vimjourСельскохозяйственные машины и технологииAgricultural Machinery and Technologies2073-7599Federal State Budgetary Scientific Institution «Federal Scientific Agroengineering Center VIM»10.22314/2073-7599-2021-15-2-75-80vimjour-431Research ArticleПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕDEVICES AND EQUIPMENTУнифицированная модель расчетов производительности технических средств при реализации транспортных и транспортно­технологических операцийUnified Model for Calculating Technical Facilities Productivity for Transportation and Transportation­Technological OperationsВоротниковаО. С.VorotnikovaO. S.

Олеся Сергеевна Воротникова, аспирант

Москва

Olesya S. Vorotnikova, graduate student

Moscow

vorotnikova003@mail.ruМайстренкоН. А.MaystrenkoN. A.

Николай Александрович Майстренко, кандидат технических наук, доцент 

Москва

Nikolay A. Maystrenko, Ph.D.(Eng.), associate professor

Moscow

nmaystr@mail.ruЛевшинА. Г.LevshinA. G.

Александр Григорьевич Левшин, доктор технических наук, профессор 

Москва

Aleksandr G. Levshin, Dr.Sc.(Eng.), professor

Moscow

alev200151@rambler.ruРоссийский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. ТимирязеваРоссияRussian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural AcademyRussian FederationРоссийский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. ТимирязеваРоссияFederal Scientific Agroengineering Center VIMRussian Federation2021230620211527580Copyright © Воротникова О.С., Майстренко Н.А., Левшин А.Г., 20212021Воротникова О.С., Майстренко Н.А., Левшин А.Г.Vorotnikova O.S., Maystrenko N.A., Levshin A.G.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vimsmit.com/jour/article/view/431

Производительность – один из важных эксплуатационных показателей транспортных и транспортно-технологических средств. Подтвердили необходимость унифицировать расчеты этого показателя на фоне обширной номенклатуры сельскохозяйственных грузов и большого количества работ по их перемещению. (Цель исследования) Разработать универсальные взаимосвязанные этапы определения эксплуатационной производительности транспортных и транспортно-технологических средств при реализации механизированных работ в растениеводстве. (Материалы и методы) Определили значения эксплуатационной производительности посредством анализа нормообразующих факторов и статистической обработки. Использовали системный подход к определению отдельных элементов цикла транспортировки грузов. Изучили каждый из методических подходов и применяемые математические аппараты для определения производительности технических средств различных типов. (Результаты и обсуждение) После поэтапного моделирования реализации транспортных и транспортно-технологических процессов получили унифицированную формулу целевой функции (критерия оптимальности). В результате реализации более удобного алгоритма расчета и преобразования математического аппарата вычислили значения норм выработки для транспортных средств при транспортировке минеральных удобрений к месту их внесения. (Выводы) Провели детальное математическое описание этапов реализации транспортного и транспортно-технологического процесса. Определили функциональные зависимости между эксплуатационными параметрами и производственными и агроландшафтными условиями. Разработали универсальный алгоритм, для расчета значения эксплуатационной производительности транспортных и транспортно-технологических средств. Определили значения коэффициента, позволяющего унифицировать и сопоставить алгоритм вычисления норм выработки на транспортные и транспортно-технологические работы. Выявили, что с увеличением длины транспортировки от 3 до 54 километров этот коэффициент повышается 3,8 раза. Данное варьирование объяснили ростом чисто транспортной фазы выполнения процесса. 

