Publikováno na stránkách www.vuzt.cz
METODA
VYHODNOCENI
PODTLU
ZHUTNELE
zÁzNannu PRovozNÍHo MoNIToRINGU srno"rŮ
P. Kovaříčekl)'J. Hůla
l)''),
PLOCHY
ZE
M. Vlášková')
,),Vi,,l*m,r1, ústav zeměděl skétechnilry,v.v.i., P r aha ,) Katedra zemědělslrychstrojů, Techniclrafakulta, CZ|J v Praze
Úvon
ve vÚzr byl vyvinut automatický postup záznamu pohybu strojních souprav nasazenýchv běžnémprovozu polní rostlinnérnýrobyzemědělských podniků (Kovaříček, Hůla2003) do digitálnímapy. V metoděmonitorováníse využívádružicovýsystémurčování geograficképolohy GPS a systémGSM pro přenos naměřenýchdat. Je vhodná pro sezónní provozní monitorování strojních souprav. Vyhodnocení těchto zánnamŮ bylo rozšířeno o ana|ýzupodí|uzhutněléplochy při provedenéoperaci sledovanoustrojnísoupravou. MATERIÁL A METODY pohybu Záznam strojůse vyhodnotínad digitální mapou pozemkůsledovanézájmové oblasti (Kovaříček2001). Po doplnění záanamoých bodův databéuis označenímpozemku a použitéstrojní soupravy lze po|oautomatickýmzpracovánímdat získat časovoustrukturu směny _ celkovou dobu nasazenísoupravy, dobu produktivnípráce soupravy' dobu prostoje na pozemcích, zpracovanou plochu, průměrný pracovní záběr, směnovou a operativní ýkonnost soupravy' průměrnoupracovní rychlost na jednotliqých pozemcích,ujetou dráhu na jednotliých pozemcích (Kovaříček' Hůla 2004), jednotkovou spotřebu nafty a da|ší ukazatele (Kovaříček, Hůla 2005). Parametry - Zpracovaná plocha pozemku' průměrný pracovnízáběr a ujetá dráha na pozemku, mohou býtvyuŽity i pro stanoveníukazatele podílu plochy a míry zhutněnípůdystrojnísoupravoupři pracovníoperaci. V minulosti bylo nutnésledovanéstrojnísoupravy vybavit monitorovacímzaÍizením s přijímaěemGPS. V současné dobějsou novévýkonnéstrojnísoupravy standardněvybaveny navigačnímzaÍizenimpro naváděnínebo automatickéÍízenipři pracovni jizdě. Pro zéanam potřebnéprogramovévybavení (za odpovídající potřebných dat stačídoplnit do počítače pořizovací cenu). ,,Historická,, data můžemekonfrontovat se současnými,které máme naměřeny u souprav vybavených navigačnímzařízením.Ikdyžtyto modernístrojníSoupravymají větší pracovní zábér,je přesnost dodrženípracovního záběru srovnatelná s hodnotami zjištěnými u dřívějšíchstrojů s menšímpracovním záběrem. Při navigaci není výsledná odchylka od požadovaného záběru závis|á na šířcestroje.Např. u odstředivéhorozmetadla granulovaných hnojiv se záběrem |2 m je odchylka shodná jako u záběru 36 m. Pokud známe rozměr pneumatik strojů,můžemepro jednotlivé soupravy určit podíl kolejovych stop na celkové zpracovanép|oše.
vÝsr,nnxY A DISKUsE
kypřičeFantom FG7,5 na Na obrázek 1je příklad záznamutrajektorieradličkového pozemku číslo2 s výměrou 1,8ha. Trajektoriezachycujezpůsobpohybu strojnísoupravypo pozemku, vyznaěenébody jsou zapisovány po 5 s v okamžiku zéanamusledovaných dat. V tabulce 1 následuje příklad ukazatelů pozemků. Výměra zpracovanéplochy vyp|ývá z digitá|nípozemkovémapy; místo maximální šířkypozemku v kolmém směru na pracovní jízdu musína mapě vyznaěit operátor úsečkou, početpracovníchjízd a délkatrajektorie ujeté dráhy na pozemku jsou odečítanýmipoložkamiv GIS. Analyzovali jsme závislost parametrů koeficientu využití pracovního záběru (poměr průměrného pracovního záběru 45
s konstrukčním)a měrné dráhy (délka ujeté trajektorie na zptacování plochy l ha) - na ve|ikostipozemku (obr. 2 a obr. 3). U měrnédráhy je při použitímocninovéfunkce závislost ýznamné těsnější(R,:0,6375) neŽ u koeficientu využití pracovního záběru. Na malých pozemcích se v měrné dráze projevuje vyššípodíl dráhy při nepracovních otáčkách a u nepravidelnéhotvaru pozemku při zúženém pracovnímzáběru v,,klínech...
I
obrénekl : Trajektorie a záznamovébody (časovýinterva|5 s) při práci soupravy CASE 7250 s radličkovýmkypřičemPhantomFG 7,5 na pozemkuč.2 o rnýměře1,8ha. Tabulka l: Charakteristika pozemků po vyhodnocení výběru ze zéznamu podmítky radličkoqýmkypřičemPhantomFG 7,5 v agregaci s traktoremCASE 7250.
-
.s-i
Ea
É
e
..!l
fi,E
í* ÉÉ *Ě ŤE ĚE E sÍ gi F ĚĚ 3í r8.04.2002 18.04.2002 r8.04.2002 18.04.2002 18.04.2002 18.04.2002 18.08.2002 20.08.2002 20.08.2002 20.08.2002 20.08.2002 20.08.2002 20.08.2002
10.37 2.32 r7 . 5 8 8.94 8.49 9.28 16.51 2.18 s.08
r.02
92 r62 6r3 30ó 128 250 339 120
r22 112
1 8 . 1 6 554 t0.77 3 5 5 1.04 91
.Éi
13 26 8l 42 t9 32 47 t7 l6 t6 7l 49 t5
14.115 5.112 27.992 14.028 14.584 14.143 24.7sl 4.289 8.583 2.2s6 27.931 17.100 2.363
46
E*
7.08 6.23 7.57 7.29 6.74 7.81
7.2r 7.06 7.63 7.00 7.80 7.24 6.07
0.87 0.77 0.93 0.90 0.83 0.96 0.89 0.87 0.94 0.8ó 0.96 0.89 0.75
5.6t
.:
>o=
1.361137898 2.203448276 r.s92263936 1.569127517 1.71778563 r.s24030r72 r.499152029 r.96743rr93 1.689566929 2.211764706 1.538050661 r.s87743733 2.272n5385
!r2 -
1r0
'tr 0'8 rL I
l'o'o o,+ ť r-a I
Ě 0'2 0n0
\rýměra pozemku [ha|
$óměi prumcňérro
obrrázek 2: Koeficient wužití a konstrukčního áběru stroje).
3'5
Y = 2,2637x-o'1so
3
tl[- = U,DJ
?
iE 2's d
.!2 ;
1,5 # , .ql
na pozemku
{o
IJ
a
a^-Tr----r_*
Ór
a
I
'Éo,s E I
0 0
3
10
20 t5 !'jurěrapozemku [ha|
25
30
obnázek 3: Měrná dníha ujetrí na pozemku při ošetření (zpracoviní) plochy s ruzrou qýměrou. Dodržovrínípracovního záběru významně zlepšuje a optimalizaci déllry sizdv prt otríčení na souvratích napomráhá používání navigačních systémů. Yýmamným technologichým opařením navazováni pracovních jízd a cestou ke sníŽení plochy s nežádoucímzhutněnímpůdyje ivyužívání kolejových meziřádků u ozimů. Pokud zajistíme návazrrost pracovních zÍLbéria rozchodů podvozků u strojůpro hnojení a ochranu rostlin na za|oženékolejové meziřádky při setí,porost během vegetace ošetřujemepo strílých jízdních
47
drahách. V jarním období,kdy je půdazhutněnímnejvíceohrožena,je toto pozitivní opatření v zemědělských podnicích prvním krokem k zaváděni systému,,traffic farming... Přesnost navazování pracovního zábéru je pro nejrozšířenějšítechniky vy'jádřena v tabulce 2 koefi c ientem vy užitípracovního zábéru. Tabulka 2: Koeficienty vyuŽití pracovního záběru u nejrozšířenějších technik navazování paralelníchpracovníchjízd (Kovaříček'2005). ZaÍízení
Použitá korekce
Konstrukční rrumernv " záběr stroje zaDer
Im]
Odhad obsluhy Pěnový znamenák
Není Není Omnistar FIP + Autopilot DGPS kompenzacesvahu Manuál + světelnálišta OmnistarVBS
;-:lml
KoeÍicient vYuzltl pracovního záběru
l8 l8
17.58 17.76
12
12.04
1.003
21.4
21.28
0.994
0.977 0.987
Nejvyššípodí|na zhutněnípůdy- přes 25 % (tab.3) mají strojeenergetickynáročné na zpracování půdy s malým pracovním záběrem (kypřič Horsch TIGER). Zýšení pracovníhozáběruje možnéjen u mělčíhozpracováni půdy(PHANTOM FG7,5 nebo Horsch Co9,25 při mělké podmítce).Pokud toto opatřeníneodporujeagrotechnickýmpožadavkům, podíl utuŽenépůdy|ze významně sníŽitažo třetinu. U kypřičůTIGER s pracovním zábérem 5 m použitíautopilotu Greenstar pÍi řízenív paralelníchjizdách zýšilo vyuŽití pracovního záběru na 100 Yo, sníženipodílu zhutněléplochy neníýznamné (o 0,5 %). Tabulka 3: Podíl zhutnělé půdy u monitorovaných strojních souprav při zak|ádáni a ošetřováníporostů Strojní souprava
