Исследовательская работа Использование информационных технологий в сельском хоэяйстве

37

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Чалтырская средняя общеобразовательная школа №1

__________________________________________________________________

Исследовательская работа

Использование информационных технологий в сельском хозяйстве

Работу выполнил:

ученик 10 класса

Гайбарян Владимир Акобович

Руководитель:

Гайбарян Валентина Мнацагановна,

учитель технологии и экономики

Консультант:

Поркшеян Хачатур Мелконович,

председатель колхоза имени С.Г. Шаумяна,

заслуженный работник сельского хозяйства

с. Чалтырь

2015

Содержание

Введение___________________________________________________________3

ГлаваI Обзор использования информационных технологий в сельском хозяйстве________________________________________________________5

1.1Использование информационных технологий в земледелии____________5

1.2.Использование информационных технологий в животноводстве__________________________________________________23

ГлаваII Внедрение информационных технологиий в СПК- колхозе имени

С.Г. Шаумяна______________________________________________________29

2.1. Информационные технологии, используемые в СПК- колхозе имени С.Г. Шаумяна__________________________________________________________29

2.2 Разработка подсистемы автоматизированной оценки эффективности

работы __________________________________________________________32

Заключение____________________________________________________36

Библиографический список_______________________________________ 37

Введение

В условиях рыночных отношений спрос на информационные услуги привел к тому, что современная технология обработки информации ориентирована на применение широкого спектра технических средств. На их основе создаются вычислительные системы и сети различных конфигураций с целью накопления, хранения, переработки информации, максимального приближения терминальных устройств к рабочему месту специалиста. Средством и инструментом обработки и хранения электронной информации является вычислительная техника. Использование вычислительной техники основывается на компьютерных технологиях, включающих три элемента: технику, программы и информацию. Совокупность взаимосвязанных сведений (данных), хранимых на машинных носителях, - это база данных, а информация, размещенная на информационных носителях (книги, базы данных и др.), - это информационные ресурсы.

Сегодня нет такой сферы производства и хозяйствования, в которых бы не применялись информационные технологии. С помощью информационных технологий осуществляется успешная деятельность множества компаний, которые занимаются производством той или иной продукции. Информационные технологии и компьютеризация позволяют усовершенствовать и облегчить производственный процесс, а полная или частичная его автоматизация позволяет облегчить труд. Новые информационные технологии значительно расширяют возможности использования информационных ресурсов в различных отраслях сельского хозяйства. Сельское хозяйство - идеальная среда для применения информационных технологий. Ведение современного сельского хозяйства в развитом информационном обществе предполагает постоянное получение информации от различных внешних источников (через глобальную сеть Интернет) из любой точки местности в удобный момент времени. Например, постоянное получение данных о прогнозах синоптиков может быть доступно фермерам на протяжении дня. Это позволяет более эффективно применять химические средства защиты растений, а также снижает риск загрязнения окружающей среды. Существуют разработки информационных систем для предупреждения фермеров о появлении вредителей и болезней растений. Расширение информационных баз данных - важное, но недостаточное условие для эффективного их применения в хозяйствах. Исходная информация должна быть удобной для оценки биологических и физических систем с целью выработки полезных знаний о текущем состоянии хозяйств, а также прогнозирования результатов при реализации различных сценариев. В условиях рыночной системы ведения хозяйства изменились приоритеты и отечественного аграрного сектора в сторону повышения его эффективности на основе применения новых информационных технологий.

Актуальность темы исследования заключается в том, что достижение устойчивого экономического роста, повышение качества жизни населения, обеспечение продовольствием являются глобальными проблемами российской экономики, решение которых возможно лишь в рамках реализации передовых информационных технологий.

Проблема состоит в том, что не все руководители применяют новые технологии, а предпочитают работать «по старинке». Они считают, что внедрение новых технологий очень дорого обходится и долго окупается.

Значимость достижений научно-технического прогресса и механизмов их внедрения рассматривается в трудах классиков экономической теории А.Маршалла, Д. Риккардо и др. Теории инновационных процессов посвящены труды таких зарубежных авторов, как П.Друкер, Г.Меньш, Р.Нельсон, М.Портер и др.

Существенный вклад в общетеоретические и методологические аспекты освоения научных достижений и развития научно-технического прогресса и инновационной деятельности в АПК внесли А.И. Алтухов, В.Р. Боев, А.М. Гатаулин, С.Ю.Глазьев, А.И.Костяев, Э.Н. Крылатых, Г.И.Марчук, В.В. Милосердов, Д.С.Львов, А.В. Петриков, И.С. Санду, А.Ф. Серков, И.Г. Ушачев, И.Ф. Хицков, А.А. Шутьков, Ю.В.Яковец и другие ученые.

Цель: доказать эффективность применения информационных технологий и расширить возможности использования информационных технологий в сельском хозяйстве на примере колхоза имени С.Г. Шаумяна.

Задачи:

-проанализировать состояние вопроса;

- разработать новую подсистему автоматизированной оценки эффективности работы

Гипотеза: мы считаем, что применение информационных технологий повышает производительность и эффективность труда, что ведёт к экономическому росту, как самого хозяйства, так и экономики в целом.

Методы: методы системного анализа, квалиметрии, информатики.

Глава I Обзор использования информационных технологий в сельском хозяйстве

1.1Использование информационных технологий в земледелии

Информационные технологии - это совокупность средств и методов информационных процессов (получение, обработка, хранение, передача информации с использованием технических и программных средств). В настоящее время главной целью сельскохозяйственного производства является совершенствование технологий и технических средств, снижение энергоресурсов и повышение качества выполнения технологических процессов. Решающим фактором для дальнейшего успешного развития сельского хозяйства является: совершенствование законодательства, стандартизации на национальном и международном уровнях, а также использование информационных технологий в сельскохозяйственном производстве и других областях исследований (Измайлов, Личман, Марченко,2010)

Применение информационных технологий повышает производительность и эффективность управленческого труда, позволяя по-новому решать многие задачи. Например, электронная техника и информационные технологии позволяют определять местонахождение любого предмета в пространстве и во времени, чем и объясняется возможность их использования в «точном (ориентированном) сельском хозяйстве».

Среди задач «точного сельского хозяйства» - оптимизация производства с целью получения максимальной прибыли; рациональное использование ресурсов, в том числе природных; защита окружающей среды. «Точное сельское хозяйство» рассматривается как неотъемлемая часть ресурсосберегающего и экологически чистого сельского хозяйства. Оно позволяет обеспечивать контроль сельскохозяйственных операций.

Основой «точного сельского хозяйства» является измерение и понимание вероятностей, влияющих на рост растений. «Точное сельское хозяйство» - это эффективное, или рациональное, управление процессами роста растений в соответствии с их потребностями в питательных веществах и условиях произрастания.

Для ведения «точного сельского хозяйства» необходимо использование специальных приспособлений и технологий:

• Электронные карты полей и программное обеспечение для работы с ними Высокоточное агрохимическое обследование

• Системы навигации для сельскохозяйственной техники разных уровней точности

• Мониторинг техники (слежение за местоположением, уровнем топлива и другими параметрами)

В меньшей степени пока распространено среди агропредприятий:

• Почвенные пробоотборники (в основном приобретаются агрохолдингами)

• Лаборатории для анализа почв и продукции (в основном приобретаются агрохолдингами)

• Метеорологические станции

• Системы картирования урожайности

• Системы дифференцированного внесения удобрений (eco-razum.com/about/tochnoe-zemledelie-tehnologii.php)

Попытки наладить эффективное и осмысленное управление в сельском хозяйстве наталкиваются на массу препятствий. В первую очередь - это отсутствие достоверных сведений, как о местности, так и о характере землепользования и его режиме. Руководители крупных хозяйств зачастую даже не знают точных размеров собственных посевных площадей, что обусловлено их постоянным изменением, в силу различного рода природных и административных процессов. Обновление картографического материала, раннее осуществлявшееся на деньги государства, практически прекратилось. Работа осуществляется на основании карт 10-15 летней давности, не отражающих реалии сегодняшнего дня. Кроме того, меняются характеристики почв и вегетации на различных участках полей, а также от участка к участку. Эти данные, во-первых, должны быть в распоряжении специалистов для прогноза и анализа урожайности, а, во-вторых, лежать в основе агротехнических планов применительно к каждому конкретному полю или участку, в противном случае потерь и неэффективных расходов избежать не удастся.

Еще одним источником значительных «лишних» расходов является неэффективное использование сельскохозяйственной техники. Снижение этих расходов возможно по следующим направлениям:

• автоматизированный учет всех перемещений техники, расчет пробега и обработанных площадей;

• исключение хищений ГСМ (введение системы мониторинга за расходом ГСМ);

• определение оптимальных маршрутов транспортировки техники от базы до обрабатываемых полей;

• определение оптимальных маршрутов доставки урожая до пунктов приема;

• контроль за скоростью перемещения техники при выполнении полевых работ.

Комплексные технологии производства сельскохозяйственной продукции, получившие название «точное земледелие» (Precision Farming), стали активно развиваться за рубежом еще в конце 90-х годов, и признаны мировой сельскохозяйственной наукой как весьма эффективные передовые технологии, переводящие аграрный бизнес на более высокий качественный уровень. Эти технологии являются инструментом, обеспечивающим решение трех основных задач, обуславливающих успех в условиях современного рынка - наличие своевременной объективной информации, способность принять верные управленческие решения и возможность реализовать эти решения на практике.

Решение этих взаимосвязанных задач возможно за счет применения специализированных технических средств и программного обеспечения. Максимальная эффективность достигается в результате построения комплекса программно-технических средств (КПТС), включающего следующее подсистемы:

1. Аппаратные средства для точного земледелия:
   
   - системы параллельного вождения;
   
   - пробоотборники и почвенный анализ;
   
   - системы дифференцированного внесения;
   
   - датчики урожая;

2. Мониторинг сельскохозяйственных угодий:
   
   - мониторинг границ рабочих участков полей;
   
   - агрохимический мониторинг полей;
   
   - картирование урожайности;
   
   - анализ условий местности;

3. Мониторинг техники:
   
   - автоматизированный сбор данных, на основе GPS навигации;
   
   - визуализация перемещений техники;
   
   - оперативный учет сельскохозяйственных работ;

4. Технологическое планирование и управление:
   
   - технико-экономическое планирование;
   
   - оперативное планирование;
   
   - оперативный учет сельскохозяйственной продукции;

5. Бюджетирование и финансовый учет:
   
   - бюджетирование и финансовый учет;
   
   - финансовый анализ;
   
   - консолидация данных в МСФО;

6. Публикация и доступ к данным через Internet.

Аппаратные средства для точного земледелия

Все аппаратные средства точного земледелия базируются на GPS навигации выполняемых измерений и регистрации показаний датчиков. Поставляемое оборудование работает автономно на том техническом средстве, на котором оно установлено. Однако большинство фирм разработчиков обеспечивает приборы специальными разъемами, для снятия информации, что позволяет в дальнейшем построить на их базе единую систему управления.

Рис. 1. Трактор, оснащенный системой параллельного вождения

-Система параллельного вождения на базе GPS навигации - технически совершенная и экономически выгодная технология для современных сельскохозяйственных машин. Особенно эффективно использование систем параллельного вождения совместно с широкозахватными агрегатами.

С помощью систем спутниковой навигации можно ездить и прямолинейно и криволинейно, главная идея состоит в том, чтобы свести к минимуму перекрытия и пропуски между соседними загонками и при этом произвести расходы только на оборудование и быстрое обучение, а не, к примеру, на работы по расстановке вешек или частой замене пены маркера. При этом параллельные линии могут быть как прямыми, так и кривыми. Современное аппаратное обеспечение позволяет достигать точности прокладки двух загонок в пределах 20 см, а в сочетании с использованием базовых станции RTK, точность может быть увеличена до 5 см. В последнее время в сельскохозяйственной практике наметилась тенденция использования систем параллельного вождения с применением спутниковой навигации (GPS,ГЛОНАСС), которые уже хорошо зарекомендовали себя во многих хозяйствах страны. Системы параллельного вождения достаточно широко представлены на рынке. По данным специалистов АГРОштурман использование системы параллельного вождения обеспечивает увеличение производительности труда на 15%, снижение затрат на удобрения, средств защиты растений и ГСМ до 20% на гектар, позволяет устранить 10% перекрытий, что значительно экономит денежные средства, а срок окупае-мости системы не превышает года. При управлении техникой, оснащенной

спутниковой навигацией, механизатор чувствует себя комфортнее и меньше устает, имеет возможность вести машину, опираясь не на внешние ориентиры, а на показания приборов, что повышает качество и скорость работ. Ранним утром или вечером в сумерках след маркера или другие ориентиры увидеть трудно, а курсоуказатель всегда перед глазами. С помощью систем параллельного вождения можно ездить и прямолинейно и криволинейно, главная идея состоит в том, чтобы свести к минимуму перекрытия и огрехи между соседними проходами. Базовый вариант системы параллельного вождения состоит из курсоуказателя, GPS-приемника и антенны. Системы легко и быстро устанавливаются на трактор, просты в эксплуатации. Курсоуказатель расположен внутри кабины трактора или самоходной машины, как правило, над рулем или перед панелью управления. Светодиодные индикаторы систем параллельного вождения дополняются графическим дисплеем, формирующим 2-х или же 3-х мерное изображение агрегата, «обработанной» загонки и линий сетки для визуализации движения.

Перед началом работы водитель выбирает необходимый шаблон движения и устанавливает ширину захвата агрегата. GPS-приемник определяет текущее положение агрегата, а запоминание маршрута, вычисление отклонения от него и управление индикацией осуществляет процессор в курсоуказателе. Системы параллельного вождения (без дополнительных ассистентов рулевого управления) предполагают активное участие механизатора в управлении агрегатом, при котором управление осуществляется по схеме: «определение текущих координат агрегата - отображение отклонений от заданного маршрута на мониторе - вращение механизатором рулевого колеса для удержания агрегата на заданном маршруте». Алгоритм управления прост: если индикаторы светятся в центре - машина идет правильно, если свет начал перемещаться, например, вправо, значит, машина уходит вправо, механизатор должен компенсировать отклонение от ряда. Если агрегат заправляется или был вынужден прекратить работу из-за непогоды, то в дальнейшем он может вернуться в точку, где была остановлена работа, и продолжить вождение по выбранной ранее траектории.

