автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.01, диссертация на тему:Обоснование оптимальных схем лесотранспортного процесса лесопромышленных предприятий

Ложник Дмитрий Викторович

ОБОСНОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ СХЕМ

ЛЕСОТРАНСПОРТНОГО ПРОЦЕССА ЛЕСОПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

05.21.01 — Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

005061366

...и

Санкт-Петербург — 2013

005061366

Ложник Дмитрий Викторович

ОБОСНОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ СХЕМ

ЛЕСОТРАНСПОРТНОГО ПРОЦЕССА ЛЕСОПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 2013

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургском государственном лесотехническом университете им. С.М. Кирова» (СПбГЛТУ)

Научный руководитель: кандидат технических наук, профессор

Салминен Эро Ойвович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Григорьев Игорь Владиславович

кандидат технических наук, профессор Ларионов Владимир Яковлевич

Ведущая организация: Петрозаводский государственный

университет

Защита диссертации состоится «19» июня 2013 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 212.220.03 при Санкт-Петербургском государственном лесотехническом университете им. С.М. Кирова (194021, Санкт-Петербург, Институтский пер. 5, главное здание, зал заседаний).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СПбГЛТУ.

Автореферат разослан «_»_2013 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета

Бирман Алексей Романович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. По данным мировой статистики, в условиях индустриальной экономики наиболее развитых стран процесс собственного производства товаров составляет только 2% от общего времени цикла процессов производственно-коммерческой деятельности, завершающейся доставкой товара потребителю. Остальные 98% времени приходится на различные виды перемещений и хранения исходных материалов, полуфабрикатов и готовой продукции. Транспортными средствами лесопродукция перемещается от пункта производства или складирования к пункту потребления. Для вывозки древесины, как технологической фазы лесозаготовительного процесса, необходима организационная структура, которая может быть различной. От выбора той или иной транспортно-технологической системы зависит величина общих затрат на вывозку древесины. Сокращение расходов за счет организационных и технологических решений, научных методов оптимизации потоковых процессов является важнейшей задачей, которая может быть решена на основе логистики.

При проектировании лесной транспортной инфраструктуры следует обосновать хозяйственную необходимость и экономическую целесообразность строительства проектируемых объектов. Размещение лесовозных дорог. различной категории является сложной многовариантной задачей, решение которой должно быть связано с технологией лесосечных работ и вывозкой древесины. Многоэтапное проектирование лесотранспортной инфраструктуры заключается в комплексном решении задач: обоснование годового объема заготовки и вывозки древесины, выбора пункта примыкания, выбора схемы размещения путей, обоснование типа и вида транспортных средств.

Эффективность вывозки древесины зависит от соответствия используемых транспортных средств и дорожных машин природно-производственным условиям выбора оптимальной транспортно-технологической схемы. Многоступенчатая технология транспорта с оптимальными параметрами позволяет создать при ограниченных капиталовложениях устойчивую транспортную структуру, гарантирующую ритмичную работу наиболее капиталоемких участков лесозаготовительного производства - магистрального транспорта, нижнего склада и цехов переработки. Благодаря высокому уровню использования производственных мощностей и трудовых ресурсов, сокращению затрат на строительство: дорог обеспечиваются условия для снижения себестоимости продукции. Гибкость многоступенчатой схемы вывозки древесины позволяет применять ее в различных вариантах с учетом климатических, почвенно-грунтовых и технологических факторов. При использовании многоступенчатой технологии вывозки древесины необходимо учитывать природные факторы: типы леса, характеризуемые почвенно-грунтовыми и гидрологи-

ческими условиями. Внедрение многоэтапной технологии вывозки древесины с учетом почвенно-грунтовых и гидрологических условий, может позволить предприятию минимизировать затраты на транспортировку древесины.

Цель работы. Повышение эффективности работы лесопромышленных предприятий за счет оптимизации транспортно-технологических схем вывозки древесины с учетом типов леса, почвенно-грунтовых и гидрологических условий.

Для достижения цели поставлены и решены следующие задачи исследования:

• разработана математическая модель проектирования оптимальной лесной транспортной инфраструктуры с учетом типов леса, почвенно-грунтовых и гидрологических условий;

• исследовано влияние лесорастительных, почвенно-грунтовых и гидрологических условий на эффективность строительства лесной транспортной инфраструктуры;

• проведен сравнительный анализ различных транспортно-технологических схем;

• разработан алгоритм поиска оптимальной транспортно-технологической системы лесозаготовительного предприятия в различных природно-производственных условиях;

• разработана программа для ЭВМ оптимизации лесной транспортной инфраструктуры «ЛЕШЮ» при различных природно-производственных условиях.

