СППР

179'

3. Наличие средств, которые позволяют использовать ПЭВМ для выполнения рутинных работ, связанных с традиционной обработкой информации.

В табл. 2.2 приведено описание задач управления, а также входной информации, необходимой дня их решения, и выходной информации (результатов решения задач управления).

Т а б л и ц а 2.2

Анализ приведённой таблицы позволяет сделать вывод о необходимости создания баз данных (БД), а также выделить две их основные группы. К первой группе относятся БД, которые формируются

180

стационарными источниками данных и позволяют активизировать систему и поддерживать её работоспособность.

Вторая группа БД формируется динамическими источниками данных и строится самой системой при обработке мониторинговой информации.

Первая группа БД содержит следующую информацию:

оземлепользователе;

опоставщиках агрохимикатов;

опоставщиках транспортных средств;

овредителях, болезнях, сорняке;

об уровнях-параметрах химических веществ в растении (эталон); агропаспорта участков (эталон); характеристики агрохимикатов.

Основу второй группы БД составляют мониторинговые данные, приоритетные очереди, заявки и рекомендации.

При создании баз данных особенно важным является соблюдение принципа развития, что вызвано спецификой технологического объекта управления, его динамикой. Это определяет выбор программной платформы и структуру БД.

Учитывая сказанное, СППР ХЗР можно представить в виде структуры, изображённой на рис. 2.4.

Известно, что существует три основных подхода при разработке автоматизированных систем в зависимости от цели функционирования [б]:

1.Параметры управления рассчитываются на весь период управления.

2.Управление по возмущениям, когда внешние неуправляемые факторы известны заранее до принятия решений.

3.Управление с обратной связью по состоянию, если при принятии решения можно количественно выразить состояние объекта.

ВСППР применяются все три подхода:

первый - при реализации подсистемы комплексного агрохимического окультуривания грунтов (КАОГ); второй - при реализации подсистемы прогнозирования; третий - при реализации подсистемы сбора и предварительной обработки информации и формирования управленческих решений.

Структура и содержание основных задач управления приведены ниже в виде схем, включающих описание входных данных, модели выработки решения и выходных данных. Выделены следующие задачи управления:

определение сроков наступления критических периодов в развитии озимой пшеницы (рис. 2.5);

предварительный анализ мониторинговой информации и принятие решений о необходимости проведения AXP (рис. 2.6);

Рис. 2.5 Структура задачи определения сроков наступления критических периодов (I - название культуры, 2 - дата посева, 3- дата восстановления вегетации

(для озимых); I-V - определенные сроки критических периодов)

Рис. 2.6 Структура задачи предварительного анализа информации и выдачи рекомендаций (I - название культуры, 2 - фитосанигарное состояние, 3 - состояние азотного питания по растительной диагностике; I-IV - четыре возможных варианта рекомендаций)

Pttc. 2.7 Структура задачи формирования очередей с приоритетами (I-IV - четыре типа сообщений в результате предварительного анализа)

Рис. 2.8 Структурная схема задачи подбора агрохимикатов

184

формирование приоритетных очередей для обслуживания хозяйств сельскохозяйственной авиацией (рис. 2.7);

подбор агрохимикатов (рис. 2.8); определение рациональной схемы проведения агрохимической

защиты с использованием сельскохозяйственной авиации (рис. 2.9).

При создании информационного обеспечения СППР ХЗР соблюдались следующие основные требования [7]: методологического единства, информационной совместимости, интеграции обработки данных, гибкости структуры, возможности непосредственного использования информации без посредника.

Учитывая эти требования, для хранения и использования информации в СППР ХЗР применена иерархическая структура вбъектов табличного процессора Excel 7.0 [8].

Для реализации моделей формирования управленческих решений в СППР ХЗР Использованы следующие подходы [5]:

I. Оптимизационный (применяется для решения задач управления агрономическими мероприятиями).

Рис. 2.9. Структурная постановка задачи разработки плана AXP

2.Эвристический (позволяет находить рациональные решения в конкретной ситуации при невозможности строгой формализации).

3.Прагматический, объединяющий элементы оптимизационного и

эвристического подходов.

Для подготовки решения наряду с формальными методами

185

Дадим краткую характеристику моделей выработки решений описанных выше задач управления.

Модель опоелеления с р о к о в наступления критических периодов базируется на информации о длительности этапов органогенеза озимой пшеницы, периодах защиты озимых зерновых культур от вредных организмов и схеме азотных подкормок.

Например, срок начала ι-го критического периода определяется соотношением

ί/Η = 'ΐ4 + ϊ>,

(2.12)

где T j - продолжительностьу'-го этапа органогенеза.

