Principles of process controlling of irrigation systems using queuing theory

• Autorzy: Palková Z , Rodný T , Okenka I , Kiedrowicz M

Warianty tytułu

PL

Zasady procesu sterowania systemami nawadniającymi w oparciu o teorię kolejkowania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

PL

Wielkość i stabilność plonów z hektara upraw rolnych w dużym stopniu zależy od warunków klimatycznych, temperatury, promieniowania słonecznego, ale przede wszystkim ilości i jakości opadów, które dla większości upraw rolnych są niewystarczające. Pomimo faktu, że sztuczne nawadnianie ma tendencję wzrostową w ostatnich latach, budowanie systemów nawadniających jest trudne pod względem inwestycji, jak również kosztowne. Jeśli pojemność systemu nawadniania, jest niewystarczające, koszty inwestycji są zbyt wysokie, a system nie zawsze będzie w stanie spełnić zapotrzebowanie na wymaganym prawdopodobieństwem aby sprostać wymaganiom wynikającym na dostawy dodatkowego nawadniania. Spowoduje to zmniejszenie wydajności upraw rolnych lub, w skrajnym przypadku może doprowadzić do uniknięcia szkód w uprawach. Jeśli pojemność obiektu nawadniania musi zostać zmieniona to będzie oznaczać niepotrzebnie wysokie koszty inwestycyjne i ilość urządzeń nawadniających nie zawsze będzie dostatecznie wykorzystywana. Te dwa przy padki graniczne nie dają optymalnego wykorzystania i budowy urządzeń do prac irygacyjnych. Roszczenia plonów często nie emanują z zestawu pewnych roszczeń z tytułu każdej z roślin, ale są tylko szacunki oparte na empirycznych doświadczeniach. Precyzyjne ustalenie tych danych jest bardzo trudne i bez użycia dokładnych metod matematycznych i informatyki byłoby praktycznie niemożliwe. Niniejszy artykuł poświęcony jest tworzeniu modeli, które pozwoliłyby na ustalenie optymalnej wydajności systemu nawadniania w odniesieniu do upraw i urządzeń nawadniających. Rozwiązanie na średnią i dużą skalę nawadniania nie jest możliwe efektywne i precyzyjne za pomocą tradycyjnych metod, bez użycia aparatu matematycznego, modelowania, metody symulacji rozdzielczości i oczywiście, bez wykorzystania nowoczesnej technologii komputerowej. Jeśli spojrzymy na proces nawadniania od systemowego punktu widzenia, cały system nawadniania można podzielić na dwie części – rośliny, które otrzymują nawadniania i system, który dostarcza nawadniania. System nawadniania i upraw nawadnianych są w procesie sztucznego nawilżania będącego dostawcą i klientem. Konieczność wilgotność dla roślin występuje jako wymogu określonego rodzaju operatora - dostaw koniecznych ilościach nawadniania uzupełniających. System nawadniania jest jak stacja paliw, która spełnia wymagania - nawadnianie zapewnia, lub nie, jeśli pojemność nie jest wystarczająco wysoka. W związku z tym, problem determinacji systemu pojemności nawadniania może być postrzegany jako problem teorii kolejek – podmiot ze środków wprowadzonych do systemu w odstępach stałych lub losowo. W naszym przypadku, przepisów wjazdowych rośliny są w przypadkowych odstępach czasu. Po wejściu do operatora systemu urządzenie pracuje na natychmiast, jeśli jest co najmniej jeden wolny kanał. W przeciwnym razie wniosek może zostać stracony. Do stworzenia modelu do wyznaczania optymalnej wydajności systemu nawadniania, musimy znaleźć odpowiedzi na te pytania: co to jest średnia długość kolejki, co jest oczekiwana średnia liczba jednocześnie nawadnianych akrów, co jest oczekiwana średnia liczba hektarów nie wymagają nawadniania, co jest spodziewane niewykorzystane moce systemów nawadniających, jaki jest średni czas oczekiwania w kolejce i to, co jest średnia liczba wymagań zawartych w systemie.

Słowa kluczowe

PL

systemy nawadniania; teoria kolejkowania; sterowanie

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2012
• Tom: Tom 14
• Strony: 161--171
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz.

Twórcy

autor

Palková Z

• Slovak University of Agriculture in Nitra, Slovakia

autor

Rodný T

• Slovak University of Agriculture in Nitra, Slovakia

autor

Okenka I

• Janos Seley University in Komarno, Slovakia

autor

Kiedrowicz M

• Koszalin University of Technology, Poland

Bibliografia

• 1. Okenka I., Palková Z.: Závlahová sústava ako model teórie hromadnej obsluhy. In Zeměd. Ekon. Roč. 44, č. 10 467–468 (1998).
• 2. Hennyeyová K., Palková Z.: Využitie informačných technológií a simulačných modelov v závlahovom hospodárstve. - 1. vyd. - Nitra : Slovenská poľnohospodárska univerzita, 19 obr. - ISBN 80-8069-715-9. 108 (2006).
• 3. Sourell H., Al-Karadsheh E.: Precision Irrigation Toward Improving Irrigation Water Management. ICID-CIID 2003 - 54th Executive Council of ICID 20th European Regional Conference Montpellier. 14-19 September 2003 [CD-ROM]. Montpellier, France., 7 (2003).
• 4. Simoník J., Palková Z., Okenka I.: Racionalizácia a modelovanie zavlažovania poľných plodín postrekom. - 1. vyd. - V Nitre : Slovenská poľnohospodárska univerzita, obr., tab. 169 (2004).
• 5. Bolch G., Greiner S., Meer H., Trivedi K.S.: Queueing Networks and Markov Chains. John Wiley & Sons, New York 2006.
• 6. Bose S.K.: An Introduction to Queuing Systems. Springer-Verlag, Berlin 2001.
• 7. Cooper R.B.: Introduction to Queuing Theory. North Holland, NewYork 1981.
• 8. Gross D., Shortle J.F., Thompson J.M., Harris C.M.: Fundamentals of Queueing Theory. John Wiley & Sons, New York 2008.
• 9. Le Boudec J-Y., Thiran P.: Network calculus: a theory of deterministic queuing systems for the internet Springer-Verlag Berlin, Heidelberg. 2001.
• 10. Borodin A., Kleinberg J., Sudan M., Williamson D.P.: Adversarial queuing theory. Journal of the ACM (JACM), Volume 48 Issue 1, Jan. 2001.
• 11. Seda M.: Modely hromadnej obsluhy. VUT Brno, Acta Logistica 2/2011.
• 12. Simonik J., Palkova Z., Okenka I.: Racionalizácia a modelovanie zavlažovania poľných plodín postrekom. 1. vyd. V Nitre : Slovenská poľnohospodárska univerzita. 169 (2004).
• 13. Palková Z., Rodný T.: Analytical model of the optimal capacity of an irrigation system. In Scientific papers. Series "Management, economic engineering in agriculture and rural development". - Bucharest University of Agricultural Sciences and Veterinary Medicine, Vol. 10, no. 1, 155–158 (2010).
• 14. Palková Z.: Modelling the optimal capacity of an irrigation system using queuing theory. In Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW: agriculture: (Agricultural and forest engineering). Warsaw University of Life Sciences Press, No. 55. 5–11 (2010).