Мониторинг машинно-тракторных агрегатов с использованием спутниковых навигационных систем

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.

5. Саати Т., Керис К. Аналитическое планирование. Организация систем / Т. Саати, К. Керис. - М.: Радио и связь, 1991. - 224 с.

6. Морозов Ю.Л. Методика сравнительной оценки эффективности с.-х. техники с использованием интегрального показателя / Ю.Л. Морозов // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства: Сб. на-уч. тр. - СПб.: ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии, 2012. -Вып. 83. - С. 5-14. - ISSN 0131-5226.

УДК 631.36:62-52

А.М. ВАЛГЕ, д-р техн. наук; Э.А. ПАПУШИН, канд. техн. наук;

И.Ф. СЕРЗИН, канд. техн. наук

МОНИТОРИНГ МАШИННО-ТРАКТОРНЫХ АГРЕГАТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СПУТНИКОВЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Приведены результаты экспериментальных исследований системы мониторинга МТА с использованием спутниковых навигационных систем при выполнении технологических процессов в сельском хозяйстве.

Ключевые слова: мониторинг, машинно-тракторные агрегаты, спутниковые навигационные системы

A.M. VALGE, DSc (Eng); E.A. PAPUSHIN, Cand Sc (Eng);

IF. SERZIN, Cand Sc

SATELLITE-BASED MONITORING OF TRACTOR/IMPLEMENT UNITS

Test results of satellite-based monitoring system of tractor/implement units in farming technological processes are quoted.

Keywords: monitoring, tractor/implement units, satellite navigation systems

28

ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.

________ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2013. Вып. 84._______

Целью экспериментальных исследований была апробация системы мониторинга с использованием спутниковых навигационных систем для автоматизированного сбора и накопления информации о первичных показателях работы МТА, выполняющих операции технологического процесса заготовки силоса из провяленных трав.

При проведении экспериментальных исследований были поставлены следующие задачи:

- подобрать аппаратные средства системы мониторинга, установить их на исследуемые МТА в одном из хозяйств Ленинградской области и проверить функционирование;

- провести непрерывный сбор первичной информации работы исследуемых МТА за весь период исследований и представить результаты экспериментальных исследований.

Общая схема получения информации о работе агрегатов представлена на рис. 1.

Экспериментальные исследования проведены в сельскохозяйственном предприятии ООО «Ударник», входящем в агрохолдинг «Фаэтон АГРО».

В качестве объектов исследований были приняты тракторы МТЗ-1221; МТЗ-1523; МТЗ-82, которые использовались, практически, во всех технологических процессах (в период от весенне-полевых работ до работ по заготовке кормов). На МТА устанавливались: навигационный терминал Teltonika FM 4200, оснащенный модулями GPS и GSM, и счетчик расхода топлива DFM 100. Система мониторинга регистрировала следующие показатели:

- время движения и простоя агрегата;

- скорость движения;

- общий пробег;

- расход топлива при движении и простое;

- координаты пространственного перемещения.

Система проработала с 04 мая по 31 августа 2012 г. За это время общее количество замеров, полученных на сервер системы мониторинга, превысило 800 тыс. Общий пробег тракторов за этот период составил более 8000 км.

Замеры параметров выполнения технологической информации происходили без вмешательства в технологический процесс, в пассивном режиме.

29

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.

Общее представление информации о показателях работы МТА представлены на рис. 2.

Аналитическое ПО

Рис. 1. Общая схема получения информации о работе МТА с использованием глобальной навигации ГЛОНАСС/GPS

30

ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.

ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2013. Вып. 84.

Рис. 2. Панель показателей

Общее описание получаемой информации из системы мониторинга

Анализ получаемой информации показал, что характеристики выполнения технологической операции МТА складывается из двух составляющих - результатов прямых замеров и результатов обработки полученных данных.

Текстовый тип информации позволяет определить основные характеристики выполненной работы, тип технологического комплекса и наименование работ.

Графический тип информации позволяет проследить динамику изменения показателей работы технологического комплекса. Анализ полученных показателей с помощью прикладных программных комплексов позволяет оценить динамику выполнения операции на скорости, определить площадь обработанной поверхности поля и сравнить ее с картой.

Также по фиксированным траекториям движения МТА можно произвести дифференциацию времени их работы по видам операций (рабочий ход, поворот, простой, переезды с поля на поле, и т.д.), фиксировать изменения производственных условий полей (расстояния транспортировки, расстояния между полями, размеры и конфигурация полей и т.д.). Обработанные таким образом данные позволили выявить

31

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.

значения взаимообусловленных простоев техники и рассчитать текущие значения производительности за чистое и сменное время работы машин за весь период наблюдений. Сопоставление обработанных данных с показателями, полученными по результатам ручного хронометража, выявило разницу при определении одноименных показателей в среднем не более 5%, что говорит о возможности использования программно-аппаратных средств систем мониторинга для технологической оценки работы МТА.