Научная новизна. Разработана математическая модель проектирования оптимальной лесной транспортной инфраструктуры с учетом почвенно-грунтовых и гидрологических условий. Созданная на базе математической модели программа для ЭВМ «ЯЕиЬО» позволяет обосновать оптимальную транспортно-технологическую схему, обеспечивающую минимальные затраты на строительство, содержание, ремонт дорог и вывозку древесины. В математической модели был введен и определен коэффициент соотношения расстояний. Этот коэффициент позволяет определить местоположение перегрузочного пункта и транспортно-технологическую схему вывозки древесины.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Математическая модель обоснования оптимальной лесной транспортной инфраструктуры, учитывающая тип леса, почвенно-грунтовые и гидрологические условия;

2. Методика обоснования оптимальной транспортно-технологической структуры с учетом типа леса, почвенно-грунтовых и гидрологических условий;

3. Программа оптимизации лесной транспортной инфраструктуры и схемы вывозки древесины;

4. Результаты исследования зависимости стоимости строительства и содержание лесовозных дорог и вывозки древесины от природ-но-производственных и почвенно-грунтовых условий;

5. Рекомендации по практическому внедрению методики обоснования оптимальной транспортной инфраструктуры на лесопромышленных предприятиях

Обоснованность и достоверность результатов научных положений. Обоснованность и достоверность научных положений подтверждена использованием результатов исследования на предприятии ООО «МЕТСЯ ФОРЕСТ Подпорожье».

Адекватность математической модели подтверждена проведенными экспериментами, их практической реализацией. При проведении экспериментов был использован пакет программ Microsoft Office, свободная программа для создания двух- и трехмерных графиков Gnuplot и линейка продуктов компании Microsoft, Microsoft Visual Studio, включающая интегрированную среду разработки программного обеспечения и ряд других инструментальных средств.

Теоретическая и практическая значимость работы.

Для теории имеют значение:

• математическая модель обоснования оптимальной транспорт-но-технологической системы, обеспечивающей минимальные затраты на строительство, содержание, ремонт дорог и вывозку древесины;

• теоретическое и экспериментальное обоснование методики поиска оптимальной транспортно-технологической системы с учетом типов леса, почвенно-грунтовых и гидрологических условий;

• закономерность изменения величины затрат на вывозку 1 м3 древесины при различных почвенно-грунтовых и гидрологических условиях за счет использования одноступенчатой или двухступенчатой технологии вывозки древесины;

• коэффициент соотношения расстояний, представляющий собой отношение расстояния, на которое вывозится древесина конкретным видом автотранспорта, к общей длине дороги.

Для практики имеют значение:

• математическая модель обоснования оптимальной транспортно-технологической системы, обеспечивающей минимальные затраты на строительство, содержание, ремонт дорог и вывозку древесины;

• методика обоснования оптимальной транспортно-технологической схемы с учетом типа леса, почвенно-грунтовых и гидрологических условий;

• программа для ЭВМ «REULG» обоснования оптимальной лесной транспортной инфраструктуры, разработанная на базе математической модели, с учетом типов леса, почвенно-грунтовых и гидрологических условий.

Методы исследования. Поставленные задачи решены на основе системного подхода, лесной типологии, математического и программного моделирования, метода сравнительного анализа, вычислительных экспериментов с использованием ЭВМ. При экспериментальных исследованиях использовались: программное средство Microsoft Visual Studio, включающее интегрированную среду разработки программного обеспечения и ряд других инструментальных средств, операционная система Windows ХР и пакет программ Microsoft Office.

Апробация результатов. Результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на ежегодных научно-практических семинарах и конференциях Санкт-Петербургского Государственного Лесотехнического университета им. С.М. Кирова в 2009-2013, международной научно-технической конференции «Опыт лесопользования в условиях Северо-Запада РФ и Фенноскадии» (20 - 22 сентября 2011 г. в г. Петрозаводск), Международной научно-технической конференции молодых ученых и специалистов «Современные проблемы и перспективы развития рационального лесопользования в условиях рынка» (Санкт-Петербургский Государственный Лесотехнический университет им. С.М. Кирова, 10-11 ноября 2011г.), IV Международной научной конференции «Актуальные проблемы народнохозяйственного комплекса: инновации и инвестиции» (г. Москва, 28 мая 2012 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ, в том числе 2 работы в рецензируемых изданиях, рекомендуемых ВАК.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов, библиографического списка и приложения. Диссертация изложена на 175 страницах текста, включает библиографический список из 90 наименований, 21 рисунка, 9 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приведено обоснование актуальности выбранной темы, сформулированы ее цель и задачи, научные положения, представлена теоретическая и практическая значимость диссертационной работы.

В первой главе приводится анализ научно-исследовательских работ по проектированию оптимальной лесной транспортной инфраструктуры и транспортных средств при планировании и управлении лесными грузопотоками, характеристикам лесорастительных условий.

Важный вклад в исследование вопросов перемещение груза от места валки до конечного потребителя внесли: Г.Ф. Морозов, П.С. Погребняк,

Ф.А. Павлов, А.П. Матвейко, В.Н. Меньшиков, В.А. Горбачевский, В.В. Горбачевский, В.П. Немцов, Б.А. Ильин, П.Н. Коробов, А.Ю. Шаров и др.

Для решения задачи по совершенствованию технологических процессов с целью минимизации затрат на вывозку древесины с места валки до конечного потребителя, затрат на строительство и содержание лесных дорог и нахождению оптимального варианта управления лесными грузопотоками лесопромышленного предприятия необходимо учитывать влияние природных факторов, которые оказывают огромное влияние назначение стоимости строительства, содержания и эксплуатации лесовозной дороги. Природные факторы характеризуются различными показателями: тип леса, почвенно-грунтовые и гидрологические условия. Тип леса и почвенно-грунтовые условия неразрывно связаны, поэтому комплексный подход по одновременному изучению характеристик почвенно-грунтовых условий, увлажнения и типов леса необходим.

Во второй главе приведено обоснование метода проектирования оптимальной лесотранспортной инфраструктуры с учетом природно-производственных условий.

В работах многих ученых (Г.Ф. Морозов, П.С. Погребняк, А.Ю. Шаров и др.) накоплен значительный материал, подтверждающий существующую взаимосвязь между лесом и почвой. Разрабатываются поч-венно-типологические классификации, сопряженные с комплексом лесохо-зяйственных мероприятий, в которых дается характеристика почвенно-типологических групп, а лесоустройство проводится одновременно с почвенной съемкой. Основываясь на утверждении Г.Ф. Морозова, что «типы насаждений...определяются по рельефу и почвенно-грунтовым условиям» целесообразно установить взаимосвязь типов насаждений и условий строительства дорог. Конструкция и стоимость строительства дорог зависит от показателя прочности грунтов, по которым прокладывается дорога. Основным показателем прочности грунта является модуль упругости, зависящий от типа грунта и степени увлажнения. Основываясь на исследовании Г.Ф. Морозова, П.С. Погребняка и дорожной классификации грунтов по ГОСТ 25100-95 нами установлена взаимосвязь расчетных значений прочностных характеристик в зависимости от типов леса, почвенно-грунтовых и гидрологических условий (табл. 1).

Результаты этих исследований могут быть использованы на стадии предварительного проектирования схемы различных лесных дорог с учетом типов леса, почвенно-грунтовых и гидрологических условий, имеющиеся в материалах таксационных описаний лесных массивов.

Третья глава посвящена разработке математической модели алгоритмического и программного обеспечения проектирования оптимальной лесотранспортной инфраструктуры.

В диссертационной работе разработана математическая модель обоснования оптимальной транспортной инфраструктуры с учетом почвенно-грунтовых условий и условий увлажнения, характеризующих тип леса и влияющих на затраты на строительство дороги и эксплуатационные затраты на вывозку древесины.

Математическую модель можно представить в виде следующей зависимости (1):

Z = [3vf[M„;lsniyn;a„;VnU„p;tn3;T-,Q„;qv;nv)+) + 3„/(Mn;Lsm\y„;a„;V„;t„p-,tm-,TiQ„-,Qm->nm)+

+ Cj{l_lypeig_type;E;qY;!v) + Cuf(qu;lu;) + C„)=>mm (1)

Строительная стоимость лесовозной дороги характеризуется рядом показателей: тип леса, почвенно-грунтовые и гидрологические условия, тип транспорта, категория дороги, длина дороги, годовой объем вывозки древесины. Значение модуля упругости земляного полотна зависит от того, какими- почвенно-грунтовыми условиями и условиями влажности-будет характеризован тип леса. Значения модуля упругости земляного полотна представлены в табл. 1. Значение модуля упругости в зависимости от почвенно-грунтовых и гидрологических условий влияет на выбор конструкции дорожной одежды, а это экономически предопределяет строительную стоимость лесовозной дороги. При расчете капитальных затрат были учтены почвенно-грунтовые и гидрологические условия.

