Введение к работе
Актуальность точи. Сяохпвсзяся в леской отрасхи страны ситуация, как с состоянием лесного фонда в Европеиско-Уралъской части, так и в ее экономике, характеризуется сочетанием большого числа взаимосвязанных, но и противоречивых процессов. Резкое сокращение площадей неосвоенных спелых и приспевает::: лесов и возрастающая их'роль в охране скружэгцей среды диктует необходимость вовлечения в процесс лесопользования в регионе всех групп лесов в соответствии с состоянием и характером их воспроизводства на основе принципов неіістоїїитель-ного многоцелевого лесопользования. В связи с этим необходимо быстрое-и значительное увеличение объемов лесопользования по всем его ресурсам (сырьевым, зачетным и социальным) за счет развития рубок промежуточного пользования, что шкет быть обеспечено путем создания в короткие сроки густой сети экономичных технологических путєй в лреёостоях, не достигших спелости, с последующим стадийным развитием, обеспечивающим минимум издержек.
Однако особенности экономической ситуации в стране находят отражение в' условиях деятельности и экономическом поведении лесных предприятий, тех целях,, которые они ставят перед собой. Для них характерна тенденция к упрощению технологии, спад производства, прекращение работы-по профилю проектных институтов, строительных трестов, резкое снижение инвестиционной активности. Текущие интересы при этом преобладают над перспективными целями. Между тем, по мнению ведущих экономистов, однш из центральных требований рыночной экономики язляется реальная нацеленность деятельности предприятий на перспективы развития,- тленно внутренние, побудительные к развитию импУльсы, исходящие от предприятий, являются в рыночных условиях основой развития лесной отрасли.
Для решения указанной проблемы на стадии плакирования необходим аффективный, удобный в практическом использовании научный инструмент, которого пока нет. Разработанные в диссертации теоретические положения являются научной основой для решения проблемы транспортного обеспечения современного процесса многоцелевого лесопользования.
Работа выполнялась в соответствии с координационными планами
НИР бывшего Минлеспрома СССР, Государственной научно-технической
программе га "Комплексное использование и воспроизводство древес-
ііого сырья", по целевым комплекснім програмам Госкомитета РФ по высшей зиколе, науке и технической поллгіікз, N N государственной регистрации 01860036S60, 0Ш00-І7393, 0193000-1610.
Дал-, работы заключается в разработке научных основ планирования транспортных систем лесных предприятий в условиях их эксплуатации в разновозрастных дреьсстоях при многоцелевом непрерывном лесопользовании, і к развития за основе принципов системного подхода, позволяющих подучить максимальний эколого-эгаздашческий эффект при лесопользовании.
В соотьетсвпи с целью работы сформулировали следующие задачи исследований:.
проанализировать и выявить осоОенности функционирования ТСЛП яа современном этапе развития г~?-ной отрасли с учетом динамки лесищ ресурсов вролейсїсо-Ураліи.ой зоны;
выявить основные принципа современного рационального лесопользования, являвшиеся основой методологии оптимального планирования ТСЛП как его структурного элемента;
на основе выявленных принципов рационального лесопользования разработать модель рабочей нагрузки на ТСЛП;
сформулировать цель функционирования ТСЛП в левых условиях лесопользования, ка основе которой выполняется выбор показателей оценки эффе^-чг..пости развития ТСЛП;
разработал» обаее систешюе и параметричесісое описание ТСЛП;
выполнить анализ задачи оптимизации ТОЛП, разработать и обосновать выбор критериев оптимизации;
'разработать целевую функцию и обосновать выбор уяравля/ици переменных; . ..
разработать математическую шдель оптимального планирования ТСЛП и аагорты реяення оптнымзационнон задачи;
разработать варианты конструкций дорааш одсяд лесных дорог с учетом стадийного усиления на основе мгетких материалов;
разработать математическую модель и алгоритм репонил задачи оптимизации дорожных конструкций с учетом перспективы развития ТОЛП;
разработать структуру,, математическое* и информационной обеспечение интегрированной системы оптимального пл&яировыш ТСЛП на ЭЗМ. лозволяюду» реализовать разработанные теоретически принципы и математические модели, обосновав їй адеігватігость в процессе вычислительного эксперимента.'
Кетодолоп:я ксслйдсзаикЯ. Принятая общая методика исследований, ввиду комплексности и сложности проблемы основана па принципах системного подхода. Математические модели построены на основе теорий графов, множеств, динамического и нелинейного с элементами целочисленного программирования. Отдельные частные методики базировались на аппаратурных методах исследований в производственном эксперименте и на основе методов вычислительного эксперимента на ЭВМ.
Научная познана. К наиболее существенным новым научным положениям, выносимым на защиту, относятся:
-
Параметрическое и общее системное описание ТСЛП как структурного элемента предприятия, ведущего, современное рациональное лесопользование.
-
Показатели эффективности ТСЛП - коэффициент уровня развития и экологическая плотность транспортной сети, потерн в лесном хозяйстве от бездоролъя, эколого-экоиомическкй эффект от реализации ТСЛП. удельная энергоемкость транспортного процесса. .
-
Основные положения динамического подхода к оптимизации ТСЛП. включающие:'
общую методологию динамического многокритериального подхода к оптимизационной задаче планирования ТСЛП:
математическую модель выбора оптимальной траектории развития ТСЛП как единое концептуальное описание конфигурации транспортной сети в виде графа, параметров доропшх конструкций и подвижного состава.
математическую модель И алгоритм определения,оптимальных параметров дорожных конструкций (ДК) дуга транспортной сети в динамике с учетом роста нагрузок на вся перспективу эксплуатации дороги.
вычислительные алгоритмы и результата машинных экспериментов на математических моделях при планировании ТСЛП в диалоговой интегрированной системе планирования ТСЛП (ДИС ТСЛП).
В целом предлокены новая концепция, система критериев оценки эффективности, методология и интелектуальные програмные средства, которые могут быть использованы не только при планировании новых, но и при развит!! действующих ТСЛП. Система математических моделей оптимального планирования ТСЛП, программно реализованная на ЭВМ, позволяет веста расчеты для условий многоцелевого лесопользования (рубки главного и промежуточного пользования, перевозка нелесных
грузов при выполнении лесохозяйствекных мероприятий и др.) и большого множества вариантов схем существующей сети.
Достоверность теоретических положений, выводов, аналитических зависимостей и рекомендаций обеспечивается адекватностью разработанных мзтематических моделей реальным процессам, подтверя-денных производственными и вычислительными экспериментами на ЭВМ.
Практическая значимость работы заключается в том. что основная область применения ее результатов - действующие предприятия с транспортной сетью, требующей развития в условиях разновозрастных древостоев при многоцелевом лесопользовании. Созданная с процессе работы ДИС ТСЛП позволяет вести ее планирование в условиях конкретного предприятия с помощь» стандартной ПЭВМ семейства IBM PC AT 286 и выше, гибкая многокритериальная система показателей оценки эффективности функционирования и развития ТСЛП делает ее универсальной для предприятий различной направленности лесопользования. Системная модель вместе с математическими моделями и програмной реализацией в виде ДИС ТСЛП может использоваться в НИИ и проектными организациями, предприятиями лесной отрасли, в вузах и техникумах лесного профиля (совершенствование и интенсификация учебного процесса, повышение качества фундаментальных знаний и профессиональных практических навыков будущих специалистов).
Реализация работы. На основе ДИС ТСЛП выполнено планирование транспортных систем в Нижневартовском ЛЗП Тюменской области. Красноуральском КЛПХ Свердловской области. Тихвинском КЛПХ Ленинградской области. Результаты теоретических исследований использованы при выполнении НИР. выполняемых по ГНТП " Комплексное использование и воспризводство древесного сырья".а такге в комплексе с ДИС ТСЛП в учебном процессе подготовки специалистов (спец. 26.01) в УГЛТА.
Апробация работы. Излозенные в диссертации результаты исследований докладывались и обсукдались в ВНПОлеспром (Химки, 1974, 1976), на 48-ой научно-методической и научно-исследовательской конференции МАЛИ (Москва, 1990гч). ежегодных НТК в СПбЛТА и УГЛТА в 1977-1993 ГГ.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 24 печатные работы, в т.ч. 1 монография и 2 авторских свидетельства, в изданиях, рекомендованных ВАК для публикаций материалов докторских диссертаций, а также в .12 отчетах по НИР, представлененых во
ЕШІТИ.
_ ц. _
Объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, общих выводов и рекомендаций,- списка использованных источников (161 наименование) и 6 приложений. Объем диссертации составляет 309 страниц основного текста, в том числе 27 таблиц, 44 рисунка, 114 страниц приложений.