автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.01, диссертация на тему:Обоснование комплекса ремонтно-строительных мероприятий сети лесовозных дорог лесозаготовительного района

На правах рукописи

РОЖИН ДАНИЛА ВЛАДИМИРОВИЧ

ОБОСНОВАНИЕ КОМПЛЕКСА РЕМОНТНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ СЕТИ ЛЕСОВОЗНЫХ ДОРОГ ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНОГО РАЙОНА

05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

6 ДЕК 2012

"05056799

Петрозаводск - 2012

Л-'

005056799

Работа выполнена на кафедре тяговых машин федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Петрозаводский государственный университет»

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

кандидат технических наук, доцент Соколов Антон Павлович

Шегельман Илья Романович,

доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой технологии и оборудования лесного комплекса ФГБОУ ВПО «Петрозаводский государственный университет»

Смирнов Михаил Юрьевич,

доктор технических наук, доцент, профессор кафедры транспортно-технологических машин ФГБОУ ВПО «Поволжский государственный технологический университет»

ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова» * ?

Защита состоится 21 декабря 2012 г. в 17:00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.190.03 на базе ФГБОУ ВПО «Петрозаводский государственный университет» по адресу: 185910, г. Петрозаводск, пр. Ленина, 33.

С диссертацией можно ознакомиться в научной Петрозаводского государственного университета.

Автореферат разослан ноября 2012 г.

библиотеке

Ученый секретарь

диссертационного совета

Р. В. Воронов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одна из основных проблем, сдерживающих развитие лесопромышленного комплекса России, - очень низкая обеспеченность транспортной инфраструктурой. Слабо развитая дорожно-транспортная инфраструктура лесопользования ограничивает возможности более полного освоения эксплуатационных лесов и снижает экономическую доступность лесных древесных ресурсов.

Плотность сети лесных дорог в Российской Федерации составляет всего 1,5 км на одну тыс. га лесных земель. Плотность дорожной сети на Северо-Западе России низка и варьируется от 1,2 км/1000 га в Республике Коми до 10 км/1000 га в Ленинградской области. Потребность в строительстве новых лесных дорог круглогодового действия и временных дорог оценивают по Российской Федерации в 2,2 тыс. км и 9,3 тыс. км в год соответственно.

Актуальность темы работы связана с ускоренным ростом объемов лесозаготовок, осуществляемых с использованием сортиментной (скандинавской) технологии. Во многих регионах доля объема древесины, заготавливаемой с использованием скандинавской технологии, уже превысила 50%, а в ряде мест достигла 90%.

Это существенно повышает требования к состоянию лесных дорог, так как в рамках этой технологии древесина вывозится с использованием современных большегрузных автомобилей-сортиментовозов с прицепами, которые обладают существенно меньшей проходимостью, чем транспортные средства, применяемые обычно при использовании традиционной для России хлыстовой технологии.

Следовательно, можно сделать вывод, что наличие у специалистов надежных и желательно универсальных алгоритмов построения перспективной сети лесовозных автомобильных дорог, планов их содержания в исправном состоянии, основывающихся на методах математического программирования, могло бы существенно повысить эффективность работ по проектированию и строительству дорог.

Цель работы. Целью диссертационной работы является повышение эффективности строительства и эксплуатации лесовозных автомобильных дорог путём обоснования пространственного размещения их сетей на основе ГИС-технологий, что позволяет учитывать большее число факторов, повысить точность нахождения оптимального решения, сокращать расходы на проектирование, строительство и эксплуатацию лесовозных автомобильных дорог.

Объектом исследования является дорожно-транспортная инфраструктура лесозаготовительного района.

Предмет исследования: обоснование плана сети и конструкций отдельных участков лесных автомобильных дорог.

Методы исследования. Для решения поставленных задач использовался системный подход: методы математического программирования и вычислительные методы в сочетании с машинным экспериментом средствами геоинформационных систем. В процессе решения задач применялись: пакет программ Microsoft Office, геоинформационная система Mapinfo, языки программирования С++, MapBasic.

Научная новизна. Научной новизной обладают:

1. Методика оптимального проектирования сети лесовозных дорог;

2. Модель процесса планирования сети автомобильных лесовозных дорог;

3. Компьютерная информационно-вычислительная система для оптимизации планирования сети лесовозных дорог на базе геоинформационной системы Mapinfo;

4. Рекомендации по размещению сетей лесовозных дорог и оптимизации конструкций участков дорог.

Значимость для теории. Значимостью для теории обладают разработанная методика оптимального проектирования сети лесовозных дорог с учётом большого числа факторов и методика оптимизации конструкций участков дорог.

Значимость для практики. Разработанная компьютерная информационно-вычислительная система позволяет повысить эффективность процессов планирования сетей лесовозных дорог лесозаготовительного района, сократить издержки предприятий на строительство и ремонт дорог, а также уменьшить затраты и время на выполнение проектно-изыскательских работ. Кроме того, с помощью системы можно оперативно пересматривать ранее разработанные планы дорожных сетей, реагируя на происходящие изменения внешних и внутренних условий. Результаты исследований могут быть использованы специалистами лесозаготовительных предприятий, учебными заведениями.

Основные результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс лесоинженерного факультета Петрозаводского государственного университета и на лесозаготовительном предприятии Ленинградской области.

Положения, выносимые на защиту:

1. Методика оптимального проектирования сети лесовозных дорог;

2. Модель процесса планирования сети автомобильных лесовозных дорог;

3. Компьютерная информационно-вычислительная система для оптимизации планирования сети лесовозных дорог на базе геоинформационной системы Мар1пАэ;

4. Рекомендации по размещению сетей лесовозных дорог и оптимизации конструкций участков дорог.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на XI международной научно-технической конференции «Лесной комплекс: состояние и перспективы развития» (г. Брянск, ноябрь 2010 г.), на международной научно-практической конференции «Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании» (г. Одесса, декабрь 2010 г.), на международной научно-практической конференции «Опыт лесопользования в условиях Северо-Запада РФ и Фенноскандии» (г. Петрозаводск, сентябрь 2011 г.), на республиканской научно-практической конференции «Повышение эффективности лесного комплекса Республики Карелия (г. Петрозаводск, апрель 2012 г.), а также на заседаниях кафедры тяговых машин и кафедры промышленного транспорта и геодезии Петрозаводского государственного университета.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, в том числе 3 работы в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы. Общий объем работы - 139 страниц. Диссертационная работа содержит 42 рисунка, 19 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, определены цель и задачи работы, научная новизна и практическая значимость результатов, сформулированы основные научные положения, выносимые на защиту.

В первой главе приводится современное состояние транспортной инфраструктуры лесопромышленного комплекса, а также обзор существующих подходов к проектированию сети лесовозных дорог.

На сегодняшний день плотность сети лесных дорог в Российской Федерации крайне низка. Для обеспечения прогнозируемых объемов заготовки ежегодно требуется строить от нескольких сотен до нескольких тысяч километров новых дорог.

Исследованиями транспортного освоения лесов и конструкций лесовозных дорог в разное время занимались следующие ученые: В. И. Алябьев, Г. А. Борисов, Г. Ф. Грехов, Б. А. Ильин, А. Н. Кочанов,

Б. И. Кувалдин, В. И. Кузина, В. Д. Кукин, В. И. Марков, Э. О. Салминен, Н. А. Тюрин, И. Р. Шегельман, Л. В. Щёголева и другие.

Анализ литературных источников и нормативных документов по теме диссертации показал, что предлагаемые подходы планирования сети дорог предназначены в основном для освоения новых лесных территорий с определенной узкой целевой задачей. В то же время дорожная инфраструктура должна быть гибкой и учитывать многоцелевое использование лесных массивов. Существующие нормативные документы по проектированию и расчету конструкций лесных дорог не учитывают структуру нагрузок, транспортируемых грузов, разную загруженность участков дорог.

