автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.01, диссертация на тему:Обоснование выбора системы лесосечных машин для рубок ухода на основе ГИС-технологий

РГ6-, од

\ $ ДЕК V •

На правах рукописи

КИЛЬПЕЛЯЙНЕН Сергей Адольфович

ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА СИСТЕМЫ ЛЕСОСЕЧНЫХ МАШИН ДЛЯ РУБОК УХОДА НА ОСНОВЕ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ

05.21.01 - Технология и машины лесного хозяйства и лесозаготовок

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж - 2000

Работа выполнена в Петрозаводском государственном университете на кафедре тяговых машин.

Научные руководитель - доктор технических наук,

профессор, чл.-корр. РАЕН Герасимов Ю.Ю

Научный консультант - кандидат технических наук, доцент Сюнев B.C.

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор, академик РАЕН Бартенев И.М.

- кандидат технических наук, управляющий ЦОКБ лесхозяйственного

машиностроения Казаков В.И.

Ведущее предприятие - акционерная компания "Кареллеспром"

Защита диссертации состоится « 23 » июня 2000 г. в « 10 » часов на заседании специализированного совета Д064.06.01 при Воронежской государственной лесотехнической академии (394613. г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8, ВГЛТА).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии. Автореферат разослан« » 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, д.т.н., академик РАЕН и ЖКА РФ, заслуженный работник высшей школы,

профессор Л £ *"" Курьянов В.К.

/уз^г. & о

/7200. /,

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время обший объем лесозаготовок в Республике Карелия приблизился к объему расчетной лесосеки и наметился дефицит древесины, поэтому основным направлением развития лесозаготовительной промышленности будет являться переход к ведению лесного хозяйства по принципу неистощимого лесопользования, улучшение качественного состава лесов на основе строгого соблюдения экологических требований. Это возможно путем широкого внедрения рубок ухода .

До настоящего времени распространение рубок ухода в нашей стране сдерживается низким уровнем машинизации. Применяются тяжелые машины, созданные для сплошнолесосечной технологии, которые наносят существенный вред оставляемому на доращивание древостою, почве и тем самым существенно снижают эффективность рубок промежуточного пользования. Поэтому в последнее время все шире внедряется сортиментная технология, повышающая производительность, качество разработки лесосек, сохранность оставляемых на них деревьев. Современный уровень развития сортиментной технологии основан на применении современных систем лесозаготовительных машин, которые отвечали бы всем современным экологическим требованиям.

Существующая в настоящее время достаточно широкая номенклатура лесосечных машин (отечественных и импортных) дает свободу выбора проектных решений по компонентам системы и усложняет научно-обоснованный выбор систем машин. Исследование качества и эффективности сложной технической системы, каковой является система машин для рубок промежуточного пользования, характеризуется множеством неопределенных факторов: климатические, почвенные, рельефные. Поэтому для обеспечения высокой эффективности систем лесных машин необходимы соответствующие исследования с позиций системного подхода и использования современных информационных технологий (ГИС-технологий). Данные исследования основаны на применении имитационного моделирования технологического процесса рубок ухода. Имитационные модели дадут возможность принять оптимальное решение о подборе техники для конкретных природно-производственных условий. Это позволит адекватно описать реальные лесозаготовительные процессы при рубках ухода и обеспечивают эффективность принимаемого решения.

Цель работы. Повысить эффективность применения системы лесозаготовительных машин на рубках ухода путем оптимального выбора машин в системе с использованием ГИС-технологий.

Объекты и методы исследований. Объектами исследований являлись: системы лесозаготовительных машин состоящие из колесных харвестеров и колесных форвардеров отечественного и зарубежного производства; чистые хвойные и смешанные древостой 30,40 и 60 лет на территории Республики Карелии; рубки промежуточного пользования.

При решении исследовательских задач применялись следующие методы:

математическое моделирование; статистических испытаний; системного подхода; оптимизации; теории игр и принятия решений; статистики.

Научная новизна работы. Заключается в разработке комплексного подхода к принятию решения оптимального выбора системы машин для рубок ухода в конкретных природно-производственных условий. При этом впервые были рассмотрены следующие вопросы:

• Разработка оптимизационно - иерархических принципов имитационной модели машинизации рубок ухода, отличающихся использованием наиболее эффективного взаимодействия различных видов информации;

• Создания имитационной модели принятия оптимального решения выбора системы машин для рубок ухода (харвестер - форвардер), отличающейся применением лесохозяйственной географической информационной системы (ГИС);

• Метод моделирования лесосеки, отличающегося возможностью генерации древостоя смешанного состава;

• Метод и математическая модель повреждаемости древостоя, отличающиеся учетом и накоплением повреждений, в том числе повреждения оставляемого древостоя при валке.

Основные научные положения выносимые на защиту:

• Возможность создания процедуры принятия оптимального решения о выборе системы машин на рубках ухода, основанного на системном подходе, теории принятия решения в условиях неопределенности с использованием ГИС-технологий;

• Применение имитационного моделирования для обоснования выбора системы машин (харвестер - форвардер) для рубок ухода, основанное на векторном критерии, компонентами которого являются: повреждаемость стволовой части и корневых систем, производительность входящих в систему отдельных машин и системы в целом, металлоемкость машин, доступность деревьев к обработке и качество проведения рубок.

• Рекомендации по оптимальному подбору систем лесосечных машин для различных природно-климатических условий.

Практическая значимость работы. Реализация разработанной математической модели в виде готовой программы для ПЭВМ позволила оценить эффективность различных комбинаций машин (харвестер - форвардер) в системе лесосечных машин на рубках ухода и другие показатели качества выполнения рубок для различных природно-климатических условий. Основные положения постановки и решения задачи принятия оптимального решения по выбору системы машин для рубок ухода могут быть использованы при проведении выборочных и постепенных рубках главного пользования.

Апробация работы. Результаты исследований были представлены на международных: «Forest, environment and new technology in Northern Europe» (Петрозаводск, 1993), «Методы дистанционного зондирования и ГИС технологии для контроля и диагностики состояния окружающей среды» (Москва, 1998.), «Рациональное использование лесных ресурсов» (Йошкар-Ола, 1999), «Биологические основы изучения, освоения и охраны животного и растительно-

го мира, почвенного покрова восточной Фенноскандии» (Петрозаводск, 1999), и научно-практической: «Научно-методическое обеспечение лесного комплекса Карелии» (Петрозаводск, 1999) конференциях, на научных семинарах кафедры Тяговых машин Петрозаводского государственного университета 1995-1999 г.г.

Реализация работы. Разработанные имитационные модели процесса рубок ухода используется при обосновании систем машин для предприятий АК «Кареллеспром», а также учебном процессе Петрозаводского государственного университета.

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 9 печатных работах.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 разделов, основных выводов и рекомендаций, списка использованных источников, включающего 124 наименований, приложений. Общий объем работы 183 е., включающий 166 м.п.л., 44 рис., 21 табл.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационного исследования, сформулирована ее цель, научная новизна и научные положения, выносимые на защиту, дана краткая аннотация работы.

1. Состояние вопроса и основные задачи исследования. Приведен аналитический обзор состояния рубок ухода, технологии их проведения, механизации лесосечных работ. Обоснована необходимость оптимального подбора машин для рубок ухода с использованием имитационного моделирования на основе системного подхода и ГИС-технологий.

