Измерение объёмов с/х продукции на складах, в рукавах, в силосных траншеях

Специалистами инженерной компании «НГКИ» было осуществлено точное определение объёмов сельхозпродукции, хранящейся на крытых напольных складах, в специальных полиэтиленовых «рукавах» (silobags) непосредственно в поле и в силосных траншеях. Обмерные работы были произведены нами в четырёх регионах России по технологии лазерного сканирования 3D системой Leica RTC360 для целей аудита и учёта количества остатков сельхозпродукции на хранении. Заказчиком всего данного комплекса работ выступил крупный агропромышленный холдинг, проводящий инвентаризацию складских запасов с/х продукции, находящейся на хранении.

Аудиторы крупных сельскохозяйственных холдингов проводят аудит объёма хранящегося урожая после окончания его закладки в конце года и перед новым урожаем в середине лета. Зерно хранится в силосах, напольных крытых складах или в «рукавах» (silobags) непосредственно в поле. В данном случае нашим инженерам было необходимо определить объёмы зерна на хранении в нескольких удалённых друг от друга локациях на напольных складах и в «рукавах». Кроме объёмов зерна, наших инженеров также попросили определить объёмы хранения кормов в силосных траншеях.

В течение трёх недель в конце года специалистами инженерной компании «НГКИ» в составе аудиторских бригад были посещены несколько сельхозпредприятий в Орловской, Липецкой, Тамбовской областях и Краснодарском крае. За это время были проинспектированы склады автозапчастей, фермы с животными, склады с удобрениями, а также остатки сельхозпродукции на складах, полиэтиленовых рукавах и в силосных траншеях. Непосредственной задачей инженеров нашей компании являлось именно точное определение объёмов сельхозпродукции на хранении на крытых напольных складах, в специализированных рукавах прямо в поле и в силосных траншеях.

Измерение объёмов хранения зерна на крытых напольных складах

Определение объёмов зерна в буртах на напольных крытых складах является самой стандартной и не очень сложной задачей, поскольку кучи зерна на таких обычных складах сложены навалом. В данном случае производится лазерное сканирование и 3D моделирование буртов зерна, затем строится отсчётная плоскость. При производстве обмеров насыпей (буртов) сельскохозяйственной продукции отсчётная плоскость (это подстилающая поверхность, на которой находится насыпь), всегда скрыта от средств измерений, поэтому отсутствует возможность построения её точной трёхмерной модели по результатам измерений. Также, как правило, отсутствует и возможность проведения обмеров и построения точных моделей поверхностей, ограничивающих насыпи с разных сторон.

Так как для подсчёта объёма насыпи необходима замкнутая со всех сторон 3D модель насыпи, то для недоступных для обмеров поверхностей, ограничивающих данную насыпь, обязательно получить 3D модели этих ограничивающих поверхностей на основании обмеров их частей, доступных для измерений, и решений о форме и ориентации частей данных поверхностей, скрытых от средств измерений. Решения же о геометрической форме, ориентации и размерах таких скрытых поверхностей могут быть получены инженерами из проектной документации складов, а при отсутствии документации форма подстилающей поверхности (пола) принимается как плоскость, которая строится методом интерполяции между доступными для обмеров участками.

По построенным в результате обработки данных трёхмерного лазерного сканирования обмерным 3D моделям каждого бурта с зерном производится подсчёт объёма зерна в каждой куче. Однако, поскольку учёт на сельскохозяйственных предприятиях ведётся в массе, а полученные нами результаты являются объёмом, для пересчёта объёма в массу использовуется коэффициент натурной плотности зерна.

Определение объёмов хранения зерна в рукавах методом лазерного сканирования

При наличии ограничений по объёмам хранения урожая в крытых напольных складах или в силосах элеваторов, зерно часто хранится в «рукавах» прямо в поле.

Рукава для хранения зерна, или silobags (силобеги), предназначены для длительного хранения урожая прямо в поле. По сути, это полиэтиленовые мешки диаметром 1–3 метра с практически неограниченной длиной. В них с помощью специального оборудования засыпается зерно, после чего рукав герметично закрывается с двух торцов.

Важная особенность таких рукавов для зерна — это бескислородная среда, которая консервирует продукт и позволяет обходиться без вентиляции.

Как и в случае с напольными складами, при определении объёмов зерна в таких рукавах из полиэтиленовой плёнки, производится лазерное сканирование этих рукавов, а затем строится отсчётная плоскость, которая формируется путём построения её триангуляционной (mesh) 3D модели с использованием точек сканирования, фиксирующихся в местах соприкосновения рукава с поверхностью земли по всему контуру соприкосновения.

По построенным в результате обработки данных трёхмерного лазерного сканирования обмерным 3D моделям каждого рукава с зерном производится подсчёт объёма зерна для каждого из них.

Поскольку учёт в агрохолдингах ведётся в массе, а полученные нами результаты являются объёмом, то для пересчёта объёма в массу используется значение натурной плотности каждого вида зерна. При этом нужно учитывать, что если на складах хранения в буртах зерно хранится навалом, то в таких рукавах непосредственно в поле зерно набивается очень плотно, поэтому при пересчёте объёма в массу зерна в рукавах необходимо также применять и коэффициент уплотнения.

Измерение объёмов зерна в рукавах непосредственно в поле лазерной рулеткой

Часто для экономии времени обмеры рукавов в поле производятся лазерной рулеткой. Особенно это актуально, когда не требуется высочайшая точность обмеров.

Для определения объёма зерна в рукаве с помощью лазерной рулетки сначала измеряется длина. Далее при помощи двух палок, одна из которых прикладывается горизонтально на рукав, другая ставится вертикально к ней, проводится измерение ширины и высоты. Для повышения точности ширина и высота измеряется в трёх местах.

Рукава геометрически представляют из себя вытянутые формы стандартного размера. Поскольку на измерение всех рукавов уходило бы очень много времени, необходимо делать выборку. Подсчёт объёмов хранения сельхозпродукции в рукавах производится непосредственно в поле. В нашем случае рукава, включённые в выборку (~5–7% от их общего числа), были очищены от снега в местах замеров. По измеренным ширине, высоте и длине далее определяется объём по формуле полуцилиндра, который умножается на количество рукавов. Данный способ позволяет быстро получить общий объём рукавов и сверить массу сразу в поле, определив расхождение между учётным значением и значением, посчитанным через объём.

Определение объёмов кормов в силосных траншеях

На территории нескольких хозяйств нашим инженерам было необходимо провести трёхмерное лазерное сканирование и определить объёмы хранения корма (кукурузного силоса) на специально организованных площадках, поделённых на секции, которые называются силосными траншеями.

Силосная траншея — специально оборудованное сооружение (часто из кирпича, бетонных плит или железобетона), предназначенное для длительного хранения силоса — сочного ферментированного корма для сельскохозяйственных животных из зелёной массы растений (кукурузы, клевера, люцерны, бобовых трав и прочих). В траншее создаются анаэробные условия, в которых происходит консервация корма. В результате ферментации эта растительная масса консервируется, сохраняя питательные вещества, витамины и энергию.

Наиболее распространённым считается кукурузный силос, который отличается высокой энергетической ценностью. Силосные траншеи именно с кукурузным силосом мы сканировали для определения объёмов. При силосовании важно предохранить плесневение кукурузной соломы путём хорошей изоляции её от воздуха. При этом крайне необходимо не только укрыть корм по всей поверхности, но и вытеснить воздух из толщи корма. При силосовании зелёных частей растений после укрытия силосуемой массы остатки кислорода в воздухе между частицами растений довольно быстро расходуются на дыхание. Если же смочить кукурузную солому водой, то значительно легче обеспечить тщательность трамбовки. Также совершенно очевидно, что очень большое значение для плотной укладки соломистого корма имеет и степень его измельчения.

При определении массы хранящегося в силосной траншее корма через его измеренный объём следует учитывать, что натурная плотность силоса сильно меняется при взятии его из силосной траншеи, поскольку в него попадает воздух и испаряется влага.

В объём силосов и сенажа, рассчитанный путём обмера поверхности, нашими специалистами были включены объёмы раскрученных тюков соломы, укрывного материала, рулонов соломы, размещённых по всей площади траншей с целью их укрепления. При подсчёте объёмов корма в силосных траншеях все эти данные нужно вычитать из рассчитываемых значений. В итоговой таблице содержится объём и масса без учёта укрывного материала.

Лазерное сканирование и определение объёмов хранения сельхозпродукции

3D лазерное сканирование напольных складов, расположенных в поле полиэтиленовых рукавов с зерном и силосных траншей для целей определения объёмов хранения сельхозпродукции было выполнено нами системой Leica RTC360 в составе аудиторских бригад.

Трёхмерный лазерный сканер Leica RTC360 — высокоточный прибор, дающий возможность в автоматическом режиме проводить до 2 миллионов измерений в секунду, при этом точность каждого единичного измерения для определения пространственных координат составляет 1 мм.

Важной особенностью этого 3D сканера является автоматическое выравнивание точно по горизонту на аппаратном уровне. Сам лазерный сканер может быть наклонён физически, а результаты измерений всё равно получаются точно выравненными по горизонту. Эта функция очень сильно экономит время при перестановке 3D сканера.

Полевой этап, на котором было осуществлено 3D лазерное сканирование напольных крытых складов, рукавов с зерном непосредственно в поле и силосных траншей, занял суммарно четырнадцать дней работы наших инженеров в составе двух аудиторских бригад в разных и сильно удалённых друг от друга локациях. Всего же обмерные работы проводились нашими специалистами на предприятиях, расположенных в 16 различных населённых пунктах в четырёх российских регионах: в Орловской, Липецкой, Тамбовской областях и в Краснодарском крае.

На камеральной стадии работ, на который было затрачено ещё около трёх недель, нашими специалистами по данным выполненного лазерного сканирования были построены точные обмерные модели буртов зерна на складах, рукавов с зерном в поле и силосных траншей. Затем нами был произведён подсчёт объёмов хранения в каждой куче, в каждом рукаве и в каждой силосной траншее. Также Заказчику был предоставлен подробный отчёт о всей выполненной работе и акт с результатами вычисления объёмов продукции.

Заказчик остался очень доволен оперативностью выполнения задачи и точностью полученных результатов.

Преимущества лазерного сканирования при измерении объёмов сыпучих материалов

Целесообразность применения технологии 3D лазерного сканирования при выполнении данных видов работ основана на её уникальных возможностях. Среди отличительных особенностей метода 3D сканирования следует отметить три основных:

— полная реализация принципа дистанционных измерений с широчайшим набором возможностей для дальнейшей компьютерной обработки результатов измерений, что даёт возможность значительно снизить трудозатраты, повысив эффективность и сделав работу более безопасной;

— полнота получаемой информации превышает все ранее реализованные методы, поскольку высочайшие точность и подробность результатов проведённых измерений позволяют адекватно отображать объекты даже самой сложной «нематематической» формы и практически неограниченно расширяет сферу применения технологии;

— непревзойденная скорость работы, при которой информация об объекте в виде точечной 3D модели собирается за считанные минуты, предоставляя уникальную возможность оперативного контроля.

Инженерное предприятие «НГКИ» обладает большим многолетним опытом проведения обмерных работ по точному определению объёмов хранения сыпучих материалов для целей аудита и инвентаризации складов сырья. Сотрудники нашей компании при выполнении съёмки применяют современную технологию лазерного сканирования, которая даёт возможность детально обмерить и отразить форму бурта или же поверхности кучи сыпучего материала на складах или в силосах, а после этого рассчитать необходимые объёмы с минимальной погрешностью. Подробное описание всех видов выполняемых нами работ в этом сегменте рынка вы сможете найти на следующей странице в разделе «Услуги» нашего сайта:

— «Точное измерение объёмов сыпучих материалов и инвентаризация складов сырья».