При выборе системы параллельного вождения необходимо определиться с точность работы, возможностью приема сигналов дифференциальной коррекции. Если работать с системой в автономном режиме, то точность параллельного вождения будет невысока: ±30-40см. Чтобы ее повысить применяется дифференциальный сервис, одним из вариантов, которого является Omnistar. Сигнал передается по каналам геостационарных телекоммуникационных спутников и позволяет обеспечивать прокладку параллельных рядов с точностью ±10-15см. Такая точность необходима хозяйствам, которые используют спутниковую навигацию для узкорядного посева. Этот сервис платный, а его использование возможно при наличии специального GPS-приемника, поддерживающего такие услуги, или модернизации GPS-приемника начального уровня. Самый высокий уровень точности, ±2,5см, достигается с помощью базовых станций, работающих в режиме RTK (Real-Time Kinematic - кинематика в реальном времени). Базовая станция позволяет проводить все виды сельхозработ, в том числе посев пропашных культур, локальное внесение удобрений и средств защиты растений, междурядную культивацию. С помощью этой системы можно из года в год соблюдать одну и ту же технологическую колею.

На основе вышеизложенного можно сделать вывод о необходимости применения систем параллельного вождения. При этом, отдавая предпочтение той или иной модели системы, необходимо исходить из ставящихся целей, поскольку дополнительные возможности системы (опции) автоматически влекут изменение стоимости в сторону ее увеличения. К примеру, если предполагается использование системы при внесении удобрений и пестицидов, достаточно приобрести прибор, обеспечивающий точность± 30см. И, наоборот при посеве, следует использовать систему параллельного вождения с автоматическим управлением (с автопилотом), с подключением платного дифференциального сервиса или даже режим RTK( info@agrosturman.ru)

Пробоотборники и агрохимические лаборатории.

При помощи почвенного анализа устанавливается содержание питательных веществ в почве, необходимых растению для здорового роста и развития. Результаты анализа определяют вид и норму вносимых удобрений - один из важнейших факторов, влияющих на успех сельскохозяйственного производства. Почвенный анализ включает три стадии: отбор почвенных образцов, почвенный анализ, рекомендации по внесению удобрений

Отбор почвенных образцов. Образцы отбираются при помощи пробоотборника, который крепится к кузову или внутри кабины автомобиля. Глубина отбора - от 60 до 120 см. Важно правильно выбрать метод отбора, обеспечивающий репрезентативность образцов.

Почвенный анализ. Образцы передаются на анализ в высокоэффективную многофункциональную лабораторию. Используются методы, которые позволяют с точностью определить содержание питательных веществ в почве.

Рекомендации по внесению удобрений. Конечный результат почвенного анализа - разработка конкретных предписаний по внесению удобрений для каждого поля и каждой культуры.

Пробоотборники призваны автоматизировать и многократно ускорить процесс отбора проб и образцов почвы для их последующего анализа и создания электронной карты распределения химических веществ в почве.

Собранные пробы нумеруются и сдаются в лабораторию. Результаты исследования по наиболее важным веществам, в первую очередь, N, P, K, а также в ряде случаев других элементов и соединений, заносятся в специализированное программное обеспечение, которое позволяет обработать полученный результат и получить карту распределения химических элементов в почве. Данная карта используется при создании технологической карты дифференцированного внесения, а также для принятия решений при расчёте необходимого количества удобрений и средств защиты растений (СЗР). Рис. 2. Пробоотборник

Применение датчиков урожая обеспечивает определение урожайности и влажности зерна с единицы площади, с учетом местоположения комбайна и неровностей поля. Система может устанавливаться на любой комбайн, в ее состав, помимо GPS приемника входят: оптический датчик объема зерна в бункере, датчик влажности зерна, датчик поперечных и продольных отклонений, электронно-вычислительный модуль определения урожайности, бортовая информационная система, карточка памяти, калибратор. Рис. 3. Датчик урожая

На основании показаний датчиков определяется объемное количество зерна в элеваторе комбайна и его влажности. Положительный эффект от внедрения системы - уменьшение количества разбрасываемых удобрений и химикатов за счет составления технологических карт для опрыскивателей и разбрызгивателей с учетом карт агрохиманализов и карт урожайности. Анализ проводится на компьютере с помощью специализированной программы на базе карты урожайности и распределения влажности. (www.gisinfo.ru)

Рис.4.Системы дифференцированного внесения

Дифференцированное внесение жидких и твердых удобрений и ядохимикатов по полю в соответствие с технологической картой с целью уменьшения расхода удобрений и увеличения урожайности обеспечивается системами дифференцированного внесения, включающих: бортовой компьютер встроенным приемником DGPS, антенну EGNOS GPS, чип-карту для обмена с внешними системами и программное обеспечение. В процессе эксплуатации средствами программного обеспечения составляются технологические аппликационные карты по результатам агрохимобследований и карт урожайности полей. Полученная информация переносится на бортовой компьютер посредством чип-карты. На основании полученной аппликационной карты система обеспечивает автоматическое управление дозаторами через мобильный терминал агрегата. Положительный эффект от внедрения системы: Уменьшение количества разбрасываемых удобрений и химикатов и увеличение урожайности.

Мониторинг сельскохозяйственных угодий

Электронная карта полей дает возможность вести строгий учет и контроль всех сельскохозяйственных операций, поскольку опирается на точные знания: площадей полей, протяженности дорог, информации о полях и др. На основании карты полей проводится полный анализ условий, влияющих на рост растений на данном конкретном поле (или даже на участках 100х100 м или 10х10 м). Карты полей составляют основу для получения структуры севооборота и служат оптимизации производства с целью получения максимальной прибыли, а также рационального использования всех участвующих в производстве ресурсов. Электронные карты полей дают возможность точно вести планирование, учет и контроль всех сельскохозяйственных операций, поскольку опираются на объективные размеры площадей полей, протяженность дорог и других объектов, нанесенных на нее в процессе создания.

Рис. 5. Электронная карт полей

Способы нанесения границ рабочих участков полей:

- векторизация границ полей по снимку высокого разрешения;

- объезд границ полей с использованием GPS оборудования и специального программного обеспечения;

- комбинированный способ - разумное сочетание первых двух.

Обследование территорий выполняются с использованием спутниковой системы глобального позиционирования (GPS). По данным GPS приемника определяются фактические границы полей. Точность измерений определяется типом применяемого GPS приемника и дополнительным оборудованием.

Различаются следующие классы точности:

- навигационный - 5-7 метров;

- автономный режим системы точного вождения - 1- 3 метра;

- с дифференциальным сервисом EGNOS - 15-30 сантиметров;

- с дифференциальным сервисом Omnistar VBS - 15-20 сантиметров;

- с дифференциальным сервисом Omnistar HP/XP - 5-10 сантиметров;

- применение базовых станций RTK - 1-3 сантиметра.

Дифференциальный сервис европейской системы EGNOS является бесплатным. Его сигнал может принимать простой GPS-приемник с соответствующей функцией. Однако сейчас EGNOS работает в тестовом режиме, поэтому может действовать с перебоями.

Гарантированный дифференциальный сервис - платная услуга. Есть возможность использовать европейский Omnistar. В зависимости от типа подписки Omnistar обеспечивает несколько уровней точности: VBS и НР/ХР. Подписка на VBS стоит до 1 тыс. евро в год, или 3 евро в час (при заказе не менее 150 часов), но этот сервис распространяется только на европейскую часть России. НР/ХР обеспечивает точность в 5-10 см. Годовая подписка на НР/ХР стоит на порядок дороже. Чтобы воспользоваться сервисом VBS и HP/XP, надо иметь GPS-приемник, поддерживающий такие услуги, или модернизировать GPS-приемник начального уровня, добавив к нему специальную антенну и программное обеспечение.

Самый высокий уровень точности, 1-3 см, достигается с помощью режима RTK (Real-Time Kinematics - кинематика в реальном времени). Для обеспечения этого режима необходимо приобретение и развертывание базовых станций. Измерения полей могут быть выполнены мобильными системами - ноутбук с подключенным GPS приемником и специальным программным обеспечением или дистанционно. Для дистанционных измерений можно использовать развернутую систему мониторинга техники. Выбор варианта определяется требованиями к точности измерений и оперативности их выполнения.

