AGRIS - 

2023

Limarenko, N.V. | Shemyakin, A.V. | Borychev, S.N. | Uspenskij, I.A. | Yukhin, I.A.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Mikhajlichenko, S.M. | Kupreenko, A.I.

Achievements in the field of automation of agricultural production make it possible to more fully realize the genetic potential of animals, rationally use feed, energy, financial and labor resources and obtain high-quality, environmentally friendly products. The review of automatic feeding systems produced by the world leading manufacturers was carried out. In particular, the description of the systems produced by Trioliet, DeLaval, Lely manufacturers is given. An automatic feeding system is characterized by the presence of two components – a feed mixture preparation zone and a robotic feed dispenser, that, as a rule, moves on a chassis or along a suspended path, a stationary belt-type system is lesser common. Most manufacturers have a feed-preparation kitchen comprising a stationary mixer and/or storage bins for each component of the diet. Budget systems that include only a stationary mixer are of little use for working with several feeding rations and require the presence of feed storages nearby. Technically complex systems with storage bunkers allow a flexible approach to the preparation of feeding programs, however, they are characterized by high cost, which prevents their widespread use in livestock complexes. Therefore, it is necessary to search for new solutions aimed at improving the efficiency of preparing and distributing the feeding ration on cattle farms through introducing intelligent technologies and robot-assisted facilities and their rational use. | Достижения в области автоматизации с.-х. производства позволяют более полно реализовывать генетический потенциал животных, рационально использовать корма, энергетические, финансовые и трудовые ресурсы и получать высококачественную, экологически чистую продукцию. Проведен обзор автоматических систем кормления, выпускаемых ведущими мировыми производителями. В частности, приведено описание систем, выпускаемых производителями Trioliet, DeLaval, Lely. Для автоматической системы кормления характерно наличие двух составляющих – зона приготовления кормосмесей и роботизированный кормораздатчик, который, как правило, перемещается на шасси или по подвесному пути, реже встречается стационарная система ленточного типа. Кормокухня у большинства производителей включает в себя стационарный смеситель и/или бункеры-накопители для каждого компонента рациона. Бюджетные системы, включающие в себя только стационарный смеситель, малопригодны для работы с несколькими рационами кормления и требуют наличия поблизости хранилищ с кормами. Технически сложные системы с бункерами-накопителями позволяют гибко подходить к составлению программ кормления, однако отличаются высокой стоимостью, что препятствует их широкому распространению на животноводческих комплексах. Следовательно, требуются поиски новых решений, направленных на повышение эффективности процесса приготовления и раздачи рационов кормления на фермах КРС за счет внедрения интеллектуальных технологий и роботизированных технических средств, рационального их применения.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Khort, D.O. | Chilikin, A.D. | Shurygin, B.M.

One non-invasive method for detecting fruit damage involves monitoring of them using hyper-spectrometers. Hyperspectral images comprise a set of spatially resolved radiation spectra of a reflected object. By using these data, it is possible to identify the characteristics and parameters of fruits that may indicate damages of them. In this study, the spectral and spatial components of hyperspectral images of apple fruits (n=100) have been analyzed. The images were taken using a prototype optical system for recognizing micro- and macrodamage of plant tissue. The device simulates a conveyor sorting system and is able to rotate the subjects. 'Ligol' apples grown in the Tambov region, Russia, harvested no more than 3 days ago were sorted. Random forest classifiers were used to detect objects in the images, with reflection spectra, vegetation indices and spatial texture descriptors - local binary patterns - used as input data for classifiers. Classifiers based on spectral characteristics proved to be more reliable than those trained without spectral data. Using spectral information about fruits significantly improved the classification results under the conditions of uneven lighting interference. By combining spectral data with machine learning methods, fruit sorting efficiency can be improved. This approach offers advanced development of methods for processing data from hyperspectral sensors installed on sorting lines to detect apple damage reliably. | Одним из неинвазивных методов обнаружения повреждений плодов является их мониторинг с использованием гиперспектрометров. Гиперспектральные изображения представляют собой набор пространственно разрешенных спектров излучения отраженного объекта. Используя эту информацию, можно выделить характеристики и параметры плодов, которые могут указывать на их повреждения. Анализировали спектральные и пространственные компоненты гиперспектральных снимков плодов яблони (n=100). Снимки получали с помощью прототипа оптической системы распознавания микро- и макроповреждений тканей растений, которая имитирует конвейерную сортировку и позволяет поворачивать объект съемки. Сортировали выращенные в Тамбовской области яблоки сорта Лигол, снятые с дерева не более 3 дн. назад. Для классификации объектов на изображениях использовали классификаторы типа "случайный лес". В качестве входных данных для классификаторов использовались спектры отражения, вегетационные индексы и дескрипторы пространственной текстуры (локальные бинарные шаблоны). Классификаторы, основанные на спектральных признаках, работали надежнее тех, которые были обучены без использования спектральных данных. Использование спектральной информации о плодах значительно улучшало результаты классификации при наличии помех от неравномерности освещения. Комбинируя спектральные данные с методами машинного обучения, можно повысить эффективность сортировки плодов. Этот подход открывает новые возможности для разработки методов обработки данных от гиперспектральных сенсоров, установленных на сортировочных линиях с целью надежного обнаружения повреждений плодов яблони.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Plaksin, I.E. | Trifanov, A.V.

