Статья журнала
Оснащенность сельскохозяйственной техники средствами спутниковой навигации ГЛОНАСС/GPS
GNSS Equipment of Agricultural Machinery
Цитирование
Моторин О.А., Свищева М.И., Халиуллин Н.А. Оснащенность сельскохозяйственной техники средствами спутниковой навигации ГЛОНАСС/GPS // Управление рисками в АПК. – 2022. – № 3 (45). – С. 51–59. – DOI: 10.53988/24136573-2022-03-06.
Citation
Motorin O.A., Svishcheva M.I., Khaliullin N.A. GNSS Equipment of Agricultural Machinery // Agricultural Risk Management. 2022. No. 3 (45). Pp. 51–59. DOI: 10.53988/24136573-2022-03-06.
Аннотация
В статье выполнен анализ оснащенности сельскохозяйственной техники Республики Татарстан средствами спутниковой навигации ГЛОНАСС/GPS. Показана значительная межрайонная дифференциация и различия между видами техники. Обоснован переход от учета установленного оборудования к оценке интеграции навигационных данных в цифровые контуры управления.
Ключевые слова
ГЛОНАСС/GPS, сельскохозяйственная техника, спутниковая навигация, точное земледелие, региональная дифференциация, цифровизация, Республика Татарстан. Журнал «Управление рисками в АПК». Выпуск 3 (45). 2022 www.agrorisk.ru 56 Oleg A. Motorin, Margarita I. Svishcheva, Niyaz A. Khaliullin GNSS Equipment of Agricultural Machinery Oleg A. Motorin – Candidate of Political Sciences, Russian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural Academy, Moscow, Russia, e-mail: ol.motorin@gmail.com Margarita I. Svishcheva – Federal State Budgetary Institution “Center for Agroanalytics”, Moscow, Russia. Niyaz A. Khaliullin – Joint Stock Company “Republican Information and Computing Center”, Kazan, Russia. Nadezhda E. Vokueva – Russian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural Academy, Moscow, Russia. Annotation The article analyzes the equipment of agricultural machinery in the Republic of Tatarstan with GLONASS/GPS navigation. Significant inter-municipal differences and variation between machinery types are identified. The transition from counting installed devices to assessing integration of navigation data into digital management loops is substantiated.
Keywords
GLONASS/GPS, agricultural machinery, satellite navigation, precision farming, regional differentiation, digitalization, Republic of Tatarstan. Введение Уровень оснащённости сельскохозяйственной техники Республики Татарстан Из имеющихся в Республике Татарстан грузовых автомобилей оснащены спутниковой навигации ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GP 47% (2 012 ед.). Наибольшая доля оснащенных грузовиков в следующих районах: Сармановский (47 из 48 грузовых автомобилей оснащены ГЛОНАСС), Аксубаевский (40 из 42 грузовых автомобилей оснащены ГЛОНАСС), Елабужский (32 из 34 грузовых автомобилей оснащены ГЛОНАСС). В 79-ти сельскохозяйственных предприятиях (Менделеевского, Дрожжановского, Высокогорского, Арского, Елабужского, В.Услонского, Спасского, Нурлатского, Пестречинского, Р.Слободского районов) грузовые автомобили оснащены спутниковой навигацией ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GP на 100%. Наиболее низкие показатели оснащения в районах: Ютазинский (0% из 50 ед.), Мензелинский (0% из 73 ед.) [2]. Доля тракторов, которые оснащены ГЛОНАСС в республике составляет 41%. Наибольшая доля оснащенных тракторов в следующих районах: Елабужский (171 из 198 тракторов оснащены ГЛОНАСС/GPS навигаторами), Аксубаевский (200 из 259 тракторов оснащены ГЛОНАСС/GPS навигаторами), Атнинский (245 из 325 тракторов оснащены ГЛОНАСС/GPS навигаторами). Наиболее низкие показатели оснащения в районах: Ютазинский (7 из 167 ед. оснащены Журнал «Управление рисками в АПК». Выпуск 3 (45). 2022 www.agrorisk.ru 57 ГЛОНАСС/GPS навигаторами), Бавлинский (16 из 229 ед. оснащены ГЛОНАСС/GPS навигаторами), Новошешминский (30 из 309 ед. оснащены ГЛОНАСС/GPS навигаторами), Черемшанский (31 из 245 ед. оснащены ГЛОНАСС/GPS навигаторами), Менделеевский (16 из 121 ед. оснащены ГЛОНАСС/GPS навигаторами) [2]. Доля самоходных опрыскивателей, которые оснащены ГЛОНАСС/GPS приборами параллельного вождения в Республике Татарстан на высоком уровне: 92%. В 36-ти районах республики более 80% самоходных опрыскивателей оснащены ГЛОНАСС/GPS, в 5-ти районах средняя доля оснащения составляет 60%-75%. В 1-м районе, Агрызском (ООО "Навруз"), уровень оснащения составляет 0%: из 2х имеющихся в районе самоходных опрыскивателей ни один не оснащен ГЛОНАСС/GPS [2]. Доля зерноуборочных комбайнов, оснащённых ГЛОНАСС/GPS навигаторами в республике составляет 43%. Наибольшая доля оснащенных зерноуборочных комбайнов в следующих районах: Елабужский (48 из 54 зерноуборочных комбайнов оснащены ГЛОНАСС/GPS навигаторами), Заинский (40 из 50 зерноуборочных комбайнов оснащены ГЛОНАСС/GPS навигаторами), Аксубаевский (53 из 69 зерноуборочных комбайнов оснащены ГЛОНАСС/GPS навигаторами), Муслюмовский (78 из 102 зерноуборочных комбайнов оснащены ГЛОНАСС/GPS навигаторами), Зеленодольский (22 из 29 зерноуборочных комбайнов оснащены ГЛОНАСС/GPS навигаторами). Наиболее низкие показатели оснащения в районах: Р.Слободский (10 из 113 ед. оснащены ГЛОНАСС/GPS навигаторами), Менделеевский (8 из 44 ед. оснащены ГЛОНАСС/GPS навигаторами) [2]. Доля кормоуборочных комбайнов, оснащённых ГЛОНАСС/GPS навигаторами, в республике составляет 33%. Наибольшая доля оснащенных кормоуборочных комбайнов в следующих районах: Заинский (5 из 5 кормоуборочных комбайнов оснащены ГЛОНАСС/GPS навигаторами), Муслюмовский (2 из 2 кормоуборочных комбайнов оснащены ГЛОНАСС/GPS навигаторами), Сармановский (7 из 7 кормоуборочных комбайнов оснащены ГЛОНАСС/GPS навигаторами), Аксубаевский (9 из 10 кормоуборочных комбайнов оснащены ГЛОНАСС/GPS навигаторами), Елабужский (11 из 13 кормоуборочных комбайнов оснащены ГЛОНАСС/GPS навигаторами). Наиболее низкие показатели оснащения в районах: Бавлинский (2из 20 ед. оснащены ГЛОНАСС/GPS навигаторами), Р.Слободский (2 из 18 ед. оснащены ГЛОНАСС/GPS навигаторами), Буинский (8 из 64 ед. оснащены ГЛОНАСС/GPS навигаторами) [2]. Для формирования эффективной региональной технической политики и полноценного обеспечения технической базы сельского хозяйства отдельных районов необходимо решение следующих задач: [1]. максимально эффективное использование сельскохозяйственными товаропроизводителями мер государственной поддержки, предоставленных на техническое перевооружение сельскохозяйственного производства, стимулирование приобретения сельскохозяйственными товаропроизводителями высокотехнологичных машин и оборудования, Журнал «Управление рисками в АПК». Выпуск 3 (45). 2022 www.agrorisk.ru 58 создание экономически благополучных условий для стимулирования привлечения внебюджетных инвестиций в обновление парка машин, развитие в агропромышленном комплексе рынка механизированных услуг, сохранение существующих и создание новых рабочих мест в сельскохозяйственном производстве, повышение инновационной активности сельскохозяйственных товаропроизводителей и расширение масштабов развития сельского хозяйства на инновационной основе. Оснащенность навигационным оборудованием целесообразно рассматривать как инфраструктурную предпосылку цифровизации, но не как ее конечный результат. Терминал ГЛОНАСС/GPS дает максимальный эффект только при передаче данных в систему управления, привязке к технологическим заданиям, учете расхода топлива, времени работы и фактического маршрута [3, 4]. Значительная межрайонная дифференциация свидетельствует о различиях в инвестиционных возможностях хозяйств, структуре машинного парка и зрелости цифровой инфраструктуры. Высокий уровень оснащенности самоходных опрыскивателей объясняется прямым технологическим эффектом параллельного вождения и сокращением перекрытий при внесении средств защиты растений [5]. Следующим этапом регионального мониторинга должно стать измерение доли техники, данные которой фактически интегрированы с FMS, ERP или диспетчерскими системами. Такой показатель лучше отражает полноту цифрового контура, чем простая доля установленных навигационных устройств. Районный профиль по пяти классам машин раскрывает структурную неоднородность оснащения навигационными средствами (таблица 1), а данные крупных хозяйств показывают влияние масштаба парка на интерпретацию долевых показателей (таблица 2). Таблица 1 – Доля сельскохозяйственной техники в районах Республики Татарстан, оснащённой аппаратурой ГЛОНАСС/GPS Доля Доля самоходных Доля тракторо Доля Доля опрыскивателе грузовых в, зерноуборочны кормоуборочны й, которые автомобиле которые х комбайнов, х комбайнов, Район РТ оснащены й, которые оснащен оснащённых оснащённых ГЛОНАСС/GPS оснащены ы ГЛОНАСС/GPS ГЛОНАСС/GPS приборами ГЛОНАСС/ ГЛОНАСС навигаторами навигаторами параллельного / вождения Агрызский 31% 30% 0% 25% 33% Азнакаевский 33% 38% 67% 47% 38% Аксубаевский 90% 77% 100% 89% 88% Актанышский 20% 28% 100% 15% 16% Алексеевский 25% 51% 94% 52% 34% Алькеевский 93% 39% 71% 28% 33% Журнал «Управление рисками в АПК». Выпуск 3 (45). 2022 www.agrorisk.ru 59 Доля Доля самоходных Доля тракторо Доля Доля опрыскивателе грузовых в, зерноуборочны кормоуборочны й, которые автомобиле которые х комбайнов, х комбайнов, Район РТ оснащены й, которые оснащен оснащённых оснащённых ГЛОНАСС/GPS оснащены ы ГЛОНАСС/GPS ГЛОНАСС/GPS приборами ГЛОНАСС/ ГЛОНАСС навигаторами навигаторами параллельного / вождения Альметьевский 17% 15% 80% 11% 7% Апастовский 30% 18% 100% 32% 9% Арский 51% 42% 100% 31% 23% Атнинский 72% 75% 100% 49% 44% Бавлинский 20% 10% 100% 0% 11% Балтасинский 61% 72% 100% 70% 80% Бугульминский 53% 25% 89% 36% 33% Буинский 4% 8% 56% 7% 4% В.Услонский 25% 14% 100% 15% 33% Высокогорский 27% 25% 100% 25% 10% Дрожжановски 74% 63% 90% 69% 42% й Источник: составлено авторами по данным аналитических материалов Республики Татарстан. Таблица 2 – Оснащённость техникой ГЛОНАСС/GPS в отдельных крупных сельскохозяйственных организациях Оснащены Наименование ГЛОНАСС/ Район Наличие Доля хозяйств GPS навигаторами По грузовым автомобилям Зеленодольский ООО ТК "Майский" 91 91 100% По тракторам Алькеевский АО ВЗП 194 109 56% По самоходных опрыскивателям Чистопольский ООО Чистай Агро 13 13 100% ООО "Август- Кам.Устьинский 12 12 100% Камское устье" ООО Август- Муслюмовский 11 11 100% Муслюм По зерноуборочным комбайнам Апастовский ООО Апас-Мол 66 62 94% Журнал «Управление рисками в АПК». Выпуск 3 (45). 2022 www.agrorisk.ru 60 Оснащены Наименование ГЛОНАСС/ Район Наличие Доля хозяйств GPS навигаторами По кормоуборочным комбайнам Буинский ООО Заря 31 5 16% Источник: составлено авторами по данным аналитических материалов Республики Татарстан. Сравнение районов по совокупному уровню оснащенности Сопоставление пяти категорий техники позволяет выделить районы с системно высоким уровнем оснащенности и территории, где цифровизация машинного парка носит фрагментарный характер. Елабужский, Аксубаевский и Заинский районы демонстрируют высокие значения сразу по нескольким группам техники, тогда как Ютазинский, Буинский и ряд других территорий имеют низкие значения по большинству категорий. Для планирования мер поддержки полезно различать три группы: лидеры, которым требуется интеграция данных и развитие аналитики, средняя группа, где приоритетом является дооснащение отдельных видов техники, отстающие районы, где одновременно необходимы обновление машинного парка, связь и сервисная инфраструктура. Экономические эффекты навигации Использование спутниковой навигации уменьшает непроизводительные перемещения, перекрытия при обработке поля и отклонения от заданных маршрутов. Наибольший эффект возникает при параллельном вождении, автоматическом учете выработки и интеграции с электронными картами полей. Дополнительный эффект связан с контролем топлива и снижением простоев [6]. Вместе с тем установка навигационного терминала без организационных изменений может не дать заметного результата. Требуются регламент использования данных, ответственный пользователь, интеграция с диспетчерской системой и показатели, по которым оценивается эффект. Модель зрелости применения ГЛОНАСС/GPS. Сочетание уровня технического оснащения и качества использования телеметрии определяет разные типы управленческих рисков (таблица 3). Таблица 3 – Сравнение уровней оснащённости и связанных управленческих рисков Уровень зрелости Характеристика 1. Оснащение Навигационное устройство установлено 2. Передача данных Телеметрия поступает в диспетчерскую систему 3. Интеграция Данные связаны с полями, заданиями и учетом ресурсов 4. Аналитика Используются KPI маршрутов, топлива, простоев 5. Замкнутый контур Данные автоматически влияют на планирование и управление Журнал «Управление рисками в АПК». Выпуск 3 (45). 2022 www.agrorisk.ru 61 Источник: составлено авторами. Сравнение уровней показывает, что увеличение доли оснащённой техники само по себе не гарантирует управленческого эффекта. Переход к зрелому цифровому контуру требует устойчивой передачи данных, интеграции с информационной системой, закрепления ответственного лица и реакции на выявленные отклонения. Методика сравнительной оценки оснащенности Для сопоставления муниципальных районов целесообразно рассматривать не только абсолютное число навигационных комплектов, но и долю оснащенной техники по отдельным классам машин. Такой подход позволяет отделить эффект масштаба хозяйства от фактической глубины внедрения технологий позиционирования. В исследуемом массиве анализ проводится раздельно для грузовых автомобилей, тракторов, самоходных опрыскивателей, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов. Для каждого класса техники показатель оснащенности определяется как отношение числа машин, оборудованных ГЛОНАСС/GPS-аппаратурой, к общему числу машин соответствующего класса в районе. Совместное рассмотрение пяти частных показателей позволяет выявлять разные типы цифрового оснащения. Первый тип образуют территории с относительно равномерным внедрением навигации по большинству классов техники, второй — районы, где высокая оснащенность характерна лишь для специализированных машин, третий — территории с устойчиво низкими значениями по базовым классам техники. Такая типология важна для региональной технической политики, поскольку одинаковая среднереспубликанская доля не отражает различий в структуре парка и фактической готовности хозяйств использовать навигационные данные в операционном управлении. Обсуждение результатов Полученные данные показывают, что внедрение спутниковой навигации в сельском хозяйстве носит неоднородный характер. Наиболее высокий уровень оснащения отмечается у самоходных опрыскивателей, для которых параллельное вождение непосредственно влияет на перекрытия, расход средств защиты растений и качество выполнения технологической операции. Для тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов доли оснащения существенно ниже, что ограничивает возможность формирования единого цифрового контура контроля движения техники и последующего анализа производительности. С управленческой точки зрения навигационное оборудование дает эффект только при включении данных позиционирования в процессы диспетчеризации, учета топлива, контроля выполнения технологических операций и анализа простоев. Поэтому сам факт установки приемника не должен интерпретироваться как завершенная цифровизация машины. Более корректным критерием зрелости является наличие связки «навигационный Журнал «Управление рисками в АПК». Выпуск 3 (45). 