Научный архив: статьи

Одним из источников углеродного следа в сельском хозяйстве являются продукты сгорания топлива при использовании мобильной и стационарной сельскохозяйственной техники. Одним из перспективных направлений его снижения является применение в качестве топлива природного газа. Большой потенциал его применения заложен в переводе зерносушилок на газ, так как сушка зерна, на долю которой приходится от 35 до 55% от общих затрат по первичной обработке убранного урожая зерновых, является одной из самых энергоемких операций. Целью исследования являлась сравнительная оценка углеродного следа зерносушилок, работающих на природном газе и на дизельном топливе. Для анализа и оценки углеродного следа зерносушилок использованы результаты их испытаний на машиноиспытательных станциях Минсельхоза России (МИС) и полученные значения расхода природного газа и дизельного топлива на сушке зерна различных культур на продовольственном и семенном режиме. В расчетах эквивалента углеродного следа использовалось методика Центра исследований и экологического инжиниринга. Получены значения СО2 эквивалента углеродного следа сушилок, работающих на природном газе, которые находятся в пределах 6,9-22,4 кг/пл. т, при среднем значении 12,4 кг/пл. т. Значения СО2 эквивалента углеродного следа сушилок, работающих на дизельном топливе, находятся в пределах 7,7-27,2 кг/пл. т, при среднем значении 17,6 кг/пл. т. Анализ результатов испытаний зерносушилок свидетельствует о перспективности использования природного газа при сушке продовольственного и семенного материала в плане уменьшения отрицательного влияния на окружающую среду продуктов его сгорания. Средние значения углеродного следа сушилок, работающих на природном газе меньше в 1,4 раза сушилок, работающих на дизельном топливе.

Целью исследований явилась разработка концепции создания цифровой копии инфраструктуры мелиоративного комплекса и модели управления с учетом прогнозирования рисков отказов и помощи управления функционирования в случае возникновения нештатных или аварийных ситуаций. Выделена значимость безаварийного функционирования мелиоративного комплекса в структуре безрисковой сельскохозяйственной деятельности. Дано обоснование возможностей исключения возникновения нештатных ситуаций при работе мелиоративного комплекса путем внедрения непрерывного контроля состояния всех систем с использованием современных технологий. Обоснована актуальность разработки концепции создания цифровой копии инфраструктуры мелиоративного комплекса и модели управления с учетом прогнозирования рисков отказов и помощи управления функционирования в случае возникновения нештатных или аварийных ситуаций. Анализ концептуальных моделей показал, что наиболее информативной и реализуемой следует принимать пятимерную модель цифрового образа объекта с включением бесшовной интеграции данных для автономного управления процессами. Технология бесшовной интеграции позволяет управлять процессом, сокращая время разрыва между ожидаемыми и текущими условиями эксплуатации на физическом уровне. Предлагается информационный модуль мелиоративного комплекса представить в виде 3 блоков: блок строительства объекта, блок поддержания работоспособного состояния, блок эксплуатации. Ключевым показателем сформированности цифрового образа принято масштабирование данных по определению ограничений и проблем в каждом периоде жизненного цикла мелиоративного комплекса с выделением функции оптимизации. Принято решение о целесообразности перевода системы оповещения в автономный режим с включением компонентов автоматического регулирования. В качестве примера представлен алгоритм контроля функционирования компонентного элемента мелиоративного комплекса, щитового затвора. Сформирован алгоритм типовой модели цифрового двойника с модулем бесшовной интеграции прогнозирования и выявления аномалии в форме рисков отказов, нарушения безопасности, возникновения нештатных или аварийных ситуаций функционирования отдельных элементов мелиоративного комплекса в режиме реального времени на всем сроке службы систем.