Комбайнеры на уборке урожая
Обновлено: 07.07.2024
Недавно мой коллега рассказал как мы роботизируем зерноуборочные комбайны и чему научились за этот сезон.
Начинается уборка кормовых культур и мы активно осваиваем кормоуборочную технику.
Кормоуборочный комбайн – технически более сложная и мощная машина. В связке с ним идут сразу несколько транспортных средств для сбора урожая (трактора с прицепом, грузовики, силосовозы). К работе на такой технике допускаются только опытные механизаторы, у которых за спиной несколько лет работы.
Фактически один комбайнёр работает за троих, следит за процессом уборки кукурузы (одно рабочее место), ведёт технику (второе рабочее место), загружает силосовоз (третье рабочее место). В итоге что-то страдает. Если плохо вести, можно сломать дорогую технику (минимальная цена кормоуборочного комбайна 16 млн рублей, есть модели и по 50 миллионов), поэтому обычно ухудшается качество уборки и загрузки.
Большую часть работы мы автоматизируем, сейчас расскажу какие сложности мы преодолеваем и что делаем.
Отсутствует видимость
Высота спелой кукурузы в среднем 2-2,5 метра, высота комбайна 2,5 метра, механизатор находится чаще всего на уровне чуть выше стоящего на земле человека и видит перед собой только растения, дальше своего носа он по сути уже не видит и так на протяжении всего рабочего дня, а это 12 часовая смена, немногие могут выдержать такое напряжение на глаза и держать темп сборки, а еще на пути могут выскочить кабанчики или столб!
Существуют комбайны, например KRONE, с телескопической кабиной, которая поднимается на высоту до 3 метров, или Acros RSM-142 высотой 4 метра, но это скорее исключение из правил.
Поэтому работать за таким комбайном могут только опытные комбайнеры, которые проработали уже 3-4 сезона.
Потери во время работы
В отличии от зерноуборочных, кормоуборочный комбайн не может хранить урожай в бункере, а сразу выдает его через выгрузной хобот в едущее рядом транспортное средство. Как я говорил, скорость выброса силоса может достигать 50 кг в секунду, в зависимости от модели комбайна, длина хобота при этом 5-7 метров. Немного отъехал от машины вбок или притормозил и потерял полтонны силоса за 10 секунд. В среднем до 7-10% урожая остается на поле. Потерянный силос никто уже не собирает, потери на ГСМ будут гораздо больше. На видео видно как высыпается силос, если немного сдвинуть хобот.
Равномерное заполнение фургона
В бригаде с одним комбайном до 7 машин, заполняется одна машина примерно за 20 минут. За день они могут совершить свыше 10 рейсов до силосной ямы. Все зависит от длины плеча доставки. Если поле рядом с ямой, то плечо короткое и можно совершить больше рейсов для выгрузки, если дальше, рейсов становится меньше и здесь становится очень важным правильное заполнение фургона (силосовоза), чтобы не возил воздух. Привез половину прицепа, считай потерял на топливе, комбайнер должен максимально правильно направлять хобот, чтобы равномерно наполнить силосовоз.
Что мы можем автоматизировать в кормоуборочных комбайнах?
Второе, наш робот видит кромку, препятствия на поле, видит другую технику. Работа комбайнера максимально упрощается, теперь он может следить за техническим состоянием комбайна, за калибровкой фракции кукурузы, которая наиболее подходит для данного типа скота.
Также наш робот может полно и равномерно, а главное точно заполнить силосовоз, это уменьшает потери на ГСМ и сводит потери на уборке к нулю.
Нормой считается потеря на уборке 7% урожая, если их свести к нулю, то поскольку силос делается в основном не для продажи, а для корма своего скота, мы можем уменьшить засев под кукурузу на 7% и отдать его под пшеницу, что более выгодно. Скажем если выделено 1000 га на кукурузу, из них 70 га отдать под пшеницу, то даже по минимальным оценкам при урожае в 30 центнер с 1 Га мы соберем 210 тонн, а это примерно 1,5 млн рублей прямой прибыли. При этом за счет более полной сборки уменьшается расход ГСМ за счет сокращения числа поездок от силосной ямы до поля.
Как мы обучаем нейронные сети для анализа сцен уборки кукурузы
Уборка кукурузы ведется с помощью специальных приставок для пропашных культур. Для этого случая предусмотрен режим работы, при котором комбайн пытается удержать жатку посередине междурядья. Получив карту сегментации кадра (сцены) и зная положение жатки, можно найти так называемую vanishing point и рассчитать отклонение зуба жатки от необходимого положения.
В отличие от пшеницы, где мы следим за краем убранного поля и ведем комбайн по кромке, здесь задача нейронной сети увидеть междурядье между растениями. Нейронная сеть прекрасно видит ряды между кукурузой, в отличии от человека, камера находится над культурой, и при этом она не устает.
Изображения приходят к нам в формате видео потока, либо отдельными изображениями. Данные обрабатываются и хранятся в Сognitive Agro Data Factory. Кроме сырых данных с камеры, здесь также присутствуют и целевые размеченные кадры, которые при необходимости можно добавить в обучающий датасет.
Для более точного подбора возможных сцен уборки урожая необходимо правильно скомпоновать обучающий датасет. Кроме реальных изображений, полученных с камеры в процессе уборки культур, используется подход генерации синтетических изображений с помощью процедуры аугментации на основе естественных изображений.
На вход сеть принимает 3-канальное RGB изображение. Далее в процессе обучения нейронной сети к входному тензору применяются яркостные/цветовые искажения в HSV пространстве, локальные искажения каналов в HSL пространстве – процедура добавления искусственных теней, геометрические искажения и добавление шумов. Подбор параметров аугментации – нетривиальная процедура, требующая детального анализа сцен, полученных в реальных условиях.
Обученная сеть способна выдавать сегментационные карты, определяющие междурядное пространство.
Уборка сенажа
Помимо силоса, кормоуборочные комбайны используют также для сбора сенажа, с помощью приставки подборщика. Процесс сбора аналогичный кукурузе, разница только в том, что комбайн идет по валку. Валок может не отличаться по цвету от общей массы и комбайнер часто может ехать вхолостую.
Например, на видео выше видно, что валок практически не отличим от травы и насколько точно надо комбайнеру вести машину по валку и при этом постоянно наблюдать за процессом загрузки сенажа в грузовик. Работа очень напряженная, к концу 12 часовой смены комбайнеры просто валятся с ног, с полной сменой справляются только при опыте от 3-4 сезонов работ.
Если комбайнер неопытный, то работа в холостую это потери на ГСМ. Кормоуборочный комбайн в отличие от зерноуборочного только 10% ГСМ тратит на движение самого комбайна, остальные 90% уходят на прорезку, измельчение, протяжку, швыряние силоса или сенажа. Поэтому очень важно работать с полной загрузкой комбайна.
Нейронная сеть отлично справляется с валком, пример того как сеть видит валки.
Здесь наша система может помочь комбайнеру в ведении комбайна по валку, также наш робот может полно и равномерно, а главное точно заполнить силосовоз, это уменьшает потери на ГСМ и сводит потери на уборке к нулю, комбайнер становится уже оператором комбайна, а всю работу берет на себя автопилот.
Сейчас осваиваем кормовую кукурузу, подсолнечник, сенаж. По окончании сезона, если интересно, расскажем как наши роботы справились с кормоуборочными комбайнами.
Хлеб из тех ценностей, которые действительно вечны. И чтобы понять его настоящую цену, не ту, которую мы платим в магазине, а скорей то, какой ценой он достается, нужно пообщаться с теми, кто его сеет и убирает. Это тяжелый, но очень благородный труд. Как бы пафосно это ни звучало, но это так. И если хлеборобы постарше наверняка уже и не представляют свою жизнь по-другому, то удивительно видеть за рулем комбайна совсем еще юных и молодых. Ведь можно было пойти в IT, как это сейчас модно. Но они выбрали поле.
В комбайне проводят по 12 часов. Когда стоит такая погода, когда старшие то и дело говорят, что такого урожая ждали давно, из родного поля уезжать не хочется до последнего колоска.
Доверить молодым людям такую важную для каждого из нас работу здесь решили, потому что те, кто сегодня руководят хозяйством, то и дело вспоминают себя в их возрасте. Свой первый комбайн и свои самые красивые рассветы в поле, когда было 20.
И сегодня каждый, кто проводит свой август в комбайне, причастен к чему-то большему. К той связи поколений, в которой живёт наша история. Ведь только над нашими полями так кружат аисты, только в эти дни из каждого зёрнышка собирается наш общий урожай. И каждый год в деревне или небольшом городе находятся те, кто искренне ждёт момента, когда ему доверят первый раз самому выехать в своё поле, первый раз собрать тысячу тонн своего урожая и прочувствовать гордость за себя и профессию, без которой не будет хлеба.
– Ребята в 6:30 на базу приходят, в семь уже работать начинают, – рассказывает агроном. – Сейчас же самый сезон, можно сказать, что один день год кормит, поэтому стараемся времени даром не терять.
Спрашиваю, как обстоят дела в крестьянском хозяйстве после трагической гибели Виталия КАРКУЛЫ.
– Стараемся, на месте не сидим, – Николай КАЛАШНИКОВ нахмуривается. – Конечно, ощущается нехватка, но всех специалистов мы сохранили и поэтому работаем как раньше. Сейчас нами руководит сын Виталия Ивановича Юрий КАРКУЛА, он свое дело знает, так что, несмотря на неважные климатические условия, урожай мы собираем хороший.
В общей сложности на уборке урожая задействованы около 70 человек.
– Это токаря, водители, комбайнеры, техэлектрики, механизаторы, – перечисляет агроном. – Хозяйство сейчас полностью загружено, сбор урожая идет по полной программе. Уборкой яровой занимаемся, озимые засеяли, потом будем сеять, пахать, в общем, без дела не сидим.
Нас некому заменить
– А долго учиться на комбайнера? – спрашиваю.
– Да нет, в принципе недолго, – Николай кивает головой в сторону поселка. – У нас училище есть, где обучают этому, там за три года готовят специалистов.
Учат на старых, советских комбайнах, а их в хороших организациях уже давно нет, так что не сказать, что это особо актуально.
Агроном признается, что учат студентов возможно и неплохо, но работать по профессии никто не хочет.
– Молодежь неохотно идет в сельское хозяйство – хлеб выращивать, – признается Николай. – Платим мы неплохо, зарплата стабильная. Зимой, когда комбайнеры сидят без работы, мы тоже платим, лишь бы к сезону готовы были.
Сейчас средний возраст работников в крестьянском хозяйстве составляет 40-45 лет.
– Пока людей хватает, основной костяк составляют 40-летние, – рассказал агроном. – Но вот в чем проблема, когда наше поколение уйдет, кто будет хлеб выращивать? Страшно то, что нас просто некому заменить.
– У меня здесь датчики влажности, урожая, расхода солярки, – объясняет Тлек. – Кстати, скорость и расход солярки измеряются не километрами и литрами, а центнерами зерна, сейчас в основном 15 центнеров с гектара собираем.
Тлек нажимает на кнопки, расположенные возле джойстика, и на экране появляется меню выбора.
– Можно выбрать озимую пшеницу, гречиху, овес, кукурузу, – перечисляет он. – У каждого показателя свой расход топлива и время наполнения кузова, это, кстати, очень удобно по сравнению со старой советской техникой.
Спрашиваю у Тлека, как он стал комбайнером.
– Я на комбайнах уже почти 30 лет, – вспоминает он. – Отец собирал хлеб, а я с детства с ним крутился. Помню, он мне все говорил, мол, не влезай, затянет, так и получилось. Хлебороб – это профессия, которая передается от отца к сыну, благородный труд, но не благодарный.
– Почему? – удивляюсь.
– Потому что нашу работу никто не замечает, – Тлек пускается в рассуждения. – На прилавках всегда можно купить хлеб, а представь, что однажды его не станет, что ты будешь делать? Все хотят хлеба и зрелищ, но если первое без второго возможно, то наоборот никак не получится. У нас в стране в основном менеджеры, продавцы, нефтяники, но они же все тоже кушают, не так ли? Даже когда человек связывается с представительницей древнейшей профессии, он ее сначала накормит, а после денег даст, на хлеб.
Раз огрех, два огрех
В это время начинает пищать компьютер, сигнализируя, что бункер почти полон, Тлек уступает мне место. Как только он встает с водительского сидения, жатка перестает работать – чтобы ее запустить, нужно снова сесть (вот, до чего техника дошла), кресло как большая педаль, работает от веса комбайнера. Сажусь, опускаю жатку, регулирую скорость джойстиком и начинаю собирать зерно.
– Левее бери, – командует комбайнер. – Вон, видишь, какие огрехи оставляешь!
Выравниваю машину, прошу Тлека убавить мощность кондиционера – за стенами кабины 30-градусная жара, а у меня от холода уже сводит скулы.
– На новой технике легко работать, – признается мой собеседник. – И кондиционер, и датчики, даже GPS есть, правда, я его в этом сезоне не стал ставить. Включаешь навигационную систему, выравниваешь комбайн, откидываешь руль и сидишь – он сам ровно идет, как по линейке.
Как итог
Домой ехали уставшие, но довольные. Управление комбайном можно сравнить с… даже не знаю, с чем это сравнить, на ум приходят только истребители и океанские лайнеры, правда, я до них не добрался, так что от комментариев лучше воздержусь. Не могу не согласиться с Тлеком, есть что-то благородное в профессии хлебороба, определенно есть. Жаль лишь, что их, хлеборобов, в наш век индустриализации, развитого менеджмента и Интернета можно назвать последними из могикан. В буквальном смысле, последними…
Александр, на джондире за счастье поработать я бы ради удовольствия месяц бесплатно покатался сказка а не техника!
ого
Александр, очень не плохо 4 передних и большие задние по обёму как на т150 а год на нем намолачивал до 15 тысяч тонн гдето на 1милион запчестей покупали восновним расходники редуктора и ремни летели очень мало электрика проблема но не большая все отключалось или обманки ставили
Александр, ооо я тоже с кром
а кто возит они не с утра до ночи вкалывают ? вы по полю ездите спокойно ,а они по дорогам по 30 км иной раз в одну сторону . В некоторых хозяйствах комбайнеры получают от гектаров а кто возит от рейсов. И если нихрена не сыпется то комбанер хапнет с поля , а тракторист или водила простоит на поле день за просто так.
Я плачу на доне 1500 б
Зерновые 100 р тонна Семечка 150 р
300 г семечки 200 зерновых.
И премия в конце года 35 к
Ремонт 120 р в час.
Казахстан.если перевести на рубли я за бункер получаю примерно 1150 рублей, комбайн вектор 410, за сезон 400 тысяч вашеми берем, нас 6 комбайнов
Влад Чаплыгин ответил Федору
Федор, я тоже хочу! Раньше в Костанайской области жил теперь в России работаю на Джон дире и не хрена не заработал
Влад, ДА без проблем! Люди всегда нужны,техника новая.в ютубе наберите моё имя и фамилию , там клипы выйдут с нашей техникой
Zzzzzzzz, тоже нормально.У есиль бункер как и у вектра 4700 кг выходит сухого зерна.отлично пойдет.какая область?ваще у нас идет проценты от намолота 3%наших, зависим от цены на элеваторе, плюс скидки, ну В том году выходило за бункер 5700 тысяч, В этом году зерно по дороже, так что и больше заработают,жаль что я уволилсядостала эта степь !
Читайте также: