ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ПЕРВИЧНОЙ ТРАНСПОРТИРОВКИ ДРЕВЕСИНЫ В ГОРНЫХ УСЛОВИЯХ ЛЕСОЗАГОТОВОК

OPTIMIZATION OF PRIMARY TIMBER TRANSPORTATION IN THE MOUNTAINS HARVESTING

Черных A.C., к.т.н., доцент ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия»

г. Воронеж, Россия Абрамов В.В., к.т.н., доцент ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия»

г. Воронеж, Россия Бондаренко А.В., к.т.н., младший научный сотрудник ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия»

г. Воронеж, Россия DOI: 10.12737/3964

Аннотация: статья посвящена решению актуальной задачи повышения эффективности первичной транспортировки древесины в горных условиях лесозаготовок на основе использования обобщенного критерия оценки процесса, отличающегося возможностью прогнозирования экономического результата с одновременным учетом технико-технологического воздействия на окружающую среду.

Summary: the article is devoted to solving the urgent problem of increasing the effectiveness of primary timber transportation in the mountains les sozagotovok based on the use of the generalized criterion evaluation process, characterized by the possibility of forecasting economic results while taking into account technical and technological effects on the environment.

Ключевые слова: первичная транспортировка древесины, горные лесозаготовки, оптимизация, технико-технологические параметры процесса. Keywords: primary wood transport, mountain logging, optimization, technical and technological parameters of the process.

В настоящее время 42 % площади лесного фонда Российской Федерации с 30 % запаса древесины от общего по стране приходится на горные леса. Они получили распространение на Дальнем Востоке, в Западной и Восточной Сибири, на Урале и на Северном Кавказе.

Технология горных лесозаготовок весьма сложна и во многом отлична от технологии лесосечных работ в равнинной местности по причине изменяющихся на каждой лесосеке - уклона местности, конфигурации разрабатываемого участка, лесотаксационных показателей насаждения (запас, породный состав, объемы, длины, диаметры, массы предметов труда), а также преобладания несплошного способа рубки и наличия существенных ограничений на использование различных типов традиционной техники. Все это определяет более высокую стоимость горных лесозаготовок.

Существенный рост затрат наблюдается на первичной транспортировке древесины особенно у трелевочных тракторов и машин, которые ограниченны в использовании крутизной склона в 15 градусов, а также наносят значительные повреждения окружающей среде. Канатные установки позволяют осваивать участки с большими уклонами местности, процент и степень повреждения всех компонентов леса при этом значительно ниже, а мобильные к тому же не уступают существенно большинству тракторов и по производительности.

Первичная транспортировка древесины в горной местности проходит наиболее часто в три этапа - сбор древесины с территории лесосеки (подтрелевка), перемещение ее к подножью горного склона (спуск леса с гор) и перемещение древесины от подножья склона до погрузочных пунктов (подвозка). Первый этап характеризуется самым серьезным техникотехнологическим воздействием на окружающую среду - деревья, подрост, почвенный покров. В процессе второго и третьего этапа наблюдается влияние техники уже на почвогрунт волока, при этом здесь в большей степени определяется экономический результат [2].

Выполнять оценку эффективности первичной транспортировки древесины в горной местности предлагается на основе прогнозирования технико-экономического результата и лесоводственно-экологических последствий следующими критериями: общие затраты на перемещение древесины с разрабатываемого лесного участка до близлежащих транспортных путей Сх; показатель повреждаемости стволовой части оставляемых деревьев С2; показатель повреждаемости травяного покрова (лесной подстилки) лесосеки С3 показатель повреждаемости почвогрунта волоков лесосеки С4 [1,4].

Общие затраты на первичную транспортировку древесины с

разрабатываемого лесного участка до близлежащих транспортных путей определяются из следующего выражения

где CM_CMi - себестоимость содержания машино-смены i - го транспортного средства, руб;

М. - объем древесины заготавливаемый на лесосеке и

транспортируемый по волоку или трассе под канатную установку, м3;

ПСЛп ~ сменная производительность i -го транспортного средства, м3;

L - протяженность i -го типа транспортных путей, км;

Cmni - стоимость подготовки (волок, трасса под канатную установку) 1 км i -го типа транспортных путей, руб.

Показатель повреждаемости стволовой части оставляемых деревьев определится в процентах из следующего выражения

где N - густота насаждения, шт./га;

1П - расстояние подтрелевки, м;

кизр - степень изреживания древостоя.

Показатель повреждаемости травяного покрова лесосеки отражает общую протяженность траектории контакта всех предметов труда с поверхностью пасеки в процессе перемещения их от места обработки к волоку

где А - длина расчетного участка, м;

Аа - количество разрабатываемых пасек, шт.;

Ъв - ширина волока (трассы канатной установки) на расчетном участке,

м.

L -ширина расчетного участка, м.

Показатель повреждаемости почвогрунта лесосеки отражает общую протяженность траектории контакта всех предметов труда с поверхностью волока в процессе перемещения их от места формирования пачки до погрузочного пункта

Для принятия оптимального многокритериального решения по всем представленным показателям эффективности процесса первичной транспортировки древесины требуется формирование обобщенного критерия качества на основе использования процедуры свертывания целей:

где q{,q2,q3,q4 - безразмерные величины критериев качества СрС234

соответственно;

Cu,C2i,C3i,C4i - результаты расчета критериев эффективности в /- м опыте вычислительного эксперимента;

min ? Q max > ^2 min > ^2 max > Q min > ^3 max > ^4 min ’ ^4 шах МаКСИМЭЛЬНЫе И

минимальные значения результатов оптимизации по каждому критерию в отдельности.

Обобщенный критерий эффективности процесса первичной транспортировки древесины будет иметь следующий вид

где АрАз,Лз,Я4 - весовые коэффициенты критериев эффективности

Я2 > Чъ 9 Ял соответственно.

Предлагаемый обобщенный критерий качества отличается возможностью прогнозирования экономического результата первичной транспортировки древесины с одновременной оценкой технико-технологического воздействия на окружающую среду, а также оптимизации процесса при использовании различных вариантов технических средств в горной местности (рис.1).

Интерфейсные формы компьютерной программы по оптимизации процесса первичной транспортировки древесины в горной местности

Рисунок 1 - Интерфейсные формы компьютерной программы по оптимизации процесса первичной транспортировки древесины в горной местности

Для автоматизированного выбора эффективного варианта первичной транспортировки древесины с оптимальными параметрами функционирования техники на кафедре ЛПМСиС ФГБОУ ВПО «ВГЛТА» было разработано программное обеспечение (язык программирования - Delphi) рекомендованное к использованию на стадии технологического проектирования предприятиям функционирующим в горных условиях лесозаготовок [3].

Библиографический список

  • 1 .Бондаренко, А. В. Оптимизация процесса транспортировки древесины в условиях горной местности с помощью канатных установок [Текст] / А. В. Бондаренко, Ф. В. Пошарников, В. В. Абрамов // Лесное хозяйство. - 2011. - №
  • 4. - С. 29-30.
  • 2. Бондаренко, А. В. Моделирование природно-производственных условий в задачах исследования первичного транспорта леса в горной местности [Электронный ресурс] / А. В. Бондаренко, В. В. Абрамов, Ф. В. Пошарников // Современные проблемы науки и образования. - 2012. - № 2. - Режим доступа: www.science-education.ru/102-5518.
  • 3. Пошарников, Ф. В. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2012614913. Оптимизация работы трелевочной техники [Текст] / Ф. В. Пошарников, В. В. Абрамов, А.В. Бондаренко, Л. В. Беляев; правообладатель ФГБОУ ВПО "ВЕЛТА". - № 2012611371 ; заявл. 27.02.2012 ; зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 31.05.2012.
  • 4.Черных, А. С. Разработка имитационных моделей функционирования канатных установок в горной местности [Текст] / А. В. Бондаренко, В.В. Абрамов // Молодой ученый. - 2013. - № 10. - С. 221-225.

УДК 630*232.427

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >