Автореферат (1151751), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

где - расход ДМ, ; - орошаемая площадь, ;

Время полива на позиции зависит от свободного давления воды на гидранте машины, ее напорно-расходной характеристики и поливной нормы нетто. Поливная норма брутто рассчитывается с учетом потерь на испарение и смачивание листовой поверхности культуры. По поливной норме брутто корректируется продолжительность полива и производительность ДМ за смену. Расчет сменной выработки и нормы обслуживания самодвижущихся дождевальных машин и машин позиционного типа выполнен согласно методическим указаниям; исходные данные получены из справочных материалов.

Проверка гидравлической модели закрытой оросительной сети проводилась путем постановки численных экспериментов с использованием данных по Лузинской ОС. Расчетные и полученные с помощью инструментальных методов данные представлены в таблице 1. Результаты сравнения показывают достаточно высокую точность гидравлических расчетов и возможность использования разработанной модели для решения практических задач.

В главе приведены формулы и примеры расчета технологических параметров работы ДМ (в зависимости от давления и поливной нормы): время работы на позиции, норма обслуживания оператором с учетом коэффициента эффективности эксплуатации, зависящего от технического состояния ДМ, погодных условий, микрорельефа, орошаемой сельскохозяйственной культуры и др. В сценарных исследованиях показана возможность использования гидравлической модели для прогноза поверхностного стока и возникновения эрозионных процессов при проведении полива в тех случаях, когда меняется режим работы ДМ.

Таблица 1. Сравнение натурных и расчетных данных

Четвертая глава посвящена оптимальному управлению производством поливов на закрытой оросительной системе. Управление базируется на решении задачи формирования оптимального графика полива и предполагает необходимость увязки подачи воды насосной станцией с расходом дождевальной техники, поливной нормой (брутто), орошаемой площадью поля и наличием операторов ДМ. Сопряжение перечисленных параметров достигается путем использования имитационной гидравлической модели закрытой оросительной системы, которая позволяет увязать технические характеристики оросительной сети с организационно-технологическими и агротехническими требованиями выполнения поливных работ. На решении задачи формирования оптимального графика работы поливной техники с увязкой технических характеристик ОС и требований выполнения поливных работ строится система управления поливами.

Система оптимального управления производством поливов предназначена для реализации расчетного оперативного плана орошения путем формирования на заданный период времени эксплуатационного графика работы дождевальной техники и насосной станции, согласованного по гидромодулю оросительной сети и имеющимся трудовым ресурсам.

При решении оптимизационной задачи приоритет включения дождевальной техники определяется путем поиска максимального значения функции, характеризующей эффективность полива, которая зависит от ряда показателей: планируемой урожайности и стоимости продукции, отзывчивости сельскохозяйственной культуры на орошение, производительности ДМ и др. В соответствии с принятым критерием значение функции оценки приоритета включения дождевальной техники определяется возможным ущербом (потерей урожая) при смещении (изменении) фактической даты реализуемого полива от расчетной. Функция стоимости потерь урожая на площади, обслуживаемой одной ДМ, определится по выражению:

, (9)

где – стоимость продукции (руб.), потенциально теряемой с части j-ого поля, обслуживаемой ДМ номера n; – удельная стоимость продукции, равная произведению плановой урожайности и стоимости продукции, т.е. , руб/га; - площадь участка j-ого поля, га, k_k - коэффициент, характеризующий отзывчивость культуры на орошение, равный отношению урожайности культуры без орошения к урожайности при орошении ( ).

В процессе производства поливов значение приоритета включения дождевальной техники будет изменяться в зависимости от разницы между плановой датой полива (t₀) и датой его реализации (t_i), задаваемой эксплуатационным графиком. Тогда значение технико-экономического показателя потерь U определяется согласно целевой функции, которая примет вид:

(10)

Основные ограничения оптимизационной задачи – по гидромодулю, трудовым ресурсам и агротехническим требованиям.

Алгоритм решения оптимизационной задачи (2) построен на использовании градиентного метода. Определение приоритета включения ДМ проводится по их усредненным характеристикам согласно выражению (9), приведенного к безразмерному виду, как и целевая функция (10). На рисунке 7 в графической форме представлена динамика изменения приоритетов включения ДМ.

Рис. 7. Динамика изменения приоритетов включения ДМ с различной производительностью и величиной обслуживаемой площади

Рассчитанные таким способом значения приоритетов включения для всех машин группируются по полям и суммируются (таблица 2).

По убыванию значений приоритета проводится упорядочение номеров орошаемых полей и включаемых в работу ДМ. Поле с наибольшим значением функции (2) занимает первое место в очереди на полив, а для каждого поля на первое место выходят ДМ с максимальной производительностью. Очевидно, что дата включения ДМ с максимальной производительностью на первом (по приоритету на полив) поле совпадет с датой полива, заданной оперативным планом. Одновременное включение второй (очередной) машины допускается, если мощность насосной станции и наличие операторов позволяют это сделать (проверяются два основных ограничения). На этом этапе осуществляется переход от усредненных гидравлических характеристик ДМ к характеристикам, рассчитанным с помощью гидравлической модели оросительной сети, что обеспечивает оптимизацию процесса управления поливами.

Таблица 2. Показатели значений приоритетов включения ДМ

Продолжительность полива по каждой включенной машине заносится в сетевой график поливных работ (рис. 8). Продолжительность полива участка поля, обслуживаемого ДМ, предварительно рассчитывается с учетом поливной нормы брутто, орошаемой площади и продолжительности работы ДМ за сутки.

Рис. 8. Укомплектованный сетевой график производства поливов

Характеристики

Список файлов диссертации