CC BY
22
УДК 630*32 Н.С. Иванова
Иванова Наталья Сергеевна родилась в 1982 г., окончила в 2004 г. Марийский государственный технический университет, аспирант кафедры природообустройства МарГТУ. Область научных интересов - совершенствование технологии лесосечных работ на основе статистического моделирования.
ЗАКОНОМЕРНОСТИ ОБЪЕМОВ ЗАГОТОВКИ И ВЫХОДА ФАНЕРНОГО КРЯЖА
Исследована динамика объемов заготовки фанерного кряжа в условиях Суслонгер-ского лесхоза Республики Марий Эл. Проведено статистическое моделирование, выявлены закономерности динамики объемов заготовки и выхода фанерного кряжа.
Ключевые слова: фанерный кряж, статистическое моделирование, динамика объемов заготовки и выхода.
В настоящее время существует значительный потенциал березовых лесов, которые являются основными ресурсами фанерного сырья, широко использующегося в фанерной промышленности. Перед лесным комплексом стоят задачи эффективного обеспечения фанерной промышленности сырьем высокого качества. Для решения этой проблемы необходимы системы планирования и управления при рубках в древостоях.
В табл. 1 приведены исходные данные по Суслонгерскому лесхозу Республики Марий Эл для статистического моделирования. Как видим, за прошедшие 16 лет объемы заготовки березы были неравномерными.
Объем заготовки фанерного кряжа можно аппроксимировать по уравнению
Оь™ = 855,6 ехр(0,02383*) + 5,7846- 10-1У8'38б9ехр(-1,44230 +
+ 280,40*°
exp (- 0,04724*) со8 (л*/2,0546 - 2,9470).
(1)
Таблица 1
Исходные данные о заготовке древесины
Объем заготовки древесины, м3
Год учета
Прошедш ее время, лет
общий
В том числе
березы
фанерного кряжа
1989 1 25013,1 10859,6
1990 2 25393,0 11174,2 -
1991 3 25409,0 9197,4 -
1992 4 24493,5 8477,3 -
1993 5 25023,2 14163,1 -
1994 6 10821,1 1845,9 -
1995 7 9416,1 3633,3 1166,0
1996 8 12124,6 3239,6 500,8
1997 9 13336,2 4487,7 1385,3
1998 10 13016,2 5515,0 2137,2
1999 11 15952,6 8603,1 2570,6
2000 12 12992,0 4764,9 1568,8
2001 13 22180,5 12972,4 2216,9
2002 14 24006,0 15254,6 2803,7
2003 15 15002,5 9673,7 2521,4
2004 16 11263,4 4317,8 1265,8
Таблица 2
Динамика объема заготовки фанерного кряжа, м3
Год учета Прошедшее время, лет Факт Qф Расчетные значения Составляющие
Q в А, % Ql Q2 Qз
1988 0 855,7 855,7 0,0 0,0
1989 1 - 916,3 - - 876,3 0,0 40,0
1990 2 - 1299,8 - - 897,5 0,0 402,3
1991 3 - 885,0 - - 919,1 0,0 -34,1
1992 4 - 356,7 - - 941,3 0,2 -584,8
1993 5 - 957,0 - - 964,0 3,0 -10,0
1994 6 - 1704,3 - - 987,2 20,5 696,6
1995 7 1166,0 1166,0 0,0 0,00 1011,0 82,5 72,5
1996 8 500,8 500,8 0,0 0,00 1035,4 227,1 -761,7
1997 9 1385,3 1385,3 0,0 0,00 1060,4 468,1 -143,2
1998 10 2137,2 2646,0 -508,8 -23,81 1085,9 767,9 792,2
1999 11 2570,6 2375,0 195,6 7,61 1112,2 1047,1 215,7
2000 12 1568,8 1568,8 0,0 0,00 1139,0 1225,8 -796,0
2001 13 2216,9 2143,0 73,9 3,33 1166,4 1262,5 -285,9
2002 14 2803,7 3139,3 -335,6 -11,97 1194,5 1165,8 779,0
2003 15 2521,4 2553,9 -32,5 -1,29 1223,4 979,8 350,7
2004 16 1265,8 1265,8 0,0 0,00 1252,9 758,8 -745,9
В табл. 2 приняты следующие условные обозначения: Qф, Q - фактический и расчетный объем заготовки фанерного кряжа, м3; в - остаток между фактическими и расчетными значениями показателя, т. е. абсолютная погрешность, равная в = Qф - Q; А - относительная погрешность, вычисляемая из соотношения А = 100 в / Qф. Максимальная относительная погрешность Атах равна -23,81 %. Доверительную вероятность матема- ; „ -
3000 2500 2000 1500 1000 500
о
-500 -1000
тической модели (1) оценивали соотношением О = = 100 - | Дтах |. Таким образом, формула достоверна с вероятностью не ниже 76,19 %.
Формула (1) содержит три составляющие.
Первая волновая состав- ляющая (О1) всегда изменяется в соответствии с естественной закономерностью. Из данных табл. 2 и графиков на рис.