In 2022, the poultry farming in the Russian Federation was developing at a high pace. More 89% of poultry meat produced is accounted for by broiler chickens due to the low feed conversion rate (1.7) and high population turnover (up to 8 times a year). To increase production efficiency at small-scale poultry enterprises, a technological module for fattening broiler chickens has been developed. It is a container filled with a set of necessary equipment. Its annual production capacity is 2,480 heads with a possibility of simultaneous keeping of 310 broilers. A mathematical model of changing a broiler live weight during the fattening cycle in the technological module has been constructed. The data were obtained on the change in the weight of broilers during the fattening cycle and the normative parameters of air exchange required per 1 kg of bird live weight. Based on it, the dependences of the change in total air exchange on the fattening period of broilers, with reference to the period of the year, are determined. There have been determined the required air exchange values for the entire fattening cycle. They are varying from 97.7 m3/h to 5255.7 m3/h in the warm season, from 9.8 m3/h to 525.6 m3/h in the cold season. To ensure a certain air exchange, a scheme for automating the technological module ventilation system is proposed. Its correction is carried out based on data on feed and water consumption, as well as on the amount of chicken manure. | В 2022 году птицеводство в Российской Федерации развивалось высокими темпами. Более 89% произведенного мяса птицы приходится на мясо цыплят-бройлеров ввиду низкого коэффициента конверсии корма (1,7) и высокой оборачиваемости поголовья (до 8 раз в год). Для повышения эффективности производства на мелкотоварных птицеводческих предприятиях разработан технологический модуль для откорма цыплят-бройлеров, представляющий собой контейнер с комплектом необходимого оборудования. Его годовая производственная мощность составляет 2480 голов с возможностью единовременного содержания 310 бройлеров. Построена математическая модель изменения живой массы бройлера за цикл откорма в технологическом модуле. На основе полученных данных по изменению массы бройлеров на протяжении откормочного цикла и нормативных параметров воздухообмена, необходимого на 1 кг живой массы птиц, определены зависимости изменения общего воздухообмена от срока откорма бройлеров с учетом периода года. Определены значения необходимого воздухообмена за весь откормочный цикл, меняющиеся от 97,7 м3/ч до 5255,7 м3/ч в теплый период года, от 9,8 м3/ч до 525,6 м3/ч в холодный период года. Для обеспечения определенного воздухообмена предложена схема автоматизации системы вентиляции технологического модуля, коррекция которой осуществляется на основе данных о потреблении корма и воды, а также о количестве выхода помета.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Andreeva, E.V.

An analysis of the presentation and use in indexing the Specilaized Rubricator on agriculture and food in the ILS of the CSAL is carried out. The sections of the Specilaized Rubricator on mechani-zation, automation and digital technologies in agriculture, agricultural machinery, machine science and parts of agricultural machinery, construction and energy in the agro-industrial complex are con-sidered. The insufficiency of the hierarchy depth of the Rubricator in certain sections is noted. The deepening of the hierarchy of the section 67.29.55 "Agricultural buildings and structures. Agro-industrial complexes" up to the 5th level has been developed and proposed. The need for the de-velopment of Rubricator for new directions and developments in agriculture is noted. | Проведен анализ представления и использования при индексировании Отраслевого рубрика-тора по сельскому хозяйству и продовольствию в автоматизированной библиотечной информационной системе (АБИС) Центральной научной с.-х. библиотеки. Рассмотрены разде-лы Отраслевого рубрикатора по механизации, автоматизации и цифровым технологиям в сельском хозяйстве, сельскохозяйственному машиностроению, машиноведению и деталям сельскохозяйственных машин, строительству и энергетике в АПК. Выявлена недостаточная глубина иерархии рубрик рубрикатора в некоторых разделах. Разработана и предложена классификация раздела 67.29.55 "С.-х. здания и сооружения. Агропромышленные комплек-сы" углублением иерархии до 5-го уровня. Отмечена необходимость разработки и включения в рубрикатор рубрик, отражающих новые направления и разработки в сельском хозяйстве.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Meshcheryakov, V.P.