Функциональные возможности подсистемы мониторинга полей: создание пользовательских карт полей в векторном формате, корректировка текущих карт полей с уточнением их границ, разбиением или объединением; ввод GPS данных с контролем качества по количеству используемых в работе спутников и геометрии их положения, влияющим на точность определения местоположения; отображение на карте в реальном времени получаемых от GPS данных; измерение на карте расстояний и площадей; определение по упрощенной технологии части поля, обработанной сельхозтехникой; корректировка сопроводительной информации по каждому полю. По каждому полю ведется паспортные данные, включающие сведения о площади, возделываемой культуре, предшественнике, механическому составу почв, продольным и поперечным уклонам, степени эродированности почв и пр. Кроме того, к каждому рабочему участку можно привязать сведения о результатах агрохимического обследования.

Агрохимический мониторинг полей;

Данные агрохимического анализа почв по каждому рабочему участку поля могут быть получены двумя способами:

- в результате агрохимических обследований, выполненных специализированной организацией;

- в результате собственных изысканий с применением пробоотборников и лабораторий по анализу проб.

В первом случае данные уже разнесены по участкам и необходимо их ввести в соответствующие позиции. Обновление сведений агрохимического состояния почв должно проводиться не реже 1 раза в 5 лет.

Во втором случае, по точечным замерам программа формирует поверхность характеризующую распределение питательных элементов по всей территории. Данный метод позволяет выявить локальные особенности на каждом рабочем участке, поскольку показывает распределение данных, а не их усредненное значение. Однако для ряда расчетов необходимо оперировать едиными показателями уровня содержания питательных веществ в почве в пределах участка. Программа позволяет рассчитать по распределенному показателю одно значение различными методами. Второй способ агрохимического мониторинга является более перспективным, поскольку готовит данные для дифференцированного внесения удобрений. Принятие решений, например, о необходимости дополнительного внесения удобрений на конкретном участке поля будет основываться на информации, полученной с помощью глобальной позиционной и географической информационной систем, традиционных источников, а также на основе экспертных оценок практиков и консультантов. Зная карты урожайности, почвенные и другие характеристики полей, используя глобальную позиционную и географическую информационную системы, датчики, исполнительные автоматические устройства рабочих частей машин, можно составлять программу последующего движения машинного агрегата (например, с целью внесения удобрений) и по заданным программам вносить на конкретный участок поля соответствующее количество удобрений с сочетанием азота, фосфора и калия в необходимых пропорциях.

Мировая практика применения «точного (ориентированного) сельского хозяйства» показывает, что в США, Японии, Китае и некоторых европейских странах (Германия, Англия, Голландия, Дания) «точным сельским хозяйством» начали заниматься с 80-х годов, в странах Восточной Европы - с начала 90-х годов прошлого столетия. (Личман, Марченко, Дринча, 2004.)

Наибольшее распространение получили плоские (двухмерные) карты. Двухмерная система координат на картах ориентирована обычным образом (Север-Юг - по вертикали и Запад-Восток - по горизонтали) с указанием расстояния (в метрах) от места расположения обсерватории (Гринвич в Англии, Пулково в России) или иной реперной геодезической точки, координаты которой известны. Для некоторых задач, например, для почвообразования в ландшафте, применяются объемные (трехмерные) карты. Разграничение на карте областей, отличающихся параметрами, производится раскраской с ранжированием по интенсивности цвета и легендой, соответствующей этому ранжированию. Раскраска может быть как черно-белой, так и цветной.

Система компьютерного мониторинга урожайности - эффективный способ определения изменений уровня влажности и урожайности на полях хозяйства. С учетом данных о том, какой участок поля принесет больший урожай, исходя из оптимизации затрат и извлечения максимальной прибыли, принимается решение о дифференцированной обработке полей. Возможна постановка противоположной задачи - снижения затрат в соответствии с потенциалом урожая на бедных землях. По желанию, в любой момент систему компьютерного мониторинга урожайности можно легко превратить в систему картографирования урожайности. В рамках комплексной системы управления сельскохозяйственным предприятием электронные карты полей применяются для учета севооборота, для мониторинга подвижных объектов, для организации перевозок, для картирования урожайности, для исследования почв, для статистического и тематического анализа данных, для планирования производственного процесса и пр. Сравнивая те или иные характеристики полей с картами урожайности, специалисты хозяйства могут выявлять причины неравномерной урожайности сельскохозяйственной культуры на поле (отдельные участки поля более продуктивны, чем другие).

Учет различных форм изменчивости на поле является сердцевиной оценок и управления в точном земледелии. Оценки пространственной изменчивости урожайности на сельскохозяйственном поле могут быть получены путем сравнения прогнозируемого урожая с полученным в данной точке поля. При этом, естественно, погрешности оценок возрастают на краях полей, а также на полях с сильным пространственным разбросом плодородия или неоднократными сменами лимитирующих факторов. Для получения данных, позволяющих построить карты урожайности, используются монтируемые на уборочной машине измерительные системы: объемная - для зерновых и весовая - для корне- и клубнеплодов. Для определения координат положения уборочного комбайна на сельскохозяйственном поле используется система DGPS.

Построение карт рассмотрено на примере составления карт урожая для корне- и клубнеплодов. Основное назначение карты урожая заключается в фиксации результатов комбайновых уборок посредством непрерывной системы измерений клубней или зерна в сочетании с Глобальной позиционной системой (DGPS). Мобильные буксируемые системы DGPS удобны для использования различных источников информации о величине урожая на поле. Существуют две весовых системы: конвейерная система и трейлерная. Трейлерная система в соединении с системой DGPS является практическим путем для получения урожайных карт некомбайновой уборки.

Для размещения системы весовой оценки урожая, собранного некомбайновым способом, создан трейлер. Разработан метод взвешивания на движущемся трейлере, использующий низкочастотный фильтр и алгоритм осреднения двух последовательных измерений собранной биомассы за каждые 25 секунд с точностью ±0,2 кг/с. Создана тарировочная карта, базирующаяся на DGPS и индентифицирующая направления особенностей поля при сборе урожая сахарной свеклы, а также устанавливающая места, в которых ошибки измерения собранного урожая, вызванные влиянием неровностей поверхности почвы, незначительны.

Ценность карт зависит от того, насколько правильно они будут проанализированы. Главная цель интерпретации карт урожайности - увеличение прибыльности за счет лучшего понимания природных и антропогенных причин, обусловливающих изменчивость урожайности в пределах одного поля.

Для успешной интерпретации карт привлекается дополнительная информация о поле. Для эффективной оценки влияния всей совокупности факторов на урожайность используют ГИС, устанавливающие связь между урожайностью и другими характеристиками поля.

На основе данных об урожайности товаропроизводитель может судить о преимуществах или недостатках конкретной технологии возделывания данной культуры. Изучая изменчивость урожайности в рамках одного поля (на элементарных участках), товаропроизводитель может определить причины, вызывающие это, и устранить их.

Многие факторы, влияние на урожайность, взаимозависимы. Ключом к интерпретации карт является более глубокое понимание причин, вызывающих изменение урожая, и выявление тех из них, которые обусловлены действиями самого производителя во время выращивания соответствующей с.-х. культуры. Составление карт урожайности эффективно лишь в том случае, когда эта информация будет использована для более обоснованного принятия решения. В настоящее время ведутся работы по автоматизации процесса составления карт урожайности с использованием последних достижений в электронике и глобальном позиционировании. (Личман, 2004.)