Показано, что с точки зрения машинизации лесосечных работ необходимо разделять системы машин для сплошных и выборочных рубок главного пользования, а также для рубок промежуточного пользования. При этом для каждой системы предъявляются конкретные экологические требования, особенно жесткие для рубок ухода.

Для рубок промежуточного пользования преобладающее распространение в мире получила современная, полностью машинизированная сортиментная технология заготовки леса, которая базируется на использовании однозахватно-го харвестера и форвардера. В настоящее время производство таких систем машин постоянно увеличивается, а их типаж расширяется. Ведутся постоянные работы по модернизации существующих и разработке новых машин и их систем, в том числе и отечественных. Все это вызывает потребность подбора систем машин для конкретных природно-производственных условий и параметров технологического оборудования к ним. Решение этой проблемы требует математического моделирования, опирающегося на ГИС-технологии, принципы системного подхода и аппарат теории принятия оптимальных решения.

К настоящему времени в отечественных и зарубежных научных и высших учебных заведениях накоплен достаточно большой опыт в использовании математических моделей. Математическое моделирование получило достаточно

широкое распространение в исследованиях, посвященных лесозаготовительным технологическим процессам, благодаря работам проведенным Андреевым D.II., Бойковым С.П. в Санкт-Петербургской лесотехнической академии, Петровским B.C., Бартеневым И.М. в Воронежской государственной лесотехнической Академии, Чайкой O.P. в Брянском технологическом институте, Захариковым B.II. и Буяновым Я.В. в МГУЛе, Сюневым B.C., Герасимовым Ю.Ю. в Петрозаводском государственном университете, Stuart W.B. в Канаде, Koger J., Randhawa S.U. в США, Axenbom А. в Швеции, Asikainen А. в Финляндии. Однако целостной модели, которая учитывает все неопределенности природно-производственных условий функционирования лесозаготовительных систем машин на основе ГИС-технологии еще не создано. На основании изложенного поставлены следующие задачи исследования:

• Построить иерархическую математическую модель рубок ухода с учетом природно-климатических условий на основе системного подхода и ГИС-тсхнологии.

• Разработать критерии качества проведения рубок ухода на основе математического аппарата многоцелевой многопараметрической оптимизации.

• Создать модель природной среды с использованием географически привязанных баз данных по лесоустройству.

• Сформулировать алгоритм принятия решения по оптимальному выбору системы машин для рубок ухода.

• Построить комплексную модель технологического процесса лесосечных работ на рубках ухода с учетом повреждаемости древостоев.

• Провести экспериментальные исследования машинизированной сорти-ментной заготовки древесины на рубках ухода с учетом повреждаемости деревьев от воздействия лесных машин.

• Разработать рекомендации по оптимальному выбору системы машин для рубок ухода в условиях Республики Карелия.

2. Имитационная модель и выбор оптимальной системы машин для рубок ухода. Сформулирована многокритериальная задача принятия решения по выбору системы машин для рубок ухода. В качестве критериев использованы:

- производительности машин (харнестера и форвардера) Kpllpxapl)i Kpnp ^pB.. Для их расчета отдельно суммируются время выполнения отдельных технологических операций обработки дерева, время движения по лесосеки, время по-грузочно-разгрузочных работ и относится для харвестера к объему обработанных деревьев, а для форвардера к объему вывезенных сортиментов;

- соответствия машин в системе по производительности Крпр.СНС1; -повреждаемость корневой системы оставляемых деревьев Крк^11Н Для его

определения фиксируется количество повреждений корневой системы при проходе базового транспортного средства над корневой системой дерева, растущего в непосредственной близости от волока;

-повреждаемость стволовой древесины Крств. с учетом накопления повреждений (от харвестера, во время валки и форвардера). Дтя расчета этого критерия

накапливается информация о количестве повреждений стволовой части деревьев при проходе захватно-срезающего устройства и базового транспортного средства вблизи ствола и при валке дерева;

-доступность намеченных в рубку деревьев Кр,(1СТ, определяется в форме вероятности того, что все намеченные в рубку деревья будут вырублены;

- соответствие грузового момента манипулятора харвестера потребностям технологического процесса Крмасслар. Для его определения накапливается информация о разности между потребным грузовым моментом для каждого вырубаемого дерева на выделе в процессе моделирования и заложенным в конструкцию максимальным нетто-моментом;

-соответствие грузового момента манипулятора форвардера потребностям технологического процесса КрмаСс.фор- Для его расчета фиксируется информация о потребном грузовом моменте для каждой погрузочно-разгрузочной операции в процессе моделирования ;

- качества выполнения требований оптимальной программы рубок Кргач. Для определения критерия находится разность между объемами вырубленных деревьев, намеченных в рубку в процессе моделирования, и запланированным объемом лесозаготовок по вырубаемой части.

Для построения поликритериев качества значения частных критериев качества приведены к безразмерному виду. Для исключения недостатков, присущих различным процедурам принятия многоцелевых решений путем свертывания целей, поликритерий качества определяется с использованием различных методов: Гермейера, равномерной оптимальности, справедливого компромисса. Схема блочно-иерархичной математической модели «Рубки ухода» представлена на рис.1.

В соответствии с разработанной на основе лесохозяйственной ГИС иерархическая модель позволяет учитывать:

вектор стратегии природы, который включает в себя следующие компоненты:

• число деревьев на пасеке Н географические координаты деревьев на лесосеке (х, у) (горизонтальная структура древостоя),

• набор характеристик отдельного дерева: ер-порода, [),, - диаметр на высоте груди, Ккорнсис- радиус корневой системы, Г)крШ1Ы - диаметр кроны, Н - высота. V- объем ствола дерева, вес дерева (вертикальная структура древостоя),

• климатические - температура воздуха и почвы, наличие и глубина снежного покрова,

• почвенно-грунтовые - рельеф местности и тип почвы.; вектор стратегии проектировщика, который включает:

• степень изреживания,

• геометрические параметры волока (географическое местоположение, ширина волока и пасеки).

• основные параметры харвестера, форвардера (габариты, вес, параметры ма-нипуляторного оборудования), технологию обработки дерева.

Верхний уровень

Средний уровень

Нижний уровень

Рис.1. Блок схема иерархической математической модели «Рубки ухода» на основе ГИС-технологии

Алгоритм принятия решений заключается в следующем.

• Генерируется множество возможных стратегий природы, то есть создаются N модельных лесосек.

• Выбирается множество стратегий проектировщика - Т систем машин.

• Составляется игровая матрица:

Модельные лесосеки

2 ...... N

и12 ...... и,к

и22 ...... и»

и-ге ...... ита

и

1

и„ и2,

иТ1

8

т

где иц - вектор критериев системы (Крпра1фвл Кр„р .ф0рВ,9 Крпр.СИСП Кркорщ Кр СТВ.5 Кр ), полученный при имитационном моде-

лировании рубок ухода настой лесосеке 1- той системой машин.

• Использую процедуру принятия многокритериальных решений путем свертывания целей, получим матрицу поликритериев системы:

Ь

и

Модельные лесосеки 1 2

1 СГЦ СГ,2

2 Сг21 Сг22

Т СГп СГт2

N Сгш Сг^

где Сг^ - поликритерий качества ¡-той системы машин на .¡-той лесосеке в скалярной форме.