Исходя из анализа состояния вопроса и цели работы, сформулированы задачи исследования:

1. Изучить передовой опыт России и других стран в области планирования сети автомобильных лесовозных дорог, а также проектирования дорог с учетом необходимости полного использования древесных ресурсов, в том числе для нужд биоэнергетики;

2. Определить критерии и разработать методы оценки эффективности применения тех или иных вариантов проектов. Сравнить различные подходы;

3. Обосновать перспективный подход к проектированию сетей автомобильных лесовозных дорог;

4. Разработать математические модели и алгоритмы оптимизации проектов строительства автомобильных лесовозных дорог;

5. Создать компьютерную информационно-вычислительную систему для оптимизации планирования сети лесовозных дорог;

6. Испытать разработанную систему;

7. Обосновать комплекс ремонтно-строительных мероприятий лесовозных дорог.

Вторая глава посвящена разработке методики оптимального проектирования сети лесовозных дорог.

Основной задачей разработки методики оптимального проектирования является определение характеристик оптимальной сети лесовозных автомобильных дорог, предназначенных для вывозки круглых лесоматериалов и древесного топливного сырья для нужд биоэнергетики современными большегрузными автомобилями. Эта задача решается для условий определенной лесосырьевой базы с заданными природно-производственными характеристиками, характеристиками

производственных мощностей, дорожной сети, требованиями и пространственном расположении потребителей древесины и другими внешними условиями (рис. 1).

Рис. 1. Постановка задачи

При этом основными результатами служат пространственные и конструктивные характеристики сети автомобильных лесовозных дорог, оптимальные с точки зрения рентабельности ее строительства и эксплуатации.

Реализация решения поставленной задачи выполнена в форме компьютерной информационно-вычислительной системы, предназначенной для использования на лесозаготовительных и лесотранспортных предприятиях.

В качестве основы для создания этой системы было признано целесообразным использование географических информационных систем (ГИС). Это обусловлено тем, что весьма значительный объем исходных данных, необходимых для решения поставленной задачи, носит пространственный характер.

Для решения задач оптимизации конструкций участков дорог и оптимизации сетей применяются методы математического программирования.

Кроме того, используются объектные пространственные модели местности, лесосырьевой базы, дорожной и прочей инфраструктуры и т. п. Все объектные модели должны быть реализованы в среде ГИС.

Главной целью при проектировании оптимальной сети лесовозных автомобильных дорог следует считать обеспечение транспортной доступности основных лесосырьевых источников при условии минимальных затрат на строительство и ремонт дорог.

С учетом вышесказанного была разработана структура компьютерной информационно-вычислительной системы (рис. 2).

Рис. 2. Структура компьютерной информационно-вычислительной системы для решения задачи проектирования сети лесовозных автомобильных дорог

Исходными данными служат четыре объектных пространственных модели в формате ГИС МарГпАэ (лесосырьевой базы, местности, карьеров и существующих дорог). Каждая модель представляет собой комбинацию слоев электронной карты и баз данных, содержащих информацию о соответствующих объектах.

Предлагаемая методика определения оптимальной сети лесовозных автомобильных дорог базируется на решении задачи Штейнера на графах. Такая постановка требует задания, во-первых, множества

вершин и множества дуг, и, во-вторых, множества целевых вершин, являющегося подмножеством множества вершин.

При практической реализации предлагается привязывать каждую вершину графа к одному из кварталов (выделов) рассматриваемой лесосырьевой базы и помещать ее в геометрическом центре (центроиде) квартала. При этом исходными данными для расчета веса вершины будут характеристики древостоя в данном квартале (по запасам), которые содержатся в соответствующей базе данных объектной пространственной модели.

Множество дуг заполняется отрезками прямых, соединяющих каждую вершину с вершинами, находящимися в центроидах тех кварталов, которые имеют хотя бы одну пограничную точку с кварталом, в центроиде которого расположена рассматриваемая вершина. Другими словами центроид каждого квартала соединяется с центроидами всех соседних кварталов, причем соседними считаются кварталы, имеющие хотя бы одну пограничную (общую) точку.

Полученные таким образом дуги будут являться альтернативными участками проектируемых дорог. Для каждого из них должен быть определен вес. Для этого служит подсистема «Альтернативные участки дорог» (см. рис. 2).

Данная подсистема состоит из двух блоков, работающих последовательно. Это «Блок оптимизации конструкций альтернативных участков лесных дорог» и «Блок определения рентабельности строительства альтернативных участков лесных дорог».

В результате работы первого блока выбирается конструкция дорожного полотна и определяются затраты строительства данного альтернативного участка с учетом грунтовых условий по оси трассы, а также с учетом необходимости строительства мостов и других водопропускных сооружений.

В результате работы второго блока каждому альтернативному участку присваивается вес прямо пропорциональный разности между выигрышем, полученным от возможности заготовки древесины в соответствующем квартале, и затратами на строительство участка.

На следующем этапе вступает в действие подсистема «Оптимизация сети дорог». Для решения задачи Штейнера на графе необходимо определить множество целевых вершин графа, соответствующих ключевым точкам лесосырьевой базы. Для этого служит «Блок определения ключевых точек лесосырьевой базы». Здесь с помощью метода интерполяции строится поверхность по значениям весов вершин. Таким образом лесосырьевая база разбивается на зоны в соответствии с

рентабельностью проведения заготовок древесины. Для наглядности строится соответствующая тематическая карта.

Далее по результатам интерполяции определяются ключевые точки. Число точек может изменяться пользователем системы.

После определения целевых вершин запускается «Блок построения оптимальной сети лесных дорог», суть работы которого заключается в решении задачи Штейнера на сгенерированном графе, то есть в определении частичного подграфа, содержащего пути в каждую из целевых вершин при условии максимума суммы весов всех задействованных при этом дуг. Полученный подграф и будет являться искомой оптимальной сетью автомобильных лесовозных дорог в рассматриваемых условиях.

По результатам работы блока построения оптимальной сети лесных дорог в ГИС-слой дорог вносятся соответствующие изменения - он дополняется вновь спроектированными дорогами. Кроме того, в системе предусмотрены инструменты для автоматизированной генерации отчетов по разработанным проектам, которые, в числе прочего, содержат информацию о протяженности новых дорог, предварительных затратах на строительство в целом и по их элементам, дополнительных объемах древесины, доступной для заготовки и так далее. Эту функцию выполняет «Блок формирования отчета по сети дорог».

В третьей главе работы рассмотрена методика оптимизации конструкций альтернативных участков лесных дорог.

Обобщенным критерием эффективности в расчетах принимается итоговая стоимость строительства автомобильной лесовозной дороги, являющаяся суммой стоимостей строительства отдельных участков в разных почвенно-грунтовых и гидрологических условиях. Причем стоимость строительства конкретного участка является оптимальной в данных условиях. Оптимизация заключается в регулировании толщин и методов укрепления слоев земляного полотна, основания и покрытия дорожной одежды с соблюдением ограничений по требуемому модулю упругости, технологичности, минимальному возвышению, морозоустойчивости.

Разработанная методика базируется на методах математического программирования и позволяет определять оптимальные параметры проектируемой лесной дороги с учетом проектной нагрузки на дорогу, природных условий по оси трассы, стоимости и расстояния доставки материалов, затрат на производство различных видов работ, возможностей применения современных синтетических нетканых упрочняющих материалов и других факторов. Учет большого числа факторов позволяет при использовании данной методики анализировать и сравнивать

различные альтернативные варианты принимаемых технических решений, связанных с обоснованием конструкции дорожного полотна в каждой точке трассы, применением альтернативных видов материалов из различных источников, целесообразности упрочнения с помощью нетканых материалов.

Четвертая глава посвящена разработке моделей и алгоритма процесса планирования сети автомобильных лесовозных дорог.

Исходя из структуры компьютерной системы (см. рис. 2), были разработаны следующие модели:

Объектные пространственные компьютерные модели:

- Модель лесосырьевой базы;

- Модель местности;

- Модель карьеров;

- Модель дорожной сети.

Математические модели, в том числе и оптимизационные:

- Оптимизационная модель принятия решений о выборе конструкций земляного полотна и дорожных одежд лесных дорог;

- Модель оценки альтернативных участков лесных дорог;

- Модель выбора ключевых точек лесосырьевой базы;

- Оптимизационная модель принятия решений о размещении сети лесовозных дорог.