При автоматическом доении эффективный выход окситоцина у коров обеспечивают стимулы преддоильной подготовки и раздражение соска доильным стаканом; при этом продолжительность интервала между смежными доениями оказывает влияние и на величину разового удоя и на параметры молоковыведения. Цель работы - оценить влияние длительности интервала от начала подготовки вымени до начала доения на параметры молоковыведения и суточный разовый удой при равных интервалах между смежными доениями на автоматической установке Astronaut A4 (Lely). Исследование проведено на 15 коровах-первотёлках методом периодов при длительности интервала до начала доения в контроле до 120 с, в опытных группах 1, 2 и 3 -121-150 с, 151-180 с и более 180 с соответственно. Установлено, что оптимальная интенсивность молокоотдачи у коров наблюдается при продолжительности интервала до начала доения менее 120 с. Если интервал до начала доения соcтавляет 121-180 с, появляется тенденция к снижению разового удоя и интенсивности молоковыведения. При длительности периода до начала доения более 3 мин снижаются разовый удой (P меньше 0,05) и максимальная интенсивность молоковыведения (P меньше 0,05) при сравнении с контролем. При удлинении продолжительности периода до начала доения наблюдается тенденция увеличения продолжительности доения и средней продолжительности выведения молока из четвертей вымени и увеличивается продолжительность пребывания в доильном боксе на 10-28% (P меньше 0,05). Выявленные негативные эффекты свидетельствуют о целесообразности внесения поправок в технологии доения на автоматических доильных установках. | During automated milking, the effective release of oxytocin in cows is provided by pre-milking preparation stimuli and teat irritation by a teat cup; at the same time, the duration of the interval between adjacent milking operations affects both the amount of single milk yield and the parameters of milk let-down. The purpose of this work was to evaluate the influence of the duration of the interval from the beginning of udder preparation to the start of milking on milk production parameters and daily single milk yield at equal intervals between adjacent milking operations on an Astronaut A4 (Lely) automated unit. The study was carried out on 15 first-calf cows using the period method with the duration of the interval before milking in the control of up to 120 s, in the experimental groups: 1, 2 and 3 - 121-150 s, 151-180 s, and more than 180 s, respectively. It has been found that the optimal intensity of milk let-down in cows is observed when the interval before milking is less than 120 s. if the interval before the start of milking is 121-180 s there is a tendency to reduce single milk yield and the intensity of milk let-down. When the period before the start of milking is more than 3 min, single milk yield (P less than 0.05) and the maximum intensity of milk let-down (P less than 0.05) are decreases when compared with the control. With an increase in the duration of the period before the start of milking, there is a tendency to increase the duration of milking and the average duration of milk removal from the udder and the duration of staying in the milking box increases by 10-28% (P less than 0.05). The identified negative effects indicate the advisability of making corrections in milking technologies by automated milking machines.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Snezhko, V.L. | Benin, D.M. | Gavrilovskaya, N.V. | Petukhova, M.V. | Podobnyj, A.V.

