МОДЕЛЬ РАЗМЕЩЕНИЯ ЛЕСОТРАНСПОРТНОЙ СЕТИ В ЛЕСНОМ ФОНДЕ

MODEL OF THE PLACEMENT OF THE FOREST TRANSPORT NETWORK IN THE FOREST FUND

Kirill Petrovich

student, Department of Forest Machinery, Roads and Technologies of Timber Production, Belarusian State Technological University,

Republic of Belarus, Minsk

Jane Bavbel

Candidate of Technical Sciences, associate professor, Belarusian State Technological University,

Republic of Belarus, Minsk

Pyotr Lyshchik

Candidate of Technical Sciences, associate professor, Belarusian State Technological University,

Republic of Belarus, Minsk

Andrey Naumenko

Candidate of Technical Sciences, senior lecturer, Belarusian State Technological University,

Republic of Belarus, Minsk

АННОТАЦИЯ

В статье приведена математическая модель расположения лесотранспортной сети с учетом природно-производственных условий.

ABSTRACT

The article presents a mathematical model of the location of the forest transportation network, taking into account natural and industrial conditions.

Ключевые слова: лесотранспортная сеть, насаждения, освоение.

Keywords: forest transportation network, plantings, development.

При разработке математической модели размещения лесотранспортной сети и метода прогнозирования расположения ее в лесном фонде выделяются четыре группы вопросов, которые требуют системного, комплексного их рассмотрения [1]: насколько сложно проложить лесотранспортные пути, и с каким затратами это связано; так ли велики богатства региона, чтобы идти на соответствующие затраты; как разместить и развивать транспортные пути, чтобы наилучшим образом обеспечивать развитие экономики, обслуживать хозяйственную деятельность лесозаготовительного предприятия; как обеспечить безопасное и эффективное строительство и содержание транспортной сети.

Для решения этих вопросов необходимо:

1) оценить природно-ресурсный потенциал района освоения;

2) выполнить оценку производственных показателей лесозаготовительного предприятия;

3) составить специальную цифровую модель местности, учитывающую лесоводственно-таксационные характеристики насаждений и особенностей реальной местности;

4) сформировать целесообразные принципы проектирования, строительства и использования лесотранспортной сети.

Специальная цифровая модель местности необходима, прежде всего, для выбора трассы нового пути. При этом поверхность земли рассматривается как несущее основание для будущих инженерных сооружений. Оно не однообразно, а осложняется многими естественными препятствиями разных категорий сложности. Основным критерием оценочной классификации препятствий можно считать трудоемкость их преодоления, а количественным измерителем – вероятные затраты труда и средств при строительстве лесотранспортной сети.

Современный теоретический подход к проблеме выбора оптимального варианта транспортной сети ориентирован на технико-экономический подход, при котором в качестве критерия оптимизации применяли минимум приведенных затрат на строительство, содержание и эксплуатацию лесных дорог [2].

При проектировании схемы транспортного освоения лесных массивов заключается в определении оптимальных конфигурации и структуры лесотранспортной сети [3]. Под конфигурацией лесотранспортной сети понимают организованное пространственное расположение лесотранспортных путей и узлов, инженерных сооружений; под структурой – категории лесотранспортных путей и типы транспортных узлов. Для лесотранспортной сети характерна большая размерность. Это выражается, во-первых, в том, что лесотранспортная сеть размещается на площадях размером до 100×100 км и более. Во-вторых, размерность транспортной сети как большой системы определяется в зависимости от: количества пунктов формирования и приема грузопотоков; количества развилок путей; транспортных путей всех категорий; сооружений, обеспечивающих прокладку путей через преграды; периодов строительства лесных дорог.

Структура является наиболее консервативным свойством лесотранспортной сети, оставаясь неизменной в течение десятилетий, в то время как конфигурация и размерность периодически меняются [4].

Математическая модель размещения лесотранспортных путей разработана с использованием инструментария теории графов. При этом лесотранспортная сеть представляется в виде связного взвешенного графа, в котором вершины – «особые точки», а ребра – возможные транспортные пути между ними, характеризуемые соответствующими стоимостями строительства лесных дорог. В основу модели положен алгоритм построения минимального связывающего дерева. На основе указанного выше метода разработаны алгоритм и программное обеспечение размещения лесотранспортных путей на основе динамики лесоводственно-таксационных характеристик насаждений и специальной цифровой модели местности. На рисунке 1 представлена структурная схема по прогнозированию расположения лесотранспортной сети.

Рисунок 1. Структурная схема по прогнозированию расположения лесотранспортной сети

Назначение периода строительства выполняется следующим образом:

1. Лесные дороги с меньшим ПДВР строятся в первую очередь.

2. При равных ПДВР в первую очередь строятся лесные дороги с большим соотношением объема вывозки к длине дороги.

3. Назначение периодов выполняется последовательно, начиная с первого. Когда лесные дороги на первый период строительства набраны, алгоритм приступает к набору лесных дорог на второй период и т.д.

4. Лесные дороги на очередной период считаются набранными, когда запас насаждений, которые могут быть освоены в этот период с использованием проектируемой сети, достигнет требуемой величины. При этом учитываются только насаждения, которые в данном периоде достигли или достигнут минимального возраста рубки.

5. Целевой запас для каждого из периодов определяется как суммарный запас всего лесосечного фонда, деленный на количество периодов.

Список литературы:

1. Лыщик П.А., Бавбель Е.И. Совершенствование норм проектирования лесных автомобильных дорог: Материалы докладов 84-й научно-технической конференции, посвященной 90-летнему юбилею БГТУ и Дню белорусской науки (с международным участием). Отв. за издание И.В. Войтов. В сборнике: Лесная инженерия, материаловедение и дизайн.  2020. С. 20-21.
2. Лыщик П.А., Бавбель Е.И., Науменко А.И. Основные принципы развития сети лесных автомобильных дорог. Труды БГТУ. Серия 1: Лесное хозяйство, природопользование и переработка возобновляемых ресурсов. 2020. № 1 (228). С. 125-130.
3. Лыщик П.А., Бавбель Е.И. Проектирование лесных автомобильных дорог на основе ТКП 500 «Лесные автомобильные дороги. Нормы проектирования и правила устройства» и ГИС-технологий: В сборнике: Состояние и перспективы развития лесного комплекса в странах СНГ. Материалы Международной научно-технической конференции в рамках Международного молодежного форума по лесопромышленному образованию (Лес-Наука-Инновации - 2018). 2018. С. 16-20.
4. Лыщик П.А., Бавбель Е.И Трассирование лесных автомобильных дорог с учетом интенсивности роста леса на основе CREDO-технологий: материалы 85-й научно-технической конференции с международным участием, сборник: Лесная инженерия, материаловедение и дизайн.  Минск, 2021. С. 55-57.