Решение проблемы механизации садоводства и виноградарства (стр. 6 из 22)

Установлено [16, 23, 25, 28, 69, 82, 92, 99], что среда порождает ограничения почвенным параметрам многолетних насаждений природными температурными факторами климата. Влажность и перемещение воздушных масс являются при этом усиливающими факторами течения его годичного цикла. Для равнинной части Кубани в усреднённом виде за последний столетний период эти факторы отображены на циклограмме (рис. 5)

Рис.5. Природное течение годичного цикла температур

воздуха равнинной части Кубани:

1 - годичный ход средних температур;

2 - нижнее отклонение средних температур;

3 - максимумы температурного возмущения климата;

4 - смена прямого природного течения годичного цикла температур на обратный.

Важным в установлении (рис. 5) является то, что начало осенних (

) и конец весенних ( ) заморозков делят климат центральной части на две равные угловые апертуры. Максимумы температурных возмущений климата района летом и зимой принадлежат одному и тому же вектору циклограммы , проходящему через конец второй декады июля ( ) и января ( ). В летнюю пору максимум связан с интенсивным трещинообразованием в почве, а в зимнюю - во время смены природного течения температуры (кривая 3) на обратный (кривая 4) - связан с оживлением компонентов системы не ко времени, в результате чего растения попадают в неблагоприятные условия среды не потому, что они в корне изменились, а потому, что потеплением спровоцирован параметр устойчивости компоненты.

С этими двумя явлениями в механизированных технологиях многолетних насаждений следует считаться: для почвы находить соответствующую технологию ухода, а для насаждений - растения с соответствующей устойчивостью [94] или технологию их защиты от экстремальных условий среды [19, 24, 25, 28, 29, 38, 68, 112]. К остальному течению годичного цикла температур воздуха следует приспосабливать технологию ухода за насаждением. Особенно это относится к угловой апертуре апреля, так как параметры характера его погоды чем севернее, тем устойчивее [23].

3. Разработка методологии оптимизации управления

функционированием и развитием механизированных

технологий многолетних насаждений

3.1. Разработка методики подбора критериев оптимизации

Известно из теории «Системы отображения информации» (СОИ, В.Ф.Венда, 1975), что анализ причин события требует достаточного массива информации. По аналогии нами установлено, что процессы, протекающие в технологиях растениеводства, могут быть отображены информацией о культуре, средствах производства, продукте и воздействиях, направленных на поддержание их в заданных параметрах через мнемомодель (рис. 6).

Рис.6. Модель интенсивной технологии продукта

растениеводства

С позиций математической логики функция этой модели может быть вычислима, если моделируемый процесс отождествлён с множеством и полностью определяется своими элементами. Поэтому в разработке методики задача сводилась к доказательству того, что технология интенсивного производства плодов и винограда является тоже множеством. Для этого был использован постулат о том, что «нет других множеств, кроме построенных на одном из шагов».

Процедурно набор информации для расчёта технологий многолетних насаждений осуществлялся методом «понятия бесконечного дерева», набрав её из изоморфных копий трёхэлементных деревьев «шаг» за «шагом» (рис. 7).

Рис. 7. Изображение интенсивных технологий многолетних

насаждений «понятием бесконечного дерева».

Изображение (рис. 7) означает упорядоченное усреднённое множество, названное «полным бинарным деревом»

, (3)

где

- конечное число «шагов» множества;

- символ, указывающий на то, что усреднённого множества может быть использован не полностью.

В множестве (3), согласно рис.7, левые последователи (0 - 1, 2 - 5 и т.д.) множества

подчиняются зависимости

(4) и означают выход продукта, а правые последователи (0 - 2, 2 - 6, и т.д.) множества подчиняются зависимости

(5) и означают процесс роста технологии «шаг» за «шагом». Поэтому, согласно рис.7, каждый последователь (4) является тупиком дерева , так как

при ,

в то время как на последователе (5) строится «бесконечное дерево» путём наращивания изоморфных копий трёхэлементных деревьев

(6)

где

- первый бесконечный ординал;

.

Массив информации, заключённый в выражении (6), может быть использован для расчёта технологии в период, когда идёт наращивание урожайности. Если в технологии объём продукта в последующих шагах не изменяется, то массив информации для расчёта подчиняется прямой сумме трёхэлементных деревьев

(7)

где

,

символ, обозначающий равенство по предыдущему «шагу» .

Массив информации можно получить в Госсортосети, на МИС, в производственных условиях, а недостающие величины к оптимальным параметрам информационных узлов регулируются моделью выхода (качеством и количеством продукта) и определяются величиной восстановительных действий (удобрениями, ядами и др.).

Такой процесс набора информации хотя и упрощает процедуру, однако, он многовариантен и долговечен. Им рационально пользоваться в контролируемых условиях. Его система отображения информации (СОИ) наглядна и удобна для использования оператором.

Для массового пользования зависимостью (7) информационные узлы мнемомодели (рис. 6) должны сначала пройти через массовый опыт. Таким информационным материалом являются поколения типовых технологических карт на культуру. В них уже заложены параметры «шага»

множества и само множество в пределах упорядоченного усреднённого множества (3).

3.2. Разработка методики построения моделей технологии

Основываясь на отображения информации в логической форме (3), (6), (7), технология насаждения может быть представлена следующим тождеством

(8)

где {0} -определяет корень вычисляемого дерева технологии через её балансовый тарифный параметр ко времени исчисления «шага»;

- определяет тарифный параметр продукта исчисляемого «шага»;

- определяет тарифный параметр корня последующего трёхэлементного дерева технологии.

Исследованиями [43, 48, 62, 65, 70, 89, 95] установлено, что тождество (8) в общем виде является моделью любой технологии растениеводства, но применительно к многолетним насаждениям автономные узлы массива информации рациональнее группировать по стадиям, характеризующим закладку, воспитание и эксплуатацию насаждения.

Тогда в общем виде заключенная информация в стадиях реализуется условием равенства технологических издержек отдаче от проданного продукта

(9)