Научная статья на тему 'Математическая модель групповой автопоилки по обоснованию безопасного обслуживания животных'

Математическая модель групповой автопоилки по обоснованию безопасного обслуживания животных Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

CC BY
77
33
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ГРУППОВАЯ АВТОПОИЛКА / МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ / ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ПОТРЕБЛЕНИЯ ВОДЫ / ИНТЕНСИВНОСТЬ ОТБОРА ВОДЫ / ЗОНА ПОТРЕБЛЕНИЯ

Аннотация научной статьи по прочим технологиям, автор научной работы — Таран Елена Александровна, Орищенко Ирина Викторовна

Представлена математическая модель групповой автопоилки по обоснованию безопасного обслуживания животных. Алгоритм длительности и интенсивности потребления воды животными позволил обосновать геометрические параметры групповой автопоилки.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по прочим технологиям , автор научной работы — Таран Елена Александровна, Орищенко Ирина Викторовна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Математическая модель групповой автопоилки по обоснованию безопасного обслуживания животных»

УДК 636.084

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ГРУППОВОЙ АВТОПОИЛКИ

ПО ОБОСНОВАНИЮ БЕЗОПАСНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ЖИВОТНЫХ

© 2014 г. Е.А. Таран, И.В. Орищенко

Представлена математическая модель групповой автопоилки по обоснованию безопасного обслуживания животных. Алгоритм длительности и интенсивности потребления воды животными позволил обосновать геометрические параметры групповой автопоилки.

Ключевые слова: групповая автопоилка, математическая модель, длительность потребления воды, интенсивность отбора воды, зона потребления.

Mathematical model of the group auto-drinking bowl for safe maintenance of animals is substantiated. The algorithm of duration and intensity of water consumption by animals is submitted.

Key words: group auto-drinking bowl, mathematical model, duration of water consumption, intensity of water consumption, consumption zone.

В основу моделирования процесса автопоения положены следующие допущения [1, 2, 3]:

- потребление воды из групповой автопоилки начинается от определенного момента, относительно которого отсчитываются все последующие события;

- животное, находящееся в зоне фронта поения, считается готовым к обслуживанию;

- животное, поступающее к групповой автопоилке, направляется в очередь;

- животные с большой степенью агрессивности имеют преимущество в обслуживании;

- животное считается полностью обслуженным, если оно полностью использует время потребления воды;

- животное считается необслуженным, если оно, находясь в очереди больше заданного времени, покидает ее.

Для описания процесса потребления воды животными составим алгоритм. Блок-схема (рисунок 1) отражает последовательность действий животного в процессе потребления воды и состояния групповой автопоилки как обслуживающей системы. Она состоит из блока ввода исходной информации, моделирования случайных чисел для подхода очередного временного интервала поступления животного и длительности его обслуживания, автоматических блоков для вычисления характеристик обслуживания животных и текущих параметров автопоилки, а также логических блоков достоверности события [4, 5, 6].

Для осуществления процесса моделирования безопасного обслуживания зададим следующие параметры:

РМ - продолжительность моделирования;

М - число обслуживаемых животных;

Мц - число моделируемых суток; - интервал времени между подходами животного, с;

Т - длительность разового потребления воды животными, с;

I - интенсивность отбора воды животными, л/с;

ТМ - текущее время моделирования, с;

ТО1 - временные моменты поступления животного на обслуживание или его окончание;

Mi - число подходов животных на обслуживание;

Qi - текущее значение потребления воды животными, л;

А - возникновение очереди в зоне потребления воды животными.

В зависимости от характера поведения животных определяются параметры поильной чаши, а также положения, занимаемые животными относительно групповой автопоилки. При этом необходимо учитывать агрессивность поступающих животных, обслуживаемых и находящихся в очереди, а животные с меньшей агрессивностью направляются повторно в очередь [7, 8].

Предложенная математическая модель процесса, учитывающая последовательность, интенсивность и длительность потребления воды животными, позволила обосновать геометрические параметры групповой автопоилки [9, 10].