Модель лесосырьевой базы представляет собой объектную пространственную модель, реализованную в среде ГИС и состоящую из ГИС-слоя лесной квартальной сети и связанной с ней базы данных, в которой содержатся необходимые характеристики лесфонда поквартально. Основными абсолютно необходимыми характеристиками в данном случае являются общий запас спелых и перестойных и запас с подразделением по породам деревьев.

Модель местности состоит из двух слоев: слоя грунтов и слоя гидрографии. База данных слоя грунтов содержит идентификаторы каждого типа грунта для определения оптимальной конструкции дороги.

ГИС-слой карьеров содержит информацию о пространственном расположении потенциальных источников материалов для дорожного строительства. В соответствующую базу данных занесены характеристики материалов, добываемых в карьере.

Кроме того, необходимо иметь слой, содержащий текущую дорожную сеть для привязки к ней вновь проектируемых участков.

Оптимизационная модель принятия решений о выборе конструкций земляного полотна и дорожных одежд лесных дорог реализуется в блоке оптимизации конструкций альтернативных участков лесных дорог и выглядит следующим образом:

сд = f(c>в> hncp. ■h0cp'ЕГР • ci ••lo • ■ln >hn.с41.1С42 • сгм ) -> min E<p(hncp.h0cp,Erp,E0,En,a)>KTnpP-ETP(N) ^

hncp,hQcp> 0,05м Сi ■ h) • hi • l'm > Сгм •а - О

где Сд — общие затраты на строительство участка дороги;

с - ширина обочины;

В - ширина проезжей части;

hucp - средняя толщина покрытия дорожной одежды (ПДО);

hocp— средняя толщина основания дорожной одежды (ОДО);

Erp — модуль упругости грунта земляного полотна;

- общая стоимость строительных материалов дорожной одежды;

/о - расстояние транспортировки материала ОДО;

In — расстояние транспортировки материала ПДО;

hn ~ расстояние транспортировки материала ЗП;

Ca — стоимость устройства водопропускных сооружений — труб;

С42 - стоимость устройства водопропускных сооружений — мостов;

Сгм - стоимость армирования геоматериалами;

ЕФ - фактический модуль упругости дорожной одежды;

Ео - модуль упругости материала ОДО;

Еп — модуль упругости материала ПДО;

а - коэффициент упрочнения дорожной одежды при армировании геоматериалами;

К^пр - требуемый коэффициент прочности дорожной одежды по критерию упругого прогиба;

Етр — минимальный требуемый общий модуль упругости конструкции;

N - количество приложений нагрузки от осей с нагрузкой 10 т в весенний период (апрель, май).

Управляемыми переменными в данном случае являются hjjcp, hocp, С-£, /0, 1П, 1ЗП, СГм, й- Таким образом, в результате решения поставленной задачи определяются оптимальные толщины слоев дорожной одежды, подбираются карьеры для строительства и, если необходимо, способ упрочнения дорожной одежды, соответствующие минимальным затратам на строительство участка с учетом начальных условий местности.

Для обеспечения работы алгоритма построения оптимальной сети лесных дорог, каждый альтернативный участок дорог должен быть оценен в соответствии с перспективностью его строительства. В качестве

соответствующей оценки предлагается применить стоимостной критерий, равный разности между выигрышем, получаемым от возможности заготовки в соответствующем квартале, и затратами, связанными со строительством этого участка дороги:

где С/{ - выигрыш, получаемый от возможности заготовки в соответствующем квартале:

где п — число пород деревьев, заготавливаемых в рассматриваемом участке;

т - число видов продукции, получаемой на делянках;

- объем разрешенной к заготовке в расчетном периоде спелой и перестойной древесины /-той породы в квартале;

кц - средняя доля 7-того вида продукции, получаемая из /-той породы;

Су — прогнозируемая на расчетный период средняя цена /-того вида продукции, получаемого из /-той породы;

СТу - средние затраты на транспортировку 1 куб. м. /-того вида продукции, получаемого из /-той породы на расстояние 1 км;

ЬТу — среднее расстояние перевозки /-того вида продукции, получаемого из /-той породы для данного квартала.

Для более точного учета местонахождения наиболее привлекательных с точки зрения заготовки участков леса производится корректировка величины Ск каждого квартала с учетом величин Ск соседних кварталов внутри круга заданного радиуса Ы. Скорректированное значение определяется по следующей формуле:

клд ~ ск - сд ,

(2)

П 1П

(3)

/=/ ]=1

(4)

где Ск — исходное значение выигрыша, получаемого от возможности заготовки в квартале;

g - степень влияния соседних кварталов (§=0,1.. .0,5);

п - число соседних кварталов, попавших внутрь круга заданного радиуса К;

С/а - исходные значения выигрыша, получаемого от возможности заготовки в соседних кварталах, попавших внутрь круга радиуса Я;

4 - расстояние от центроида рассматриваемого квартала до центроида /-того соседнего квартала;

М- параметр интерполяции (N=1+3).

Вычисленные таким образом величины КАд, Ск и С'к заносятся в соответствующие поля баз данных лесных кварталов и альтернативных участков лесных дорог.

Модель выбора ключевых точек лесосырьевой базы применяется для определения множества целевых вершин, то есть тех кварталов, к которым целесообразнее всего вести дорогу. В этой стадии процесса участвует пользователь системы. Сначала он задает число целевых точек. Система предлагает ему соответствующее число кварталов с наибольшими значениями С'к . Далее пользователь может скорректировать число и расположение целевых точек. Для его удобства строится тематическая карта, где цветом выделяются зоны более благоприятные и менее благоприятные с точки зрения заготовки:

где С'Кр1с- значение С'к для рассматриваемого пикселя строящейся

растровой тематической карты;

п - число кварталов, попавших внутрь круга заданного радиуса Я\ С'К1 - значение С'к для /-того квартала, попавшего внутрь круга

радиуса Л;

ф - расстояние от рассматриваемого пикселя до центроида /-того квартала, попавшего внутрь круга радиуса Л.

Размещение оптимальной сети лесовозных дорог производится в процессе решения задачи Штейнера на сгенерированном графе, дугами которого являются альтернативные участки дорог, связывающие соседние лесные кварталы. Данная задача заключается в определении частичного подграфа, содержащего пути в каждую из целевых вершин при условии максимума суммы весов всех задействованных при этом дуг. В качестве весов при этом выступают величины Клд.

Крк

(5)

Поставленная задача решается методом динамического программирования со следующим основным рекуррентным соотношением:

»), (6)

где 5 - подмножество множества целевых вершин;

у — вершина, из множества целевых вершин;

и - управление, заключающееся в выборе дуги, соединяющей вершину) с вершинами вне подмножества 5;

си - вес дуги, соответствующей управлению м;

]е<и) - конечная вершина дуги, соответствующей управлению и;

}ъ(и) - начальная вершина дуги, соответствующей управлению и.

Алгоритм построения оптимальной сети, содержащий 41 шаг, подробно описан в тексте диссертации.

В пятой главе приводится описание интерфейса и основных функций разработанной компьютерной информационно-вычислительной системы, а также результаты машинного эксперимента.

Как и предусмотрено методикой системы, в качестве базы для ее построения использовалась ГИС Мар1пРэ. В ГИС Мар1пРэ выполняется хранение и обработка пространственной информации. Для автоматизации этой обработки был использован специализированный язык программирования МарВавк, а оптимизационные алгоритмы были реализованы как в МарВазгс (оптимизация конструкций альтернативных участков автомобильных лесовозных дорог), так и средствами языка С++ (оптимизация размещения сети дорог внутри лесосырьевой базы).

Для работы созданной системы в качестве исходных данных требуются:

а) Пространственная модель, представляющая собой совокупность шести слоев электронной карты в формате Мар1п1о с заполненными базами данных определенной структуры:

- слой квартальной сети,

- слой существующих дорог,

- слой грунтов,

- слой гидрографии,

- слой карьеров,

- слой потребителей продукции лесозаготовок.

б) Данные о выходе сортиментов различного типа для рассматриваемой лесосырьевой базы по породам, а также по топливу для биоэнергетики, если таковое производится.

