Введение к работе
Актуальность темы. Лесосечно-транспортный процесс
осуществляется под открытым небом под воздействием всего комплекса погодно-климатичсеких факторов при широком разнообразии природно-производственных условий каждой лесосеки. Существующая система планирования лесопользования предполагает заготовку древесины только в лесосеках лесной декларации очередного года. Для эффективной организации лесосечно-транспортных процессов, рационального использования климатических ресурсов региона необходимо предварительное распределение лесосек лесной декларации по календарным срокам их освоения. Существующая практика календарного планирования освоения лесосек лесной декларации носит ярко выраженный субъективный характер. В этой связи научный и практический интерес представляют исследования и практические разработки календарного транспортного освоения лесосек лесной декларации, минимизирующие общую годовую себестоимость лесозаготовительных работ.
При освоении каждой лесосеки необходимо решать вопрос выбора дорожной конструкции и необходимости удлинения лесовозного уса, рационально размещать магистральные и пасечные волоки, погрузочные пункты. При увеличении густоты сети усов, волоков резко увеличиваются затраты на их строительство, но одновременно значительно снижается себестоимость трелевки и вывозки древесины. В этой связи научный и практический интерес представляют исследования оптимальной лесотранспортной структуры сети, с минимизацией общей себестоимости лесозаготовительных работ, включающей в себя затраты на строительство и содержание лесовозных усов, магистральных и пасечных волоков, трелевку и вывозку древесины. Все эти параметры реализуются через технологическую карту разработки лесосеки.
Размещение объектов технологической карты имеет ярко выраженную географическую природу и наиболее рационально может быть реализовано современными средствами геоинформационных систем и систем глобального спутникового позиционирования. Применение систем спутникового позиционирования наиболее перспективно для полевого сбора необходимой геоинформации на лесосеке и реализации технологической карты через бортовой компьютер харвестера или бытовой спутниковый навигатор при выносе в натуру местоположения лесовозного уса, погрузочных пунктов, магистральных и пасечных волоков. Все это определило актуальность выбранной темы диссертации.
Цель работы. Целью работы является повышение эффективности лесосечных работ и первичного транспорта древесины путем оптимизации
календарного освоения лесосек лесной декларации, структуры лесотранспортной сети и ее размещения на лесосеке на основе геоинформационных систем и систем спутникового позицирования.
Объект исследования. Объектом исследования является логистическая подсистема рациональной пространственно-временной динамики освоения лесосек лесной декларации, размещения путей первичного лесотранспорта технологической карты разработки лесосеки.
Предмет исследования: модель рациональной пространственно-временной динамики лесозаготовок и структуры первичных путей лесотранспорта при освоении лесосек лесной декларации, методика рационального размещения путей первичного транспорта заготовленной древесины на лесосеке на базе GIS-GPS-технологий.
Методы исследования. Решение поставленных задач получено на
основе системного подхода, метода динамического программирования и
математико-картографического моделирования средствами
геоинформационных систем. При экспериментальных исследованиях и разработке системы использовались объектно-ориентированный язык Delphi, геоинформационная система Maplnfo, OziExplorer, TimberNavi, Microsoft Excel, Microsoft Access и глобальная система позиционирования.
Научная новизна исследования. Разработаны и апробированы математические модели рациональной пространственно-временной динамики лесозаготовок и структуры первичной лесотранспортной сети при освоении лесосек лесной декларации и методика размещения транспортной сети технологическрой карты разработки лесосеки, что позволит повысить эффективность заготовки древесины.
Практическая значимость работы. Практическая значимость работы заключается в разработанной математической модели, алгоритме, программном обеспечении рациональной пространственно-временной динамики освоения лесосек лесной декларации, в методики размещения первичных путей лесотранспорта на базе ГИС-технологий при составлении технологических карт разработки лесосеки и их реализации средствами глобальных спутниковых систем позиционирования, которые могут быть использованы лесозаготовительными, научно-исследовательскими, проектными и учебными организациями лесной отрасли при решении задач планирования и управления лесозаготовительным производством.
Научные положения, выносимые на защиту:
- разработанная математическая модель, алгоритм и программное обеспечение рациональной пространственно-временной динамики освоения лесосек лесной декларации ЛЗП, оптимальной структуры первичной лесотранспортной сети лесовозных усов и трелевочных волоков с учетом климатических и природно-производственных условий;
- разработанная методика составления и практической реализации технологических карт разработки лесосеки с размещением путей первичного лесотранспорта на базе GIS-GPS-технологий.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены, обсуждены и получили одобрения на заседаниях кафедры Технологии лесозаготовительных производств и кафедры Сухопутного транспорта леса СПбГЛТА, научных конференциях профессорско-преподавательского состава СПбГЛТА в 2008-2010 годах; на Международной научно-практической конференции «Современные проблемы лесозаготовительных производств» СПб. 2009г.
Реализация результатов. Созданная система была использована при разработки генеральной схемы транспортного освоения арендных лесов, организации лесосечных работ освоения лесосек лесных деклараций 2009 и 2010 года в ООО «Метсялитто-Подпорожье». Полученные результаты внедрены и используются в учебном процессе, курсовых и дипломных проектах студентов СПбГЛТА.
Публикации. По результатам научных исследований опубликовано 7 печатные работы, в том числе 1 работа в издании, рекомендованном ВАК Министерства образования и науки Российской Федерации.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и выводов, списка литературы и приложений. Содержание работы изложено на 177 страницах машинописного текста, включая иллюстративный материал и приложения.
