CC BY
13Стрюков, М.В. Некоторые данные о производительности сосновых культур в Молдавии [Текст] / М.В. Стрюков // Сборник работ по лесному хозяйству Молдавии. - Кишинев: Изд-во «Картя Молдовеняске», 1970. -С. 68-71.
УДК 629.113.01.012.81
И.Н. Кручинин
(!К. КгисЫшп)
(Уральский государственный лесотехнический университет)
Кручинин Игорь Николаевич родился в 1962 г., окончил в 1984 г. Уральский лесотехнический институт, кандидат технических наук, доцент кафедры транспорта и дорожного строительства УГЛТУ. Имеет более 50 печатных работ по проблемам транспорта леса, строительства и эксплуатации автомобильных дорог.
ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ЛЕСОТРАНСПОРТНОЙ СЕТИ С УЧЕТОМ ВЛИЯНИЯ НА ЛЕСНУЮ ЭКОСИСТЕМУ
(functioning forest of the network taking into account influence on the wood ecosystem)
Представленная работа предназначена для проведения анализа функционирования лесотранспортной сети с учетом требований по сохранению лесных экосистем. Цель настоящей работы - поиск оптимальных решений в системе лесотранспорта.
The presented work is intended for analysis carrying out funktsionirovanija forest to a network taking into account requirements on preservation of wood ecosystems.
Лесовозная транспортная сеть, как сложная система, функционирует в условиях взаимодействия с окружающей природной средой, при этом она является одним из основных источников загрязнения атмосферного воздуха, почв, поверхностных и грунтовых вод, а также разрушения природного ландшафта на прилегающей к ней территории.
При этом не важен тип автомобильной дороги и конструкция дорожных одежд, т.е. в равной мере экологически опасны и временные грунто-
64
тк
вые дороги, и дороги с капитальным типом покрытия, чего нельзя сказать об эффективности их использования.
Особое место в лесотранспортном процессе отводится перемещению древесины по лесосеке. При этом негативное экологическое воздействие на лесную экосистему рассматривается лишь в виде определенных ограничений (нормальное давление на опорную поверхность, тип ходового устройства, колееобразование и т.д.).
Таким образом, необходимо управлять системой транспорта леса с учетом эколого-экономической оценки воздействия лесотранспортной сети на лесную экосистему. В общем виде структурная схема системы представлена на рисунке. Она характеризуется следующими параметрами системы.
[a]-Природно-климатические условия: природные зоны; климат; почвогрунтовые условия; гидрологический режим территории; ландшафт-но-образующая среда.
[b]-Природно-ресурсный потенциал лесов: лесные ресурсы; средофор-мирующие функции; социальные функции; биологическое разнообразие.
[c]-Стратегия развития лесного комплекса: повышение ресурсно-экологического потенциала; ежегодное освоение до 30 млн м3; перевод лесных дорог в дороги общего пользования; разработка импортозаменяю-щих ЛТМ, работающих в сложных природных условиях.
[с1]-Эксплуатационно-ресурсный потенциал: запас древесины; характеристика древостоев; территориальное размещение ресурсного потенциала; экологическая устойчивость лесов.
[е]-Экологическое воздействие: загрязнение воздуха атмосферы; изменение гидрологического режима территории; загрязнение почв; акустическое воздействие на лесную фауну; воздействие на традиционное природопользование.
[Ъ]-Правовые акты: лесной кодекс; закон об автомобильных дорогах; целевая программа дорожных работ по Свердловской обл.; перечень действующих нормативно-технических документов РОСАВТОДОРа и Минтранса.
[к]-Схема транспортного освоения: постоянно действующая транспортная сеть; временные зимние дороги; смешанная схема; сеть автомобильных дорог общего пользования; первичная лесотранспортная сеть.
[1]-Режим транспортировки леса: весь год; только в зимний период; комплексный режим; сезонность условий эксплуатации.
[т]-Системы машин: трелевочные машины; сортиментовозы повышенной проходимости; самопогружающиеся автопоезда; сортиментовозы; лесовозные автопоезда.
[п]-Экономические: цена, стоимость машин; затраты на транспортировку; стоимость лесных ресурсов; цена на продукцию.
Решение поставленной задачи основывается на системном анализе, предполагающем формирование пространства параметров состояния (X) и параметров управления (У). При этом формирование системы рационального управления транспорта леса производится с использованием многофакторного пространства, так как любая группа параметров в зависимости от поставленной цели может характеризовать как состоянием системы, так и управление ею.
Параметры состояния могут быть как независимыми (лесные земли, климат, почвогрунтовые условия, гидрологические условия), так и зависимыми (производственные, характеристика дорожной сети, подвижной состав и т.д.).
Качество управления транспорта леса оценивается показателями эффективности, которыми могут быть любые из параметров состояния или управления.
В общем виде задачу оптимизации можно сформулировать следующим образом:
- поиск для существующих параметров состояния рационального управления транспортом леса [X] оптимальных значений параметров управления [У] с тем, чтобы ущерб лесам был минимален;
- подбор параметров состояния [X] при заданном управляющем воздействии [У].
В формализованном виде для задачи первого вида величина изменения природно-ресурсного потенциала лесных экосистем [1] в зависимости от лесотранспортного процесса в форме целевой функции имеет вид
В общем виде критерий эффективности рационального управления транспортом леса в векторной форме имеет вид
где шах И - максимум эффективности использования ресурсного потен циала леса при соблюдении заданных условий;
при{а, Ъ, с, <1, е, //} - согий.