На основании топографических данных о расположении рабочих участков полей и паспортов полей система позволяет определять следующие показатели:

- уклоны местности (усредненный, продольный и поперечный);

- экспозиции (направление) склонов (на север, на юг, на восток, на запад);

- степень эродированности;

- механический состав почв.

Комбинируя эти сведения с данными агрохимического состояния, картами урожайности, уровнем выпавших осадков, поверхностным стоком и пр., можно определять локальные участки, характеризуемые некоторой оценкой: вымыванием или наносом удобрений и СЗР, заболачиванием или недостатком влаги вплоть до прогнозирование урожайности.

Технология анализа данных обеспечивается средствами пространственного анализа ГИС. Пользователю представляется широкий спектр мощных функций пространственного моделирования и анализа. В основе анализа лежат функции построения и преобразования векторных данных в матричные (растровые) и обратно. Пространственный анализ включает:

- Преобразование векторных данных в матричные.

- Создание буферных зон по расстоянию и близости объектов.

- Создание карт плотности объектов.

- Создание непрерывных поверхностей по точкам.

- Построение изолиний (интерполяция), расчет углов наклона, экспозиции склонов, отмывки рельефа.

- Проведение анализа по матричной карте.

- Выполнение алгебраических операций и логических запросов к серии карт и матриц.

- Выполнение оверлейных операций (вхождение, пересечение, близость). Одним из преимуществ систем информационной поддержки принятия решений по комплексному природопользованию, создаваемых на базе ГИС, является то, что они позволяют в одной информационной среде и на основе единой базы данных решать различные задачи территориального развития. Например, в среде ГИС на основе трехмерной компьютерной модели местности агроном может проанализировать процессы эрозии почв на территории. Специалист по лесоустройству может оперативно отслеживать объемы вырубок или последствия лесных пожаров на этой территории.

Автоматизированный сбор данных, на основе GPS навигации

Сбор информация для функционирования системы осуществляется в автоматизированном режиме. Аппаратные средства мониторинга обеспечивают прием GPS-сигналов, сбор измерений с установленных датчиков и передачу пакета измерений по установленным параметрам на сервер базы данных. Для передачи данных используется GSM-модем и SIM-карта. Передача осуществляется с использованием GPRS канала по сети Internet. Кроме данных собираемых в автоматическом режиме система позволяет осуществлять импорт информации с внешних носителей данных, или ручной ввод из журналов учета и регистрации.

Рис. 6.Система наблюдения за сельскохозяйственной техникой

Система состоит из трех блоков аппаратно-программных средств:

1. Мобильный блок (бортовое оборудование объектов мониторинга):
   
   - телематический программируемый логический контроллер (ТПЛК) объектов мониторинга;
   
   - датчики уровня топлива
   
   - комплект громкой связи

2. Серверный блок (центр сбора данных)
   
   - Web-сервер - IP адрес для приема информации;
   
   - система управления базами данных (СУБД);
   
   - программное обеспечение системы мониторинга;

3. Клиентский блок (рабочее место оператора системы):
   
   - программное обеспечение ГИС Панорама АГРО;
   
   - программное обеспечение ГИС Карта 2008;

Телематический программируемый логический контроллер предназначен для регистрации цифровых данных, значений дискретных и аналоговых сигналов, а также для управления дискретными и цифровыми выходами и встроенным GSM/GPRS-модулем. ТПЛК обеспечивает прием GPS-сигналов, сбор измерений с установленных датчиков (уровень топлива) и передачу пакета измерений по установленным параметрам в базу данных системы. Для передачи данных используется GSM-модем и SIM-карта, встроенные в ТПЛК. Передача осуществляется с использованием GPRS канала по сети Internet. Для передачи используется механизм программируемых макросов устройства и php-скриптов, хранящихся на Web-сервере.

Серверный блок обеспечивает сбор и накопление информации о перемещении сельскохозяйственной техники, измерений с установленных датчиков и доступ к нему операторов системы с клиентских рабочих мест.

Для приема информации от системы мониторинга необходимо наличие постоянно функционирующего сервера данных, подключенного к сети Internet (реальный IP-адрес). На функционирование системы в целом влияет:

• качество каналов связи до точки подключения сервера

• полнота покрытия территории сельскохозяйственных угодий сотовой связью.

Наличие зон радионевидимости компенсируется наличием у аппаратных средств мониторинга встроенной памяти для хранения измерений при невозможности их передачи. При выходе в зону устойчивого сигнала, все накопленные измерений передаются в диспетчерский центр.

Так, первые комбайны фирмы «Массей-Фергюсон» были оборудованы приемниками-антеннами, принимающими сигналы со спутников, автоматическим устройством для мониторинга урожайности. Совмещая информацию о местонахождении комбайнового агрегата и мониторинга урожайности, можно узнать урожайность в любой точке поля в любое время.

Урожайность сельскохозяйственной культуры на различных участках одного поля не бывает одинаковой. На величину урожайности влияют такие факторы, как: качество почвы (плодородие, кислотность, механический состав); дозы и виды внесенных удобрений; топография местности; наличие лесополос; технология посева, ухода за сельскохозяйственной культурой, уборки урожая; качество семян; болезни, вредители сельскохозяйственных растений; погодные условия и многое другое. Подобное оборудование выпускают также компании «Джон Дир», «Класс», «Нью Холланд» и другие.

На основе данных, хранящихся на сервере, осуществляется определение местоположения техники. Таким образом, можно видеть перемещение автомобильной и сельскохозяйственной техники на фоне электронной карты полей. Параметры, измеряемые дополнительно установленными датчиками, отображаются в виде условных знаков, текстовых подписей, графиков и диаграмм. Диспетчерский центр ведет накопление измеряемых параметров в целях формирования отчетов по установленным формам. Также через средства диспетчерского центра осуществляется голосовая связь с водителями сельскохозяйственной техники. По результатам GPS-измерений программное обеспечение выполняет постобработку и выдает оператору следующую информацию:

- текущие координаты объекта мониторинга (X,Y);

- скорость передвижения объекта мониторинга (V);

- направление движения (угол);

- пройденное расстояние (D);

- пройденная площадь (S1=D*l, где l - ширина полосы обработки);

- обработанная площадь (S2) - за вычетом зон двойной обработки и пропущенных участков. Данная площадь позволяет оценить точность выполнения механизированных работ при соотношении с площадью поля;

- текущий расход топлива или объем топлива в баке (в зависимости от типа установленного на объект мониторинга датчика).

ГИС Панорама АГРО обеспечивает планирование и учет механизированных работ. Планирование и учет ведется для тех объектов, на которых установлены средства навигации. Функционирование системы происходит по следующей схеме:

- ежедневно в конце рабочего дня формируются плановые задания для водителей и механизаторов на следующий рабочий день;

- при необходимости утром вносятся изменения в учетные карточки водителей и механизаторов;

- выполняется расчет фактически выполненных работ за прошедшие сутки;

- производится выгрузка фактически выполненных работ в систему «Агрохолдинг» на платформе «1С» для план-фактного анализа, формирования бухгалтерской и финансовой отчетности.

В процессе работы можно просматривать и редактировать данные в диалогах системы. Результаты фактически выполненных работ можно разнести по полям для последующего экономического анализа.

Учет фактических работ может вестись путем ручного ввода данных или в результате импорта из подсистемы мониторинга диспетчерского центра. Обмен информацией между двумя подсистемами производится файлами в формате XML.