JD8400 + TIGER JD8400 + TIGER CASETI4 0+ PřIANTo M FG7,5 CASE725 0+
Navigace
Greenstar
Omnistar VBS
Omnistar VBS
Měrná dráha Ikm.ha-tl
Podíl zhutně|é plochy tVol
78
5
4.83
0.97
2.158
26.8
112
5
4.99
r.00
2.121
26.3
636
8.1
1A
0.91
1.621
20.1
8.8s
0.98
1.37
17.0
368
co9.zs
RP6020/18 JD69l0 + JD AIR SPREED ER TGl903 + TWIN BIN
Pracovní Průměrný Koeíicient Rozsah pracovní ,^'o": lyužití monitorování - . pracovního KOnstruKcnr záběr Bp lhal Bk lml záběru tml
I3 3 0
l8
17.54
0.97
0.73
4;7
t694
3t.5
31.93
1.01
0.427
4.44
I 140
l8
20.3r
1.13
0.s4
l s.6
21.4
2r.28
0.99
0.s7
16.44
263
48
postřikovačeRP6-020/18 je plocha kolejí 4,7 yo, u traktorového U samojízdného postřikovačeJD TRSP 4000/31,5se vyššímzáběrempodíl zhutněléplochy ýznamné nesníží - při vysoké hmotnosti široképneumatiky 18,4 R46 a traktor s pneumatikami na zadní nápravě 520185R38. Postřikovačejsou stroje' které pracují i v době s méně vhodnými půdnímipodmínkami a ýhoda vyššíhopracovního zábětuje negována zýšenou hmotností soupravy. U traktorovéhopostřikovačese záběrem o 13,5 m většímje hlavně vlivem použité navigace GPS odchylka od požadovaného záběru nižšíneŽu samojízdného. Pro srovnání jsme vybrali 2 rozmetadla průmysloých hnojiv trojkolky pneumatikami (šířkastopy 3 m)' kterémají polovičníkontaktní s nízkotlakými ,,flotačními.. tlaky na půdu. Podíl plochy kolejoých stop ve srovnání s postřikovaěi se srovnatelným pracovním zábérem se zvýší trojnásobně. Použití navigace má opět ýznamný vliv na přesnost dodrženízáběru.
zÁvĚn
Při řešenísystémusoustřeďování pracovníchjízd strojůdo stálých jízdních stop je nutné věnovat zr1ýšenoupozornost pracovním postupům pŤi zpracování půdy a setí. U energeticky náročnýchstrojůna zpracovánípůdy dosahují jizdní stopy 25oÁ a vyššípodíl pracovního zábéru. Návaznost operací při zakládání porostů včetně setí je prioritním problémempři řešenítétoproblematiky. Poděkování: Výsledky prezentovanév příspěvku byly získány v rámci řešeníqýzkumného záměruMZE0002703|O2a při řešeníprojektuMZe ČR č.QH92l05. Použitá literatura: Kovaříček P. Ana|ýza faktorůovlivňujícíchvýkonnost strojůna hnojení,zpracováni půdy a setí.VUZT Praha'2001,l18 s. Kovaříček P., Hůla J. Field capacity determination from GPS spatial data. Research in Agricultural Engineering, 2003, no. 3, p. 75-79. Kovaříček P., Hůla J. Metoda automatickéhosledovánístrojníchSouprava vyhodnocenídat. In: Informačnétechnológie v manažmenteýrobných systémov. Sborník zmezinárodní vědeckékonference.SPU Nitra, 2004,s. 119-124. Kovaříček P., Hůla J., Vlášková M. Měření spotřeby nafty a exp|oatacestrojníchsouprav pro Zpracování půdy. In. Trendy vo ýskume a vyvoji poťnohospodárslqlch strojov a technológií v ekosystéme kultúrnej krajiny. Sbomík anotací zmezinárodní vědecké konference, Dudince2.-3.6.2005,2005, s. 53. Kovaříček P., Hůla J., Vlášková M., Loch T. Přesnost navazovánípracovních záběrŮ pÍi hnojenía ochraněrostlin.Lisý cukrovarniclcé a řepařské,2005,roč.12I,č.4, s. 12I.126. Kontaktní adresa: Ing. Pavel Kovaříček,CSc., tel.233022236
[email protected] Výzkumný ústavzemědělskétechniky,v.v.i. Drnovská 507, 16101 Praha6-Ruzyně
49