в) Сведения о ценах на производимые сортименты каждого вида, а также на топливо для биоэнергетики, если оно производится.

г) Сведения о величине транспортных издержек на перевозку 1 куб.м на 1 км по видам продукции.

д) Основные конструктивные параметры проектируемых дорог.

е) Удельные строительные издержки по статьям расходов.

ж) Слой пользовательских дорог для оптимизации конструкций дорог, заданных пользователем.

Ввод исходных данных в основном осуществляется через меню системы. Оно автоматически встраивается в главное меню ГИС Мар1пй> в виде дополнительного пункта с наименованием «Планирование дорог».

Построение плана дорог запускается пунктом меню «Построение плана» и нажатием кнопки «Ок» в появившемся диалоге «Построение плана дорог». Все исходные данные должны быть заданы к моменту запуска этого процесса (рис. 3).

Далее система работает в соответствии с вышеописанными алгоритмами.

Кроме основной задачи - построения оптимальной сети лесовозных автомобильных дорог, разработанная система позволяет решать задачу оптимизации конструкций участков дорог, местоположение и трассы которых задаются пользователем. Система оптимизирует конструкции с учетом грунтовых условий и затрат на закупку и доставку материалов из близлежащих карьеров, а также с учетом возможностей применения современных упрочняющих геоматериалов.

Оптимизация конструкций пользовательских дорог запускается пунктом меню «Расчет пользовательских дорог» и нажатием кнопки «Ок» в появившемся диалоге «Оптимизация конструкции пользовательских дорог». Все исходные данные должны быть заданы к моменту запуска этого процесса.

Апробация и отладка компьютерной информационно-вычислительной системы для оптимизации планирования сети лесовозных дорог была выполнена на примере реальной лесосырьевой базы одного из лесозаготовительных предприятий Ленинградской области.

В целях отладки и апробации была собрана вся необходимая информация о предприятии.

На основе этой информации в среде ГИС МарГпЛэ была построена пространственная модель лесосырьевой базы (рис. 4). В модель были включены слои кварталов, дорог, карьеров, потребителей, гидрографии и почв.

Результаты построения оптимальной сети приведены на рис. 5. В соответствии с полученным планом необходимо построить семь новых участков дорог.

Построение планл дорог

^^тапдтдшайИзЩ I I I пм

<|'Яа||ГГш1а>иы I |виатио|_1| НиЫИе

Рис. 3. Главное меню ГИС Мар1пй> с встроенным в него пунктом «Планирование дорог» и диалог «Построение плана дорог»

1 Правка Программ Объекты Запрос Та&мца НастрсАи Оюю Карта Строек* Ппамровачю до

□ |в| 1 _|ъи _1 ш1н|ш1т1яК?|| 1 1 1 II II Ы: 1 М-Ч»ЧАЧ|

«|®|я||Г7о|®и1а,| 1 1 а|а|®|г>| 11 »Иш1 ви —1—1 —1—11

Рис. 4. Пространственная модель лесосырьевой базы

Рис. 5. Результаты построения плана дорог

На следующем этапе трассы дорог были уточнены вручную с точки зрения организации примыканий к уже существующим дорогам и лучшего использования грунтов. Эти трассы были нанесены на дополнительный слой карты.

Далее была выполнена оптимизация конструкций уточненных дорог с помощью инструмента «Оптимизация конструкции пользовательских дорог» системы. Результаты этой оптимизации (рис. 6) следующие:

Общая длина планируемых участков дорог, км: 13,5;

Общие затраты на строительство, млн. руб.: 33,25;

Средняя стоимость строительства 1 км, млн. руб.: 2,53;

Общий объем материалов земляного полотна, тыс.куб.м: 65,4;

Общая стоимость материалов земляного полотна с доставкой, млн. руб.: 0;

Общий объем материалов дорожной одежды, тыс.куб.м: 18,48;

Общая стоимость материалов дорожной одежды с доставкой, млн. руб.: 6,34;

Общая стоимость армирования, млн. руб.: 2,951;

Общая стоимость возведения мостов, млн. руб.: 5,145.

"Лй11|»1шК»иН|>1'1 ;1а1а№1о II ИаЫМвщ I ] I 'ТГ

Рис. 6. Результаты оптимизации конструкций пользовательских

дорог

Таким образом, в результате проведенной апробации была доказана работоспособность разработанной компьютерной информационно-вычислительной системы для оптимизации планирования сети лесовозных дорог и применимость полученных результатов для проектирования мероприятий по развитию сетей автомобильных лесовозных дорог.

Экономическая эффективность применения предложенной компьютерной программы в сравнении с результатами ручного планирования составляет 10%.

Удельные затраты на строительство и ремонт дорог снижаются в среднем на 5%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных исследований было установлено, что существующие методы и нормативные документы по проектированию и расчету конструкций лесных дорог не в полной мере соответствуют современным способам ведения лесозаготовок.

Предложена методика оптимального проектирования сети лесовозных дорог, методика оптимизации конструкций альтернативных участков лесных дорог. Разработаны модели и алгоритм процесса планирования

сети автомобильных лесовозных дорог, позволяющие одновременно проектировать оптимальную сеть дорог и оптимизировать конструкции дорог в зависимости от распределения лесных ресурсов по рассматриваемой территории, почвенно-грунтовых и гидрологических условий, местоположения и характеристик источников строительных материалов (карьеров), местоположения потребителей, а также имеющейся дорожной инфраструктуры.

На основании этих данных разработана компьютерная информационно-вычислительная система для решения задачи проектирования сети лесовозных автомобильных дорог на основе ГИС-технологий.

Произведена апробация и отладка данной системы на примере реальной лесосырьевой базы одного из лесозаготовительных предприятий. Апробация показала, что экономическая эффективность применения предложенной компьютерной программы в сравнении с результатами ручного планирования составляет 10%, удельные затраты на строительство и ремонт дорог снижаются в среднем на 5%.

Полученные результаты могут использоваться лесозаготовительными предприятиями, занимающимися строительством сетей лесных дорог в своей лесосырьевой базе, для обоснования принимаемых решений, а также научно-исследовательскими и проектными организациями лесного комплекса при разработке проектов освоения лесов.

Результаты исследования внедрены на лесозаготовительном предприятии «Метсялиитто-Подпорожье», а также в учебный процесс лесоинженерного факультета Петрозаводского государственного университета.

Исследования в области затронутых в диссертации вопросов могут быть продолжены в направлении совершенствования предложенной методики путем увеличения степени детализации исходных данных, например, при переходе от поквартального уровня к повыдельному; путем учета большего числа факторов, например, при большем уровне детализации станет возможным более точный учет рельефа и т. д.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ ОПУБЛИКОВАНЫ

В изданиях, рекомендованных ВАК при Минобрнауки России

1. Катаров В. К. Расчёт стоимости строительства альтернативных участков лесовозных дорог / В. К. Катаров, Д. В. Рожин. М. В. Туюнен, И. В. Редозубов // Транспортное дело России. - М., 2010. — №2 (75). -С. 106-111.

2. Герасимов Ю. Ю. Рациональное использование древесины и лесосечных отходов в биоэнергетике: оценка потенциалов и технологических подходов / Ю. Ю. Герасимов, В. С. Сюнёв, А. П. Соколов, Д. В. Рожин и др. // Научный журнал КубГАУ. - Краснодар: КубГАУ,

2011. -№09 (73). - С. 576-587.

3. Герасимов Ю. Ю. Апробация системы поддержки принятия решений в лесной биоэнергетике: технико-технологическое обоснование / Ю. Ю. Герасимов, В. С. Сюнёв, А. П. Соколов, Д. В. Рожин и др. // Научный журнал КубГАУ. - Краснодар: КубГАУ, 2012. - №08 (82). -С. 564-588.

В статьях и материалах конференций

1. Рожин Д. В. Применение геосинтетических материалов при строительстве лесовозных дорог / Д. В. Рожин // Труды лесоинженерного факультета ПетрГУ. - Петрозаводск: ПетрГУ, 2010. - Вып. 8. - С. 126-128.

