SCI Библиотека

Рассмотрены общие подходы к проблеме использования информационных и геоинформационных систем при выращивании различных сельскохозяйственных культур в открытом грунте. Предложена модель применения различных технологических решений, обеспечивающих высокое качество производимой продукции с максимально эффективным расходованием посадочного материала и удобрений. Показано, что современное земледелие нуждается в использовании достаточно развитых высокотехнологичных систем для повышения не только качества производимой продукции, но и для увеличения экономических показателей производства.

При производстве комбикормов необходимо точное соблюдение рецептуры в момент ввода всех необходимых компонентов, для чего применяют различные типы дозаторов. В настоящее время широкое распространение получили автоматические системы, обеспечивающие повышение точности дозирования. Однако для каждого компонента необходимы индивидуальные настройки работы таких систем, что усложняет работу операторов. В статье представлено описание конструкции технического устройства, содержащего основной и дополнительный шнек и позволяющего взвешивать компоненты с разными физико-механическими свойствами при одних и тех же настроечных параметрах. Дано краткое описание рабочего процесса дозатора, перечислены факторы исследования и критерии оценки его работы. Определяли влияние пяти факторов уставки частоты дозаторов n1, уставки упреждения досыпки m, уставки включения скорости досыпки t, уставки частоты дозаторов n2, заданной массы навески MZ на точность дозирования. На первом этапе находили влияние исследуемых факторов при дозировании зерна. Для этого был реализован план Бокса-Бенкина для пяти факторов. В результате анализа полученных данных построена модель регрессии, на основании которой определены три комбинации значений факторов, при которых погрешность дозирования зерна дополнительным шнеком дозатора равна 0. На следующем этапе исследований определяли точность дозирования мела и соли при установленных комбинациях. Выявлено, что дозирование соли осуществляется по закономерности, близкой к кривой по зерну, а погрешность дозирования находится в допустимых пределах 5 %. В результате проведенных исследований выявлена наилучшая комбинация факторов, при которой погрешность дозирования не превышает допустимое значение при взвешивании зерна, соли и мела: n1 = 30,3 Гц, t = 11,9 %; n2= 40,9 % от n1 (12,42 Гц), MZ = 202,8 г. При данных значениях исследуемых параметров можно проводить дозирование компонентов с допустимой погрешностью массой навески более 200 г.

В статье представлены результаты по аналитическому описанию оценки технико-эксплуатационных показателей мобильных энергетических средств с учетом показателей надежности и перспектив их развития.Приведенное решение позволяет с учетом конечных результатов сельскохозяйственного производства не только вести учет затрат на эксплуатацию системы машин, но и потерь продукции производства вследствие нерационального использования сельскохозяйственных машин. Приведенные расчетные выражения позволяют определить фактическую эффективность использования системы машин на основании только данных о фактических сроках и качестве выполненных работ.

В статье приводятся данные по изучению динамики живой массы овец при использовании естественных и сеяных пастбищ. Установлено, что приросты у овец, в зависимости от их содержания на разных типах пастбищ в разные периоды роста и развития растительности, увеличиваются не одинаково.

Разработка или модернизация почвообрабатывающей техники обусловлены стремлением увеличить срок ее службы, повысить ее эффективность и уменьшить негативное воздействие на почву. С целью повышения эффективности сельскохозяйственных конструкций проведена оптимизация рабочего органа глубокорыхлителя с применением топологического и параметрического моделирования. В качестве базовой модели выступала пластина глубокорыхлителя массой 1,925 кг с максимальными напряжениями 176,8 МПа. У пластины определили зоны, оказывающие наименьшее влияние на жесткость и прочность конструкции. При проектировании модернизированной пластины учитывались следующие параметры: коэффициент запаса по пределу прочности – 1,5…2; максимальное снижение массы – не более 50%, минимальное снижение – не менее 10%; пластина изготавливается методом лазерной резки из стали марки 09Г2С или 30ХГСА. Считали, что технологический процесс изготовления, прочностные и износостойкие характеристики и стоимость были не ниже базового варианта. Алгоритм, разработанный на языке системного моделирования SysML, позволил систематизировать процесс, установить функциональные и нефункциональные требования и ограничения. С использованием системы автоматического проектирования Autodesk Fusion 360 по данному алгоритму разработана рациональная геометрическая форма почвообрабатывающей пластины глубокорыхлителя массой 1,585 кг и максимальными напряжениями 169,5 МПа. Топологическая оптимизация уже на второй итерации привела к снижению массы детали на 17,67% при сохранении прочностных и износостойких характеристик. Путем определения толщины элемента установлено соответствие требованию по коэффициенту запаса прочности. Из стали 09Г2С изготовлены образцы пластин глубокорыхлителя толщиной 16 мм. Для подтверждения рассчитанных прочностных характеристик необходимо провести лабораторные и полевые испытания прототипа облегченной конструкции.

Приведены результаты исследований по разработке автоматизированной классификации снимков дистанционного зондирования Земли внутрихозяйственного землепользования на основе применения объектно ориентированного подхода, машинного обучения и геоинформационного моделирования. Методология классификации включала три этапа: анализ цифровых изображений с выделением пространственных объектов путем предварительной сегментации, классификация пространственных объектов с использованием алгоритмов машинного обучения (RF и SVM), оценка общей точности полученного результата. Для обработки использовали космические снимки Sentinel-2 с мая по апрель на территорию землепользования ОС «Элитная» и ИП ГК(Ф)Х Ковалев С.М. Новосибирской области с пространственным разрешением 10 м в пикселе. Обработка полученных многозональных снимков проходила с применением программного продукта SAGA GIS версии 8.5.1 и QGIS с открытым исходным кодом, создание моделей классификации осуществляли в пакете статистического языка программирования R. Установлено, что общая точность классификации объектов землепользования, отображенных на космических снимках, для территории ОС «Элитная» алгоритмом SVM составила 87,1 % (коэффициент Каппа 0,74), алгоритмом RF – 90,3 % (коэффициент Каппа 0,87). Для территории землепользования ИП ГК(Ф)Х Ковалев С.М. – алгоритмом SVM – 78,4 % (коэффициент Каппа 0,78), алгоритмом RF – 82,3 % (коэффициент Каппа 0,82). Объектно - ориентированный подход в интеграции с машинным обучением способствует эффективной сегментации и классификации снимков дистанционного зондирования для выделения пространственных объектов, дает возможность автоматизировать процесс картографирования территории землепользования и включать эту информацию в геоинформационное моделирование оценки и классификации земель сельскохозяйственного назначения.

23 декабря 2022 года в Министерстве науки и высшего образования Российской Федерации были вручены награды лауреатам премий Правительства Российской Федерации в области науки и техники за 2022 год. Премии Правительства Российской Федерации удостоена работа авторского коллектива «Разработка высокоэффективных колесных транспортно-технологических средств для ускоренного социально-экономического развития территорий
Крайнего Севера Российской Федерации». Почетное звание Лауреат премии получил целый ряд ученых ведущих научных учреждений, в том числе члены редакционной коллегии, а также постоянные авторы журнала «Тракторы и сельхозмашины».