CC BY
69
АГРОПРОМЫШЛЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ
УДК 631.6:681.3.004.14
АЛГОРИТМ ФОРМИРОВАНИЯ И РАСЧЁТА ПЛАНА ПОСЕВА И ПОЛИВА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
В.И. Ольгаренко, член-корреспондент Россельхозакадемии, доктор технических наук, профессор В.И. Селюков, кандидат технических наук, доцент И.В. Ольгаренко, кандидат технических наук, доцент
Новочеркасская государственная мелиоративная академия
В статье приведен оригинальный алгоритм, реализующий методологию расчёта плана посева и полива сельскохозяйственных культур на основе новой структуры информационной базы данных в системе программного комплекса «План водопользования».
Ключевые слова: алгоритм, информационные технологии, структура, база данных, методология, план полива, сельскохозяйственная культура, информация, хо-зяйства-водопол ьзователи.
Планирование и реализация планов водопользования на оросительных системах, разработанных на основе использования новых информационных технологий, вносит существенный вклад в развитие мелиоративной науки и практики.
Проведенные научно-аналитические и экспериментальные исследования в этом направлении позволили учёным РосНИИПМ и НГМА [2, 3, 6] разработать программный комплекс, реализующий компьютерную технологию планирования водопользования на оросительных системах, методологической основой которой являлась методика составления и реализации планов водопользования, используемой в качестве нормативного документа на действующих оросительных системах [1].
Дальнейшее совершенствование вышеуказанной методики с использованием информационных технологий позволило разработать новый общий алгоритм функционирования компьютерной программы [4], а также алгоритмы и программы, реализующие функциональные задачи формирования исходной информации и настройки на оросительную систему; вариантного планирования водопользования и в том числе сводных планов посева и полива сельскохозяйственных культур, моделей распределения водных ресурсов и величин водозаборов при различных водообеспеченностях источника орошения; функций учёта водохозяйственной деятельности водопользователей и системы в целом, а также контроля исполнения показателей плана водопользования [5].
При планировании водопользования на оросительной системе наиболее трудоёмкой задачей является составление и расчёт сводного плана посева и полива сельскохозяйственных культур, в связи с тем, что в этом документе агрегирована вся основная информация о плановых показателях работы оросительной системы в целом за расчётный период и в том числе данные о планируемых площадях посева и полива сельскохозяйственных культур, характеризующие структуру их использования в разрезе водопользователей, административных районов и эксплуатационных участков системы. Вышеуказанный алгоритм и программа расчёта разработаны на основе новой структуры информационной базы данных, обеспечивающей значительное повышение качества и достоверности процесса планирования, а также автоматическое формирование и расчёт данного документа в двух вариантах: первый -оросительная система в разрезе административных районов; второй- административный район в разрезе хозяйств-водопользователей.
Новый алгоритм позволяет обрабатывать структуру орошаемых земель для произвольного количества водопользователей, независимо от их административной принадлежности, величины площади орошения и набора возделываемых сельскохозяйственных культур. Структура выходного документа плана посева и полива определяется в ходе выполнения алгоритма и зависит только от информации о планируемой структуре посевных площадей, поступившей от водопользователей оросительной системы.
Для хранения информации сводного плана посева и полива сельскохозяйственных культур в базе данных программного комплекса используется таблица базы данных FORM1.DB. Структура этой таблицы и внешний вид формируемого для вывода на экран и на печать документа определяются непосредственно во время выполнения программы. По этой причине алгоритм формирования сводного плана посева (рис. 1, 2) можно условно разбить на две части: первая часть алгоритма обеспечивает формирование структуры выходного документа, а вторая - заполнение его информацией.
Структура FORM1.DB формируется в три этапа: на первом этапе добавляются фиксированные поля, расположенные в начале таблицы (блок 2 ), на втором - число добавляемых полей заранее неизвестно и зависит от количества записей в словаре сельскохозяйственных культур (блоки 4-10) и на третьем этапе добавляется набор фиксированных полей, расположенных в конце таблицы (блок 11). Формирование переменной части структуры происходит внутри двух вложенных циклов. Внешний цикл по группам культур (блоки 4-10) и внутренний - по культурам, входящим в состав группы (блоки 7-9). На каждом шаге внешнего цикла в структуру добавляется два поля, одно для хранения суммарной площади посева, второе - для суммарной площади полива по культурам данной группы (блок 5). При этом первому полю присваивается имя («PS»+ код группы), а второму - («PL»+ код группы). По такому же принципу именуются все поля, предназначенные для хранения суммарных площадей посева и полива по группе культур.
***** ИЗВЕСТИЯ *****
№ 1(25) 2012
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА
Рисунок 1 - Алгоритм формирования сводного плана посева и полива сельскохозяйственных культур 3
Рисунок 2 - Алгоритм формирования сводного плана посева и полива сельскохозяйственных культур (окончание)
Вложенный цикл в ходе своей работы поочерёдно перебирает все сельхозкультуры, входящие в группу (блоки 7-9). Для каждой культуры в структуру добавляются два поля (блок 8): одно для хранения площади посева данной культуры, второе - для площади полива. Добавляемые поля именуются по принципу: («КБ» + код группы + код культуры) - для площади посева и («КЪ» + код группы + код культуры) - для площади полива. По достижению последней записи в словаре сельхозкультур управление передаётся на начало внешнего цикла, и весь вышеописанный порядок действий повторяется для следующей группы сельскохозяйственных культур. Таким образом, по завершению работы внешнего цикла в структуру плана посева и полива будут добавлены по две записи на каждую группу и по две записи на каждую культуру. Завершается формирование структуры сводного плана полива и посева добавлением восьми обязательных полей для хранения данных о неиспользованных и неполитых орошаемых землях (блок 11).
Вторая часть алгоритма реализует задачу по заполнению информацией только что сформированной структуры сводного плана посева и полива. В зависимости от заданного варианта формирования (блок 1) работает та или иная часть алгоритма.
Рассмотрим алгоритм формирования плана посева и полива для варианта «Оросительная система в разрезе административных районов». Словарь районов устанавливается на первую запись (блок 13) и начинает работать цикл по районам (блок 14).
Внутри этого цикла организован вложенный цикл по таблице базы данных с информацией о структуре посевных площадей хозяйств-водопользователей (блоки 27-29). По каждому району этот цикл работает дважды. Сначала для участка государственной системы (ГС), затем - для местного стока (МС), при этом записи таблицы STRUKPP.DB фильтруются по району и по участку одновременно (блок 19).
Перед первым проходом цикла устанавливается фильтр «код района + ГС», если при активизации фильтра таблица STRUKPP.DB будет содержать, хотя бы одну запись, в таблицу FORM1.DB добавляется запись для хранения информации по участку ГС для данного района. В ходе выполнения цикла по записям таблицы базы данных со структурой посевных площадей информация по сельскохозяйственным культурам суммируется в соответствующих полях таблицы FORM1.DB (блок 28). Завершение вложенного цикла по участку ГС приводит к передаче управления на начало этого цикла (блок 27). Перед вторым выполнением цикла для таблицы STRUKPP.DB устанавливается новое значение фильтра «код района + МС». В дальнейшем порядок действий повторяется, только теперь уже для участка местный сток (блок 18).
Если в районе имеются водопользователи, орошаемые земли которых располагаются и на государственной системе и на местном стоке, кроме двух записей в сводный календарный план посева и полива, добавляется итоговая строка по району. Если же орошаемые земли водопользователей района располагаются только на участке ГС или только на участке МС, для этого района в сводной ведомости появляется всего одна запись.
После завершения работы цикла по районам в формируемый выходной файл добавляются три итоговые строки (блок 31): итого по госсистеме, итого по местному стоку, всего по оросительной системе.
Вместо трёх итоговых строк может быть добавлена одна - «Всего по району» (блок 32). Это произойдёт в том случае, если все орошаемые земли ОС принадлежат одному участку, например МС.
Алгоритм формирования плана посева и полива сельскохозяйственных культур для варианта «Административный район в разрезе хозяйств-водопользователей», хотя и имеет свои особенности и отличия, но по существу реализует тот же самый подход, и во многих своих чертах воспроизводит вышеописанный алгоритм формирования плана посева и полива для варианта «Оросительная система в разрезе административных районов». Эта часть алгоритма также представлена на рисунке 2 (блоки 35-55).
Особенностью и новизной рассматриваемого алгоритма является его независимость от исходных данных, если эти данные представлены в соответствующей информационной структуре, разработанной авторами для информационного обеспечения задачи планирования водопользования на оросительных системах. Универсальность алгоритма позволяет использовать его для условий любой оросительной системы. При наличии информации в базе данных программного комплекса процедура формирования и расчёта плана посева, и полива сельскохозяйственных культур теперь занимает несколько секунд, при этом исключается возможность ошибок, связанных с агрегированием информации и проведением численных расчетов. Кроме этого, появилась возможность вариантного планирования водопользования и оперативной корректировки и пересчета ранее составленного плана.
Разработанный программный комплекс «План водопользования», реализующий компьютерную технологию планирования водопользования на оросительных системах и в том числе алгоритм формирования и расчёта плана посева и полива сельскохозяйственных культур, внедрён на Миусской оросительной системе Ростовской области, площадью 7800 га.
Библиографический список
1 Временные рекомендации по составлению и реализации планов водопользования на оросительных системах Ростовской области [Текст] / В.И.Ольгаренко, Г.В. Ольгаренко, И.В. Ольгаренко и др. - Коломна : ООО «Инлайт», 2009. - 104 с.
2 Ольгаренко, В.И. Эксплуатация и мониторинг мелиоративных систем [Текст]: учебник для ВУЗов / В.И. Ольгаренко, Г.В. Ольгаренко, В.Н. Рыбкин. - Коломна: ООО «Инлайт», 2006. - 396 с.
3 Ольгаренко, И.В. Методология функционирования экологически сбалансированных оросительных систем [Текст] / И.В.Ольгаренко // Труды КубГАУ. - 2010. - №6 (27). - С. 181182.
4 Ольгаренко, И.В. Программное обеспечение процесса планирования водопользования на оросительных системах [Текст] / И.В. Ольгаренко, В.И. Селюков // «Природообустрой-ство»: научно-практический журнал. - 2011. - № 4. - С. 38-40.
5 Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ № 2010616506 «Расчёт плана водопользования на государственных оросительных системах» от 01.10.2010 г. [Текст] /В.И. Ольгаренко, И.В. Ольгаренко, В.И. Селюков, и другие.
6 Щедрин, В.Н. Управление водопользованием на оросительных системах, современное состояние и пути совершенствования [Текст] / В.Н. Щедрин, В.И. Селюков // Сб. науч. тр. «ЮжНИИГиМ», Новочеркасск, 2001. - С. 36-34.
E-mail: [email protected]