• Используя методологию теории игр и статистических решений, проводим окончательный выбор оптимальной системы машин для рубок ухода для конкретного древостоя.

Алгоритм позволяет решать задачи обоснования рациональных технологий и систем машин как из уже существующего парка машин (уровень технолога-лесозаготовителя), так и проектируемых (уровень конструктора-технолога предприятия отрасли).

Имитационная модель "Рубки ухода" реализована в виде программного обеспечения ПЭВМ на языка МарВаБЮ.

3. Экспериментальная проверка применимости разработанных имитационных моделей. Для практической реализации разработанных имитационных моделей возникает необходимость в проведении ряда экспериментальных исследований. Целью экспериментов являлась проверка адекватности разработанных имитационных моделей принятия решений по применению системы машин (харвестер - форвардер) на рубках ухода.

С этой целью был проведен натурный эксперимент, методика которого включает следующую последовательность действий:

• Подбор лесных участков для проведения на них рубок ухода.

• Проведение их инвентаризации с оформлением соответствующей документации и согласованием вида проводимой рубки.

• Клеймение деревьев, подлежащих вырубке.

• Проведение разметки технологических коридоров (волоков).

• По результатам инвентаризации при наличии компьютерных (ГИС) карт обработка информации о характеристиках древостоя, почве, рельефе и климатических данных территории. Составление соответствующих банков данных.

• Осуществление замеров производительности машин для расчета соответствующих показателей.

• После окончания рубки проведение повторной инвентаризации лесного участка. Сбор данных для определения критериев эффективности функционирования системы машин.

• Определение объема репрезентативной выборки результатов машинного эксперимента и проверка на адекватность разработанной имитационной модели проведения рубок ухода.

• Проведение компьютерного моделирования природно-производственных условий данных лесных участков и работы системы машин в аналогичных реальным условиям и расчет критериев эффективности.

• Оценка сопоставимости смоделированных на компьютере и экспериментально полученных данных.

Объектами исследований явились лесные участки на территории Учебно-производственного лесничества Петрозаводского госуниверситета (Пряжин-ский район, Республика Карелия) и частные лесные участки вблизи города Иоэнсуу (провинция Северная Карелия, Финляндия).

На участках учебно-производственного лесничества проводилась отработка предлагаемой методики с исследованием шести опытных участков, освоенных по различным технологическим схемам.

Рубки проводились в сосновых 60-летних древостоях, смешанных (ель-сосна) древостоях 60 летнего возраста и в еловых с примесью березы древостоях 40 и 60 лет.

Все исследования выполнялись в сотрудничестве с представителями финских исследовательских организаций.

Другой эксперимент проводился в еловом лесу (60 лет) на базе университета г. Иоенсуу. Данный участок представляет собой ельник-черничник состава 10Е, 3 класса бонитета, расположенный в нижней части северного склона, тип почвы - оподзоленные суглинки с оглеением, площадью 1.5 гектара

Система машин, используемая для экспериментальной рубки, представляла колесный харвестер (4x4) Timberjack-870, оснащенный харвестерной головкой TJ 746В, и колесный форвардер (8x8) Timberjack-810B.

Рубка производилась в ноябре 1998 года с последующей весенней инвентаризацией.

Сбор данных производится с помощью портативной компьютерной системы PSION и с использованием полевых карточек. PSION вычисляет основные показатели автоматически сразу в лесу. Данные, полученные с использованием полевых карточек, сначала вводятся в компьютер, а затем обрабатываются с помощью электронных таблиц Excel.

Инвентаризация лесных участков, пройденных рубкой, основывалась на методе исследования пробных площадей. Пробные площади представляют собой участки леса, ограниченные на местности окружностью радиусом 5,64 метра (рис.2). Эти площади охватывают всю территорию, подлежащую инвентаризации. Для исследования магистрального волока назначались дополнительные инвентаризационные линии.

Экспериментальные исследования показали, что повреждаемость стволов деревьев составляет 4%, при проведении рубок ухода в чистых еловых насаждениях системой машин Timberjack-870 + Timberjack-810B, а корневой системы 5%.

Рис. 2. Пробная площадь Оставляемый древостой является причиной недоступности 25% деревьев из намеченных в рубку и находящихся в пределах вылета манипулятора. Программа моделирования природной среды (лесосеки) позволяет создавать ГИС-модель древостоя адекватную экспериментальному участку и наибольшие отклонения от реальных значений отмечены в общем запасе древесины на участке (-8%) и средней высоте древостоя (+5%). Отклонение количества деревьев назначенных в рубку в результате работы имитационной модели от экспериментальной составляет -5%, что позволяет говорить об адекватности модели. Модель процесса работы харвестера и форвардера при проведении рубок позволяет получить результаты, сопоставимые с данными, полученными в ходе эксперимента. Максимальные отклонения +10% от экспериментальных величин соответствуют критерию повреждаемости корневых систем. Это объясняется тем. что в модели вероятность повреждения корневых систем описывается редакцией роста, т.е. учитывает механические повреждения, уплотнение почвы и сдавливание корней, а в экспериментальных исследованиях учитывались только открытые, видимые повреждения (при колееобразовании) и не учитывались повреждение корней в результате сдавливания корней и уплотнения почвы. В целом имитационная модель адекватно описывает процесс проведения рубок ухода и может быть использована для выбора оптимальных систем машин на лесосырьевых участков с различным строением древостоев.

4. Обоснования выбора системы лесосечных машин для рубок ухода на примере опытного лесничества Петрозаводского университета. С применением разработанных имитационных моделей был выполнен оптимальный выбор систем машин для проведения рубок ухода на лесосырьевых участках территории учебно-опытного лесничества Петрозаводского госуниверситета (площадь около 2500 га, 11 кварталов Пряжинского лесничества) (рис.2).

Рис.2. Карта лесохозяйетвенной ГИС

На основе сравнительного анализа, из существующих в настоящее время лесосечных машин (харвестер. форвардср) для проведения рубок ухода, рекомендованы наиболее подходящие системы машин:

• Харвестер Тш1Ьег]аск-870 и форвардер ТшгЬе1]аск-810В;

• Харвсстср Ьо§5е1-506Н и форвардср Ьо£.8с1-504Г;

• Харвестер Nokka-6WD и форвардер Иокка-24\ТО;

• Харвестер ЛП-62 и форвардср ЛТ-189М.

Выбор оптимальной системы машин выполнен дая различных по составу древостоев на основе анализа значений поликритериев, определенных методом равномерной оптимальности, Гермейера и справедливого компромисса (рис.3), а также в спорных случаях по частным критериям (рис.4).

Нигаафигерн! (метод риикмерюн атг.ылъихтн)

"П-$70 +Т- СИОбВНЗ- Мс**а- ЛК2+ЛГ-810В ЯМИ 189М

24ЛТО

Полньригерим (метод справеяивого комгфамжса)

0.000016 т -......-

•П-870+ТЗ- 1£-50йМ£ №кЬ- ЛШ + ЛТ-244©

систг—.шаин

Нгаъро'срм (мтод ГаЪякр^

и-ЯО+Ц- 1^503 МЗ- ЫсНа- ЛК2+ЛГ-И® 5ИР 189М

сисгаыыгаж

Рис. 3. Поликритери для 60-летнего елового древостоя

6Е1СЗБ бОлег

Рис. 4. Частные критерии для 60-летнего елового древостоя

Определено, что наиболее подходящими для машинизации рубок ухода в различных по составу и возрасту древостоях являются системы машин представленные в таблице 1.