Productivity is one of the important performance indicators of transport and transport-technological vehicles. The authors confirmed the necessity to unify this indicator calculations for an extensive range of agricultural goods and extensive works on their movement. (Research purpose) To develop universal interconnected stages of detecting the operational productivity of transport and transport-technological vehicles when performing mechanized work in crop production. (Materials and methods) The values of operational performance were determined based on the analysis of norm-forming factors and statistical processing. A systematic approach was used to identifying individual elements of the cargo transportation cycle. The authors studied each of the methodological approaches and the mathematical tools used to calculate the performance indicators of various technical devices. (Results and discussion) After a step-by-step modeling of transport and transport-technological processes, a unified formula of the target function (optimality criterion) was obtained. Having implemented a more convenient calculation algorithm and having transformed the mathematical apparatus, the authors obtained the vehicle production rates for the transportation of mineral fertilizers to the place of their application. (Conclusions) The authors implemented a detailed mathematical description of the transport and transport-technological process stages. They identified the functional relationships between operational parameters and production and agrolandscape conditions.  A universal algorithm was developed making it possible to determine the values of the operational performance for transport and transport-technological vehicles. The authors determined the values of the coefficient enabling the unification and comparison of the algorithm for identifying the production rates for transport and transport-technological work. It was found out that with an increase in the length of transportation from 3 to 54 kilometers, this coefficient increases 3.8 times. This variation was explained by an increase in the purely transport phase of the process.

транспортно-технологический процессединичный цикл работпроизводительность сельхозтехникинорма выработкиунификация расчета эксплуатационной производительностиматематическая модельалгоритмtransport and technological processunit cycle of workagricultural machinery productivityproduction rateunification of operational productivity calculationmathematical modelalgorithmReferencesМайстренко Н.А. Уваров В.П., Левшин А.Г., Хорт Д.О., Воротникова О.С. Унификация расчетов производительности транспортных и транспортно-технологических средств // Инженерные технологии и системы. 2020. N1. C. 637-658.Maystrenko N.A. Uvarov V.P., Levshin A.G., Khort D.O., Vorotnikova O.S. Unifikatsiya raschetov proizvoditel’nosti transportnykh i transportno-tekhnologicheskikh sredstv [Unification of calculating the performance of vehicles and transport-technological facilities]. Inzhenernye tekhnologii i sistemy. 2020. N1. 637-658 (In Russian).Шкель А.С., Козловская М.А., Дзоценидзе Т.Д. Эксплуатационные требования к сменной технологической надстройке для транспортировки и внутрипочвенного внесения жидких органических удобрений СТА-5ЖО на базе шасси грузового автомобиля Урал-432065 // Тракторы и сельхозмашины. 2016. N6. С. 12-16.Shkel’ A.S., Kozlovskaya M.A., Dzotsenidze T.D. Ekspluatatsionnye trebovaniya k smennoy tekhnologicheskoy nadstroyke dlya transportirovki i vnutripochvennogo vneseniya zhidkikh organicheskikh udobreniy STA-5ZHO na baze shassi gruzovogo avtomobilya Ural-432065 [Operational requirements to STA-5ZhO replaceable technological superstructure for transportation and subsoil application of liquid organic fertilizers based on Ural-432065 vehicle chassis]. Traktory i sel’khozmashi­ny. 2016. N6. 12-16 (In Russian).Шкель А.С., Козловская М.А., Дзоценидзе Т.Д. Исследование технологии внесения жидких органических удобрений транспортно-технологическим агрегатом сельскохозяйственного назначения // Тракторы и сельхозмашины. 2016. N7. С. 47-51.Shkel’ A.S., Kozlovskaya M.A., Dzotsenidze T.D. Issledovanie tekhnologii vneseniya zhidkikh organicheskikh udobreniy transportno-tekhnologicheskim agregatom sel’skokhozyaystvennogo naznacheniya [Study of technology of liquid organic fertilizers application of by a transport-technological unit for agricultural purposes]. Traktory i sel’khozmashiny. 2016. N7. 47-51 (In Russian).Шкель А.С., Козловская М.А., Дзоценидзе Т.Д. Технология внесения твердых минеральных удобрений транспортно-технологическим агрегатом СТА-5ТМ в составе специализированного автомобильного шасси Урал-432065 // Тракторы и сельхозмашины. 2016. N9. С. 44-48.Shkel’ A.S., Kozlovskaya M.A., Dzotsenidze T.D. Tekhnologiya vneseniya tverdykh mineral’nykh udobreniy transportno-tekhnologicheskim agregatom STA-5TM v sostave spetsiali­zirovannogo avtomobil’nogo shassi Ural-432065 [Technology of solid mineral fertilizers application by means of STA-5TM transport-technological unit as part of specialized Ural-432065 vehicle chassis]. Traktory i sel’khozmashiny. 2016. N9. 44-48 (In Russian).Прядкин В.И., Шапиро В.Я., Годжаев З.А., Гончаренко С.В. Транспортно-технологические средства на шинах сверхнизкого давления: Монография. Воронеж: Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф. Морозова. 2019. 492 с.Pryadkin V.I., Shapiro V.Ya., Godzhaev Z.A., Goncharenko S.V. Transportno-tekhnologicheskie sredstva na shinakh sverkhnizkogo davleniya: Monografiya [Transport and technological vehicles on ultra-low pressure tires: Monograph]. Voronezh: Voronezhskiy gosudarstvennyy lesotekhnicheskiy universitet im. G.F. Morozova. 2019. 492 (In Russian).Бижаев А.В. Исследование параметров трактора с электроприводным силовым агрегатом // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2020. Т. 14. N4. С. 33-42.Bizhaev A.V. Issledovanie parametrov traktora s elektroprivodnym silovym agregatom [Research of tractor power unit with electric drive parameters]. Sel’skokhozyaystvennye mashi­ny i tekhnologii. 2020. Vol. 14. N4. 33-42 (In Russian).Майстренко Н.А., Уваров В.П. Потребительские ориентиры эффективного использования перспективных транспортно-технологических средств // Вестник ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина». 2016. N1. С. 44-50.Maystrenko N.A., Uvarov V.P. Potrebitel’skie orientiry effektivnogo ispol’zovaniya perspektivnykh transportno-tekhnologicheskikh sredstv [Consumer targets of efficient use of advanced transport-and-technological vehicles]. Vestnik FGOU VPO «Moskovskiy gosudarstvennyy agroinzhenernyy universitet imeni V.P. Goryachkina». 2016. N1. 44-50 (In Russian).Левшин А.Г., Уваров В.П., Майстренко Н.А. Транспортно-технологический агрегат с использованием шасси грузового автомобиля Урал-432065 и модель оптимизации его параметров // Технология колесных и гусеничных машин. 