The modern conception of irrigation development in the Russian Federation is based on research, development, and engineering for the creation of new irrigation equipment and technologies. Particular emphasis is placed on the widespread introduction of automation, energy saving, the possibility of using modern digital solutions. The introduction of automation on reclamation systems in Russia is constrained not only by the low level of their technical condition, but also by the significant remoteness of automation facilities from power supply sources. The purpose of the research is to develop an automated measuring complex capable of monitoring the level mode of an open reclamation network, atmospheric pressure, and temperature with data transmission to the server and subsequent analysis of monitoring data for user-defined conditions. The developed automatic measuring complex can operate both on batteries and on a renewable energy source such as solar panels. The schematic diagram of the complex and the results of experimental tests of the prototype in laboratory and field conditions (in Moscow and in the Altai Krai) are given. The capabilities of a special computer program that analyzes monitoring data are described. The accuracy of measuring atmospheric pressure at a temperature of 25 deg. C is 0.12 hPa. The accuracy of measuring the temperature of atmospheric air is 1 deg. C, the measuring range lies within -40…+85 deg. C. In the presence of wave phenomena and the absence of a float well, the main absolute error in measuring the level is 0.02 m. In tests at a height of the installation from 0.4 to 2 m above the static water level, the main absolute error is 0.01 m. | Современная концепция развития орошения в Российской Федерации базируется на проведении научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по созданию новой техники и технологий ирригации. Особый акцент делается на широком внедрении автоматизации, энергосбережения, возможностей применения современных цифровых решений. Внедрение автоматизации на мелиоративных системах в России сдерживается не только низким уровнем их технического состояния, но и значительной удаленностью объектов автоматизации от источников энергоснабжения. Цель исследований – разработка автоматизированного измерительного комплекса, способного производить мониторинг уровневого режима открытой мелиоративной сети, атмосферного давления и температуры с передачей данных на сервер и последующим анализом данных мониторинга для условий, задаваемых пользователем. Разработанный автоматический измерительный комплекс может работать как от аккумуляторных батарей, так и от возобновляемого источника энергии – солнечных батарей. Приведены принципиальная схема комплекса и результаты экспериментальных испытаний опытного образца в лабораторных и полевых условиях (в Москве и Алтайском крае). Описаны возможности специальной компьютерной программы, анализирующей данные мониторинга. Точность измерения атмосферного давления при температуре 25 град. С составляет 0,12 гПа. Точность измерения температуры атмосферного воздуха составляет 1 град. С, диапазон измерения лежит в пределах -40…+85 град. С. При наличии волновых явлений и отсутствии успокоительного колодца основная абсолютная погрешность измерения уровня составляет 0,02 м. В испытаниях при высоте установки от 0,4 до 2,0 м над статичным уровнем воды основная абсолютная погрешность составляет 0,01 м.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Vinogradov, A.V. | Lansberg, A.A. | Sorokin, N.S.

The statistical data on the number and length of electric transmission lines, the number and capacity of stations of different voltage classes in the branches of the power grid operator "Rosseti Center and Volga Region". The research purpose is to analyze the structure of electrical companies on the example of the power grid operator Public Joint-Stock Company (PJSC) "Rosseti Center and Volga Region". There were used literary sources, statistical data on the structure of electrical equipment of the electric power networks of the PJSC branches in terms of area and number of residents in the regions where the branches are located. Calculations of average and specific values of the number and length of electric transmission lines, the number and capacity of stations in the PJSC branches were performed. The characteristics of the branches were identified and compared according to the specified values, the largest and smallest values of the considered characteristics. The identified characteristics, when further compared with the values of population density, agricultural production indicators and other indicators of the regions, make it possible to analyze the dependence of the development of regions on the characteristics of electric power networks and vice versa. The data obtained as of January 2022 make it possible to assess the dynamics of the development of integrated power grids of the branches of the PJSC "Rosseti Center and Volga Region". | Приведены статистические данные по количеству и протяженности линий электропередачи, количеству и мощности подстанций разных классов напряжения в филиалах электросетевой организации "Россети Центр и Приволжье". Цель исследования – проанализировать структуру электросетевых компаний на примере электросетевой организации ПАО "Россети Центр и Приволжье". Использовали литературные источники, статистические данные по составу электрооборудования электрических сетей филиалов ПАО "Россети Центр и Приволжье" по площади и количеству жителей регионов расположения филиалов. Выполнили расчеты средних и удельных значений количества и протяженности линий электропередачи, количества и мощности подстанций по филиалам ПАО "Россети Центр и Приволжье". Выявили и сравнили характеристики филиалов по указанным значениям, наибольшие и наименьшие значения рассмотренных характеристик. Выявленные характеристики при дальнейшем сопоставлении их со значениями плотности населения, показателями с.-х. производства и другими показателями регионов, позволяют анализировать зависимости развития регионов от характеристик электрических сетей и наоборот. Констатировали, что полученные данные на январь 2022 г. дадут возможность в будущем выполнять оценку динамики развития электросетевых комплексов филиалов ПАО "Россети Центр и Приволжье".

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Kirsanov, V.V. | Tsoj, Yu.A. | Pavkin, D.Yu.

