Учитывая исключительную важность сельского хозяйства в вопросах экологической безопасности и обеспечения населения продуктами питания, актуальным является обеспечение эффективного управления растениеводческими предприятиями с тем, чтобы с одной стороны максимально повысить урожайность, а с другой стороны, свести к минимуму антропогенную нагрузку на биосферу. Для достижения этих целей производители в различной степени используют разработки ученых, машиностроителей, экономистов и прочих специалистов, обслуживающих АПК.
С появлением новых технологий в сельском хозяйстве, таких как точное земледелие (precision agriculture), открываются широкие возможности для достижения оптимального результата по критерию прибыль + экологическая безопасность.
Точное земледелие – это система хозяйствования на земле с использованием новейших достижений в области информатики и техники, опирающаяся на использование компьютерных систем генерации агротехнологических решений, глобальных систем позиционирования (GPS), геоинформационных технологий (ГИС), новейших информационных технологий, дистанционных и бортовых датчиков, автоматических исполнительных органов сельхозмашин [1].
Процесс получения продукции растениеводства реализуется в пространстве и времени на конкретной территории. Эта территория не является однородной даже в пределах одного поля. В традиционном земледелии при выполнении тех или иных агротехнических операций их параметры (условия её выполнения и соответствующие воздействия) являлись, как правило, одинаковыми для всех участков поля.
Точное же земледелие предполагает динамическую оптимизацию этих параметров для каждого однородного участка поля в зависимости от складывающихся агрохимических, агрофизических, фитосанитарных факторов. Иначе говоря, все технологические операции, проводимые на поле, дифференцируются с учётом погодных условий не только во времени, но и в пространстве.
Для реализации технологии точного земледелия требуются современная сельскохозяйственная техника, управляемая бортовой ЭВМ, и технические средства – автоматические пробоотборники, различные сенсоры и измерительные комплексы, уборочные машины с автоматическим учётом урожая, приборы дистанционного зондирования, а также многофункциональное программное обеспечение, позволяющее принимать оптимальные решения при управлении сельскохозяйственным предприятием.
Современные информационные технологии позволяют коренным образом изменить процесс принятия агротехнологических управленческих решений. Последние достижения информатики в области телекоммуникаций и систем, основанных на знаниях компьютерных методов поддержки принятия решений объективно способствуют созданию принципиально новых программных комплексов, которые могут интегрировать знания и опыт многих специалистов в области агрономии, биологии, сельского хозяйства, экономики и прочих смежных областях деятельности.
Существующий информационно-технический потенциал позволяет, в частности, разработать и создать компьютерную систему по выработке максимально эффективной и, вместе с тем, экологически безопасной адаптивной агротехнологии для каждого поля с учётом вариабельности природных условий и экономических ограничений в конкретном хозяйстве.
Решение этой задачи, в свою очередь, связано с необходимостью представления, формализации и чёткого синтеза научных знаний и информации, накопленной в агрономии. Реализация компьютерных систем поддержки агротехнологических решений зависит от понятийного аппарата, обеспечивающего электронное представление и комплексирование описательных и процедурных знаний в агрономии на основе естественно-языкового общения с ЭВМ и специализированной обработки знаний.
Этой работой давно и серьезно занимаются в Агрофизическом НИИ, в котором разработаны теоретические и методологические основы построения единого компьютеризированного технологического пространства в области агрономии, предложен понятийный аппарат компьютерного описания технологических операций и агротехнологий в целом. Накоплен определенный опыт создания и эксплуатации с помощью ЭВМ систем поддержки агротехнологических решений [2].
Системы поддержки принятия решения - СППР или DSS (Decision Support System)- возникли как естественное развитие и обобщение управленческих информационных систем и систем управления базами данных (СУБД) в направлении их большей пригодности и приспособленности к задачам повседневной управленческой деятельности.
Термин "система поддержки принятия решения" появился в начале 70-х годов, однако до сегодняшних дней не нашел общепризнанного определения ни у ученых ни у разработчиков.