В разработанной математической модели уделяется особое внимание коэффициенту соотношения расстояний (у). Этот коэффициент представляет собой отношение расстояния, на которое вывозится древесина конкретным видом автотранспорта, к общей длине дороги. Коэффициент у позволяет определить местоположение перегрузочного пункта и транс-портно-технологическую схему вывозки древесины. Математическую модель можно представить в следующем виде (2):

п

z = 2 ¡• = 1

М,

+ /

прл

fvW/<*/+ I 1 = 1

M,

21Jsrv

(l -7, К

npm

Ъ-'тт'Ьг^-ЬЬ'г

* Я l V sw

(i-r £

J = 1

M,

iylal

прл

1ulsrubal

\

м.

¿

2 5гт

+ Е / = 1

Кк

м,

прт

к-'пш&'пиЪ-ЬУч

Ч I

¡ги

в I

т згт

м,

( Ь 7,ссЛ -

+ г

V, прт

V )

(Г-/ ¡571

^ пзт 5гт 1/ I

п (С1п (С 1 1 Г

+ I V V V +1 и и +

/ = 1 1 «V /=1 1 J \

Ст1т"т | + с д.

О Ь Г,а, к т йгт ' / /

(2)

где I , 1„ь- среднее расстояние вывозки древесины соответствен-

о/к о /М ол Ш

по по ветке, усу и магистрали, км; уу( - значение коэффициента соотношения расстояний соответственно для легкого и тяжелого транспорта леса; а^, а^ - коэффициент пробега соответственно для легкого и тяжелого транспорта леса (для уса а = 1, для ветки а = 0,7, для магистрали а = 0,6); У^, У( - соответственно скорость легкого и тяжелого транспорта, км/ч; <2/> грузоподъемность соответственно для легкого и тяжелого транспорта леса, м3; ()т - объем вывозимой древесины по магистрали, м3; Яу>Чи - объем вывозимой древесины по ветке и усу, м3; Су, С , Си~

стоимость строительства 1 км пути, соответственно для ветки, магистрали, уса, руб.; - подготовительно-заключительное время, соответст-

венно, для легких и тяжелых автопоездов, ч.; 1ПрЛ^Прт ~ время простоя

под погрузкой-разгрузкой, соответственно, для легких и тяжелых автопоездов, ч; Т - время рабочей смены, ч.; Сп - затраты на перегрузку, руб./ м3.

Ограничениями математической модели являются: 1) Скорости легких и тяжелых автопоездов соответствуют нормативным требованиям [ГОСТ Р 52302-2004 "Автотранспортные средства. Управляемость и устойчивость. Технические требования. Методы испытаний"] . _

Таблица 1

Расчетные значения прочностных характеристик в зависимости от типа леса и почвеиио-грунтовых условий

№ п/п Группа типов леса ТУМ Грунт Расчетные значения характеристик при влажности грунта, доли Штек.

0,55 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 0,85 0,9

Е,МПа Ф,град с, МПа Е,МПа Ф,град с, МПа Е,МПа Ф,град с, МПа Е,МПа <р, град с, МПа Е,МПа Ф, град с, МПа Е,МПа Ф, град с, МПа Е,МПа ф,град с, МПа Е,МПа 9. град с, МПа

1 Лишайниковая А Песок пьшеватый 90 38 0,024 84 37 0,022 78 37 0,018 - - - -

2 Брусничная А Песок пьшеватый 90 38 0,024 84 37 0,022 78 37 0,018 72 36 0,014 - - - -

в2 Супесь легкая 60 36 0,014 56 36 0,014 53 36 0,013 49 35 0,012 - - - -

Супесь тяжелая, пылеватая 90 27 0,036 72 24 0,030 54 21 0,024 46 18 0,016 - - - -

В2 Суглинки легкие и тяжелые 90 27 0,036 72 24 0,030 50 21 0,024 41 18 0,019 - - - -

3 Кисличная С2 Суглинки легкие и тяжелые 90 27 0,036 72 24 0,030 50 21 0,024 41 18 0,019 34 15 0,015 - - -

Продолжение таблицы 1

4 Черничная в2 Супесь легкая - 56 36 0,014 53 36 0,013 49 35 0,012 45 35 0,011 - - -

