Сельскохозяйственная электронавигация


Описание проблемы

Навигация - наука о методах и средствах управления движением подвижных управляемых объектов. Сельскохозяйственная навигация - наука о методах и средствах определения местоположения, параметров движения, и управления движением сельскохозяйственных машинно-тракторных агрегатов (МТА) в процессе выполнения ими полевых работ: почвообработки; посева и ухода за растениями; уборки урожая. В настоящее время сельскохозяйственная навигация находится в зачаточном состоянии, так как располагает практически только биологическими методами местоопределения и управления движением МТА. Отсутствие инструментальной сельхознавигации не позволяет автоматизировать полевые работы, выполняемые МТА, что ограничивает производство продуктов питания и повышает их стоимость.

Актуальность

Важнейший вид человеческой деятельности - производство продуктов питания. В ней важная роль принадлежит сельским механизаторам, выполняющим более 95% трудоемких работ. Поэтому от их производительности труда в большой степени зависит эффективность всего сельхозпроизводства. В настоящее время магистральным направлением повышения производительности труда трактористов является увеличение единичной мощности тракторов. Однако применение тракторов большой мощности вызывает целый ряд негативных последствий, как то: - снижение топливной экономичности МТА (перерасход горючего до 40% относительно необходимого); - ухудшение условий труда трактористов (уровень профзаболеваний более 50%); - машинная деградация и снижение плодородия почвы (уплотнение, водная и воздушная эрозия); - ухудшение ремонтопригодности и рост эксплуатационных расходов, и др. Автоматизация МТА на уровне, обеспечивающем выполнение полевых работ без непосредственного участия человека, позволяет оптимизировать массу трактора и его рабочую скорость по критериям топливной экономичности и экологической безопасности, в принципе ликвидировать тяжелый труд тракториста в его современном виде, заменив престижным трудом диспетчера. Но создание автоматических тракторов-роботов сдерживается отсутствием знаний, позволяющих создать достаточно совершенные навигационные устройства (НУ) для замены человека на тракторе. Современные GPS-ГЛОНАСС навигаторы для этого малопригодные вследствие неавтономности, чрезмерной цены или недостаточной точности, низкой помехоустойчивости.

Интересанты

В создании тракторов-роботов заинтересованы в первую очередь сельхозтоваропроизводители, трактористы и их семьи, все потребители дешевой сельхозпродукции. А также переработчики и реализаторы сельхозпродукции; приборостроители и программисты, для которых будут созданы новые рабочие места. В создании тракторов-роботов заинтересованы тракторостроители, так как автоматизация позволит упростить конструкцию и снизить стоимость тракторов, повысит спрос на них в РФ и конкурентоспособность - на международном рынке (если новое производство будет освоено в кратчайшие сроки).

Критерии решения

Проблема решена, если качество выполнения полевых работ автоматическим МТА с трактором-роботом соответствует агротехническим требованиям и не уступает качеству работы опытного тракториста.

Примечания

Сельскохозяйственная электронавигация должна формироваться на стыке таких научных направлений, как: - механизация мобильных процессов растениеводства; - радионавигация; - электроразведочная геофизика; - электротехника; - агрономия и почвоведение; - сельхозмашиностроение, и др.