Использованию СППР и определению их функционального предназначения посвящено достаточное число трудов отечественных и зарубежных специалистов в различных предметных областях. Область применения СППР — это, прежде всего, слабоструктурированные проблемы. Для задач, которые мы относим к области применения СППР, характерна неопределенность, делающая практически невозможным отыскание единственного объективно наилучшего решения.
Поэтому при принятии решений в таких ситуациях должен использоваться более тонкий инструментарий определения системы предпочтений, более глубокий сопоставительный анализ альтернативных вариантов необходимое информационное обеспечение лиц, принимающих решение[3].
Экспертная система, являющаяся интеллектуальным ядром СППР, используя формализованные знания экспертов, базу данных хозяйства, стратегию развития хозяйства и интегрированные модели в диалоговом режиме позволяет пользователю синтезировать оптимальные агротехнологии для своего хозяйства. Синтез оптимальной агротехнологии происходит путем адаптации базовой агротехнологии к существующим в хозяйстве ресурсам и выбранной стратегии развития хозяйства.
Механизм вывода или решатель – основной программный модуль экспертной системы. Основываясь на формализованных знаниях, он синтезирует оптимальную агротехнологию, документируя цепочку рассуждений с помощью соответствующей подсистемы.
База данных содержит в себе всю атрибутивную информацию, которая используется в работе СППР на всех этапах, то есть на этапе описания базовой агротехнологии, генерации адаптивной агротехнологии и последующего анализа сгенерированной технологии. Также в базе данных хранятся результаты выполнения агротехнологии, которые тоже могут стать входными данными при генерации последующих агротехнологий для конкретного поля.
Наполнение базы данных есть ни что иное, как создание экземпляров того или иного типа. Таким образом, мы описываем и наполняем конкретными значениями все атрибуты, необходимые нам при описании базовой агротехнологии [2].
Геоинформационная система (ГИС), интегрированная в СППР, позволяет анализировать и визуализировать пространственно-ориентированные данные, привязанные к координатам с помощью GPS-приемников (контура полей, карты распределения по агрохимическим, агрофизическим и агрономическим показателям, история полей, карты урожайности и т.д.), а также создавать карты-задания для сельскохозяйственной техники, оснащенной бортовыми компьютерами и GPS-приемниками, для выполнения агротехнических операций дифференцированно с учетом местонахождения техники на поле. Отметим, что для реализации агротехнических операций в режимах ТЗ (сбор информации о поле или внесение агрохимикатов), СППР использует различные протоколы обмена данными с бортовыми компьютерами сельхозтехники и мобильных комплексов.
Таким образом, пользователю СППР (лицу принимающему решения) предоставлен широкий набор функциональных возможностей для выработки оптимальных решений для управления сельскохозяйственным предприятием. Синтезировав адаптивную (применимую в конкретном хозяйстве) агротехнологию, пользователь имеет возможность оценить ее по экономическим и экологическим критериям и в зависимости от стратегии развития предприятия. Важным является то, что агротехнические операции, включенные в агротехнологию, можно проводить в режиме точного земледелия (дифференцированно) за счет реализованных механизмов генерации карт-заданий и таблиц агротребований. По мере наполнения базы знаний , в том числе и через Internet, система будет полезной для любого сельскохозяйственного предприятия и может стать незаменимым консультантом для агрономов и руководителей.
Литература
1. Якушев В.В. Программно-технические средства информационного обеспечения и реализации агроприемов в системе точного земледелия. Автореферат диссертации. СПб.: АФИ, 2005.
2. Якушев В.П., Якушев В.В. «Информационное обеспечение точного земледелия», 2007
3. Литвак Б.Г., Экспертные технологии в управлении, М., «Дело», 2004 г.,
По данным статьи
к.т.н. В.В. Якушева,
Агрофизический НИИ
Журнал "Нивы Зауралья" № 1 (112), январь-февраль 2014
.gif)
.gif)
Нет комментариев. Ваш будет первым!