Получаемая информация может быть в полной мере использована в сельскохозяйственном предприятии как для выполнения учетно-фискальной информации, так и для оценки качественной стороны выполнения процессов.

Представление информации в графическом виде показано на рис. 3, 4.

На рис. 3 представлена карта с траекториями движения МТА за

месяц.

Рис. 3. Фрагмент карты с траекториями движения МТА

32

ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.

ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2013. Вып. 84.

На рис. 4. представлена карта работы МТА на скашивании травы на конкретном поле. На рис. 4. (правый фрагмент) отчетливо видны агротехнические огрехи поля в виде вымоин (белые пятна).

Трек работы технологической машины поле с выявленными вымоинами

Рис. 4. Анализ траектории движения МТА при кошении и формировании валка

Информация о перемещении МТА и расходе топлива передается в текстовом виде в формате Excel, рис. 5.

33

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.

А В

1 Отчет Ударник

2 Объект МТ31221 6522 хх47

3 Время выполнения отчета 2812-06-18 16:31:22

4 Начало интервала 2012-06-11 00:00:00

5 Окончание интервала 2012-06-11 23:59:59

6 Временная зона GMT +4:00

7 Пробег по всем сообщениям 67 км

8 Потрачено по расчету 0,0 л

Э Время в движении 5 часов 34 минут

10 Моточасы 5 часов 28 минут

11 Пробег в поездках 67 км

12 Пробег (скорректированный) 67 км

13 Городской пробег в поездках 67 км

14 Загородный пробег в поездках 0 км

15 Начальный пробег 0 км

16 Конечный пробег 67 км

17 Средняя скорость в поездках 12 км/ч

18 Макс, скорость в поездках 40 км/ч

19 Кол-во поездок 14

20 Потрачено по ДИРТ в поездках 0,0 л

21 Потрачено по ДМРТ в поездках 42,69 л

22 Потрачено по расчету в поездках 0,0 л

23 Потрачено по нормам в поездках 0,0 л

24 Отклонение расхода по ДМРТ в поездках 42,69 л

25 Ср. расход по ДИРТ в поездках 0,0 л/100 км

26 Ср. расход по ДМРТ в поездках 63,63 л/100 км

27 Ср. расход по ДУТ в поездках 0,0 л/100 км

28 Ср. расход по расчету в поездках  л/100 км

29 Ср. расход по нормам в поездках 0,0 л/100 км

30 Ср. расход по ДМРТ в поездках (пробегЛл) 2 км

31 Ср. расход по расчету в поездках (пробегЛл) 0 км

32 Ср. расход по нормам в поездках (пробегЛл) 0 км

33 Всего заправлено 0,0 л

34 Всего топлива зарегистрировано 0,0 л

_35_ Разница ОЛл

Рис. 5. Представление информации о перемещении и расходе топлива МТА при кошении и формировании валка (МТЗ-1221 + EASY CUT 3200 CV) в текстовом виде

В текстовом виде информация воспринимается плохо и по ней трудно сделать какие-либо заключения. Более информативны данные, представленные за определенный срок в графическом виде. Так, обработанная информация за июнь месяц по расходу топлива и пробегу представлена на рис. 6. Графическая информация о времени движения и простоя представлена на рис. 7.

34

ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.

ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2013. Вып. 84.

Рис. 6. Динамика изменения расхода топлива в зависимости от пробега и количества потраченного топлива

Рис. 7. Анализ работы МТА, динамика простоев и времени

работы

35

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.

ВЫВОДЫ

1. Выполненные экспериментальные исследования МТА с использованием спутниковых навигационных систем показали возможность оперативного получения данных об их работе.

2. Существующая в настоящее время система приема, передачи и представления информации не обладает возможностью интегрированного представления информации и принятия на её основе оперативных управляющих решений.

3. Применительно к решению проблем сельскохозяйственного производства должны быть выполнены исследования по обоснованию видов получаемой информации о работе МТА, показателях технологического процесса, обработке и представлению информации пользователю, принятия решений в различных штатных и нештатных ситуациях.

4. Для использования современных систем спутникового мониторинга необходимо учитывать специфику сельскохозяйственного производства, что возможно лишь при разработке дополнительного программного обеспечения, датчиков и оборудования.

УДК 631.17:330.115

А.М. ВАЛГЕ, д-р техн. наук; Ю Г. АРТЕМЬЕВ;

Э.А. ПАПУШИН, канд. техн. наук

ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОГО СОСТАВА МАШИННОТРАКТОРНОГО ПАРКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СУБД

Представлена логическая структура базы данных и компьютерная программа поиска оптимального состава машинно-тракторного парка многоотраслевого предприятия. Также рассмотрены возможности поиска альтернативных вариантов решений задачи.

Ключевые слова: машинно-тракторный парк, СУБД, компьютерная программа

36