Таблица 1

Подходящие системы машин для проведения рубок ухода

Доминирующая порода в составе древостоя Возраст древостоев для проведения рубок ухода

30 лет 60 лет

Ель "ПтЬег]аск-870 + ТтЬефск-БЮВ ЛП-62 + ЛТ-189М

Сосна 1^е1-506Н + 1х^е1-504Р ЛП-62 + ЛТ-189М

Смешанные Ель + Сосна ЛП-62 + ЛТ-189М ЛП-62+ ЛТ-189М

Береза Мокка-6\\Т) + Ыокка-24\\Т> ЛП-62 + ЛТ-189М

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Интенсификация рубок промежуточного пользования в настоящее время является одним из путей перехода к ведению лесного хозяйства по принципу

неистощимого лесопользования. Распространение рубок ухода за лесом сдерживается низким уровнем машинизации.

2. С увеличением объемов рубок промежуточного пользования, а также ужесточением современных экологических требований наметилась тенденция более широкого распространения сортиментной технологии на более высоком, полностью машинизированном уровне с использованием однозахватных харвестеров и форвардеров.

3. Существующая в настоящее время достаточно широкая номенклатура лесосечных машин (отечественных и импортных) дает свободу выбора проектных решений по компонентам системы, что усложняет научно-обоснованный выбор машин для тех или иных условий функционирования. Обоснование выбора технического решения с позиций системного подхода и использования современных информационных технологий (ГИС-технологий) позволяет обеспечивать высокую эффективность в условиях планируемого применения, а реализованные на этих принципах имитационные модели дают возможность принять решение о подборе техники для конкретных природно-производственных условий.

4. Процедура процесса автоматизированного принятия решения по подбору системы машин должна быть построена на основе взаимодействующей трех уровневой иерархической структуры, включающей в качестве уровней следующие имитационные модели:

• на первом (верхнем) уровне модель природной среды функционирования;

• на втором (среднем) уровне модель технологических решений проведения рубок ухода;

• на третьем (нижнем) уровне модель функционирования системы машин.

5. Моделирование природной среды функционирования целесообразно свести к адаптации существующих алгоритмов генерации ряда таксационных, климатических, грунтовых и рельефных характеристик лесосеки на ПЭВМ для соответствующего лесосырьевого района на основе использования ГИС-технологий. Наиболее целесообразно представить сгенерированную структуру древостоя в виде лесохозяйственной географической информационной системы лесосеки.

6. Модель технологических решений проведения рубок ухода включает прокладку волоков (расположение волока, выбор ширины волок и пасеки, процента изреживания) и базируется на привлечении информации от вышележащего уровня (модельной лесосеки). Целесообразно, чтобы органом управления на данном уровне являлось лицо принимающее решение, и выбор оптимального решения на этом этапе был основан на его инженерных знаниях и опыте.

7. Модель функционирования системы машин рекомендуется строить в многоцелевой постановке задачи - обеспечение проведения в условиях природно-производсгвенной неопределенности механизированной рубки ухода с одновременным обеспечением максимальной производительности каждой машины и системы в целом, минимальной повреждаемостью оставляемого древостоя, максимальной доступностью деревьев в рубку, минимальной металлоемкостью

машин, входящих в систему и максимальным качеством выполнения программы рубки. Оптимальное решение по выбору системы машин принимается на основе свертывания частных критериев качества в поликритерий. Это целесообразно выполнять несколькими методами: методом Гермейера, равномерной оптимальности и методом справедливого компромисса.

8. В результате проведения натурных экспериментов было определено, что при проведении рубок ухода в чистых еловых насаждениях системой машин 'ПтЬег]аск-870 + "ПтЬе^аск-ЯЮВ повреждаемость стволов деревьев составляет 4 %, корневой системы 5 %. Производительность харвестера Т1тЬег]аск-870 составляет 5,7 м3/час, форвардера ПтЬег]аск-810В - 9,9 м7час. Из намеченных в рубку 25 % деревьев, находящихся в пределах вылета манипулятора недоступны для обработки харвестером из-за оставляемого древостоя.

9. Результатами сравнительного анализа натурного и компьютерного экспериментов подтверждено, что имитационная модель адекватно описывает процесс проведения рубок ухода и может быть использована для выбора оптимальных систем машин на лесосыръевых участков с различным строением древо-стоев.

10. Результаты имитационного моделирования работы ряда систем машин в различных по составу древостоях показали, что целесообразно применение отечественных харвестера ЛП-62 и форвардера ЛТ-189М на рубках ухода во всех древостоях 60-летнего возраста и 30-летних при равном соотношении ели и сосны. Для проведения рубок в 30-летних древостоях рекомендуется применять системы машин: при доминировании ели ПтЬецаск-870+ ПтЬег|аск-810В, при доминировании сосны 1х^5е1-506Н+1л^5е1-504Р, при доминировании березы Ыокка6\\Т>Кокка-24\УО.

11. Система машин харвестер ЛП-62 и форвардер ЛТ-189М является наиболее подходящей для машинизации рубок ухода в древостоях имеющих 400-700 стволов на гектаре. В более 'загущенных древостоев (свыше 1000 стволов на гектаре) большая масса и ширина машин ведет к росту повреждений корневых систем, оставляемых деревьев в среднем на 3% и стволов на 3.5%. особенно в еловых насаждениях (5.1% и 4.2%), поэтому применение этой системы машин ограничено.

12. У форвардера ЛТ-189М отмечается недоиспользование грузового момента манипулятора во всех типах древостоев. Целесообразно увеличение сечения грейферного захвата или установка манипулятора с меньшим грузовым моментом. Уменьшение грузового момента манипулятора до 35кНм приведет к увеличению использования грузового момента манипулятора на 12-13% в зависимости от состава древостоя и снизит металлоемкость манипулятора на 16% без снижения производительности.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах: 1. Кильпеляйнен С.А.. Мазуркевич М.А.. Серебрянский Н.И., Белый Е.К. Микрокомпьютерная программа для анализа надежности и эффективности лесозаготовительных систем машин // Сб. международной. Конференции «Лес, ок-

ружающая Среда и новые технологии в Северной Европе» Йоэнсуу: Факультет лесных наук университета Йоэнсуу. Известия науки (17) 1993. - 455с.

2. Герасимов Ю.Ю., Кильпеляйнен С.А., Давыдков Г.А., Соколов А.П. К вопросу применения геоинформационных систем для контроля и управления рациональным использованием лесных ресурсов // Сб. 4-ой международной научной конференции «Методы дистанционного зондирования и ГИС-технологии для контроля и диагностики состояния окружающей среды» Тезисы докладов. Москва- Изд-во МГУГК. 1998.46с.

3. Герасимов Ю.Ю., Костюкевич В.М., Кильпеляйнен С.А., Давыдков Г.А., Соколов А. П. Лесные географические информационные системы // Методические указания для студентов лесоинженерного факультета Петрозаводск. Изд-во ПетрГУ, 1998. 58с.

4. Кильпеляйнен С.А. Повреждаемость древостоев манипуляторным оборудованием// Сб. научно-практической конференции "Научно-методическое обеспечение лесного комплекса Карелии" Тезисы докладов. Петрозаводск: Издательство ПетрГУ 1999.

5. Кильпеляйнен С.А., Сюнев B.C. Обоснование выбора экспериментальных лесных участков для сравнительных исследований лесозаготовительных процессов на базе ГИС-технологий// Сб. научно-практической конференции "Научно-методическое обеспечение лесного комплекса Карелии" Тезисы докладов. Петрозаводск: Издательство ПетрГУ. 1999.

6. Герасимов Ю.Ю., Кильпеляйнен С.А., Гершеев A.C., Давыдков Г.А., Соколов А.П. Геоинформационные технологии в лесном комплексе Республики Карелия // Сб. международной. Конференции «Рациональное использование лесных ресурсов» Йошкар-Ола. Издательство МарГУ. 1999. 270-271 с.

7. Герасимов Ю.Ю., Кильпеляйнен С.А., Сюнев B.C. Имитационное моделирование и экологическая оптимизация техпроцесса и машин для рубок ухода за лесом на основе ГИС-технологий.//Сб. международной конференции и выездной научной сессии отделения Общей Биологии РАН «Биологические основы изучения, освоения и охраны животного и растительного мира, почвенного покрова Восточной Фенноскандии» Тезисы докладов. Петрозаводск. Институт биологии Карельского научного центра РАН. 1999.183-184 с.

8. Кильпеляйнен С.А., Сюнев B.C. Обоснование выбора систем машин для рубок ухода на основе имитационного моделирования. Петрозаводский гос.ун-т Петрозаводск, 1999. 21 е., ил., библиогр.2 назв. Деп. в ВИНИТИ 24.11.99. № 3480-В99.

9. Кильпеляйнен С.А., Сюнев B.C. Экспериментальная оценка адекватности имитационных моделей рубок ухода. Петрозаводский гос.ун-т Петрозаводск, 1999. 22 е., ил., библиогр.2 назв. Деп. в ВИНИТИ 24.11.99. № 3481-В99.

Просим Ваши отзывы по автореферату в двух экземплярах с заверенными подписями направлять по адресу: 394613, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8, ВГЛТА, Ученому секретарю. Факс: 0732539461

Кильпеляйнен Сергей Адольфович

ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА СИСТЕМЫ ЛЕСОСЕЧНЫХ МАШИН ДЛЯ РУБОК УХОДА НА ОСНОВЕ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ

Автореферат

JIP № 040110 от 10.11.96 Гигиенический сертификат № 10.КЦ.34.953.03.П.00136.03.99 от 05.03.99 г. Подписано в печать 21.04.2000 Формат 60x841/16 Бумага офсетная. Печать офсетная. 1 уч.-изд.л.б усл.кр.-отт. Тираж 100 экз. Изд№ 108

Издательство Петрозаводского государственного университета 185640, Петрозаводск, пр. Ленина, 33

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Перспективы развития и подходящие технологии рубок ухода

1.2 Основные проблемы машинизации лесосечных работ.

1.3 Проблемы повреждаемости древостоев лесной техникой.

1.4 Математические основы имитационного моделирования рубок ухода.

1.5 Системный подход и ГИС-технологии в построении математических моделей.

1.6 Основные задачи исследования.

2. ИМИТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ И ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ МАШИН ДЛЯ РУБОК УХОДА

2.1 Имитационная модель рубок ухода на основе ГИС-технологий

2.2. Модельная лесосека.

2.3. Прокладка волоков и назначение деревьев в рубку.

2.4. Имитационное моделирование работы системы лесных машин на рубках ухода.

2.5. Алгоритм принятия решения по оптимальному выбору системы машин для рубок ухода.

2.6 Выводы.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ПРИМЕНИМОСТИ

РАЗРАБОТАННЫХ ИМИТАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ.

3.1. Цель и задачи исследований.

3.2. Характеристика объектов исследования.

3.3. Методика проведения исследований состояния лесного участка.

3.4. Методика оценки результатов.

3.5. Результаты экспериментальных исследований.

3.6. Компьютерное моделирование природно-производственных условий натурного эксперимента.

3.7. Организация и результаты компьютерного эксперимента.

3.8. Сопоставимость данных натурного и компьютерного эксперимента

3.9. Выводы.

4. ОБОСНОВАНИЯ ВЫБОРА СИСТЕМЫ ЛЕСОСЕЧНЫХ

МАШИН ДЛЯ РУБОК УХОДА НА ПРИМЕРЕ ОПЫТНОГО

ЛЕСНИЧЕСТВА ПЕТРОЗАВОДСКОГО УНИВЕРСИТЕТА.

4.1. Создание лесохозяйственной ГИС для лесосырьевого участка.

4.2. Выбор лесосырьевых участков по таксационным описаниям и почвенно-рельефным характеристикам.

4.3. Выбор лесосечных маши для проведения рубок ухода.

4.4. Анализ работы систем лесосечных маши на рубках ухода.

4.5 Выводы.

Актуальность темы. В настоящее время общий объем лесозаготовок в Республике Карелия приблизился к объему расчетной лесосеки и наметился дефицит древесины, поэтому основным направлением развития лесозаготовительной промышленности будет являться полное и рациональное использование древесины. Это возможно осуществить путем перехода к ведению лесного хозяйства по принципу неистощимого лесопользования, внедрения промышленных методов лесовыращивания, улучшение качественного состава лесов, строгого соблюдения экологических требований. Одно из таких направлений - это широкое внедрение рубок ухода за лесом.

До настоящего времени распространение рубок ухода в нашей стране сдерживалось низким уровнем машинизации. Более того, ввиду хлыстовой технологии применяются тяжелые машины высокой производительности, которые наносят существенный вред оставляемому на доращивание древостою, почве и тем самым существенно снижают эффективность рубок промежуточного пользования. Поэтому в последнее время все шире внедряется сорти-ментная технология, что связано с повышением качества разработки лесосек и сохранностью оставляемых на них деревьев. Решение этих задач немыслимо без применения современных систем лесозаготовительных машин, которые отвечали бы всем современным экологическим требованиям. Существующая в настоящее время достаточно широкая номенклатура лесосечных машин (отечественных и импортных) дает свободу выбора проектных решений по компонентам системы, что усложняет научно-обоснованный выбор машин для тех или иных условий функционирования. Однако обоснование выбора технического решения с позиций системного подхода и использования современных информационных технологий (ГИС-технологий) позволяет обеспечивать высокую эффективность применения, а реализованные на этих принципах имитационные модели дадут возможность принять оптимальное решение о подборе техники для конкретных природно-производственных условий.

Исследование качества и эффективности сложной технической системы, каковой является система машин для рубок промежуточного пользования, характеризуется множеством неопределенных факторов: климатические, почвенные, рельефные. Поэтому для обеспечения высокой эффективности систем лесных машин необходимы соответствующие исследования по целесообразности включения этих факторов в модели, на основании которых принимается решение. Это позволит адекватно описать реальные лесозаготовительные процессы при рубках ухода.

Цель работы. Повысить эффективность применения системы лесозаготовительных машин на рубках ухода путем оптимального выбора машин в системе с использованием ГИС-технологий.

Объекты и методы исследований. Объектами исследований являлись: системы лесозаготовительных машин состоящие из колесных харвестеров и колесных форвардеров отечественного и зарубежного производства; чистые хвойные и смешанные древостой 40 и 60 лет на территории Республики Карелии; рубки промежуточного пользования.

