Введение к работе
Актуальность темы. Эффективность работы лесозаготовительного
предприятия зависит от рационального размещения лесосек на
арендуемой территории. Задачу набора лесосек необходимо
рассматривать в комплексе с их транспортным освоением, обеспечивающим эффективное использование, охрану, защиту и воспроизводство лесных ресурсов.
Набор летних и зимних лесосек и их транспортное освоение является сложной многоэтапной и многовариантной задачей. Решение этого вопроса связано с поиском лучшего варианта при учете климатических и природных условий, неравномерном распределении лесных ресурсов и требований передовых технологий заготовки древесины. В настоящее время работа, связанная с выбором летних и зимних лесосек на очередной год, выполняется в основном вручную. Традиционный ручной способ подбора лесосек и их транспортного освоения основан на многоэтапной работе с многочисленными картами, схемами, планшетами в увязке с табличными данными лесоустроительной информации. Качество проектирования зависит от опыта специалиста, точности схем и карт, количества рассмотренных вариантов. В этой связи, научный и практический интерес представляют исследования, а так же практические разработки методики автоматизированного оптимального размещения лесосек по сезонам года, минимизирующей удельные транспортные затраты на трелевку и вывозку древесины, строительство и содержание лесных дорог.
Размещение лесосек и элементов их транспортного освоения имеет ярко выраженную географическую природу и наиболее рационально может быть реализовано современными средствами геоинформационных систем и систем спутникового позиционирования. Применение спутниковой навигации наиболее перспективно для полевого сбора и актуализации необходимой геоинформации и выноса в натуру лесных дорог и набранных лесосек при их отводе. Все это определило актуальность выбранной темы диссертации.
Цель работы. Целью работы является повышение эффективности транспортных процессов лесозаготовительного предприятия путем разработки методики рационального размещения лесосек и их транспортного освоения с учетом сезонного зонирования лесов.
Объект исследования. Объектом исследования является
лесосечный фонд и транспортная сеть лесозаготовительного предприятия.
Предмет исследования: методика набора лесосек в рубку и календарная последовательность транспортного освоения лесов с учетом их сезонного зонирования на основе геоинформационных систем.
Методы исследования. Решение поставленных задач получено на
основе системного подхода, математико-картографического
моделирования, геоанализа и вычислительного машинного эксперимента средствами геоинформационных систем. Для разработки программного комплекса системы и экспериментальных исследований использовались: геоинформационная система Maplnfo, язык программирования MapBasic, операционная система Windows ХР и пакет программ Microsoft Office.
Научная новизна исследования. Научной новизной обладают:
Методика рационального размещения лесосек и транспортного освоения лесов с учетом сезонного зонирования на базе геоинформационных систем.
Математическая модель рационального размещения лесосек и их транспортного освоения по сезонам (лето, зима) на период до 10 лет.
Программный комплекс PTOL на базе геоинформационной системы Maplnfo, реализующий алгоритмы рационального подбора лесосек по сезонам освоения (лето, зима), с формированием календарной последовательности строительства дорог.
Практическая значимость работы. Практическая значимость работы заключается: в разработке методики, математической модели, алгоритма и программного обеспечения рационального размещения лесосечного фонда лесозаготовительного предприятия с учетом сезонного зонирования лесов, на срок до 10 лет, на основе геоинформационных систем. Использование методики и разработанного программного комплекса снизит затраты лесозаготовительного предприятия на трелевку, вывозку древесины, строительство, содержание и ремонт дорог. Результаты исследований могут быть использованы лесозаготовительными предприятиями, научно-исследовательскими, проектными, и учебными заведениями лесной отрасли при разработке проектов освоения лесов и формировании лесной декларации.
Научные положения, выносимые на защиту:
методика рационального размещения лесосек и транспортного освоения лесов с учетом сезонного зонирования на основе геоинформационных систем;
математическая модель рационального размещения летних и зимних лесосек и их транспортного освоения на период до 10 лет;
разработанный алгоритм оптимизации подбора лесосек и их транспортного освоения на основе метода динамического программирования;
- программный комплекс PTOL на базе геоинформационной системы Maplnfo, реализующий алгоритмы рационального подбора лесосек по
сезонам освоения (лето, зима), с формированием календарной последовательности строительства участков дорог.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены, обсуждены и получили одобрения на заседаниях кафедры сухопутного транспорта леса СПбГЛТУ, научных конференциях профессорско-преподавательского состава СПбГЛТУ в 1998-2012гг.
Реализация результатов. Разработанная методика и программный комплекс был использован при подборе лесосечного фонда на 10 лет, с проектированием элементов технологических путей лесотранспорта в арендных лесах ЗАО «Комилесзаготпром», а так же при подборе лесосечного фонда и его транспортного освоения в арендных лесах ООО «ВЦБК-Лес».
Результаты исследования используются в учебном процессе при курсовом и дипломном проектировании студентами СПбГЛТУ.
Публикации. По результатам научных исследований опубликовано 6 печатных работ, в том числе 2 работы в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки Российской Федерации.
Свидетельства и патенты. Разработанный программный комплекс транспортного освоения лесов PTOL зарегистрирован в Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам. Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ №201161653 8 от 19 августа 2011 года.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и выводов, списка литературы и приложений. Содержание работы изложено на 188 страницах машинописного текста, включая иллюстративный материал и приложения.