2014. N1. С. 25-34.Levshin A.G., Uvarov V.P., Maystrenko N.A. Transportno-tekhnologicheskiy agregat s ispol’zovaniem shassi gruzovogo avtomobilya Ural-432065 i model’ optimizatsii ego parametrov [Transportation technological device with an application of chassis of truck ural-432065, and a model of its parameter optimization]. Tekhnologiya kolesnykh i gusenichnykh mashin. 2014. N1. 25-34 (In Russian).Уваров В.П., Левшин А.Г., Майстренко Н.А. Оптимальное соотношение основных механизированных работ при прямоточном внесении удобрений // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2016.Т. 10. N4. 38 с.Uvarov V.P., Levshin A.G., Maystrenko N.A. Optimal’noe sootnoshenie osnovnykh mekhanizirovannykh rabot pri prya­motochnom vnesenii udobreniy [Optimum ratio of main mecha­nized operations for direct-flow fertilizers introduction]. Sel’sko­khozyaystvennye mashiny i tekhnologii. 2016. Vol. 10. N4. 38 (In Russian).Загарин Д.А., Козловская М.А., Дзоценидзе Т.Д., Шкель А.С. Предложения по созданию многоцелевых грузовых автомобилей нового поколения // Журнал автомобильных инженеров. 2016. N2(97). С. 18-25.Zagarin D.A., Kozlovskaya M.A., Dzotsenidze T.D., Shkel’ A.S. Predlozheniya po sozdaniyu mnogotselevykh gruzovykh avtomobiley novogo pokoleniya [Proposals for development of new generation multipurpose vehicles]. Zhurnal avtomobil’nykh inzhenerov. 2016. N2(97). 18-25 (In Russian).Драй А.А., Майстренко Н.А., Балабанов В.И. Результаты оптимизации уборочно-транспортного комплекса по уборке хлопка в условиях Сирийской Арабской Республики // Вестник ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина». 2018. N1(83). С. 48-51.Dray A.A., Maystrenko N.A., Balabanov V.I. Rezul’taty optimizatsii uborochno-transportnogo kompleksa po uborke khlop­ka v usloviyakh Siriyskoy Arabskoy Respubliki [Optimization results for a cotton harvesting and transport system designed for us in the Syrian Arab Republic]. Vestnik FGOU VPO «Moskovskiy gosudarstvennyy agroinzhenernyy universitet imeni V.P. Goryachkina». 2018. N1(83). 48-51 (In Russian).Дзоценидзе Т.Д., Галкин С.Н., Левшин А.Г. и др. Специализированный автомобильный транспорт сельскохозяйственного назначения: Монография. М.: Ника, Металлургиздат. 2013. 368 с.Dzotsenidze T.D., Galkin S.N., Levshin A.G. et al. Specializirovannyy avtomobil’nyy transport sel’skokhozyaystvennogo naznacheniya [Specialized agricultural vehicles]. Monografiya. Moscow: Nika. Metallurgizdat. 2013. 368 (In Russian).Лачуга Ю.Ф., Горбачев И.В., Ежевский А.А. и др. Система машин и технологий для комплексной механизации и автоматизации сельскохозяйственного производства на период до 2020 года. Т. I. Растениеводство. М.: ВИМ. 2012. 457 с.Lachuga Yu.F., Gorbachev I.V., Ezhevskiy A.A.et al. Sistema mashin i tekhnologiy dlya kompleksnoy mekhanizatsii i avtomatizatsii sel’skokhozyaystvennogo proizvodstva na period do 2020 goda [System of machines and technologies for complex mechanization and automation of agricultural production for the period until 2020]. Vol. I. Rastenievodstvo. Moscow: VIM. 2012. 457 (In Russian).Левшин А.Г., Ерохин М.Н. Научно-методические основы формирования нормированной шкалы твердости поч­вы // Вестник ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина». 2017. N6(82). С. 28-34.Levshin A.G., Erokhin M.N. Nauchno-metodicheskie osnovy formirovaniya normirovannoy shkaly tverdosti pochvy [Scientific and methodical grounds to make normalized scale of soil hardness]. Vestnik FGOU VPO «Moskovskiy gosudarstvennyy agroinzhenernyy universitet imeni V.P. Goryachkina». 2017. N6(82). 28-34 (In Russian).Yeung D.W.K., Petrosyan L.A. Subgame consistent cooperative solutions in stochastic differential games. Journal of Optimization Theory and Applications. 2004. Vol. 120. Iss. 3. 651666.Yeung D.W.K., Petrosyan L.A. Subgame consistent coope­rative solutions in stochastic differential games. Journal of Optimization Theory and Applications. 2004. Vol. 120. Iss. 3. 651666 (In English).Khodakarami М., Mitchell K.N., Wang X.B. Modeling Maintenance Project Selection on a Multimodal Transportation Network. Journal of the Transportation Research Record Board. 2014. Vol. 2409. Issю 1. 1-8.Khodakarami M., Mitchell K.N., Wang X.B. Modeling Maintenance Project Selection on a Multimodal Transportation Network. Journal of the Transportation Research Record Board. 2014. Vol. 2409. Iss. 1. 1-8 (In English).Malladi K.T., Sowlati T. Optimization of operational level transportation planning in forestry: a review. International Journal of Forest Engineering. 2017. Vol. 28. Iss. 3. 198-210.Malladi K.T., Sowlati T. Optimization of operational level transportation planning in forestry: a review. International Journal of Forest Engineering. 2017. Vol. 28. Iss. 3. 198-210 (In English).MacKinnon R.D., Barber G.M. Optimization Models of Transportation Network Improvement. Progress in Human Geography. 1977. Vol. 1. Iss. 3. 387-412.MacKinnon R.D., Barber G.M. Optimization Models of Transportation Network Improvement. Progress in Human Geo­graphy. 1977. Vol. 1. Iss. 3. 387-412 (In English).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.