,中国东部地区的基础相对较好,而中西部地区相对较差。因此,应根据区域特点、优势劣势建设“小而美”而不是“大而全”的数字解决方案。如西部成片农田适宜发展机械化现代农业;近郊乡村适宜发展设施大棚精品农业;拥有丰富自然资源的乡村适宜发展乡村旅游;商业和物流基础较好的村庄适宜发展农村电子商务;人口稀疏的远郊适宜发展远程医疗和远程教育等等。

5.中国社会主义新农村建设具有显著的制度优势,但大投大建后更需兼顾可持续发展。据1954年的统计,当时美国71%的农户有小汽车,49%的农户有电话,93%的农户使用了电。但经过50年的岁月,这些战后建设的基础设施已经相当陈旧和老化,几乎处在运行维艰的状态。如果不考虑乡村基础设施的合理折旧战略,那么美国一些老乡村的今天也许就是我们一些村庄明天的写照。图片



参考文献
[1]http://upi-planning.org/Magazine/Issue_Content.aspx?ID=45014

[2]http://www.ruralstudies.com/prod_view.aspx?TypeId=69&Id=398&Fid=t3:69:3

[3]https://www.sohu.com/a/474859494_100081792

[4]http://www.fao.org/asiapacific/perspectives/digital-villages/en/

[5]https://www.cgiar.org/innovations/climate-smart-villages-and-valleys/

[6]https://enrd.ec.europa.eu

[7]https://www.interregeurope.eu/erudite/smart-villages/

[8]https://www.smartrural21.eu

[9]https://e4sv.org/innovative-off-grid-access-to-healthcare-sti4d-completed/

[10]https://www.mdpi.com/2071-1050/12/24/10510/htm

[11]https://finance.sina.com.cn/tech/2020-11-04/doc-iiznctkc9362487.shtml

[12]http://www.jhs.moa.gov.cn/zlyj/202004/t20200430_6342836.htm

[13]http://www.rmlt.com.cn/2021/0601/615359.shtml

[14]http://finance.sina.com.cn/zl/china/2021-02-08/zl-ikftssap4855739.shtml

[15]http://www.cssn.cn/index/zb/szjjycxrhfz/202008/t20200805_5165804.shtml

[16]https://www.163.com/dy/article/GDQVJ9TC05373AQ8.html

[17]http://www.fecc.agri.cn/yjzx/yjzx_yjdt/202009/t20200930_362123.html

[18]http://m.thupdi.com/news/view?id=1443&sid=29

[19]https://agribusiness.purdue.edu/wp-content/uploads/2019/08/2015-crop-life-purdue-precision-dealer-survey.pdf


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企鹅经济学:《麦田里的云计算:全球农业发展大趋势及数字化转型战略机遇》
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