Dairy farming is an important agricultural sub-sector, providing the population with the necessary food products. There is high import dependence of the dairy farming industry on the main fleet of machines, especially on agricultural organizations and large agricultural holdings. There is a significant lag in terms of creating milking robots and parlors "Karusel" innovative developments. An important area is the problem of livestock digitalization. The developed livestock innovative technologies and facilities should be considered as "Man-Machine-Animal" complex systems, including local biotechnical systems of machine-centric type, operating partially or completely in autonomous mode. For the first time in domestic practice, unified automated and robotic versions of a milking module with a manipulator and an intelligent control system for milking of udder quarters for "Elochka" and "Karusel" type milking parlors have been developed, reducing cow mastitis diseases of cows and their premature culling by 25-30%, and increasing animal productive longevity up to 5-6 lactations. New schemes of robotic milking parlors with a parallel structure are proposed. Cows can attend voluntarily milking stations, enter parallel self-servicing stalls. To increase the "Karusel" milking parlors efficiency, a cyber-physical model for controlling the milking platform is proposed, taking into account the statistical milking distribution duration characteristics of animals and the number of slow-milking cows. | Молочное животноводство является важной подотраслью сельского хозяйства, обеспечивающей население необходимыми продуктами питания. Существует высокая импортозависимость отрасли молочного животноводство по основному парку машин, особенно в сельхозорганизациях и крупных агрохолдингах. Имеется существенное отставание по инновационным разработкам в части создания доильных роботов и доильных залов "Карусель". Важным направлением является проблема цифровизации животноводства. Разрабатываемые инновационные технологии и технические средства в животноводстве следует рассматривать в качестве сложных систем "Человек-Машина-Животное", включающих локальные биотехнические системы машиноцентрического типа, работающие в частично или полностью автономном режиме. Впервые в отечественной практике для доильных залов типа "Елочка"и "Карусель"разработаны унифицированные автоматизированный и роботизированный варианты доильного модуля с манипулятором и интеллектуальной системой управления процессом доения по четвертям вымени коровы, обеспечивающей снижение заболеваний коров маститом и их преждевременную выбраковку на 25-30%, повышение продуктивного долголетия животных до 5-6 лактаций. Предложены новые схемы роботизированных доильных залов с параллельной структурой. Коровы могут добровольно посещать посты доения, заходить в параллельные станки для самообслуживания. Для повышения эффективности доильных залов типа "Карусель"предложена кибер-физическая модель управления скоростью вращения доильной платформы, учитывающая статистические характеристики распределения продолжительности доения животных и количество тугодойных коров.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

Dorokhov, A.S. | Sibirev, A.V. | Aksenov, A.G. | Mosyakov, M.A.

Представлены аналитические исследования по разработке и обоснованию системы автоматического контроля глубины обработки почвы, разработаны структурная схема и алгоритм линейной системы позиционного управления, а также расчётная схема к формированию алгоритма управления. Определена математическая модель объекта управления регулирования глубины обработки почвы при условии идеального отслеживания траектории точки перемещения подвижных частей приводных механизмов звеньев задающего устройства и штоков исполнительных актуаторов автоматической системы глубины обработки почвы. Система позиционного управления глубины обработки почвы представляет собой механизм регулировки опорного колеса при действующем возмущении на объект управления посредством изменения расстояния между осью вращения колеса энергетического средства привода почвообрабатывающей машины и осью вращения опорных колес машины для обработки почвы. Для определения требуемой точности и режимов применения аппаратных средств в различных фазовых состояниях почвенного слоя выявлен и проанализирован базовый комплект аппаратных средств, отвечающих требованиям управления глубины обработки рабочего органа почвообрабатывающей машины. Комплект включает в себя датчик определения глубины погружения рабочего органа в почвенный слой, микроконтроллер, задающий и контролирующий регулируемое силовое воздействие на почву, то есть вертикальное перемещение штока электроцилиндра и электроцилиндры (линейные актуаторы). Для проверки разработанных алгоритмов функционирования системы автоматического контроля регулирования глубины хода рабочих органов машины для предпосевной обработки почвы необходимо проведение экспериментальных исследований в лабораторных и производственных условиях. | Presented are analytical studies on the development and rationalization of a system for automatic controlling the depth of tillage, a block diagram and an algorithm for a linear positional control system, as well as a design scheme to form a control algorithm. A mathematical model describing the control object that regulates the tillage depth has been determined, provided that the motion trajectory of the moving parts of the driving links and the actuator rods of the automatic system controlling the tillage depth is perfectly traced. A structural diagram of a linear system of positional control of the soil tillage depth has been developed, which is a mechanism for adjusting the support wheel with an acting disturbance on the control object, changing the distance between the axis of the wheel rotation of the tillage machine power tool and the rotation axis of the support wheels of a soil cultivation machine. A design scheme to develop a control algorithm for changing the tillage depth has been obtained. To determine the required accuracy and modes of using hardware in various phase states of the soil layer, a basic set of hardware has been identified and analyzed to ensure that it meets the requirements for controlling the tillage depth of the working elements. The set includes a sensor for determining the penetration depth of the working element; microcontroller (setting and control of regulated force impact on the soil, i.e. vertical movement of the electric cylinder rod); electric cylinders (linear actuators). To test the developed algorithms for the functioning of the automatic control system for adjusting the travel depth of the working elements for presowing soil cultivation, it is necessary to conduct experimental studies in laboratory and production conditions.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation