Теоретичне обґрунтування і практична реалізація створення інформаційних систем в зрошуваному землеробстві

Прямий економічний ефект буде отримано за рахунок збільшення продукції, скорочення витрат, зменшення втрат.

АСУ-сільгосп позитивно вплине на:

- збільшення виробництва продукції завдяки більш раціональному розподілу і використанню земельних, трудових, енергетичних і матеріальних ресурсів;

- скорочення втрат у сільськогосподарському виробництві, які часто виникають через несвоєчасне прийняття рішень, малоефективних дій по управлінню виробництвом, особливо в складних ситуаціях;

- зменшення втрат у процесі заготівлі, переробки і зберіганні сільськогосподарських продуктів;

- більш інтенсивне використання основних фондів, підвищення продуктивності праці;

- удосконалення структури управління виробництвом, наукова організація управлінської праці.

Аналіз вітчизняної практики і зарубіжних матеріалів показує, що у якості інтегральних оцінок можуть бути прийняті збільшення випуску продукції підприємствами на 8-10 % і зменшення витрат на 4-6 %.

Реалізація розроблених в лабораторії АСУ ІЗПР УААН математичних моделей прогнозу та прикладних програм АРМ спеціаліста у виробничих умовах показала більш високу ефективність - до 35 % збільшення рівня врожаю, при умові чіткого виконання рекомендацій.

Розділ 6. - „Аналіз та узагальнення результатів проведених досліджень”. В дисертаційній роботі розроблено концепцію та методичні підходи до побудови бази знань „Зрошуване землеробство”. Наведено результати аналітичних і експериментальних досліджень. Обґрунтовано необхідність створення автоматизованої системи управління в зрошуваному землеробстві. Описано результати розробок по створенню пакету прикладних програм для автоматизованих робочих місць (АРМ) спеціалістів. Дано економічну оцінку виробничої перевірки результатів досліджень. Запропоновано нові форми трансформації знань у виробництво при практичній реалізації автоматизованої системи „Зрошуване землеробство” у вигляді програмного забезпечення для персональних комп'ютерів.

Висновки

1. Аналіз сучасного стану вирішення проблеми створення інформаційних систем надав можливість визначити найбільш перспективний шлях побудови автоматизованої системи управління в зрошуваному землеробстві на основі формування єдиного інформаційного фонду для комплексу прикладних програм у вигляді бази знань. Цей підхід дозволяє підтримувати систему у постійному розвитку, робить її гнучкою, універсальною.

2. Автоматизована система зрошуваного землеробства (АСЗЗ) створюється як науково-обґрунтована система зрошуваного землеробства побудована на основі економіко-математичних методів прийняття рішень при плануванні і оперативному управлінні технологічними процесами вирощування сільськогосподарських культур.

3. Методика створення АСЗЗ орієнтована на використання окремих її блоків - основних елементів науково-обґрунтованої системи зрошуваного землеробства як автономно, у вигляді окремих прикладних програм, так і при комплексному вирішенні задач в системі.

4. Запропонована база знань „Зрошуване землеробство” є системою організації і обробки нормативно-довідкової та понятійної інформації, яка завдяки структурній побудові надає можливість її диференційованого використання на різних рівнях доступу, як електронного довідника з питань зрошуваного землеробства так і універсального інформаційного фонду для створення прикладних програм.

5. Організація даних багаторічних досліджень в БЗ надає можливість аналізу більш широкого спектру факторів з їх взаємозв'язками, ніж окремо проведені досліди та визначити і обґрунтувати напрямки подальших досліджень для отримання нормативно-довідкової інформації, необхідної при управлінні продукційними процесами.

6. При проведенні досліджень удосконалено нормативні показники для довідників бази знань „Зрошуване землеробство” (вплив родючості ґрунту і добрив на продуктивність посівів сільськогосподарських культур, економічні пороги доцільності проведення технологічних операцій та інші показники, необхідні для прийняття управлінських рішень);

7. Удосконалено оцінку потенціалу родючості ґрунтів південного Степу України - запропоновано збалансований індекс родючості ґрунтів (ЗІРГ).

Запропонований нами метод має такі переваги:

- надається об'єктивна оцінка фактору родючості ґрунту за часткою його складових (окремих елементів) в змінах урожаю с.-г. культур;

- можливість оцінки родючості ґрунту, як за продуктивністю окремих культур, так і для оцінки родючості з урахуванням структури посівних площ.

- Можливість порівняння потенційної продуктивності різних агромасивів незалежно від кількості і різноманіття використаних при їх оцінці показників родючості. Для цього використовується стандартний індекс - середній індекс для основних культур.

8. Методика написання алгоритмів прийняття рішень при оперативному управлінні технологічними процесами вирощування основних с.-г. культур передбачає модульний підхід (окремі операції - окремі програми, об'єднані єдиною системою управління), що дозволяє монтувати різні комбінації технологій.

9. При оптимізації регіональної структури посівних площ слід вирішувати багатокритеріальну задачу, де крім економічних показників повинні враховуватись показники змін родючості ґрунту. Результати перевірки моделі показали, що вплив культур на ґрунт покращився з 3 балів до 5, а чистий прибуток зріс на 31,3 %.

10. Реалізація прикладних програм АРМ спеціаліста у виробничих умовах показала високу їх ефективність і екологічну безпечність (до 35 % збільшення рівня врожаю) при умові чіткого виконання рекомендацій.

11. Найперспективнішою формою трансформації знань у виробництво є використання автоматизованої системи „Зрошуване землеробство” (АСЗЗ), як електронного консультанта через мережу опорних пунктів Центру наукового забезпечення АПК.

Список основних опублікованих праць за темою дисертації

Монографії

1. Лисогоров К.С. Математичне моделювання і створення автоматизованих систем управління

в зрошуваному землеробстві. -- Херсон: Айлант, 2003. - 184 с.

2. Сніговий В.С., Малярчук М.П., Лисогоров К.С. та ін. Система ведення сільського господарства Херсонської області. /Колективна монографія/. - Херсон: Айлант, 2004. - 264 с.

3. Міхеєв Є.К., Лисогоров К.С. Автоматизована система підтримки технологічних рішень в системах точного землеробства. - частина І: СППР СТЗ „Агротехнолог”. - Херсон: Айлант, 2004. - 39 с.

Брошури

1. Михеев Е.К., Лысогоров К.С., Степанова Н.А. Состояние и перспективы программированного выращивания урожаев сельскохозяйственных культур на орошаемых землях Украины.- Аналитический обзор МТ ЦНТИ.- Херсон, 1987.- 28 с.

2. Михеев Е.К., Лысогоров К.С. и др. Нормативы выноса и коэффициенты использования питательных веществ сельскохозяйственными культурами из минеральных удобрений и почвы.- Рекомендации. АПК СССР, ВИУА, ЦИНАО.- М., 1988.- 110 с.

3. Сніговий В.С., Морозов В.В., Лисогоров К.С. Стан і напрямки високоефективного використання зрошуваних земель. // Методичні рекомендації. Українська академія аграрних наук, Інститут землеробства південного регіону, Херсонський державний аграрний університет, Управління сільського господарства і продовольства облдержадміністрації. - Херсон, РВЦ “Колос”, 2002. - 65с.

4. Сніговий В.С., Лисогоров К.С. та ін. Наукове забезпечення стратегії розвитку меліорації і зрошуваного землеробства в південному регіоні України. /Колективна монографія/. - Херсон, 2004. - 68 с.

Статті у фахових виданнях

1. Сухоруков В.Ф., Михеев Е.К., Лысогоров К.С. Зависимость урожайности озимой пшеницы от некоторых показателей плодородия почвы: Сборник: Орошаемое земледелие. - К.: Урожай, 1987. - N 39. - С. 35-37.

2. Лысогоров С.Д., Лысогоров К.С. Мелиорация - главное условие эффективного использования в земледелии солнечного света. // Мелиорация и урожай, 1987.- N 2. - С.10-11.

3. Лысогоров С.Д., Кириченко В.П., Лысогоров К.С. Условия выращивания и стабильность урожаев орошаемых культур. // Земледелие, 1990.- N 6.- С. 62-64.

4. Лысогоров К.С., Воличенко Н.И. Оптимизационная система кормопроизводства и кормления животных с использованием персональных компьютеров: Збірник: “Таврійський науковий вісник”. - вип. I. - частина I. - Херсон: Айлант, 1996. - С. 109 - 111.

5. Лысогоров К.С. Оперативное планирование графика поливов на базе ПЭВМ та Лысогоров К.С., Шелудько А.Д Автоматизированная система защиты растений на базе ПЭВМ: Збірник: “Таврійський науковий вісник”. - вип. I. - частина 4. - Херсон: Айлант, 1997.- C.655-657.

6. Ушкаренко В.О., Лисогоров К.С. Встановлення залежності між фотосинтетично-активною радіацією і урожаєм сільськогосподарських культур та її використання: Збірник: „Таврійський науковий вісник”. - № 12. - Херсон: Айлант, 1999. - С. 6-13.

7. Ушкаренко В.О., Лисогоров К.С. Встановлення одноосібного показника, який характеризує пайову участь погодних умов в змінах урожаю сільськогосподарських культур та його стабільність: Збірник: „Таврійський науковий вісник”. - № 13. - Херсон: Айлант, 2000. - С. 8-11.

8. Ушкаренко В.О., Морозов В.В., Лисогоров К.С. База знань у зрошуваному землеробстві: Збірник: „Таврійський науковий вісник”. - № 19. - Херсон: Айлант, 2001. - С. 19-22.

9. Сніговий В.С., Лисогоров К.С. Економіко-математична модель оптимізації регіональної структури посівних площ: Збірник: „Таврійський науковий вісник”. - № 22. - Херсон: Айлант, 2002,- С. 257-260.

10. Сніговий В.С., Лисогоров К.С. Аналіз технологічного процесу вирощування с.-г. культур: Збірник: „Таврійський науковий вісник”. - № 23. - Херсон: Айлант, 2002. - С. 6-10.

11. Сніговий В.С., Лисогоров К.С. Збалансований індекс родючості ґрунтів (ЗІРГ): Збірник: „Таврійський науковий вісник”. - № 24. - Херсон: Айлант, 2002. - С. 11-14.

12. Ушкаренко В.О., Лисогоров К.С. Розробка елементів системи точного землеробства (СТЗ) на зрошуваних землях південного Степу України: Збірник: „Таврійський науковий вісник”. - № 26. - Херсон: Айлант, 2003. - С. 3-8.

13. Лисогоров К.С. Система точного землеробства на меліорованих землях - сучасний стан та перспективи реалізації в господарствах АПК півдня України: „Таврійський науковий вісник”. - №27. - Херсон: Айлант, 2003. - С. 59-62.

14. Лисогоров К.С. Розробка елементів автоматизованої системи зрошуваного землеробства (АСЗЗ) для умов південного Степу України: Збірник: „Таврійський науковий вісник”. - № 32. - Херсон: Айлант, 2004. - С. 301-305.

15. Морозов В.В., Лисогоров К.С. Проблеми створення інформаційних систем в сільськогосподарському виробництві: Науковий журнал „Вісник східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля”. - № 11(81), 2004. - С. 121-124.

16. Лисогоров К.С., Міхеєв Є.К. Прикладні аспекти реалізації системи точного землеробства: Збірник: „Таврійський науковий вісник”. - № 33. - Херсон: Айлант, 2004. - С. 271-277.

17. Лисогоров К.С. Розробка алгоритмів прийняття рішень на проведення технологічних операцій при вирощуванні с.-г. культур. // Вісник аграрної науки. - 2004. - № 11. - С. 54-56

18. Лисогоров К.С. Оптимізація структури зеленого та сировинного конвеєра. // Вісник Білоцерківського державного аграрного університету. - Вип. 29. - 2004. - С. 86-93.

19. Лисогоров К.С. Принципи побудови баз даних (БД) і баз знань (БЗ). - Збірник: „Таврійський науковий вісник”. - № 34. - Херсон: Айлант, 2004. - С. 150-155.

20. Лисогоров К.С. Теорія дослідження операцій як методична основа створення АСУ. - Збірник: „Таврійський науковий вісник”. - №35. - Херсон: Айлант, 2004. - С. 267-276.

21. Лисогоров К.С., Бояркіна Л.В., Сидякін К.В., Коваленко Г.К. Методичні підходи до організації інформаційно-довідкової бази „Ґрунтозахисна система землеробства посушливого Степу півдня України”: Збірник: „Зрошуване землеробство”. - № 43. - Херсон: Айлант, 2004,- С. 6-12.

22. Лисогоров К.С., Бояркіна Л.В., Коваленко Г.К. Інтелектуалізація ЕОМ. // Збірник: “Таврійський науковий вісник”. - вип. 37. - Херсон: Айлант, 2004. - С. 51-54.

Авторські свідоцтва

1. Комп'ютерна програма "Розрахунок оптимальної структури раціону годівлі тварин (по вартості) і балансу кормів у господарстві" ("Раціон"): А.с. ПА № 1425. Україна / Лисогоров К.С, Гусєв М.Г. Дата реєстрації 15.09.1998. Дата видачі 09.10.1998. Опубл. Каталог Держреєстрації вип. 2. - С. 64.

2. Комп'ютерна програма "Расчет нормы высева сельскохозяйственных культур в зависимости от цели посева, сорта (гибрида), качества семян и установка сеялок на расчетную норму высева " ("Посев"): А.с. ПА № 1426. Україна / Лисогоров К.С., Малярчук М.П. Дата реєстрації 15.09.1998. Дата видачі 09.10.1998. Опубл. Каталог Держреєстрації вип. 2. - С. 64.

3. База даних для комп'ютерної програми "Почвозащитная система земледелия засушливой степи юга Украины", БД "EROZIYA": А.с. ПА № 2185. Україна / Лисогоров К.С., Малярчук М.П., Писаренко В.А. Дата реєстрації 23.06.1999. Дата видачі 23.07.1999. Опубл. Каталог Держреєстрації вип. 3. - С.32.

Статті та тези доповідей

1. Лисогоров К.С. Фактори врожаю поливної кукурудзи: Збірник „Зрошуване землеробство”. - К.: Урожай, 1977. - № 22. - С. 29-32.

2. Лысогоров С.Д., Лавриненко А.М., Сухоруков В.Ф., Лысогоров К.С., Кириченко В.П. Факторы урожая кукурузы и их использование при программировании урожаев в условиях Ингулецкой оросительной системы: Сборник научных трудов ВАСХНИЛ: Научные основы программирования урожаев сельскохозяйственных культур.- М.: Колос, 1978. - С. 192 - 201.

3. Лысогоров С. Д., Лысогоров К. С. Значение комплексного применения мелиоративных и агротехнических мероприятий для высокоэффективного использования орошаемых земель.- В кн.: Мелиорация на Украине.- К.: Урожай, 1979.- С. 138 - 145.

4. Філіп'єв І. Д., Лисогоров К. С. Реакція гібрида кукурудзи Таврія ТВ на добрива та режим зрошення. // Вісник сільськогосподарської науки, 1980. - N 9.- С. 13 - 16.

5. Лисогоров К.С. Спільна дія зрошення і добрив на врожай зерна кукурудзи гібрида Таврія ТВ: Збірник „Зрошуване землеробство”. - К.: Урожай, 1980.- № 25. - С. 25-28.

6. Филипьев И.Д., Михеев Е.К., Шкрибтиенко А.П., Гамаюнова В.В., Драчёва Н.И., КриштопаП.А., Лысогоров К.С. Методические рекомендации по расчету норм минеральных удобрений под планируемый урожай сельскохозяйственных культур на орошаемых землях. - Министерство сельского хозяйства УССР, Южное отделение ВАСХНИЛ, Украинский научно-исследовательский институт орошаемого земледелия. - Херсон, 1981. - 23 с.

7. Филипьев И.Д., Мостовой П.Ф., Горб Л.П., Шевченко М.М., Лысогоров К.С. Рекомендации по использованию жидкого аммиака в качестве удобрения. - Южное отделение ВАСХНИЛ, Украинский научно-исследовательский институт орошаемого земледелия, областное управление сельского хозяйства. - Херсон, 1983. - 23 с.

8. Лысогоров С.Д., Лысогоров К.С. Комплексное применение мелиоративных и агротехнических мероприятий в использовании орошаемых земель.- В кн.: Мелиорация на Украине.- К.: Урожай, 1985. - С. 228 - 232.