Супесь тяжелая, пылеватая - - 54 21 0,024 46 18 0,016 38 15 0,016 - - -

Суглинки легкие и тяжелые - - 50 21 0,024 41 18 0,019 34 15 0,015 - - -

5 Долгомошная в, Супесь легкая - - - 49 35 0,012 45 35 0,011 43 34 0,01 - -

Супесь тяжелая, пылеватая - - - 46 18 0,016 38 15 0,016 32 13 0,013 - -

в3 Суглинки легкие и тяжелые - - - 41 18 0,019 34 15 0,015 29 13 0,011 - -

6 Сфагновая Песок пылеватый - - - - - 60 34 0,011 - -

А Супесь легкая - - - - - 43 34 0,01 42 34 0,009 41 33 0,008

Супесь тяжелая, пылеватая - - - - - - 27 11 0,008 26 10 0,005

7 Травяно-болотная В5 Суглинки легкие и тяжелые - : - - • - 25 11 0,009 24 10 0,006

2) Если коэффициент У/ = 0 (соотношение расстояний), то транспортировка древесины будет производиться с использованием одноступенчатой технологии вывозки древесины, транспортом тяжелого типа. Математическая модель будет иметь следующий вид (3):

г- 2 / = 1

м.

I 11-ГР , V I

(Г-1 )ь7 (1-у

* пзт>*1 лтЛ

1 = 1

М- '+/

/ I/ прт

'О/ 1-ук +

в отЛ

.1 Г I пр

(:г-1 )о1 (1-у к > пзт^!

01 1-г1 + I

¡ = 1

С I п

у у у

+ 2 1 = 1

С ! п \ (С I. п Л (3)

3) Если коэффициент у, — 1 (соотношение расстояний), то транспортировка древесины будет производиться с использованием одноступенчатой технологии вывозки древесины, транспортом легкого типа. Математическая модель будет иметь следующий вид (4):

/=1

л/.

^Г-1 ш л«7

V ПЗЛ г-1 ¡п/' I I

7 / у,а. + X 'V !П1Ч I . , 1 = I

М,

( I У1а1

^ 5Г11 / /

<11 ^ I прл

(г-1 Ш уТо] * Iги'1 I

1 I у,а. + <*и ¡пс I I

М,

Ь у.а.

1 ,+, у I прл

Ъ~1

згт'I I

01 у,а. + £ к ¡гтЧ 1

1 = 1

(С I /1 )

У У У

+ 2 1 = 1

с С 1 п \

и и и

(С С п "1 (4) + т "2 т |=>тиЛ '

I 6

На основании расчетов по представленной математической модели были построены графики зависимости общих затрат, годового объема вывозки древесины и коэффициента соотношения расстояний, который представляет собой отношение расстояния, на которое вывозится древесина конкретным видом автотранспорта к общей длине дороги. Коэффициент у позволяет определить транспортно-технологическую схему вывозки древесины и определить местоположение перегрузочного пункта. Из рис. 1 следует, что при небольшом расстоянии вывозки древесины и легких грун-тово-гидрологических условиях целесообразным решением является использование одноступенчатой технологии вывозки древесины с применением на вывозке тяжелых автопоездов, так как в этом случае перегрузка на другой тип транспорта является экономически невыгодной. При увеличении расстояния вывозки целесообразным решением является использование многоступенчатой технологии вывозки древесины.

Представленная математическая модель позволяет определить оптимальную транспортно-технологическую схему вывозки древесины с минимальными затратами с учетом различных почвенно-грунтовых и гидрологических условий. При этом критерием оптимальности служит минимизация затрат на содержание, строительство и ремонт дорог, вывозку древесины.

Затраты, млн. руб.

18 16

Гамма

Затраты, млн. руб.

ІП

Гамма

Рис. 1 Графики зависимости общих затрат и различного соотношения расстояний, условия: среднее расстояние вывозки 18 км и 60 км, брусничник, ТУМ - В2; система машин: Урал 43204+9851 и КрАЗ 64372+9331-011

Четвертая глава посвящена разработке программы для ЭВМ на базе разрабатываемой математической модели. Для решения задачи по проектированию оптимальной лесной транспортной инфраструктуры была разработана программа обоснования оптимальной транспортно-технологической схемы, обеспечивающей минимальные затраты на строительство, содержание дорог и вывозку древесины с учетом типов леса, почвенно-грунтовых и гидрологических условий. При разработке программы для ЭВМ были учтены различные факторы: природные, технологические, экономические. Оптимальное решение по обоснованию транс-портно-технологической схемы находится методом сравнительного анализа (методом перебора). Блок-схему алгоритма работы программы можно представить в следующем виде (рис.2).