Применение ИАС «Агрохолдинг» на платформе «1С» позволяет в рамках предприятия использовать единый интерфейс и единую базу данных во всех структурных подразделениях: экономисты, агрономы, бухгалтерия.

Технико-экономическое планирование выполняется средствами ИАС «Агрохолдинг» и включает несколько модулей:

1.) Модуль «Технико-экономическое планирование» обеспечивает:

- планирование выпуска продукции растениеводства;

- определение потребности почв в питательных элементах с учетом плановой урожайности;

- составление технологических карт возделывания культур;

- формирование планово-учетных цен номенклатуры;

- составление баланса продукции растениеводства;

- расчет плановой себестоимости продукции растениеводства.

2) Модуль «Оперативное планирование» обеспечивает:

- распределение запланированной техники;

- корректировка плана сельскохозяйственных работ.

3) Модуль «Оперативный учет сельскохозяйственных работ» обеспечивает:

- оперативный учет выполненных с/х работ;

- формирование учетных листов трактористов-машинистов;

- формирование путевых листов автомобиля;

- учет расхода ТМЦ со склада.

4) Модуль «Оперативный учет сельскохозяйственной продукции» обеспечивает:

- учет прихода продукции с полей;

- учет реализация зерна с поля;

- учет реализации зерна с тока.

При этом данные могут собираться как с подсистемы «Диспетчерский центр», так и сниматься показания с электронных весов установленных на складах.

Бюджетирование и финансовый учет выполняется средствами ИАС «Агрохолдинг» и включает несколько модулей:

1. Модуль «Финансовый учет».
   
   Реализует функции финансового и бухгалтерского учета, учета расчетов с клиентами и поставщиками, учета основных средств, управления денежными средствами. Позволяет организовать комплексную информационную систему, соответствующую корпоративным, российским и международным стандартам и обеспечивающую финансово-хозяйственную деятельность.

2. Модуль «Бюджетирование».
   
   Детальная разработка плановых показателей всех подразделений. Актуализация бюджетов. Фиксация фактических данных (отслеживание исполнения). Анализ и контроль отклонений фактических показателей от плановых и выявление причин отклонений.

3. Модуль «Финансовый анализ».
   
   Получение аналитического баланса, отчета о прибылях и убытках в аналитической форме, расчета коэффициентов ликвидности, рентабельности, анализа финансовой устойчивости и прочих дополнительных показателей.

4. Консолидация данных в МСФО.
   
   Объединение всей информации предприятий для получение корпоративного анализа, трансформация данных для получения бюджетов и других показателей в стандарте Международной Системы Финансовой Отчетности.

Таким образом, повышение эффективности управления производством может быть достигнуто за счет внедрения новых информационных технологий. Применение указанных технологий позволяет:

- осуществлять дистанционный контроль работы хозяйства,

- оперативно получать справки и отчеты,

- проводить анализ эффективности вложений,

- вести историю полей по урожайности, культурам,

- планировать внесение удобрений с учетом особенностей полей,

- проводить анализ и вырабатывать предложения по перспективным работам,

- учитывать в своей работе данные о рельефе местности, и др. факторах,

- производить оценку качества работ на основе анализа данных мониторинга.

- оперативное отслеживание местоположения техники,

- голосовая связь с механизаторами и водителями,

- дистанционный контроль за расходованием ГСМ и состоянием техники,

- автоматизация планирования работ,

- автоматизация учета работ, исключение приписок,

- автоматическое формирование отчетов и справок,

- проведение сравнительного анализа плановых и фактических данных.

1.2.Использование информационных технологий в животноводстве

Эффективность животноводческого производства напрямую зависит от грамотного применения технологических процессов, определяющим значением из которых является кормление животных.

Учеными МСХА им. К.А. Тимирязева были разработаны компьютерные программы, направленные на оптимизацию рационов кормления, позволяющие проводить анализ и планирование кормления следующих групп животных:

• КОРАЛЛ - Кормление молочного скота

• КОРАЛЛ - Кормление выращиваемого скота

• КОРАЛЛ - Кормление свиней

• КОРАЛЛ - Кормление птицы

• КОРАЛЛ - Кормление овец

Цель программ - выявить и рационально использовать резервы животных, применяя сбалансированный рацион кормления, позволяющий обеспечить повышение эффективности эксплуатации животных, использования кормов и на основе этого наиболее рационально сформировать кормовые запасы.

Рис.7.Применение компьютерных программ Коралл-Кормление

В программах «КОРАЛЛ-Кормление» применена модель рациона, которая позволяет учитывать цену, питательность кормов, потенциальную продуктивность животных, потери, связанные с дисбалансом рациона и отражающиеся на воспроизводстве, здоровье и продуктивности животных. Применение программ позволяет в полной мере оценить значимость каждого компонента в формируемом рационе.

Программы позволяют решить следующие задачи:

1. Комплексно оптимизировать рацион и определить необходимые кормовые добавки с учетом стоимости, потери, усвояемости, перевариваемости корма, потенциальной продуктивности животного, эффективности кормовых добавок.

2. Рассчитывать рецепты комбикормов, премиксов, белковых витаминно-минеральных добавок (БМВД), которые будут максимально сочетаться с основными кормами (имеющимися в наличии).

3. Вести экономический учет плана расходования кормов.

4. Вычислять продуктивность скота.

5. Определять показатель сбалансированности рациона и экономические показатели: прибыль, рентабельность, стоимость продукции, фактически обеспечиваемой рационом, оплата кормапродукцией.

6. Расчет рациона может производиться как для отдельного животного, так и для конкретной физиологической группы.

7. В молочном животноводстве программа способна определять потенциальный, суточный и годовой удои животных.

Программа имеет возможность оптимизировать рацион по различным критериям: по максимальной продуктивности, рентабельности, сбалансированности, прибыли, заданной стоимости рациона, продуктивности.

Компьютерная программ «КОРАЛЛ-Кормление» способна интегрировать свою работу с программами «КОРАЛЛ- Кормовая база» и «КОРАЛЛ-Ферма КРС», в которых в свою очередь производится планирование необходимых запасов кормов и сырья, учитываются физиологические показатели животных на ферме для расчета полнорационных кормовых смесей. Интегрируются с прогрессивным оборудованием, автоматизирующим подготовку и раздачу кормов животным. (agrarnyisector.ru/kom-programmy-dlya-selskogo-khozyajjstva/paket-programm-korall-kormlenie-selskokhozyajjstvennykh-zhivotnykh.html)

Кроме того существует и ряд других компьютерных программ «КОРАЛЛ», которые в совокупности образуют единый комплекс логически взаимосвязанных программ (см. рис. 6); вместе с тем каждая программа может использоваться независимо.

Рис. 8. Состав и взаимосвязи программного комплекса КОРАЛЛ

Планирование и анализ Кормовой Базы

Программа КОРАЛЛ - Кормовая База объединяет данные о потребности в кормах, комбикормах, премиксах для кормления различных видов и половозрастных групп животных, определяет потребности комбикормового производства в сырье, необходимом для обеспечения требуемых объемов выпуска или кормления, а также анализирует обеспеченность заявок, подготовленных в программах КОРАЛЛ - Кормление.

Главное назначение программы - по рассчитанным рационам и рецептам кормосмесей, комбикормов, премиксов и кормовых добавок выполнять планирование запасов кормов и кормового сырья.

Содержание животных на Ферме КРС

Программа КОРАЛЛ - Ферма КРС предназначена для автоматизации операций учета, планирования, контроля и анализа при эксплуатации и выращивании молочного скота на ферме КРС.

Фактически, работа зоотехника при управлении содержанием КРС с использованием программы КОРАЛЛ - Ферма КРС приобретает ряд новых качеств: обозримость физиологического состояния стада, удобство, наглядность анализа, оперативность и обоснованность при принятии решений.

Для диагностики болезней и определения мер борьбы с болезнями предназначены программы

• КОРАЛЛ - Болезни КРС

• КОРАЛЛ - Болезни свиней

• КОРАЛЛ - Болезни птицы

• КОРАЛЛ - Болезни собак

Для кого разработаны программы КОРАЛЛ?

В программах КОРАЛЛ заложены универсальные решения, позволяющие повышать эффективность работы как специалистам, непосредственно связанным с кормлением и содержанием сельскохозяйственных животных, так и тем, кто решает задачи заготовки и производства кормов и кормовых добавок.

По специфике использования программ можно выделить следующие категории Пользователей:

• Персонал, эксплуатирующий животных или отвечающий за их эксплуатацию - фермеры, зоотехники, ветврачи, зооинженеры животноводческих предприятий и племзаводов

• Технологи комбикормовых производств и фирм, производящих кормовые добавки или специфические кормовые продукты

• Руководители, экономисты и главные специалисты животноводческих и кормопроизводящих предприятий

• Научные сотрудники, занимающиеся исследованием процессов кормления животных

• Главные специалисты региональных управлений животноводства и сотрудники информационно-консультационных служб

• Студенты и слушатели курсов повышения квалификации в отраслях животноводства и кормопроизводства

Какие задачи решаются с помощью программ КОРАЛЛ?

Фермеры и зоотехники предприятий применяют программы для

• зоотехнического и экономического анализа рационов, по которым кормят животных

• планирования рационов с оптимизацией по тем или иным критериям

• формирования производственных заданий и заявок на обеспечение животных кормами

• расчета кормового плана

• планирования кормовой базы

Зоотехники, зооинженеры, ветврачи используют программы для

• автоматизированного учета технологических операций на фермах

• контроля состояния животных

• диагностике болезней

• планирования и проведения ветеринарных мероприятий

• планирования и анализа эффективности работы фермы

Технологи комбикормового производства разрабатывают рецепты комбикормов, БМВД, премиксов

• обеспечивая заданную питательность рецепта (состав комбикорма, премикса)

• рассчитывая рецепты с учетом требуемой сбалансированности рационов Заказчика, производя адресные комбикорма, БМВД, премиксы

Производители кормовых добавок и разработчики специфических кормовых продуктов

• оценивают эффективность дополнения кормов потенциального Заказчика разрабатываемыми кормовыми продуктами

• определяют возможные минимальную и оптимальную для Производителя цены кормового продукта

Научные сотрудники применяют программы для

• разработки эталонных рецептов рационов для различных видов животных и разных периодов их физиологического цикла

• оценки влияния дисбаланса по исследуемым компонентам питания и соотношениям на продуктивность и здоровье животных, срок их промышленной эксплуатации

• оценки влияния новых компонентов питания на показатели рациона при их включении в нормы кормления

Руководители и главные специалисты животноводческих и кормопроизводящих предприятий с помощью программ КОРАЛЛ контролируют качество и эффективность работы своих подчинённых.



Главные специалисты региональных управлений животноводства, информационно-консультационных служб используют программы для

• контроля уровня и сбалансированности кормления животных в хозяйствах региона

• выработки рекомендаций по рационализации кормления

• анализа рынка кормовых продуктов по соотношению цены и эффективности продукта

Программы представляют собой Экспертные Системы, разработанные для Экспертов и Пользователей. Эксперт закладывает правила диагностики через задание связей по болезням и признакам, по влиянию тех или иных признаков на их вклад в определение болезни. Также Эксперт описывает способы и схемы борьбы с болезнью, ее лечение, меры профилактики.

Пользователь, работая с программой, самостоятельно по задаваемым признакам болезни диагностирует болезнь, получает необходимые сведения по лечению и профилактике, и может последовательно уточнять диагноз, используя все связи и знания, заложенные в программу Экспертом. (www.korall-agro.ru/)

Изучив и проанализировав информационные технологии, применяемые в сельском хозяйстве, мы пришли к выводу, что информатизация всех отраслей сельского хозяйства повысит производительность труда, снизит затраты, обеспечит экономический рост хозяйства.

ГлаваII Внедрение информационных технологиий в СПК - колхозе имени С.Г. Шаумяна

2.1. Информационные технологии, используемые в СПК - колхозе имени С.Г. Шаумяна

СПК- колхоз имени С.Г. Шаумяна одно из сильнейших предприятий сельского хозяйства не только района, но и области. Коллективная форма хозяйствования доказала свою жизнеспособность и эффективность.За 2014 год колхозом достигнуты успехи по всем сельскохозяйственным отраслям, большое внимание уделяется социальной программе.

Одним из аспектов успешной работы агропредприятия является использование новой техники и внедрение информационных технологий.

Для обработки земель колхоза приобретена и успешно работает новая техника. Это зерноуборочные комбайны «Дон 1500» и «ACROS», самоходный опрыскиватель «Challenger», трактора американского производства « John Deere»(на резиновых гусеницах) мощностью 335 и 500л.с., немецкие колёсные трактора «Fendt» и другая техника.

В 2010 году в колхозе опробовали спутниковую систему мониторинга. На первом этапе поставили навигационную систему на несколько тракторов. Это позволило в тёмное время суток подкармливать посевы озимой пшеницы на всей их площади. Весной агронавигацией были дооснащены трактора, которые участвовали в севе и опрыскивании. Использование этой технологии позволяет более своевременно выполнять все технологические операции, что положительно сказывается на количестве и качестве урожая. Затем установили системы спутникового мониторинга на все зерноуборочные комбайны. При соблюдении скорости комбайна до 5 км/ч потери при уборке урожая сокращаются как минимум на 1ц/га. А скорость комбайна также контролируется на мониторе. Также повышению производительности труда и сокращению расходов способствует применение системы параллельного вождения на базе GPS навигации.

Благодаря этому хозяйство собрало дополнительно 400 тонн зерна, стоимость которого не только окупила затраты, но позволила установить систему мониторинга ещё на 60-ти автомашинах и 20-ти тракторах. Проект окупился за один год. Сейчас системой спутникового мониторинга оснащён весь автотракторный парк колхоза. Мониторинг техники позволяет руководителю проводить автоматизированный сбор данных, на основе GPS навигации, наблюдать за перемещением техники, проводить оперативный учет сельскохозяйственных работ.

.

Рис. 8. Карты мониторинга техники

Система точного земледелия с использованием спутниковой технологии, в конечном счете, реально снижающая себестоимость сельскохозяйственной продукции. Сделанные из космоса снимки позволяют с высоким уровнем точности определить проблемные участки, рассчитав оптимальные нормы внесения удобрений, средств защиты растений для получения в дальнейшем максимальных урожаев. Почвенный анализ является неотъемлемой частью данной технологии, с помощью которой устанавливается содержание в почве питательных веществ, необходимых растению для здорового роста, что актуально в любой сезон. Электронная карта составляется на основе данных, поступающих с бортового компьютера комбайна или трактора. Программа позволяет вести строжайший учет не только семян, удобрений и средств защиты растений, но и расхода топлива.

Слаженная работа и новые технологии обеспечили высокий результат, который можно проследить по таблице (таблица1)

Таблица1- Динамика развития колхоза им.С.Г. Шаумяна

2.2 Разработка подсистемы автоматизированной оценки эффективности работы

Применяемые в колхозе имени С.Г. Шаумяна информационные технологии позволяют получать объективные данные о количестве выполненных работ, количестве израсходованного при этом топлива, времени простоев и о многом другом.