9. Лысогоров С.Д., Лысогоров К.С. Факторы урожая и их регулирование. // Земледелие, 1986. - N 7. - С. 20 - 22.

10. Лысогоров С.Д. Лавриненко А.М. Сухоруков В.Ф. Кириченко В.П., Лысогоров К.С. Факторы урожая кукурузы и их использование при программировании урожаев в условиях Ингулецкой оросительной системы: Сборник тезисов докладов. - Уфа, М.: 1975. С. 84-87.

11. Лысогоров К.С. Действие и взаимодействие орошения и норм минеральных удобрений на урожай зерна кукурузы: Сборник тезисов докладов.- Днепропетровск, 1981. - С. 143-145.

12. Михеев Е.К., Лысогоров К.С. Зависимость урожайности сельскохозяйственных культур от показателей плодородия темно-каштановых почв: Сборник тезисов докладов.- Харьков, УНИИПА, 1985. - С. 203-205.

13. Лысогоров К.С., Малая Н.А., Павелко Л.П., Щербакова Е.Н. Автоматизированная система планирования технологических процессов возделывания с.-х. культур на орошаемых землях юга Украины: Сборник тезисов докладов.- Херсон, 1987. - С. 184-185.

14. Гусев Н.Г., Лысогоров К.С. Экологобезопасное производство качественных кормов на базе оптимизации технологических процессов. // Матеріали методичної конференції: "Сталий розвиток агроекологічних систем в умовах обмежень ресурсного забезпечення". - К:., 1998 - С. 22-24.

15. Лисогоров К.С. Регіональна база знань в зрошуваному землеробстві. //Міжнародна конференція присвячена 100-річчю з дня народження С.Д. Лисогорова. - Херсон, 2003. - 4 с.

16. Лысогоров К.С. Расчет доз минеральных удобрений под запрограммированный урожай кукурузы на зерно в условиях орошения. // Информационный листок ЦНТИ. - Херсон, 1985. - № 11. - 4 с.

17. Михеев Е.К., Лысогоров К.С., Малая Н.А. Автоматизированная система планирования технологий возделывания сельскохозяйственных культур. // Аналитическая справка, МТ ЦНТИ. - Херсон, 1988. - 4 с.

18. Лысогоров К.С., Вельмушкин В.Г., Барчук А.А. Установка сеялки на норму высева. // Информационный листок ЦНТИ. - Херсон, 1992. - № 66. - 4 с.

19. Лысогоров К.С., Вельмушкин В.Г., Хорошавин В.Ю. Оперативное планирование графиков поливов сельскохозяйственных культур с использованием ППЭБ. // Информационный листок ЦНТИ. - Херсон, 1992. - № 73. - 4 с.

20. Лысогоров К.С., Исичко О.М., Николаенко О.С. Оптимизация структуры зеленого конвейера. // Информационный листок ЦНТИ. - Херсон, 1992. - № 75. - 4 с.

21. Лысогоров К.С., Исичко О.М., Николаенко О.С. Автоматизация расчета сырьевого конвейера. // Информационный листок ЦНТИ. - Херсон, 1992. - № 74. - 4 с.

22. Лысогоров К.С., Воличенко Н.И., Николаенко О.С. Расчет оптимально сбалансированных рационов кормления животных. // Информационный листок ЦНТИ. - Херсон, 1992. - № 67. - 4 с.

23. Лысогоров К.С., Ковтун Н.Н., Шелудько А.Д. Автоматизированная система "Защита растений". // Информационный листок ЦНТИ. - Херсон, 1995. - № 52. - 1 с.

24. Лысогоров К.С. Автоматизированная справочно-информационная система знаний в орошаемом земледелии. // Информационный листок ЦНТИ. - Херсон, 1995. - № 51. - 1 с.

Анотація

Лисогоров К.С. Теоретичне обґрунтування і практична реалізація створення інформаційних систем в зрошуваному землеробстві. - Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.02 - сільськогосподарські меліорації. - Інститут гідротехніки і меліорації УААН, Київ, 2004.