На основании расчетов программы для ЭВМ были построены графики зависимости общих затрат от различных природно-производственных условий, технологий вывозки древесины, различных систем машин, при различных расстояниях вывозки древесины (рис. 3, 4, 5, 6). При небольшом расстоянии вывозки древесины при легких грунтово-гидрологических условиях целесообразным решением является использование одноступенчатой технологии вывозки древесины, так как в этом случае перегрузка на другой вид транспорта является экономически нецелесообразной. При увеличении расстояния вывозки древесины оптимальным решением является использование двухступенчатой технологии вывозки древесины с использованием легкого транспорта на первой ступени и тяжелого транспорта на второй ступени.

Пятая глава посвящена реализации разработанной математической модели обоснования использования транспортно-технологической системы, обеспечивающей минимальные затраты на строительство, содержание и ремонт дорог, вывозку древесины на лесопромышленном предприятии ООО «МЕТСЯ ФОРЕСТ Подпорожье».

На основании характеристики арендных лесов по характеру и степени увлажнения в зависимости от исследуемых участковых лесничеств (Остре-чинского, Свирского и Пригородного лесничества) и разработанной математической модели был произведен расчет общих затрат на строительство, содержание и ремонт дорог, вывозку древесины с учетом различных типов леса, почвенно-грунтовых и гидрологических условий, расстояния вывозки древесины, различных систем машин. Расчет был произведен при помощи программы для ЭВМ «КЕЦЬО». На основании результатов расчета и полученного экономического эффекта доказана целесообразность использования многоступенчатой технологии вывозки древесины на предприятии ООО «МЕТСЯ ФОРЕСТ Подпорожье». Использование двухступенчатой технологии вывозки древесины целесообразно осуществлять при больших расстояниях и сложных почвенно-грунтовых и гидрологических условиях.

©

П 17 1=1

42

Расчет стоимости требуемого количества материала покрытия (тяжелый транспорт)

, 43

Расчет стоимости вывозки 1 м древесины, одноступенчатая технология (тяжелый транспорт) §атта1=0

Расчет стоимости вывозки 1м3 древес^4 ны, двухступенчатая технология (легкий и тяжелый транспорт) датта1=1; gamma2=0...0,8;

45

Расчет стоимости вывозки 1м3 древесины, одноступенчатая технология (легкий транспорт) gamma2=l

Вывод результатов расчета

КОНЕЦ

Рис. 2 Блок-схсма алгоритма работы программы для ЭВМ «ИЕиЬС»

Урал 43204+9В51 * КрАЗ 6*172+9 381-011

У ріп «204*9851+ МАЗ 533602-2126«МАЗ-837810-20

| 100

2

з 60 і

В Одної" туЛОич л ,)И 10ЧЮЛОГИЯ (мжслый гр.пк пор»)

100%)

с Д ву ґ.с гупенчлам технологи*

(В: легкий. М: ле». кий 20%,

м*іел»<и80%)

■ Дву «іупсний1іа»

|В: ло«ий. М: лег ІЙМІОЯКЙ ни» 40%,

вДоу«іугн:н*аіая ЮМЮМХМ

(Єї легкий. М: ш НИИ 60%,

1ЯЖРЛЫЙ40ГЦ

вДвусіулеіийійи

(в: легкий. М: ЛР' кий 80%.

1ЯЖСЛЫЙ20Н)

ч Одкоаупоичлгоч юіно/кхн

(ЛОІКИЙ ІрЦіНпорі»

Ур»л 43204+9851 + КашАї 6520+9381-011

1; ^ и Одноступомо МН Г,-> 140 шДпу^сіуіх"-"." Л" илнолоп«* (Є: л«кий. М: тч кий 0%. 1и»с-лы«100»:| {В: лИкнГі. М: /нчций 20"й». | і

■В || гимелмйЗОД "ї

И (К. л.чк.п-., М: гкі*ий 404. 1 І

КЗ Дву*< К'ХМОЛиі ий л«1*.<й. М: линий 00%. ; І

щш 1йД<|у*Оупо»ч.иа« |.>моло< «я (3: ЛІЧКИ1І. м- ломкий 80% о

Я).-г- М 5 К •

■Двухрцвегаинтелмолопм ІЄ ІКІ*"Й.М: легкий ІУЧ. інкельїй 100'гі

В Дву»с гупсичат ах к: '««-.моїй-

(В: лоший, М:

ЧЮЛОІЯЙ

[В: М: легкий 00Я

Г**«1»>Й4№»)

0 Диушіпеи^аіаа і< ижтіии

!В лчн«й.М:/*м« яй юч.

с ОлнОсуМмчагая» МНОЛО.ИЦ

(легкий Ір.ІНіПОріі

Урал43204*«Я + ЇСАМІАИ500+1У*|.3

щ ... вОл'КХіупгтаїда і<ГЯМРКМИ (ілкк-н/Ліра.нг-.^і; ■ДРУ«1 ІуГЦЧРММЛЯ ІС>ІЦМ>СЧИІІ і В: <-о»ий. М: «о «ий ЙГЛ і вислым

і в ДЬтиіу'їСЧ-Оіач ІСанММИй і

(Цр |: <Й «..г««й.м вуїмійДОЧ,

; V ° (в^-^Гм 'ч* Г^Гт'""

ВІ І

Рис. З Графики зависимости общих затрат, технологий вывозки древесины, различных систем машин при условиях

брусничник, ТУМ - В2, среднее расстояние - 18 км.

Рис. 4 Графики зависимости общих затрат, технологий вывозки древесины, различных систем машин при условиях:

брусничник, ТУМ - В2, среднее расстояние - 42 км.

Рис. 5 Графики зависимости общих затрат, технологий вывозки древесины, различных систем машин при условиях: черничник, ТУМ - В2, среднее расстояние - 60 км.

21

Урал«Í2M-WS1 - ИаЛ}£4171'

| 100 J iUI

i

i ÍOO

"i

i i« ?

i

С ?oo

I

I»

вОд-m iyrn-M4ji

IB ftc<*«ü, M легкий 0%.

S3 finv»t"ivi>0H4.»JH i*u«s*9fu» (В- мчскй. М: лески* пмсл|й1!№у) ВДау« нгкмчамшсхиолсми» (В; л?»кий. М: лс>рим AffXt,

Q AevaciVA«i>«a ми Ш леткмЛ. М: ле««Й SO",.

РЗ ОШКК IV'K^rJÜIJ

Урлл 4Í204*9«S1 * КамАЗ 6SJ0-9381-011

В OiM«K ty пеичл ми и-ча^тс^ки

ftДвух* lyin'ingu« ic»«ort<wni Ш: лмкии. М: «*»Й(№,

Е: fiflVM WPHKOM» >i4«oflo<*-i ¡8' яетгим. М. «КНкий >Ote. I™

ВД|1У>С>УГа>Ч-0<ЦЧ ICHKViOÍH.« £ I >A0 i г

ееЛпv>e 'y>T(V.J МИ 1С«'«1ЛГЛИИ (в: т.чний, М-. легкий «0ÍÍ-. поколвий Wvl

О г.о

®Од"ЛГту«оича МП тчв!'.»»'" |«1>НЙ 1рЛ>1С|'Юр1) 100

Урял4320**«В51»МАЭ Si3G02-Íi;tG"»MAI-Bmi0-20

ü. М, ..«-.кии дне,.

(LrtvVKM*. М i!t:

Я Дг>у>< |у«н-«члд> (В: п<.ч«*й. |л- пс

Урлл4Л04*9»Я -SCANIA

(й- Т.-1ИИЙ. М-. жм.

гшкечый 100ЗД

НИ

imWM

Рис. 6 Графики зависимости общих затрат, технологий вывозки древесины, различных систем машин при условиях: черничник, ТУМ - В2, среднее расстояние -180 км.

Общие выводы

1. Разработанная математическая модель, алгоритмическое и программное обеспечение проектирования и оптимизации лесотранспортной инфраструктуры позволяет, в отличие от традиционной методики обоснования транспортно-технологической системы, не учитывающей лесорасти-тельных, почвенно-грунтовых и гидрологических условий, решить задачу по выбору оптимальной схемы лесотранспортного процесса лесопромышленного предприятия с учетом лесорастительных условий, затрат на строительство и содержание дороги и затрат на перегрузочные работы.

2. Установлено, что математическая модель (1, 2), алгоритмическое и программное обеспечение позволяют при использовании многоступенчатой технологии обосновать положение перегрузочного пункта. Для этого в математическую модель был введен коэффициент соотношения расстояний Gamma (у). В случае, когда коэффициент равен 1>у>0, транспортировка древесины осуществляется с использованием двухступенчатой технологии вывозки древесины. При у=0 (3) транспортировка древесины осуществляется с использованием одноступенчатой технологии вывозки древесины, транспортом тяжелого типа. При у=1 (4) транспортировка древесины осуществляется с использованием одноступенчатой технологии вывозки древесины, транспортом легкого типа.

3. При среднем расстоянии вывозки древесины до 25 км, при условиях: брусничник, ТУМ-В2 — целесообразно применять одноступенчатую технологию вывозки древесины с использованием на вывозке автопоездов с большой осевой нагрузкой.