В указанной блок-схеме рассматриваем последовательность потребления воды двумя животными. В блоке 7 происходит ввод данных продолжительности моделирования и числа обслуживания животных. В следующем блоке 8 задается количество часов интенсивного потребления воды из групповой автопоилки. Присвоение начальных значений производится в блоке 9, таких как Q1, М], ТО], Q2, М2, ТО2. В блоке 10 генерируется число А, которое может принимать два значения: А > 1 и А = 1. При А > 1 принимается подход двух животных, при А = 1 принимается подход одного животного. Если А = 1, то происходит генерация времени потребления воды в блоке 26 и в блоке 27 рассчитывается Q], М], ТО]. В блоке 28 рассчитывается текущее время моделирования. Далее в 19 блоке проверяется условие завершения моделирования, которое происходит при выполнении условия ТМ < РМ. При невыполнении условия ТМ < РМ происходит возвращение к генерации числа. Если случайное число А > 1, это означает, что к автопоилке подошло два животных, то для каждого из них в блоке 1 вычисляются (], т], (2, т2. Далее в блоках 2, 12, 22 происходит определение очередности подхода животного к автопоилке. В зависимости от результата условий расчет можно произвести по одной из веток, в каждой ветке определяется Q], М], ТО], Q2, М2, ТО2, ТМ, идет приращение времени моделирования.

Рисунок 1 - Блок-схема последовательности поступления, ожидания

и обслуживания животных

Далее в блоке 19 проверяется выполнение условия ТМ < РМ, при его выполнении в блоке 20 производится ввод результатов, в следующем блоке 21 проверяется условие N4ac< Ms. Если условие выполняется, процесс моделирования повторяется, при невыполнении - моделирование заканчивается.

Литература

1. Ферма с низкозатратной экологически чистой технологией производства молока: монография / Э.И. Липкович, А.М. Бон-даренко, И.Н. Краснов, А.М. Семенихин, А.И. Удовкин, Е.Б. Сафиулина, И.А. Дро-бот, А.Н. Глобин, А.А. Поцелуев, В.В. Ми-рошникова, А.Ю. Краснова. - Зерноград: ФГОУ ВПО АЧГАА, 2010. - 192 с.

2. Лыгин, А.А. Обоснование режимов работы и параметров групповых средств автопоения для КРС: диссертация кандидата технических наук / А.А. Лыгин. - Зерно-град, 2001. - 158 с.

3. Назаров, И.В. Режимы водопотреб-ления на фермах КРС и совершенствование технологических линий автопоения: диссертация кандидата технических наук / И.В. Назаров. - Зерноград: АЧГАА, 1997. - 200 с.

4. Никоноров, П.Н. Зоотехническая оценка системы содержания, автопоения и вентиляции при промышленной технологии

в скотоводстве / П.Н. Никоноров // Профилактика болезней сельскохозяйственных животных. - Новосибирск, 1986. - С. 53-57.

5. Безопасность и экология технологических процессов: материалы Всероссийской научно-практической конференции. -п. Персиановский, 2010.

6. Данилов-Данильян, В.И. Потребление воды: экологические, экономические и политические аспекты / В.И. Данилов-Данильян, К.С. Лосев. - Москва: Наука, 2006. - 218 с.

7. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники. - Москва: Мин-сельхозпром России, 2000. - 220 с.

8. Орищенко, И.В. Конструктивные элементы групповой автопоилки, влияющие на скорость термосифонной циркуляции воды / Е.А. Таран, И.В. Орищенко // Вестник аграрной науки Дона. - Зерноград: ФГБОУ ВПО АЧГАА. - 2011. - № 4 (16). - С. 49-54.

9. Орищенко, И.В. Опасные и вредные факторы при обслуживании средств автопоения для крупного и мелкого рогатого скота / И.В. Орищенко, Е.А. Таран // Безопасность и экология технологических процессов С. 91-94.

10. Bordet, M.A. Abreuvoir automatigue - Brevet D'invention №1, 240, 462. - 1960.

Сведения об авторах

Таран Елена Александровна - канд. техн. наук, доцент кафедры «Безопасность технологических процессов и производств», Азово-Черноморский инженерный институт ДГАУ в г. Зернограде.

Орищенко Ирина Викторовна - канд. техн. наук, ассистент кафедры «Безопасность технологических процессов и производств», Азово-Черноморский инженерный институт ДГАУ в г. Зернограде. Тел.: 8-908-178-70-37, 8-909-442-02-66.

Information about the authors

Taran Elena Alexandrovna - Candidate of Technical Sciences, associate professor of the Safety of technological processes and productions department, Azov-Black Sea Engineering Institute FSBEE HPE "Don State Agrarian University" in Zernograd.

Orishchenko Irina Victorovna - post-graduate student of the Safety of technological processes and productions department, Azov-Black Sea Engineering Institute FSBEE HPE "Don State Agrarian University" in Zernograd. Phone: 8-908-178-70-37, 8-909-442-02-66.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.