2022 www.agrorisk.ru 62 датчик — передача данных — информационная система — управленческое решение — контроль результата». Сводная интерпретация неоднородности оснащенности Сопоставление классов техники показывает, что высокая доля оснащения отдельного вида машин не означает равномерной цифровизации технического парка. Самоходные опрыскиватели характеризуются наиболее широким распространением приборов параллельного вождения, тогда как кормоуборочные комбайны и часть тракторного парка демонстрируют заметно более низкие значения. Это различие связано с назначением техники, экономическим эффектом точного движения, возрастной структурой парка и практикой обновления оборудования. Районная неоднородность должна оцениваться по профилю, а не по одному среднему показателю. Территория может иметь высокий уровень оснащения комбайнов и низкий уровень оснащения грузового транспорта либо, напротив, развитый мониторинг транспортных средств при ограниченном применении навигации в полевых операциях. Профиль позволяет определить, какие участки производственно-логистического контура остаются вне цифрового наблюдения. Наличие навигационного устройства является показателем технической готовности, но не доказывает регулярное использование данных. Для перехода к уровню фактической цифровой зрелости требуется оценивать исправность оборудования, подключение к диспетчерской системе, полноту передачи телеметрии, использование отчетов при планировании и наличие реакции на выявленные отклонения. Иначе оснащенность превращается в формальный показатель без подтвержденного управленческого эффекта. При сравнении хозяйств необходимо учитывать размер парка. Сто процентов оснащения двух единиц и высокий уровень оснащения крупного парка имеют различное значение для региональной технической политики. Поэтому долевые показатели следует дополнять абсолютным числом машин, охватом основных производственных операций и вкладом хозяйства в районный объем работ. Сводная оценка может строиться как многокомпонентный профиль по пяти классам техники с выделением минимального компонента. Такой подход показывает не только средний уровень, но и наиболее слабое звено. Для формирования дорожной карты приоритет получает не механическое выравнивание всех долей, а оснащение тех классов техники, где отсутствие навигации создает наибольшие потери контроля, топлива, времени или качества операции. Риски качества навигационных данных и организационные условия использования Экономический эффект навигации зависит от качества исходных координат, настройки оборудования и дисциплины эксплуатации. Ошибки монтажа, несвоевременное обновление карт, отсутствие калибровки и неполные справочники техники снижают точность аналитики. Поэтому программа Журнал «Управление рисками в АПК». Выпуск 3 (45). 2022 www.agrorisk.ru 63 оснащения должна включать техническое обслуживание и проверку данных, а не только закупку терминалов. Для распределенных хозяйств существенны покрытие связью и способность работать при временной недоступности канала. Терминал должен сохранять данные локально и передавать их после восстановления соединения, а диспетчерская система — различать реальное отсутствие движения и отсутствие телеметрии. Неразличение этих состояний создает риск неверной оценки простоев и производительности. Организационная полезность данных возникает при закреплении ответственных лиц и регламентов реакции. Информация о маршруте, расходе топлива или отклонении от технологической операции должна поступать тому участнику, который вправе принять решение, и сохраняться для последующего анализа. Без такого контура даже технически качественные данные не превращаются в управленческое воздействие. Следовательно, региональная политика цифровизации технического парка должна сочетать поддержку приобретения оборудования, требования к совместимости, обучение персонала и развитие сервисной инфраструктуры. Комплексный подход позволяет перейти от учета количества навигационных устройств к оценке реального охвата и качества цифрового управления механизированными операциями. Заключение Анализ оснащенности сельскохозяйственной техники Республики Татарстан средствами ГЛОНАСС/GPS выявил существенную территориальную и технологическую неоднородность. Наиболее высокая доля оснащения характерна для самоходных опрыскивателей, тогда как по тракторам и комбайнам сохраняется значительный резерв цифрового переоснащения. Для повышения отдачи от инвестиций региональная политика должна сочетать поддержку приобретения навигационного оборудования с развитием интеграции телеметрии, диспетчеризации и аналитики производственных процессов. Источники: 1. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 29.12.2021 № 3971-р «Об утверждении стратегического направления в области цифровой трансформации отраслей агропромышленного и рыбохозяйственного комплексов Российской Федерации на период до 2030 года». 2. Сведения об оснащении транспортных, технических средств и систем аппаратурой спутниковой навигации ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS в Республике Татарстан: аналитические материалы. 2022. 3 с. 3. Цифровая трансформация сельского хозяйства России / А. Г. Архипов, М. И. Горбачев, С. Н. Косогор [и др.]. М.: Росинформагротех, 2019. 80 с. 4. Методические рекомендации по разработке регионального индекса цифровизации агропромышленного комплекса / А. Г. Архипов, С. Н. Косогор, К. А. Буланов [и др.]. М.: Росинформагротех, 2019. 112 с. 5. Петренко А. П., Горбачев М. И., Моторин О. А., Суворов Г. А. Индекс развития цифровых технологий в агропромышленном комплексе Российской Федерации // Управление рисками в АПК. 2021. № 2(40). С. 56–67. DOI: 10.53988/24136573-2021-02-05. Журнал «Управление рисками в АПК». Выпуск 3 (45). 2022 www.agrorisk.ru 64 6. Горбачев М. И., Моторин О. А., Суворов Г. А. Развитие умного сельского хозяйства России и за рубежом // Управление рисками в АПК. 2020. № 2(36). С. 63–73. References: 1. Government of the Russian Federation. Order No. 3971-r of 29 December 2021 on the strategic direction of digital transformation of the agro-industrial and fisheries sectors until 2030. (In Russian). 2. Equipment of transport and technical systems with GLONASS or GLONASS/GPS satellite navigation in the Republic of Tatarstan: analytical materials. 2022. 3 p. (In Russian). 3. Arkhipov A.G., Gorbachev M.I., Kosogor S.N. et al. Digital Transformation of Russian Agriculture. Moscow: Rosinformagrotekh, 2019. (In Russian). 4. Arkhipov A.G., Kosogor S.N., Bulanov K.A. et al. Guidelines for Developing a Regional Digitalization Index of the Agro-Industrial Complex. Moscow: Rosinformagrotekh, 2019. (In Russian). 5. Petrenko A.P., Gorbachev M.I., Motorin O.A., Suvorov G.A. Digital technology development index in the agro-industrial complex of the Russian Federation. Agricultural Risk Management. 2021, 2(40):56–67. DOI: 10.53988/24136573-2021-02-05. (In Russian). 6. Gorbachev M.I., Motorin O.A., Suvorov G.A. Development of smart agriculture in Russia and abroad. Agricultural Risk Management. 2020, 2(36):63–73. (In Russian). Журнал «Управление рисками в АПК». Выпуск 3 (45). 2022 www.agrorisk.ru 65