4. При среднем расстоянии вывозки древесины L=30-90 км, при условиях: черничник, ТУМ-В2 - целесообразно применять двухступенчатую технологию вывозки древесины с использованием на вывозке систем машин: Урал 43204+9851 и КрАЗ 64372+9381-011, Урал 43204+9851 и КамАЗ 6520+9381-011, Урал 43204+9851 и МАЗ 533602-2126+MA3-837810-20 или одноступенчатую технологию с использованием тяжелого автопоезда SCANIA R500 с прицепом JYKI-3.

5. При среднем расстоянии вывозки древесины L>100 км, при различных типах леса, почвенно-грунтовых и гидрологических условиях и различных систем машин, целесообразно применять двухступенчатую вывозку древесины с использованием на первой ступени легких автопоездов, на второй ступени - тяжелых автопоездов.

6. Установлено, что много ступенчатую технологию вывозки древесины целесообразно применять при сложных грунтово-гидрологических условиях. На первой ступени вывозки древесины следует использовать легкий транспорт, тогда как на второй ступени — тяжелый транспорт.

7. Одноступенчатую технологию вывозки древесины следует применять при легких грунтово-гидрологических условиях. При использовании на вывозке древесины автопоездов с малыми осевыми нагрузками резко снижается производительность на вывозке.

8. Результаты исследований успешно используются в ООО «МЕТСЯ ФОРЕСТ Подпорожье», арендующем лесные массивы в Подпорожском районе Ленинградской области. При применении двухступенчатой технологии вывозки древесины автомобилями Урал 43204+9851 + КамАЗ 6520+9381-011, по сравнению с одноступенчатой технологией вывозки древесины, достигается экономический эффект при объеме вывозки 30 тыс. м3: (78,73 5-76,793)'" <3=5 8260 руб. и при объеме вывозки 100 тыс. м3: (78,735-76,793)*(3=194200 руб.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Ложннк Д.В. Выбор оптимальной схемы транспортного процесса лесозаготовительного предприятия / Д.В. Ложник // Известия-Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии. -СПб.: СПбГЛТА, вып. 199,2012. - С. 112-119.

2. Повышение эффективности лесозаготовительного предприятия за счет внедрения многоступенчатой вывозки древесины / Д.В. Ложник // Известия Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии. - СПб.: СПбГЛТА, вып. 203,2013. - С.

3. Ложник Д.В. Обоснование технологических схем лесотранспортного процесса лесопромышленных предприятий / Д.В. Ложник // Народное хозяйство «Вопросы инновационного развития». - М.: Изд-во МИИ Наука, 2012.-С. 77-82

4. Ложник Д.В. Внедрение многоступенчатой технологии вывозки древесины с учетом зависимости почвенно-грунтовых условий и типов леса // Материалы девятой международной научно-технической интернет-конференции. - СПб.: Изд-во СПбГЛТУ, 2012. - С. 118-123

5. Ложник Д.В. Внедрение многоступенчатой вывозки древесины/ Д.В. Ложник // Материалы Международной научно-технической конференции, посвященной 60-летию лесоинженерного факультета Петрозаводского государственного университета «Опыт лесопользования в условиях Северо-Запада РФ и Фенноскандии». - Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2011.-С. 22-23.

6. Ложник Д.В. Внедрение многоступенчатой вывозки древесины с учетом почвенно-грунтовых условий и типов леса / Д.В. Ложник // Материалы Международной научно-технической конференции молодых ученых и специалистов 10-11 ноября «Современные проблемы и перспективы рационального лесопользования в условиях рынка». — СПб.: СПБГЛТУ, 2011.-С. 300-305

7. Программа расчета эффективности управления лесными грузопотоками / Д.В. Ложник, Э.О. Салминен, А.О. Веревкин // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2012614271 от 14 мая 2012 г.; Роспатент, 2012.

Просим принять участие в работе диссертационного совета Д.212.220.03 или прислать Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями по адресу: 194021, г. Санкт-Петербург, Институтский пер., 5, Лесотехнический университет, Ученый совет.

ЛОЖНИК ДМИТРИЙ ВИКТОРОВИЧ АВТОРЕФЕРАТ

Подписано в печать с оригинал-макета 16.05.13. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Печать трафаретная. Уч.-изд. л. 1,25. Печ. л. 1,5. Тираж 100 экз. Заказ № 144. С 7 а.

Санкт-Петербургский го су дарственный лесотехнический университет Издательско-полиграфический отдел СПбГЛТУ 194021, Санкт-Петербург, Институтский пер., 5.