Модель п р и н я т и я решения о необходимости проведения ХЗР учитывает фактическое фитосанитарное состояние посева, а также уровень азотного питания растений. Модель задачи представляет собой совокупность лингвистических высказываний типа ЕСЛИ <входы>, ТО <выходы> и может быть реализована в виде табл. 2.3.

Т а б л и ц а 2.3

Для анализа фитосанитарного состояния используется сравнение фактического состояния по болезням Bf , вредителям Vf и засорённости

:Щ.£ со значениями экономичных порогов Bd ,Vd ,Sd по каждому вредному

организму. Решение о необходимости проведения химической защиты формируется, если фактическое состояние соответствует экономичному порогу.

Модель Формирования приоритетных очередей для обслуживания хозяйств авиацией базируется на информации о важности основных информационных характеристик оценки состояния почвы и растений и экспертной оценке состояния по каждой характеристике. Коэффициент приоритетности обслуживания А-го хозяйства определяется соотношением

Рис. 2.10 Модель подбора агрохимикатов

			187
r w	v}*>,		(2.13)
	i=l
где W1 - экспертная оценка важности 2-й			информационной
характеристики (/ = 1, п ); Vj -	экспертная	оценка ι-й	информационной
характеристики.
Хозяйства выстраиваются	в очередь	на обслуживание по мере

уменьшения коэффициента приоритетности.

Модель подбора агрохимикатов представлена в виде блок-схемы на рис.2.10.

Первый этап решения задачи - расчёт норм минеральных удобрения

по следующим формулам [4]:
доза азота = (4,0—0,16 - Ar) · К- Naoa,	(2.14)
доза фосфора= (3,2-0,213 ·Ρ )·Υ ,	(2.15)
AosaKanHH=(SjI-O jISS-AT)-Ir,	(2.16)
где N - содержание азота в грунте, мг на 100 г; P -	содержание
фосфора, мг на 100 г; К - содержание калия, мг на 100 г;	Y - величина

запланироранного урожая; Nma -поправка на предварительное состояние грунта.

По нормативам затрат на 1 тонну урожая
Д =K-H-K,	(2.17)
где Д - доза азота, фосфора или калия, кг/га; Y -	запланированный
урожай, ц/га; H —норматив затрат азота, фосфора или калия на получение

1 ц урожая, кг/ц; К - поправочный коэффициент на обеспеченность грунта питательными веществами.

Здесь используется мониторинговая информация о названии растений Ri , фазе органогенеза Fj , площади посева Area, содержании JVy,Pf ,K f в

тканях растений, содержании Ν ,Ρ ,Κ в грунте и запланированном урожае Y. Полученные величины корректируются по данным диагностики

{(астений.

Сочетания полученных значений питательных веществ могут быть разными (например, азот-фосфор, калий, азот-калий, каждый элемент отдельно), что и определяет дальнейшую работу или с простыми (однокомпонентными), или с комплексными (многокомпонентными) удобрениями. ■

Массив однокомпонентных удобрений сортируется по номинальной стоимости и выбираются наиболее подходящее минеральное удобрение.

188

Многокомпонентные удобрения подбираются по соотношению питательных веществ в соответствии с рассчитанными нормами.

Значение веса минеральных удобрений Weightj рассчитывается с учетом площади посева. При этом доза препарата на один гектар рассчитывается по формуле [5]

(2-18)

в д

где Дп - доза технического препарата, кг/ra; Д„ - установленная доза

питательных веществ, кг/га; Вд - содержание веществ в техническом

препарате, %.

Стоимость выбранного 7 -го минерального удобрения определяется соотношением

Costj = Weightj - Cenajt

(2.19)

где Cenaj - стоимость 1 тонны удобрения.

Всоответствии с названием вредного организма (Bn VjiSi )

открывается соответствующая база данных и определяется необходимая группа препаратов, в которой пестицидыупорядочиваются по стоимости.

Количествоj'-ro пестицида равно

	tу * Sj -Normji	(2.20)
где Sj	-т площадь посева, га; Normj - норма внесения j- го препарата,
кг(л)/га.
Выбранные агрохимикаты (название, количество, стоимость)
включаются в заявку для каждого хозяйства.
Модель определения рациональной схемы проведения AXP.		г
Под рациональной схемой проведения AXP будем понимать такую
схему, при	которой при ограниченном количестве K j	наличных

летательных аппаратов они распределяются по хозяйствам таким образом, чтобы, во-первых, выполнить необходимые виды работ Vidrj в сроки, ограниченные временем Jmax; во-вторых, обслужить хозяйства в порядке приоритетности prior, в-третьих, общее расстояние перелётов R должно быть минимальным, а расстояние от опорного аэродрома до обслуживаемых участков не превышало г. Сложность задачи заключается в необходимости выполнения указанных требований одновременно.

Для решения задачи воспользуемся элементами стратегии динамического программирования (ДП),[9]. Разложим исходную задачу на