В дисертаційній роботі розроблено концепцію та методичні підходи до побудови бази знань „Зрошуване землеробство”. Наведено результати аналітичних і експериментальних досліджень. Обґрунтовано необхідність створення автоматизованої системи управління в зрошуваному землеробстві. Описано результати розробок по створенню пакету прикладних програм для автоматизованих робочих місць (АРМ) спеціалістів. Дано економічну оцінку виробничої перевірки результатів досліджень. Запропоновано нові форми трансформації знань у виробництво при практичній реалізації автоматизованої системи „Зрошуване землеробство” у вигляді програмного забезпечення для персональних комп'ютерів.

Ключові слова: землеробство, зрошення, база знань, технологічні процеси, модель, автоматизована система, інформація, управління, алгоритми, програми.

Аннотация

Лысогоров К.С. Теоретическое обоснование и практическая реализация создания информационных систем в орошаемом земледелии. - Рукопись. Диссертация на соискание научной степени доктора сельскохозяйственных наук по специальности 06.01.02 - сельскохозяйственные мелиорации. - Институт гидротехники и мелиорации УААН, Киев, 2004.

В диссертационной работе обоснованы актуальность и практическое значение создания автоматизированных систем управления как наиболее перспективного направления в повышении эффективности использования орошаемых земель. Обоснована необходимость создания региональных баз знаний (БЗ) как универсального информационного фонда для разработки программных комплексов на уровне отрасли. Описаны результаты создания базы знаний в орошаемом земледелии - приведена общая структура БЗ и её автономных блоков, их назначение, перспективы использования и развития. Из-за того, что в зоне засушливой Степи Украины (зона рискованного земледелия) присутствуют все виды эрозии, при построении базы знаний особое место отведено этому вопросу, который выделен в отдельный подраздел с довольно сложной структурой систематизации справочников, которые отражают практически все вопросы связанные со спецификой сельскохозяйственного использования земель подверженных процессам эрозии и эрозионно-опасных.

Разработаны методические подходы к изучению объекта исследований и построению математических моделей процессов формирования урожая с.-х. культур. Теоретическая модель технологического процесса выращивания культур (в пространстве и времени) убедительно иллюстрирует первостепенную роль управления. Приведены методики предварительного отбора существенных факторов воздействия на урожай и углубленных исследований по изучению действия и взаимодействия этих факторов, установлению количественных и качественных связей, построению математических моделей. Использование разработанных математических моделей урожая основных с.-х. культур при внедрении метода программированного выращивания урожая показало довольно высокие результаты. Описанные теоретические предпосылки и процесс создания пакета прикладных программ для автоматизированных рабочих мест (АРМ) специалистов.

На новом этапе решения проблемы перехода к качественно более высокому уровню управления технологическими процессами производства сельскохозяйственной продукции формулируются концептуальные основы создания программно-информационного комплекса автоматизированной системы “Орошаемое земледелие”. Указаны пути, по которым проводятся исследования, приведены результаты разработок. Основное внимание при разработке программно-информационного комплекса уделено использованию экономико-математических методов для оптимизации принятия ситуационных решений при оперативном управлении технологическими процессами выращивания сельскохозяйственных культур.

Предложены методические подходы к поэтапной реализации элементов программно-информационного комплекса разрабатываемой системы в производственных условиях.

Ключевые слова: земледелие, орошение, база знаний, технологические процессы, модель, автоматизированная система, информация, управление, алгоритмы, программы.

Summary

K. Lysogorov. Teoretical substantiation and practical realization of creation of information systems in the irrigation farming - Manuscript.

Thesis for a doctor's degree of agriculture on specialty 06.01.02 - agricultural meliorations. - Institute of hydraulic engineering and melioration of Ukrainian academy of agrarian sciences, Kyiv, 2004.

In the dissertation work the conception and methodic approaches to construction of knowledge base “Irrigation farming” are elaborated. The results of analytic and experimental research are adduced. The necessity of creation of automatized control system in the irrigation farming is grounded. The results of working owt on creation of holding of applied programs for automatized working places (AWP) specialists are described. Economic estimate of industrial check-up of results of the research is assessed. New forms of transformation of knowledge to production under practical realization of automatized system “Irrigation farming” in condition of program guarantee for personal computer is proposed.

Key-words: farming, irrigation, base of knowledge, technological processes, model, automatized system, information, control, algorithms, programs.

Размещено на Allbest.ru