(1)
и - /(шах I); шах гшп Z) —» ех1.,
(2)
max S - максимальное сохранение природного потенциала леса; min Z - минимум суммарных затрат живого и овеществленного труда в сфере транспорта леса.
Критерий max D отражает увеличение расчетной лесосеки, повышение эффективности использования лесовозной транспортной сети (использование транспортных средств с повышенной осевой нагрузкой, увеличение скорости движения, повышение безопасности движения и т.д.), оптимизация сортиментного плана лесозаготовок, применение JITM, щадящих природную среду, сокращения энергозатрат на переместительные операции.
Критерий min S отражает нанесенный вред лесной экосистеме (изменение в лесных почвогрунтах, нарушение почвопреобразующей, средо-формирующей, биотопреобразующей функции, т.е. косвенные ущербы).
Критерий min Z отражает эффективность использования трудовых ресурсов и технические решения по транспортировке лесных грузов (дорожные сети, подвижной состав, лесотранспортные машины).
Оптимизация по критерию U должна выполняться на основе прогнозных расчетов развития лесного комплекса с учетом требований по сохранению лесных экосистем. В этом случае возникает компромиссное решение экономических и экологических проблем. Рассмотрим критерии.
Критерий максимальной эффективности использования ресурсного потенциала леса включает в себя:
max D = g(max L; max Г; min E) —» ext, (3)
где max L - максимальное развитие лесотранспортной сети, протяженность, качество покрытия дорог, густота сети; max Т - максимальное повышение эффективности использования лесовозного подвижного состава; min Е - минимальные энергозатраты на перемещение единицы лесной продукции.
Критерий максимального сохранения благоприятных условий для лесной экосистемы в процессе лесопользования выразится в виде
min S = f(max P; max S; max C ), (4)
где max P - критерий максимального использования лесных (древесных) ресурсов на стадии их заготовки; max S - критерий максимального сохранения средозащитных функций леса (повреждения лесных почвогрунтов; нарушения гидрологических свойств лесной экосистемы; нарушения ландшафтообразующей функции) в процессе заготовки и вывозки древесины; max С - критерий максимального сохранения социальных функций леса на территории лесопользования.
Оптимизация по критерию минимума суммарных затрат min Z выполняется на основе прогнозных расчетов развития лесного комплекса и транспортной сети (при ограничениях по использованию природно-ресурсного потенциала лесов).
min Z = f (min T; min E), (5)
где min T - минимум затрат живого труда на единицу продукции, относимых на систему транспорта леса; min Е - минимум затрат на создание транспортной сети.
В результате однокритериальной оптимизации управления лесотранс-портными процессами может возникнуть ситуация, когда наилучший вариант определяется в результате применения математических методов по затратному признаку и когда однозначный результат определить не удается.
При этом возникает ситуация, когда при поиске оптимального варианта системы эколого-экономического управления транспортом леса получена зона относительно равнозначных вариантов Вь В2,..., В; с мало отличающимися значениями критериев эффективности, но значительно отличающимися параметрами управления h, k, 1, m, п по этим вариантам [2]. Неопределенность оптимальных решений обусловлена неполным знанием последствий от управленческих воздействий на лесную экосистему, неточностью и недостаточностью информации о связях между параметрами и критериями.
Для раскрытия неопределенности оптимальных решений задач оптимизации управления лесотранспортными процессами приемлемы критерии средних затрат, минимаксных затрат или минимаксного риска.
Библиографический список
1. Лебедев, Ю.В. Эколого-экономическая оценка лесов Урала [Текст]/ Ю.В. Лебедев. - Екатеринбург, УрО РАН, 1998. - 214 с.
2. Мелентьев, Л.А. Оптимизация развития и управления больших систем энергетики [Текст] / Л.А. Мелентьев. - М.: Высш.шк., 1976. - 320 с.
УДК 674.098.6:621.935
B.B. Чамеев, А.Н. Кривоногова
(V.V.Chameev, A.N. Krivonogova) (Уральский государственный лесотехнический университет)
Чамеев Василий Владимирович родился в 1947 г. В 1971 г. окончил Уральский лесотехнический институт. В 1992 г. защитил диссертацию на соискание ученой степени кандидата технических наук. Работает на кафедре технологии и оборудования лесопромышленного производства УГЛТУ в должности доцента. Опубликовал более 120 работ, включая 5 учебных пособий.
Кривоногова Анна Николаевна родилась в 1986 г. В 2004 г. поступила в Уральский государственный лесотехнический университет на лесоинженерный факультет, специальность - лесоинженерное дело. В настоящее время является студенткой 5-го курса.
ИМИТАЦИОНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАЗМЕРНО-КАЧЕСТВЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ КРУГЛЫХ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ И ВЫХОДА ПИЛОПРОДУКЦИИ В ЛЕСООБРАБАТЫВАЮЩИХ ЦЕХАХ ЛЕСОПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
(imitating modelling of razmerno-qualitative
parametres of round forest products and exit sown production in processing wood shop timber industry the enterprises)
Приводятся принципиальные схемы моделирующего алгоритма по определению размерно-качественных параметров круглых лесоматериалов методом имитационного моделирования и выхода готовой пилопро-дукции в лесообрабатывающих
Basic schemes of modelling algorithm by definition of razmerno-qualitative parametres of round forest products by a method of imitating modelling and an exit ready sawn production in processing wood shops are resulted.
При проектировании технологических процессов лесоперерабатывающих цехов лесопромышленных предприятий нужны сведения по сортовому составу сырья и выходу готовой продукции. Для определения по-