На основе этих данных производится расчет заработной платы с использованием заданных коэффициентов, нормативов. Однако используемые методики расчета не всегда позволяют учесть специфику конкретного хозяйства, мнения его работников, а это может привести к сомнениям относительно объективности полученных результатов, и, как следствие, к снижению уровня мотивации работников к эффективному выполнению своих обязанностей.

В связи с этим представляется целесообразной разработка методики комплексной оценки эффективности труда, позволяющей учитывать как объективные, так и субъективные оценки.

При разработке методики оценки эффективности труда за основу взят метод комплексирования показателей качества.

Как известно, при вычислении комплексной оценки в подавляющем числе случаев применяют одну из средневзвешенных формул (арифметическую, геометрическую, гармоническую), а также применяют принципы теории машинного «распознавания образов». Большинство советских и зарубежных исследователей при разработке методов комплексной оценки качества с учетом весомости свойств отдают предпочтение этому методу благодаря простоте вычисления. Результат в этом случае в равной степени зависит от всех усредняемых величин. (Недбай, Мерзликина, 2008.)

Для оценки эффективности труда используются следующие показатели: количество выполненной работы (в условных единицах), количество израсходованного топлива (в кг), продолжительность простоев по техническим причинам (в часах), затраты на запасные части, техническое обслуживание и ремонт.

Оценка значимости (важности) перечисленных показателей производится экспертным методом. Существует несколько методов экспертного определения весомостей: метод предпочтений, метод ранга, метод попарного сопоставления. В рассматриваемом случае применяется метод предпочтений, который заключается в том, что каждый эксперт ранжирует показатели в порядке их предпочтений с таким расчетом, чтобы наименее важное свойство получило бы ранг 1, следующее 2 и т.д.

Группа экспертов в количестве 5 человек включала руководителей, специалистов и механизаторов колхоза имени С.Г. Шаумяна.

Таблица 1 - Матрица ранжирования показателейРазмерности приведенных единичных показателей различны, поэтому от их абсолютных значений переходят к относительным. Поскольку эти показатели всегда безразмерны, значение комплексного показателя также является безразмерным.

Для перехода к относительным показателям качества можно использовать соотношения, учитывающие характер зависимости уровня качества от значения показателя:

, если повышению качества соответствует увеличение значения единичного показателя, например, увеличение количества выполненных работ, соответствует повышению качества труда;

, если повышению качества соответствует уменьшение единичного показателя, например, увеличение расхода топлива, соответствует снижению качества.

В этих зависимостях - нормирующее значение показателя качества, имеющее ту же размерность, что и . В качестве нормирующего значения часть применяют базовые показатели качества. Если таковые не установлены, а сравниваются между собой несколько объектов одного функционального назначения, структура показателей качества которых одинакова, в качестве нормирующих значений принимаются значения, характеризующие один из сравниваемых объектов.

Комплексная оценка определяется как среднее арифметическое взвешенное:

.

Количество выполненной работы в условных единицах определяется как обобщенная характеристика, учитывающая обработанную площадь S (га), технологическую сложность выполняемой работы Сл и условия труда Усл (вредность, напряженность и др.):

Сложность и условия труда по различным видам работ можно оценить экспертным методом.

Таблица 2 - Матрица ранжирования видов работ по сложностиСл

1

2

3

4

5

1 - пахота

4

3

3

7

3

20

0,74

2 - культивация сплошная, лущение, боронование

5

4

4

10

4

27

1

3 - междурядная обработка

9

9

10

9

10

47

1,74

4 - посев

6

5

5

5

7

28

1,03

5 - внесение удобрений

7

7

7

1

5

27

1

6 - опрыскивание

8

8

8

8

6

38

1,4

7 - прямая уборка с/х культур

10

5

6

4

9

34

1,25

8 - подбор и обмолот валков

3

6

9

6

8

32

1,18

9 - скашивание в валки

1

2

1

3

1

8

0,29

10 - уборка зеленых кормов

2

1

2

2

2

9

0.33

270

10

27

Таблица 3 - Матрица ранжирования видов работ по условиям труда

Усл

1

2

3

4

5

1 - пахота

1

1

1

1

1

5

0,18

2 - культивация сплошная, лущение, боронование

7

8

8

10

4

37

1,34

3 - междурядная обработка

6

6

9

9

6

36

1,3

4 - посев

5

2

5

6

5

23

0,83

5 - внесение удобрений

8

7

7

7

7

36

1,3

6 - опрыскивание

9

10

10

8

10

47

1,7

7 - прямая уборка с/х культур

10

9

3

3

9

34

1,23

8 - подбор и обмолот валков

4

5

6

5

8

28

1,01

9 - скашивание в валки

2

4

4

4

2

16

0,58

10 - уборка зеленых кормов

3

3

2

2

3

13

0,47

275

10

27,5

Для облегчения труда и сокращения времени, мы составили «программу»( в Excel), которая позволит рассчитывать оценки эффективности работы, и, кроме того, учитывать периодические изменения мнений экспертов.

Заключение

Изучив теоретический материал по теме, мы пришли к выводу, что внедрение в сельское хозяйство информационных технологий помогает в сравнительно небольшие сроки повысить эффективность работы и социально-экономический статус сельхозпредприятия.

Изучив опыт работы колхоза имени Шаумяна, убедились, что период окупаемости инвестиций направленных на внедрение информационных технологий составляет от 1 года до 3 лет в зависимости от масштаба внедряемой системы, а первый эффект от внедрения системы отчетливо виден уже по окончанию первого сезона применения. Конкурентоспособность хозяйства растет вместе с прибыльностью бизнеса в результате снижения затрат и роста эффективности использования имеющихся ресурсов. Это даёт возможность расширять производство, развивать собственные социальные программы и вести кадровую работу.

Таким образом, наша гипотеза подтвердилась. Применение информационных технологий повышает производительность и эффективность труда, что ведёт к экономическому росту, как самого хозяйства, так и экономики в целом.

Список литературы

1. Измайлов А.Ю., Личман Г.И., Марченко Н.М., Точное земледелие - проблемы и пути решения. Журнал «Сельскохозяйственные машины и технологии» №5, 2010, стр.9-14.

2.Личман Г.И., Марченко Н.М., Дринча В.М. Основные принципы и перспективы применения точного земледелия /Всероссийский НИИ механизации сельского хозяйства (ГНУ ВИМ). - М.: Россельхозакадемия, 2004.

3. Основы квалиметрии. Версия 1.0 [Электронный ресурс] : электрон. учеб. пособие / А. А. Недбай, Н. В. Мерзликина. - Электрон. дан. (2 Мб). - Красно-ярск : ИПК СФУ, 2008.)

• eco-razum.com/about/tochnoe-zemledelie-tehnologii.php

• Пугачев П.М., к.т.н , ВИМ, Сорокин А.В., агротехнолог, ООО АГРОштурман, Сабуров Д.П., гл. инженер, ООО АГРОштурман info@agrosturman.ru

• www.gisinfo.ru

• www.gisinfo.ru
  
  www.gisinfo.ru/item/65.htm

• ukrainianforum.net/t3-topic

• agrarnyisector.ru/korall

• www.radixtools.ru/publish-gis-agriculture

• www.korall-agro.ru/</</font>

• agrarnyisector.ru/kom-programmy-dlya-selskogo-khozyajjstva/paket-programm-korall-kormlenie-selskokhozyajjstvennykh-zhivotnykh.html