2. Рожин Д. В. К вопросу транспортного освоения лесного фонда / Д. В. Рожин // Актуальные проблемы лесного комплекса. Сборник научных трудов по итогам международной научно-технической конференции. -Брянск: БГИТА, 2010. - Вып. 27. - С. 30-32.

3. Катаров В. К. Рациональные методы размещения и строительства транспортных путей лесозаготовительных предприятий в современных условиях / В. К. Катаров, Д. В. Рожин. И. В. Редозубов, М. В. Туюнен // Сборник научных трудов по материалам международной научно-практической конференции «Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании '2010». - Одесса: Черноморье, 2010. - Том 1. Транспорт. - С. 95-99.

4. Рожин Д. В. Развитие дорожной инфраструктуры ЛПК в условиях Северо-Запада РФ / Д. В. Рожин // Опыт лесопользования в условиях Северо-Запада РФ и Фенноскандии: материалы международной научно-технической конференции, посвященной 60-летию лесоинженерного факультета ПетрГУ. - Петрозаводск: ПетрГУ, 2011. - С. 112-113.

5. Катаров В. К. Развитие транспортной инфраструктуры с учетом биоэнергетического потенциала региона / В. К. Катаров, Д. В. Рожин // Повышение эффективности лесного комплекса Республики Карелия: материалы третьей республиканской научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов, докторантов. - Петрозаводск: ПетрГУ,

2012.-С. 14-16.

Подписано в печать 14.11.2012. Формат 60 х 84 '/16. Бумага офсетная. Уч.-изд. л. 1. Тираж 110 экз. Изд. № 302

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования ПЕТРОЗАВОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Отпечатано в типографии Издательства ПетрГУ 185910, г. Петрозаводск, пр. Ленина, 33

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТРАНСПОРТНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ И ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ ПОДХОДОВ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ СЕТИ ЛЕСОВОЗНЫХ ДОРОГ.

1.1 Проектирование сети дорог методом Монте-Карло.

1.2 Проектирование дорожной сети методом Штейнера.

1.3 Проектирование оптимальных путей транспорта методами динамического программирования и принципами оптимальности Беллмана.

1.4 Размещение сети лесовозных дорог в лесосырьевых базах.

1.5 Определение оптимальной густоты сети лесовозных дорог.

1.6 Выводы. Цель и задачи работы.

2 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОПТИМАЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ СЕТИ ЛЕСОВОЗНЫХ ДОРОГ.

2.1 Постановка задачи.

2.2 Обоснование применяемых методов и средств.

2.3 Проектирование сети лесовозных автомобильных дорог.

2.4 Выводы.

3 МЕТОДИКА ОПТИМИЗАЦИИКОНСТРУКЦИЙ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ

УЧАСТКОВ ЛЕСНЫХ ДОРОГ.

3.1 Расчет потребного объема материалов дорожной одежды.

3.2 Определение требуемого модуля упругости.

3.2.1 Определение фактического модуля упругости двухслойной дорожной одежды.

3.2.2 Расчет дорожной одежды, армированной георешетками.

3.2.3 Расчет дорожной одежды, армированной геотекстилем.

3.2.4 Ограничения.

3.3 Определение объема земляных работ.

3.4 Определение стоимости строительства участка дороги.

3.4.1 Возведение из придорожных канав.

3.4.2 Возведение автовозкой из карьера.

3.4.3 Возведение на болотах.

3.5 Выводы.

4 РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ И АЛГОРИТМА ПРОЦЕССА ПЛАНИРОВАНИЯ СЕТИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ЛЕСОВОЗНЫХ ДОРОГ.

4.1 Структура модели процесса планирования сети автомобильных лесовозных дорог.

4.2 Модель лесосырьевой базы.

4.3 Модель местности.

4.4 ГИС-модели карьеров и дорог.

4.5 Оптимизационная модель принятия решений о выборе конструкций земляного полотна и дорожных одежд лесных дорог.

4.6 Модель оценки альтернативных участков лесных дорог.

4.7 Модель выбора ключевых точек лесосырьевой базы.

4.8 Оптимизационная модель принятия решений о размещении сети лесовозных дорог.

4.9 Алгоритм построения оптимальной сети автомобильных лесовозных

--Д0р0Г-.-.-^Т777.-77Т.-.-.-тт^.

4.10 Выводы.

5 КОМПЬЮТЕРНАЯ ИНФОРМАЦИОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ ПЛАНИРОВАНИЯ СЕТИ ЛЕСОВОЗНЫХ ДОРОГ.

5.1 Структура и функции системы.

5.2 Исходные данные.

5.3 Построение плана дорог.

5.4 Оптимизация конструкций пользовательских дорог.

5.5 Апробация и отладка компьютерной информационно-вычислительной системы для оптимизации планирования сети лесовозных дорог.

5.6 Выводы.

Актуальность темы. Одна из основных проблем, сдерживающих развитие лесопромышленного комплекса России, - очень низкая обеспеченность транспортной инфраструктурой. Слабо развитая дорожно-транспортная инфраструктура лесопользования ограничивает возможности более полного освоения эксплуатационных лесов и снижает экономическую доступность лесных древесных ресурсов.

Плотность сети лесных дорог в Российской Федерации составляет всего 1,5 км на одну тыс. га лесных земель. Плотность дорожной сети на Северо-Западе России низка и варьируется от 1,2 км/1000 га в Республике Коми до 10 км/1000 га в Ленинградской области. Потребность в строительстве новых лесных дорог круглогодового действия и временных дорог оценивают по Российской Федерации в 2,2 тыс. км и 9,3 тыс. км в год соответственно.

Актуальность темы работы связана с ускоренным ростом объемов лесозаготовок, осуществляемых с использованием сортиментной (скандинавской) технологии. Во многих регионах доля объема древесины, заготавливаемой с использованием скандинавской технологии, уже превысила 50%, а в ряде мест достигла 90%.

Это существенно повышает требования к состоянию лесных дорог, так как в рамках этой технологии древесина вывозится с использованием современных большегрузных автомобилей-сортиментовозов с прицепами, которые обладают существенно меньшей проходимостью, чем транспортные средства, применяемые обычно при использовании традиционной для России хлыстовой технологии.

Следовательно, можно сделать вывод, что наличие у специалистов надежных и желательно универсальных алгоритмов построения перспективной сети лесовозных автомобильных дорог, планов их содержания в исправном состоянии, основывающихся на методах математического программирования, могло бы существенно повысить эффективность работ по проектированию и строительству дорог.

Цель работы. Целью диссертационной работы является повышение эффективности строительства и эксплуатации лесовозных автомобильных дорог путём обоснования пространственного размещения их сетей на основе ГИС-технологий, что позволяет учитывать большее число факторов, повысить точность нахождения оптимального решения, сокращать расходы на проектирование, строительство и эксплуатацию лесовозных автомобильных дорог.

Объектом исследования является дорожно-транспортная инфраструктура лесозаготовительного района.

Предмет исследования: обоснование плана сети и конструкций отдельных участков лесных автомобильных дорог.

Методы исследования. Для решения поставленных задач использовался системный подход: методы математического программирования и вычислительные методы в сочетании с машинным экспериментом средствами геоинформационных систем. В процессе решения задач применялись: пакет программ Microsoft Office, геоинформационная система Mapinfo, языки программирования С++, MapBasic.

Научная новизна. Научной новизной обладают:

1. Методика оптимального проектирования сети лесовозных дорог;

2. Модель процесса планирования сети автомобильных лесовозных дорог;

3. Компьютерная информационно-вычислительная система для оптимизации планирования сети лесовозных дорог на базе геоинформационной системы Mapinfo;

4. Рекомендации по размещению сетей лесовозных дорог и оптимизации конструкций участков дорог.

Значимость для теории. Значимостью для теории обладают разработанная методика оптимального проектирования сети лесовозных дорог с учётом большого числа факторов и методика оптимизации конструкций участков дорог.