1 видно, что она постепенно возрастает по экспоненциальному закону [1-
Рис. 1. Графики объема заготовки фа- 3]. Отсюда можно
нерного кряжа: 1 - О; 2 - О1; 3 - О2; сделать вывод, что
4 - 03; точки - 0ф природные ресурсы
березняков, необходимые для получения фанерного кряжа, постепенно увеличиваются.
Вторая составляющая (02), как правило, является техногенной, т. е. характеризует процесс, во многом зависящий от воздействий человека на природные объекты. Параметры формулы изменяются по биотехническому закону [1-3], который здесь показывает стрессовое возбуждение персонала Суслонгерского лесхоза при обработке березняков и заготовке фанерного кряжа. Вторая составляющая появилась с 1992 г., а максимум возбуждения наблюдался в 2001 г. С этого момента объем заготовки древесины начал снижаться.
Третья волновая составляющая (03) отвечает произведению биотехнического закона (амплитуда колебательного возмущения) на волновую формулу в виде функции косинуса. Она характеризует волновое возмущение процесса заготовки фанерного кряжа, имеет максимум 792,2 м3 в 1998 г. При этом половина периода колебательного изменения равна 2,0546 года или округленно двум годам. В этом случае колебание объема производства фанерного кряжа происходит с периодичностью в четыре года.
На основе исходных данных табл. 1 можно определить выход фанерного кряжа. В результате статистического моделирования получено уравнение (табл. 3):
Рфан кр = 31,94 ехр (-0,09604*) + 2,3537*7'1239 ехр(- 2,0549*) + + 1,4529Г16'6014 ехр(- 4,5809*) ео8(л* / 1,5996 + 2,6509). (2)
С доверительной вероятностью не менее 74,85 % формула (2) описывает динамику выхода фанерного кряжа. Из табл. 3 и графиков на рис. 2 видно, что первая составляющая (Р]) медленно снижается согласно устойчивому закону гибели, который, в свою очередь, относится к частному случаю биотехнического закона [3].
Вторая составляющая (Р2) изменяется по биотехническому закону. Она начинается с 1996 г. Максимальный выход фанерного кряжа по второй составляющей приходится на 1998 г., после чего постепенно сво-
Рис. 2. Графики выхода фанерного кряжа:
1 - Р; 2 - Р1; 3 - Р2; 4 - Р3; точки - Рф
дится к нулю.
Данные табл. 3 и графики рис. 2 показывают, что третья волновая составляющая (Р3) быстро сводится к нулю и в течение четырех лет с 1998 г. по 2001 г. остается равной ему. Однако с 2003 г. она возрастает и достигает максимума 15,6 %.
Результаты исследования показали, что по прошлым статистическим данным вполне можно определить тенденции и закономерности изменения
Таблица 3
Динамика процента выхода фанерного кряжа
Год учета Прошедшее время, лет Факт Рф Расчетные значения Составляющие
Р 8 А, % Р1 Р2 Р3
1995 0 32,1 - да 31,3 0,0 - да
1996 1 15,5 15,5 0,0 0,00 28,5 0,3 -13,3
1997 2 30,9 31,7 -0,8 -2,59 26,0 5,6 0,1
1998 3 38,8 36,6 2,2 5,67 23,7 12,9 0,0
1999 4 29,9 34,2 -4,3 -14,38 21,6 12,6 0,0
2000 5 32,9 27,4 5,5 16,72 19,7 7,7 0,0
2001 6 17,1 21,4 -4,3 -25,15 17,9 3,5 0,0
2002 7 18,4 17,0 1,4 7,61 16,3 1,3 -0,6
2003 8 26,1 26,0 1,1 4,21 14,9 0,4 10,7
2004 9 29,3 29,3 0,0 0,00 13,6 0,1 15,6
объемов заготовки и выхода фанерного кряжа. Полученные статистические модели позволяют дать достаточно надежные прогнозы на треть периода с 1995 г. по 2004 г., т. е. на последующие три года, до 2007 г. При этом ориентировочные прогнозы, по данным лесоустройства 2004-2005 гг., можно проводить на 10 лет вперед, до 2014 г.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Мазуркин, П.М. Биотехническое проектирование [Текст]: справочно-методическое пособие / П.М. Мазуркин. - Йошкар-Ола: МарПИ, 1994. - 348 с.
2. Мазуркин, П.М. Динамика рубок леса [Текст]: науч. изд. / П.М. Мазуркин, Э.Н. Бедертдинов, А.Н. Фадеев. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2002. - 218 с.
3. Мазуркин, П.М. Статистическое моделирование. Эвристико--математический подход [Текст]: науч. изд. / П.М. Мазуркин. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2001. -100 с.
Марийский государственный технический университет
Поступила 14.10.05
N.S. Ivanova
Regularities of Harvesting Volumes and Yield of Veneer Logs
The dynamics of harvesting volumes for veneer logs is studied for the conditions of Suslongersk forestry unit of the Mari El Republic. The statistic modeling is carried out, the dynamic regularities of harvesting volumes and yield of veneer logs are revealed.