Значимость для практики. Разработанная компьютерная информационно-вычислительная позволяет повысить эффективность процессов планирования сетей лесовозных дорог лесозаготовительного района, сократить издержки предприятий на строительство и ремонт дорог, а также уменьшить затраты и время на выполнение проектно-изыскательских работ. Кроме того, с помощью системы можно оперативно пересматривать ранее разработанные планы дорожных сетей, реагируя на происходящие изменения внешних и внутренних условий. Результаты исследований могут быть использованы специалистами лесозаготовительных предприятий, учебными заведениями.

Основные результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс лесоинженерного факультета Петрозаводского государственного университета и на лесозаготовительном предприятии Ленинградской области.

Положения, выносимые на защиту:

1. Методика оптимального проектирования сети лесовозных дорог;

2. Модель процесса планирования сети автомобильных лесовозных дорог;

3. Компьютерная информационно-вычислительная система для оптимизации планирования сети лесовозных дорог на базе геоинформационной системы Мар1п1о;

4. Рекомендации по размещению сетей лесовозных дорог и оптимизации конструкций участков дорог.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на XI международной научно-технической конференции «Лесной комплекс: состояние и перспективы развития» (г. Брянск, ноябрь 2010 г.), на международной научно-практической конференции «Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании» (г. Одесса, декабрь 2010 г.), на международной научно-практической конференции «Опыт лесопользования в условиях Северо-Запада РФ и Фенноскандии» (г.Петрозаводск, сентябрь 2011г.), на республиканской научно-практической конференции «Повышение эффективности лесного комплекса Республики Карелия (г. Петрозаводск, апрель 2012 г.), а также на заседаниях кафедры тяговых машин и кафедры промышленного транспорта и геодезии Петрозаводского государственного университета.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, в том числе 3 работы в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы. Общий объем работы - 139 страниц. Диссертационная работа содержит 42 рисунка, 19 таблиц. Список литературы содержит 103 источника.

Результаты исследования внедрены на лесозаготовительном предприятии «Метсялиитто-Подпорожье», а также в учебный процесс лесоинженерного факультета Петрозаводского государственного университета.

Исследования в области затронутых в диссертации вопросов могут быть продолжены в направлении совершенствования предложенной методики путем увеличения степени детализации исходных данных, например, при переходе от поквартального уровня к повыдельному; путем учета большего числа факторов, например, при большем уровне детализации станет возможным более точный учет рельефа.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В условиях рынка, где главной движущей силой является прибыль, плотность дорожной сети, конструкция и расчетная нагрузка на дороги и мосты должны назначаться, исходя из обеспечения рентабельности лесозаготовки и переработки древесины. Только после определения стоимости строительства дороги, сети дорог, придорожной инфраструктуры можно осознанно проводить инвестиционную политику и браться за реализацию развития и совершенствования транспортной инфраструктуры лесной отрасли. Однако опыт Финляндии показывает, что и в условиях рыночных отношений существенное влияние на развитие дорожно-транспортной инфраструктуры лесной отрасли должно оказывать государство. Государственные субсидии в Финляндии покрывают до половины всех затрат на проектирование и строительство лесных дорог.

В результате проведенных исследований было установлено, что существующие методы и нормативные документы по проектированию и расчету конструкций лесных дорог не в полной мере соответствуют современным способам ведения лесозаготовок.

Была выполнена разработка методики оптимального проектирования и эксплуатации лесовозных дорог.

Был выполнен сбор информации и изучение различных подходов к проектированию автомобильных лесовозных дорог. Для этого были использованы публикации российских и зарубежных авторов, связанные с данной тематикой.

Охарактеризована текущая ситуация с обеспечением лесозаготовок дорожной инфраструктурой в регионах Северо-Запада РФ. Выполнено сравнение характеристик лесных дорожных сетей России и Финляндии. Был оценен необходимый ежегодный прирост протяженности лесовозных дорог.

Выявлены основные принципы планирования лесной дорожной инфраструктуры и строительства лесных дорог.

Кроме того, были определены критерии и разработана методика оценки эффективности применения тех или иных вариантов проектов лесовозных автомобильных дорог. При этом в качестве основных направлений оценки рассматривались экономическая эффективность, качество и проектный срок службы лесных дорог, доступность материалов для строительства, а также экологическая совместимость применяемых технологий с лесной средой с учетом особенностей Северо-Западного региона РФ.

Новизна применяемых решений определяется использованием географических информационных систем в качестве единой базы для создания системы планирования и проектирования лесных дорог с применением на всех этапах эффективных математических методов, позволяющих находить оптимальные решения.

Разработанная методика базируется на методах математического программирования и позволяет определять оптимальные параметры проектируемой лесной дороги с учетом проектной нагрузки на дорогу, природных условий по оси трассы, стоимости и расстояния доставки материалов, затрат на производство различных видов работ, возможностей применения современных синтетических нетканых упрочняющих материалов и других факторов. Учет большого числа факторов позволяет при использовании данной методики анализировать и сравнивать различные альтернативные варианты принимаемых технических решений, связанных с обоснованием конструкции дорожного полотна в каждой точке трассы, применением альтернативных видов материалов из различных источников, целесообразности упрочнения с помощью нетканых материалов и т. п.

Для обеспечения процессов планирования сети и проектирования лесовозных автомобильных дорог были разработаны следующие модели: Объектные пространственные компьютерные модели: о Модель лесосырьевой базы, о Модель местности, о Модель карьеров. о Модель дорожной сети. Математические модели, в том числе и оптимизационные: о Оптимизационная модель принятия решений о выборе конструкций земляного полотна и дорожных одежд лесных дорог, о Модель оценки альтернативных участков лесных дорог, о Модель выбора ключевых точек лесосырьевой базы, о Оптимизационная модель принятия решений о размещении сети лесовозных дорог.

Разработан алгоритм построения оптимальной сети автомобильных лесовозных дорог.

Полученные результаты позволяют заключить, что разработанный подход и методики позволят существенно повысить эффективность процессов планирования сетей автомобильных лесовозных дорог, особенно при использовании сортиментного метода заготовки.

Кроме того, применение разработанных систем позволит автоматизировать процессы составления планов размещения дорожных сетей, тем самым, сократив затрачиваемое на это время. Благодаря чему становится возможным составление нескольких вариантов планов с учетом возможных изменений во внутренней ситуации и внешних условиях, планы могут быть оперативно переработаны, скорректированы и доведены до исполнителей в удобной форме.

Подробный учет наличия лесоматериалов, потребностей в них и их потоков, реализованный в системах, обеспечит простой доступ к этой информации для обоснования решений транспортных и других задач, а также даст возможность прогнозирования происходящих изменений.

Удобный интерфейс и наглядное картографическое представление исходных данных и результатов работы должны помочь специалистам, занимающимся планированием перевозок, более качественно выполнять свою работу и облегчить их труд.

Произведена апробация и отладка компьютерной системы на примере реальной лесосырьевой базы одного из лесозаготовительных предприятий.

Апробация показала, что экономическая эффективность применения предложенной программы в сравнении с результатами ручного планирования составляет 10%, удельные затраты на строительство и ремонт дорог снижаются в среднем на 5%.

Полученные результаты могут использоваться лесозаготовительными предприятиями, занимающимися строительством сетей лесных дорог в своей лесосырьевой базе, для обоснования принимаемых решений, а также научно-исследовательскими и проектными организациями лесного комплекса при разработке проектов освоения лесов.

1. Алябьев, В.И. Сухопутный транспорт леса: учебник для вузов / В.И. Алябьев, Б.А. Ильин, Б.И. Кувалдин и др.. М.: Лесная промышленность, 1990.-416 с.

2. Ананьев, В.А. Промежуточное пользование лесом на Северо-Западе России / В.А. Ананьев, А. Асикайнен, Э. Вяльккю и др.. Йоэнсуу: НИИ леса Финляндии, 2005. - 150 с.

3. Андреев, В.Н. Принятие оптимальных решений в лесном комплексе. /

4. B.Н. Андреев, Ю.Ю. Герасимов. Йоэнсуу: Изд-во университета Йоэнсуу, 1999. -200 с.

5. Антонова, Т.С. Обоснование методики размещения лесосек и транспортного освоения лесов лесозаготовительного предприятия на базе геоинформационных систем: автореф. дис. . канд. техн. наук: 05.21.01 / Антонова Татьяна Степановна. СПб., 2012. - 20 с.

6. Бавбель, Е.И. Обоснование размещения лесотранспортных сетей / Е.И. Бавбель, П.А. Лыщик // Известия вузов. Лесной журнал. 2009. - №4.1. C. 82-88.

7. Беллман, Р. Динамическое программирование / Р. Беллман. М.: Иностранная литература, 1960. - 400 с.

8. Борисов, Г.А. Методы поиска наивыгоднейшего варианта сети лесовозных дорог / Г.А. Борисов, В.Д. Кукин, В.И. Кузина // Известия вузов. Лесной журнал. 2001. - №3. - С. 64-70.

9. Борисов, Г.А. Об оптимизации параметров лесотранспортных сетей в современных условиях / Г.А. Борисов, В.Д. Кукин // Известия вузов. Лесной журнал. 2009. - №1. - С. 60-66.

10. Борисов, Г.А. Оптимальное трассирование лесовозных дорог / Г.А. Борисов, В.Н. Земляченко, Г.И. Сидоренко // Известия вузов. Лесной журнал. 2001. - №2. - С. 40-45.

11. Борисов, Г.А. Способ трассирования лесовозных дорог / Г.А. Борисов, В.Н. Земляченко, Г.И. Сидоренко // Методы автоматизированного проектирования транспортных сетей. Петрозаводск: КарФ АН СССР, 1989.

12. Борисов, Г.А. Методы автоматизированного проектирования лесотранспорта. / Г.А. Борисов. Петрозаводск: Карелия, 1978. - 198 с.

13. Борисов, Г.А. Проблемы автоматизации проектирования транспортного и мелиоративного освоения лесных массивов / Г.А. Борисов // Автоматизация проектирования транспортного и мелиоративного освоения лесных массивов. Петрозаводск, 1978. - С.4-9.

14. Буторин, H.H. Транспортная сеть для освоения лесного массива / H.H. Буторин // Известия вузов. Лесной журнал. 2003. - №6. - С. 40-44.

15. Буторин, H.H. Трассирование дороги по карте на экране монитора / H.H. Буторин // Известия вузов. Лесной журнал. 2007. - №2. - С. 70-73.

16. Вентцель, Е.С. Элементы динамического программирования / Е.С. Вентцель. М.: Наука, 1964. - 176 с.

17. Вентцель, Е.С. Исследование операций. Задачи, принципы, методология: учеб. пособие для студ. втузов / Е.С. Вентцель. 2-е изд., стер. - М.: Высш. шк., 2001.-208 с.

18. ВСН 01-82. Инструкция по проектированию лесозаготовительныхпредприятий. М.: Минлесбумпром СССР, 1982.

19. Герасимов, Ю.Ю. Лесные дороги / Ю.Ю. Герасимов, В.К. Катаров. -Йоэнсуу: НИИ Леса Финляндии, 2009. 70 с.

20. Герасимов, Ю.Ю. Перспективы применения новых информационных технологий в лесном комплексе / Ю.Ю. Герасимов, Г.А. Давыдков, С.А. Кильпеляйнен, А.П. Соколов, B.C. Сюнёв // Известия вузов. Лесной журнал. 2003. - №5. - С. 122-128.

21. Герасимов, Ю.Ю. Расчет эксплуатационных затрат лесосечных машин / Ю.Ю. Герасимов, К.Н. Сибиряков, С.Л. Мошков, Э. Вяльккю, С. Карвинен. Йоэнсуу: НИИ леса Финляндии, 2009. - 48 с.

22. Герасимов, Ю.Ю. Логистика в лесном комплексе: управление снабжением, транспортом и запасами: учебное пособие. / Ю.Ю. Герасимов, В.М. Костюкевич. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2001. - 108 с.

23. Гладков, Е.Г. Модель территориальной динамики лесозаготовительного предприятия / Е.Г. Гладков // Известия вузов. Лесной журнал. 2005. - №1-2. - С. 46-52.

24. ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация. М.: Госстандарт, 1996.

25. Громская, Л.Я. Обоснование рациональной структуры и размещения сети лесных автомобильных дорог на базе геоинформационных систем: автореф. дис. . канд. техн. наук: 05.21.01 / Громская Любовь Яковлевна. СПб., 2011.-20 с.

26. Грязин, А.Д. Дороги и транспорт в лесу / А.Д. Грязин, М.Ю. Смирнов // Лесная промышленность. 1990. - №7. - С. 23-24.

27. Грязин, А.Д. Что показала паспортизация лесовозных дорог / А.Д. Грязин, А.Д. Кирсанов, М.Ю. Смирнов // Лесная промышленность. 1992.1. С.28-29.

28. Ильин, Б.А. Проектирование, строительство и эксплуатация лесовозных дорог: учебник для вузов / Б.А. Ильин, Б.И. Кувалдин. М.: Лесная промышленность, 1982. - 384 с.

29. Интенсивное лесопользование для России: опыт инноваций проекта «Псковский модельный лес». СПб., 2010. - 184 с.

30. Ковалев, Р.Н. Планирование транспортных систем лесных предприятий в условиях многоцелевого лесопользования / Р.Н. Ковалев, C.B. Гуров. Екатеринбург: Изд-во Уральской государственной лесотехнической академии, 1996. - 252 с.

31. Кочанов, А.Н. Применение георадаров для диагностики состояния лесовозных автомобильных дорог / А.Н. Кочанов, А.Н. Петров // Труды лесоинженерного факультета ПетрГУ. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2010. -Вып. 8. - С. 74-76.

32. Кочанов, А.Н. Технология и организация строительства автомобильных дорог: учебное пособие / А.Н. Кочанов, В.И. Марков, В.П. Селютин, В.А. Утышев. Петрозаводск: Изд-во Петрозаводского государственного университета, 2007. - 220 с.

33. Кристофидес, Н. Теория графов. Алгоритмический подход / Н. Кристофидес. М.: Мир, 1978. - 432 с.

34. Кукин, В.Д. Методика решения задачи Штейнера с потоками и весами / В.Д. Кукин, В.И. Кузина // Методы математического моделирования и информационные технологии: труды ИПМИ КарНЦ РАН. Петрозаводск, 2000. -Вып. 2.-С. 143-150.

35. Кукин, В.Д. Задача Штейнера и методика проектирования лесотранспортных сетей / В.Д. Кукин, В.И. Кузина // Сб. тр. Петрозаводск:

36. КарНЦРАН, 1994.-Вып. 1.-С.71-81.

37. Левин, А.Ю. Алгоритм кратчайшего соединения группы вершин графа / А.Ю. Левин // Доклады АН СССР. 1971. - Т. 200. - № 4. - С. 773-776.

38. Лотарев, Д.Т. Задача Штейнера для транспортной сети на поверхности, заданной цифровой моделью / Д.Т. Лотарев // Автоматика и телемеханика. 1980. - Т. 10. - С. 104-115.

39. MapBasic: руководство пользователя Troy, New York: Maplnfo Corporation, 1995.- 192 c.

40. MapBasic: справочник. Troy, New York: Maplnfo Corporation, 1995.584 c.

41. Maplnfo // ГИС-обозрение. 1996. - Весна. - С. 30-31.

42. Maplnfo Professional: руководство пользователя Troy, New York: Maplnfo Corporation, 1995.-392 c.

43. Maplnfo Professional: справочник. Troy, New York: Maplnfo Corporation, 1995. - 552 c.

44. Мохирев, А.П. Автоматизированное проектирование и оптимизация транспортной схемы освоения лесосырьевой базы Электронный ресурс. / А.П. Мохирев, О.В. Болотов. Режим доступа: http://science-bsea.narod.ru/2003/leskomp2003/mohirev.htm.

45. На коллегии Рослесхоза // Лесное хозяйство. 2000. - №4. - С. 54-56.

46. Наумов, Л.А. Метод разбиения задач на подзадачи, рекурсия, «разделяй и властвуй». Динамическое программирование / Л.А. Наумов // Компьютерные инструменты в образовании. 2002. - №3-4. - С. 94-106.

47. ОДМ 218.5.002-2008. Методические рекомендации по применениюполимерных геосеток (георешеток) для усиления слоев дорожной одежды из зернистых материалов. М.: Росавтодор, 2008.

48. ОДН 218.046-01. Проектирование нежестких дорожных одежд. М.: Росавтодор, 2001.

49. Павлов, Ф.А. Оптимальная конфигурация транспортной сети лесных дорог с учетом формы выделов / Ф.А. Павлов, К.В. Доронин // Известия вузов. Лесной журнал. 2006. - №3. - С. 31-35.

50. Питухин, A.B. Влияние ровности покрытий на работоспособность автомобильных дорог / A.B. Питухин, А.Н. Петров // Транспортное дело России.2010.-№5 (78).-С. 71-75.

51. Питухин, A.B. Расчёт дорожных конструкций лесовозных автомобильных дорог / A.B. Питухин, А.Н. Петров // Транспортное дело России.2011. № 1 (86).-С. 120-123.

52. Рекомендации по применению геосинтетических материалов при строительстве и ремонте автомобильных дорог. М.: Росавтодор, 2003.

53. Романовский, И.В. Дискретный анализ / И.В. Романовский. СПб.: Невский диалект, 2003. - 320 с.

54. Романовский, И.В. Задача Штейнера на графах и динамическое программирование / И.В. Романовский // Компьютерные инструменты в образовании. 2004. - №2. - С. 80-86.

55. Рукомойников, К.П. Развитие инфраструктуры поквартального освоения участков лесного фонда / К.П. Рукомойников // Известия вузов. Лесной журнал. 2008. - №2. - С. 36-41.

56. Сайт компании Atlas-GIS Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.atlasgis.net.

57. Сайт компании ESRI Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.esri.com.

58. Сайт компании Geo-SQL Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.geosequel.com.

59. Сайт компании Intergraph Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.intergraph.com.

60. Сайт компании MapMaker Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.mapmaker.com.

61. Сайт компании Progis Электронный ресурс. Режим доступа: http ://www.pro gi s .com/ en/?e vent=0.

62. Сайт компании ЛесИС Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.lesis.ru.

63. Салминен, Э.О. Лесные дороги. Справочник / Под ред. Э.О. Салминена: учебное пособие. СПб.: Издательство «Лань», 2012. - 496 с.

64. Салминен, Э.О. Лесопромышленная логистика: учебное пособие для студентов лесных вузов / Э.О. Салминен, А.А. Борозна, Н.А. Тюрин. СПб.: Изд-во Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии, 2001. -188 с.

65. Салминен, Э.О. Транспорт леса: в 2 т. / Э.О. Салминен, Г.Ф. Грехов, Н.А.Тюрин и др.; под ред. Э.О. Салминена. М.: Издательский центр

66. Академия», 2009. Т. 1: Сухопутный транспорт: учебник для студ. высш. учеб. заведений - 368 с.

67. Скворцов, A.B. Геоинформатика в дорожной отрасли (на примере IndorGIS) / A.B. Скворцов, П.И. Поспелов, С.П. Крысин. М.: Изд-во МАДИ, 2005. - 389 с.

68. Смирнов, М.Ю. Весовой контроль на автомобильных дорогах: учебное пособие / М.Ю. Смирнов, Ю.С. Андрианов. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2002.- 118 с.

69. Смирнов, М.Ю. Вывозка древесины по дорогам общей сети / М.Ю. Смирнов // Лесная промышленность. 1992. - № 2. - С. 23-24.

70. Смирнов, М.Ю. Организация вывозки лесоматериалов: учебное пособие / М.Ю. Смирнов. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2001. - 80 с.

71. СНиП 2.05.02-85*. Автомобильные дороги. М.: Госстрой России,2004.

72. СНиП 2.05.07-91*. Промышленный транспорт. М.: Стройиздат,1996.

73. Соколов, А.П. Геоинформационная система для решения оптимизационной задачи транспортной логистики круглых лесоматериалов / А.П. Соколов, Ю.Ю. Герасимов // Известия вузов. Лесной журнал. 2009. - №3. -С. 78-85.

74. Соколов, А.П. Методика оптимизации парка автомобилей на вывозке сортиментов на основе имитационного моделирования в среде ГИС / А.П. Соколов, Ю.Ю. Герасимов // Ученые записки ПетрГУ. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2009. - №11. - С. 72-77.

75. Солтан, П.С. Задача Штейнера на графах / П.С. Солтан, К.Ф. Присакару // Доклады АН СССР. 1971. - Т. 198. - № 1. - С. 46-49.

76. Стратегия развития лесного комплекса Российской Федерации на период до 2020 г. М.: Минсельхоз России, 2008. - 55 с.

77. Страхов, В.В. Перспективы использования географических информационных систем для устойчивого управления лесами России /

78. B.В. Страхов, В.В. Сысуев // Лесное хозяйство. 1998. - №3 - С. 19-22.

79. Стуков, В.П. Транспортные сети автомобильных дорог для освоения лесных массивов / В.П. Стуков // Известия вузов. Лесной журнал. 1999. - №4.1. C. 69-71.

80. Сюнёв, B.C. Сравнение технологий лесосечных работ в лесозаготовительных компаниях Республики Карелия / B.C. Сюнёв, А.П. Соколов, А.П. Коновалов, В.К. Катаров и др.. Йоэнсуу: НИИ леса Финляндии, 2008. -126 с.

81. Типовая методика определения экономической эффективности капитальных вложений. М.: Экономика, 1969. - 32 с.

82. Тюрин, H.A. Обоснование требуемой густоты транспортной сети для заготовки древесины Электронный ресурс. / H.A. Тюрин, Л.Я. Громская, А.Н Тюрин. Режим доступа: http://ftacademy.ru/science/internet-conference/index.php?c= 1 &а=5 7.

83. Шегельман, И.Р. Лесная промышленность и лесное хозяйство: словарь. 4-е изд., перераб. и доп. / И.Р. Шегельман. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2008. - 278 с.

84. Шегельман, И.Р. Обоснование периода эксплуатации зимних лесовозных дорог / И.Р. Шегельман, Л.В. Щёголева, В.М. Лукашевич // Известия вузов. Лесной журнал. 2007. - №2. - С. 54-57.

85. Andalaft, N. A problem of forest harvesting and road building solvedthrough model strengthening and Lagrangean relaxation / N. Andalaft, P. Andalaft, M. Guignard et al. // Operations Research. 2003. - Vol. 51, No. 4, July-August. -P. 613-628.

86. Antunes, A. An Accessibility-Maximization Approach to Road Network Planning / A. Antunes, A. Seco, N. Pinto // Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering. Maiden: Blackwell Publishing, 2003. - Vol. 18. - P. 224-240.

87. Bavbel, J.I. Designing of the road network in wood of the second group / J.I. Bavbel, P.A. Lyshchik // Materials, Methods and Technology: International Scientific Publications. Bulgaria: Info Invest, 2007. - Vol. 1. - P. 49-59.

88. Forest roads Joensuu: Metsateho, 2008. - 52 p.

89. Kumar, P. Fiber-Reinforced Fly Ash Subbases in Rural Roads / P. Kumar, S.P. Singh // Journal of Transportation Engineering. 2008. - Vol. 134, No. 4. -P. 171-180.

90. Metsatieohjeisto. Helsinki: Metsateho, 2001. - 96 s.

91. Pierre, P. Laboratory study on the relative performance of treated granularr \ rmaterials used for unpaved roads / P. Pierre, J.-P. Bilodeau, G. Legere, G. Dore // Canadian Journal of Civil Engineering. 2008. - Vol. 35. - P. 624-634.

92. Seo, J. Geographic information system based roadway constructionplanning / J. Seo, S. Kang // Canadian Journal of Civil Engineering. 2006. - Vol. 33. -P. 508-520.

93. Uotila, E. Optimaalinen tietiheys yksityismetsatalouden kannalta / E. Uotila, E.-J. Viitala // Metsatieteen aikakauskirja. 1999. - №2. - S. 167-179.

94. Uotila, E. Tietiheys metsatalouden maalla / E. Uotila, E.-J. Viitala // Metsatieteen aikakauskirja. 2000. - №1. - S. 19-33.