При решении исследовательских задач применялись следующие методы: математическое моделирование; статистических испытаний; системного подхода; оптимизации; теории игр и принятия решений; статистики.

Научная новизна работы. Заключается в разработке комплексного подхода к принятию решения оптимального выбора системы машин для рубок ухода в конкретных природно-производственных условий. При этом впервые были рассмотрены следующие вопросы:

• Разработка оптимизационно - иерархических принципов имитационной модели машинизации рубок ухода, отличающихся использованием наиболее эффективного взоимодействия различных видов информации;

• Создания имитационной модели принятия оптимального решения выбора системы машин для рубок ухода (харвестер-форвардер), отличающейся применением лесохозяйственной географической информационной системы (ГИС);

• Метод моделирования лесосеки, отличающегося возможностью генерации древостоя смешанного состава;

• Метод и математическая модель повреждаемости древостоя, отличающиеся учетом и накоплением повреждений, в том числе повреждения оставляемого древостоя при валке.

Основные научные положения выносимые на защиту:

• Возможность создания процедуры принятия оптимального решения о выборе системы машин на рубках ухода, основанного на системном подходе, теории принятия решения в условиях неопределенности с использованием ГИС-технологий;

• Применение имитационного моделирования для обоснования выбора системы машин (харвестер-форвардер) для рубок ухода, основанное на векторном критерии, компонентами которого являются: повреждаемость стволовой части и корневых систем, производительность входящих в систему отдельных машин и системы в целом, металлоемкость машин, доступность деревьев к обработке и качество проведения рубок.

• Рекомендации по оптимальному подбору систем лесосечных машин для различных природно-климатических условий.

Практическая значимость работы. Реализация разработанной математической модели в виде готовой программы для ПЭВМ позволила оценить эффективность различных комбинаций машин (харвестер-форвардер) в системе лесосечных машин на рубках ухода и другие показатели качества выполнения рубок для различных природно-климатических условий. Основные положения постановки и решения задачи принятия оптимального решения выбора системы машин для рубок ухода могут быть использованы при проведении выборочных и постепенных рубках главного пользования.

Апробация работы. Результаты исследований были представлены на международных: «Forest, environment and new technology in Northern Europe» (Петрозаводск, 1993), «Методы дистанционного зондирования и ГИС технологии для контроля и диагностики состояния окружающей среды» (Москва, 1998.), «Рациональное использование лесных ресурсов» (Йошкар-Ола, 1999), «Биологические основы изучения, освоения и охраны животного и растительного мира, почвенного покрова восточной Фенноскандии» (Петрозаводск, 1999), и научно-практической: «Научно-методическое обеспечение лесного комплекса Карелии» (Петрозаводск, 1999) конференциях, на научных семинарах кафедры Тяговых машин Петрозаводского государственного университета 1995-1999 г.г.

Реализация работы. Разработанные имитационные модели процесса рубок ухода используется при обосновании систем машин для предприятий АК «Кареллеспром», а также учебном процессе ПетрГУ.

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 9 печатных работах.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 разделов, основных выводов и рекомендаций, списка использованных источников, включающего 124 наименований, приложений. Общий объем работы 183 е., включающий 166 м.п.л., 44 рис., 21 табл.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Интенсификация рубок промежуточного пользования в настоящее время является одним из путей перехода к ведению лесного хозяйства по принципу неистощимого лесопользования. Распространение рубок ухода за лесом сдерживается низким уровнем машинизации.

2. С увеличением объемов рубок промежуточного пользования, а также ужесточением современных экологических требований наметилась тенденция более широкого распространения сортиментной технологии на более высоком полностью машинизированном уровне с использованием од-нозахватных харвестеров и форвардеров.

3. Существующая в настоящее время достаточно большая номенклатура лесосечных машин (отечественных и импортных) дает свободу выбора проектных решений по компонентам системы, что усложняет научно-обоснованный выбор машин для тех или иных условий функционирования. Обоснование выбора технического решения с позиций системного подхода и использования современных информационных технологий (ГИС-технологий) позволяет обеспечивать высокую эффективность в условиях планируемого применения, а реализованные на этих принципах имитационные модели дают возможность принять решение о подборе техники для конкретных природно-производственных условий.

4. Процедура процесса автоматизированного принятия решения по подбору системы машин должна быть построена на основе взаимодействующей трех уровневой иерархической структуры, включающей в качестве уровней следующие имитационные модели:

• на первом (верхнем) уровне модель природной среды функционирования;

• на втором (среднем) уровне модель технологии лесоразработок;

• на третьем (нижнем) уровне модель функционирования системы машин.

5. Моделирование природной среды функционирования целесообразно свести к адаптации существующих алгоритмов генерации ряда таксационных, климатических, грунтовых и рельефных характеристик лесосеки на ПЭВМ для соответствующего лесосырьевого района на основе использования ГИС-технологий. Наиболее целесообразно представить сгенерированную структуру древостоя в виде лесохозяйственной географической информационной системы лесосеки.

6. Модель технологии лесоразработок включает выбор технологий проведения рубок ухода - прокладка волоков (расположение волока, выбор ширины волок и пасеки, процента изреживания) и базируется на привлечении информации от вышележащего уровня (модельной лесосеки). Целесообразно, чтобы органом управления на данном уровне являлось лицо принимающее решение и выбор оптимального решения на этом этапе был основан на его инженерных знаниях и опыте.

7. Модель функционирования системы машин рекомендуется строить в многоцелевой постановке задачи - обеспечение проведения в условиях природно-производственной неопределенности механизированной рубки ухода с одновременным обеспечением максимальной производительности каждой машины и системы в целом , минимальной повреждаемостью оставляемого древостоя, максимальной доступностью деревьев в рубку, минимальной металлоемкостью машин, входящих в систему и максимальным качеством выполнения программы рубки. Оптимальное решение по выбору системы машин принимается на основе свертывания частных критериев качества в поликритерий. Это целесообразно выполнять несколькими различными методами: методом Гермейера и методом справедливого компромисса.

8. В результате проведения натурных экспериментов было определено, что при проведении рубок ухода в чистых еловых насаждениях системой машин ТнпЬег]аск-870 + ТкпЬег]аск-810В повреждаемость стволов деревьев составляет 4 %, корневой системы 5 %. Производительность харве-стера ТппЬег]аск-870 составляет 5,7 м3/час, форвардера ТнпЬег]аск-810В л

9,9 м /час. Из намеченных в рубку 25 % деревьев, находящихся в пределах вылета манипулятора недоступны для обработки харвестером из-за оставляемого древостоя.

9. Результатами сравнительного анализа натурного и компьютерного экспериментов подтверждено, что имитационная модель адекватно описывает процесс проведения рубок ухода и может быть использована для выбора оптимальных систем машин на лесосырьевых участков с различным строением древостоев.

Ю.Результаты имитационного моделирования работы ряда систем машин в различных по составу древостоях показали, что целесообразно применение отечественных харвестера ЛП-62 и форвардера ЛТ-189М на рубках ухода во всех древостоях 60-летнего возраста и 30-летних при равном соотношении ели и сосны. Для проведения рубок в 30-летних древостоях рекомендуется применять системы машин: при доминировании ели Т1т-Ьецаск-870+ ТипЬег]аск-810В, при доминировании сосны Ьо§зе1> 506Н+Ьо§зе1-504Р, при доминировании березы Nokka6WD+Nokka-24WD. 11. Системы машин харвестер ЛП-62 и форвард ер ЛТ-189М является наиболее подходящей для машинизации рубок ухода в древостоях имеющих 400-700 стволов на гектаре. Для более загущенных древостоев (свыше 1000 стволов на гектаре) большая масса и ширина машин ведет к росту повреждений корневых систем, оставляемых деревьев в среднем на 3% и стволов на 3.5%, особенно в еловых насаждениях (5.1% и 4.2%). У форвардера ЛТ-189М отмечается недоиспользование грузового момента манипулятора во всех типах древостоев. Целесообразно,

1. Аксенов П.П. Макарова Н.С. и др. Технология пиломатериалов. -М.: Лесная пром-сть. 1976, 480 с.

2. Андреев В.Н., Гусейнов Э.М. Оценка эффективности лесных и деревообрабатывающих машин на основе теории дискретных марковских цепей// Машины и инструменты деревообрабатывающих производств. Вып.7 Межвуз.сб.научн.тр. Л.: ЛТА, 1980.

3. Андреев В.Н., Гусейнов Э.М. Выбор и обоснование критериев и показателей эффективности при оптимальном проектировании лесных машин. В кн.: Машины и орудия для механизации лесозаготовок и лесного хозяйства/ Межвуз.сб.научн.тр. - Л.: ЛТА, 1981. С. 12-15.

4. Андреев В.Н., Гусейнов Э.М. Оценка эффективности функционирования лесных машин на основе марковских цепей // Эксплуатация лесовозного подвижного состава: Межвуз.сб.науч.тр. / УЛТИ. Свердловск, 1987.

5. Андреев В.Н., Герасимов Ю.Ю. Принятие оптимальных решений: теория и применение в лесном комплексе. Иоэнсуу: Издательство университета Йоэнсуу, 1999. 200 с.

6. Аникин Н.И. и др. Анализ препятствий трелевочного волока, воздействующих на колесную трелевочно-транспортную систему./ Тр. ЦНИИМЭ "Исследование лесопромышленных тракторов". Химки, 1982. С.60-67.

7. Антонов A.B., Мошонкин Н.П. Лесозаготовки: перспективы развития эффективных технологий //Лесная пром-сть, 1994. №3. - С.7-8.

8. Антрощенко O.A. Система моделирования строения древостоев по диаметру // Изв. Вузов, Лесной журнал, 1989, № 2, с.3-7.

9. Анучин Н.П. Лесная таксация. М.: Лесн. пром-сть, 1971. -531с.

10. Атрохин В.Г., Иевинь И.К. Рубки ухода и промежуточное использование. -М.: Агропромиздат, 1985. -255с.

11. Баранов Н.И. К вопросу об исследовании взаимосвязи между кронами деревьев и таксационными признаками древостоев. Сб.трудов Центрального научно-исследовательского института лесного хозяйства. Л., Гослестехиздат, 1941.

12. Барановский В.А. Некрасов P.M. Системы машин для лесозаготовок. -М.: Лесн. пром-сть, 1977.- 245.

13. Баранцев A.C. Лесоводственно -экологическая оценка отечественной и финской техники и технологии при реконструкции лиственных насаждений// Лесное хозяйство. 1997. № 2. С. 21-23.

14. Безбородова Г. Б., Глушко В.Г. Моделирование движения автомобиля. -Киев: Вища школа, 1978. -168 с.

15. Белов С.В. Дмитриев И.Д. Колосова А.Е. Аэрофотосъемка и авиация в лесном хозяйстве. Л., ВЗЛТИ, 1962.

16. Белоновский И. Г. Об исследовании древесного ствола./Лесной журнал, 1917. -№ 1. -7с.

17. Белоусов H.A. Исследования движения лесозаготовительных машин по снежному покрову //Автоматизация и комплексная механизация процессов лесопромышленных предприятий / Тр. МЛТИ. Вып. 26. -М.: МЛТИ, 1980. С.29-34.

18. Бессудников Б.Ф. Бит Ю.А. Материалы к технологическим расчетам -JL: ЛТА 1981.-60с.

19. Бойков С.П., Сотонин С.Н. Исследование эффективности валочно-пакетирующих машин на несплошных рубках методами имитационного моделирования // Лесосечные, лесоскладские работы и транспорт леса / Межвузов, сб. науч. трудов, Л.: ЛТА, 1989. С. 12-16.

20. Бредберг К.Й. Разработка машин для рубок ухода, наносящих наименьший ущерб насаждениям / Проблемы рубок ухода. М.: 1987.

21. Брейтер B.C. Статистическое моделирование эксплуатационных параметров деревьев в различных районах страны // Перспективная технология и организация лесозаготовительного производства. -М.: ЦНИИМЭ, 1977. с. 36-49.

22. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. М.: Наука, 1978.400с.

23. Валяев В.Н. Выборочные и сплошнолесосечные рубки в Карелии (Сравнительная продуктивность хозяйства). Петрозаводск: Карелия, 1989. 102с.

24. Герасимов Ю.Ю. Повышение качества и надежности манипуляторов лесных машин. Автореф. дис . докт. техн. наук. С-Пб.: ЛТА, 1994. 18 с.

25. Герасимов Ю.Ю., Сюнев B.C. Лесосечные машины для рубок ухода: Компьютерная система принятия решений. Петрозаводск: изд-во ПетрГУ, 1998. 236 с.

26. Герасимов Ю.Ю., Сюнев B.C. Экологическая оптимизация технологических процессов и машин для лесозаготовок. Йоэнсуу: изд-во университета Йоэнсуу, 1998. - 178 с.

27. Грабарник П.Я., Комаров A.C. Статистический анализ пространственных структур: методы, использующие расстояние между точками. Пущино, 1980, 48 с.

28. Грабовский А.Г. Повышение эффективности трелевки леса колесными тракторами путем обоснования основных конструктивных параметров. Автореф. дис. канд. техн. наук. JI: ЛТАД992. -18 с.

29. Гуров А.Ф. Лесоводственные основы технологии рубок ухода за лесом // Проблемы рубок ухода. М., Лесная пром-сть, 1987.С. 66-72.

30. Демин К.К., Мощевикин П.Е., Шегельман И.Р. Состояние и направления развития НИОКР для лесного комплекса Карелии// Труды лесоинженерного факультета ПетрГУ. Вып.1. Петрозаводск, 1996.С.16-17.

31. Добрынин Ю.А. Исследование вертикальной динамики колесного трактора на трелевке леса в условиях рубок промежуточного лесопользования: Автореф.канд.дисс. Л., 1973.-19с.

32. Елизаров А.Ф. Экономика природопользования. Л.: ЛТА, 1993.44с.

33. Закревский П. Б. Полищук А. П. Определение момента инерции дерева и объемного веса кроны. Труды ЦНИИМЭ, т. 109. Химки, 1970.

34. Захариков В.М., Буянов Я.В. Эксплуатационная и лесохозяйственная оценка систем лесосечных машин на несплошных рубках и рубках ухода // Вопросы теории и конструирования машин лесного комплекса / Тр. МЛТИ. Вып. 247. М.: МЛТИ, 1992. С. 76-79.

35. Захаров В.К. Лесная таксация. М., 1967.

36. Кистерная З.Н., Федулов B.C. Влияние многооперационных машин и скандинавской технологии на лесные насаждения// Лесное хозяйство. 1997. № 2. С. 23-25.

37. Клепиков Н.Л. Оценка микропрофиля трелевочных волоков и лесовозных дорог в условиях рубок промежуточного пользования//Межвуз.сб.научн.тр. ЛТА.-Л., 1987.-С. 34-37.

38. Ковалев А.Г. Обоснование параметров сменного рабочего органа лесомелиоративной машины по критерию металлоемкости. Автореф.дис. канд. техн. наук. Л.: ЛТА, 1989. - 16с.

39. Кочегаров В.Г., Бит Ю.А., Меньшиков В.Н. Технология и машины лесосечных работ. М.: Лесн. пром-сть, 1990. 392 с.

40. Курицин В.Н. Особенности мерзлой древесины, .-М.: Лесн. Пром-сть, 1981.-104с.

41. Куусела К. Устойчивое лесное хозяйство в бореальных лесах// ИНФО Timberjack. 1993.с. 211-218

42. Ларионов А.И. и др. Особенности резания мерзлой древесины /.А.И. Ларионов, В.Н. Курицин, М.М. Лукашин. -М.: Лесн. Пром-сть, 1972.-52с.

43. Лейтас A.M., Иевинь И.К. О применении имитационного моделирования в исследованиях технологии рубок ухода. В кн.: Машины и орудия для механизации лесозаготовок и лесного хозяйства/ Межвуз. сб. науч. трудов.-Л.: 1986. С. 63-68.

44. Лесоводственные требования к технологическим процессам рубок ухода/ Федеральная служба лесного хозяйства России. М., 1993. 26с.

45. Лукашин М.М. О влиянии отрицательных температур древесины на процесс пиления крупнозвенным цепным аппаратом//Материалы по итогам научно-исследовательских работ /СибТИ.-1970.-С.28-34.

46. Люманов Р. Машинная валка леса. М.: Лесн. Пром-сть, 1990.-280 с.

47. Малышев B.H., Козьмин С.Ф. Имитационное моделирование технологического процесса лесовостановления // Интенсификация лесозаготовительных и лесохозяйственных производств / Межвуз. сб. научн. тр. Л.: ЛТА, 1989. - с. 78-84.

48. Марченко И.С. Рубки ухода за лесом. Брянск: БИТМ, 1985. - 85 с.

49. Маслов A.A. Количественный анализ горизонтальной структуры лесных сообществ. М.: Наука, 1990. 160 с.

50. Меньшиков В.Н. Вероятностное состояние древостоя как объекта эксплуатации // Лесосечные, лесоскладские работы и транспорт леса: Межвуз. сб. науч. трудов. -Л : ЛТА, 1985, с. 4-11.

51. Меньшиков В.Н. Основы технологии заготовки леса с сохранением и воспроизводством природной среды. Л.: ЛГУ, 1987. - 220 с.

52. Надежность и эффективность в технике: Справочник: В 10 т./Ред. Совет B.C. Авдуевский (пред.) и др.-М.: Машиностроение, 1988 /Т.З Эффективность технических систем 328 е.: ил.

53. Наставление по рубкам ухода в равнинных лесах европейской части России. М., 1994.

54. Наставление по рубкам ухода в лесах Республики Карелия/ Государственный комитет по лесу Республики Карелия. Петрозаводск, 1995. 39с.

55. Немцов В.П. Развитие машинной технологии лесозаготовок в России //Лесная пром-сть, 1993. №5-6. - С. 12-13.

56. Пациора П П., Руденко Н.Ф. Электропилы для лесозаготовок. М.-Л., Гослесбумиздат, 1958.

57. Петровский B.C. Оптимальная раскряжевка лесоматериалов. 2-е изд., перераб. И доп. -М.: Лесн. пром-сть, 1989. -288с.

58. Петровский B.C., Онгуя С.Р., Око С.К. Математические модели стволов, хлыстов, бревен в САПР учета, переработки и использования лесоматериалов.// Лесной журнал, 1996. №3 С. 43-47.

59. Полищук А.П. Эксплуатационные показатели деревьев и древостоев лесного фонда СССР. ЦНИИМЭ, Химки, 1967.

60. Полищук А.П. Валка леса. -Л.: Лесн. Пром-сть, 1972. 176 с.

61. Правила рубок главного пользования в равнинных лесах европейской части Российской Федерации. М., 1994. 32с.

62. Программа информатизации лесного хозяйства на 1998—2001 гг.// Лесное хозяйство 1998 (4) с54-56.

63. Пыжиков A.B. Новые лесозаготовительные машины Онежского тракторного завода.// Актуальные проблемы лесного комплекса Карелии: Научные труды №1. Петрозаводск: Карельская инж.академия, 1998. - 64с.

64. Рыскин Ю. Е. Исследование вопросов плавности хода лесного колесного тягача: Автореф.канд.дисс. Л., 1974.- 21с.

65. Рыскин Ю.Е. Особенности микропрофиля трелевочных волоков и их статистические характеристики//Тр.ЦНИИМЭ, Химки. - № 103. - С.148-157.

66. Рябоконь А.П. Обоснование критериев контроля за качеством рубок ухода// Лесное хозяйство, 1993, №1, с. 23-24.

67. Самолович Г.Г. Применение авиации и аэрофотосъемки в лесном хозяйстве. М-Л., Гослесбумиздат, 1953.

68. Свалов С.Н. Применение обобщенного гамма распределения для моделирования строения древостоев // Изв. Вузов, лесной журнал, 1984, № 2 с. 10-13.

69. Свалов С.Н. Применение статистических методов в лесоводстве // Лесоведение и лесоводство (итоги науки и техники). 1985, т.4.

70. Сеннов С.Н. Уход за лесом. М.: Лесная пром-сть, 1984.

71. Сеннов С.Н. Результаты длительного опыта с рубками ухода за лесом. //Российско-финский семинар по рубкам ухода. Йоэнсуу: Университет лесных наук, Известия №7. 1993. - с.5-8.

72. Советов Б. Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. М.: Высшая школа, 1985.271 с.

73. Сотонин С.Н. Обоснование возможности применения закона Пуассона в технических расчетах лесосечных работ // Депонированные научные работы, 1986, №10 (Деп. Во ВНИПИЭИлеспром, №1738-лб).

74. Софиян А.П. Мазур А.И. Вероятностный расчет высоты снежного покрова с учетом территориальной неравномерности залегания // Метеорология и гидрология. 1974. № 5. -с. 80-85.

75. Справочник по климату СССР (выпуск 3). Температуры воздуха и почвы. Влажность воздуха, атмосферные осадки и снежный покров. Л.: Гидрометеоиздат, 1965. -506 с.

76. Старостенко Д. А. Внедрение ГИС-технологий в лесное хозяйство Российской Федерации // Ежегодной обзор, ГИС Ассоциация. М. 1998; Вып. 2. С. 92—94.

77. Страхов В. В., Сысуев В. В. Перспективы использования географических информационных систем для устойчивого управления лесами России // Лесное хозяйство. 1998. № 3. С. 19-22.

78. Сухих В. И. Структура и функции геоинформационных систем непрерывного действия // Лесное хозяйство. 1996. № 5

79. Сюнев B.C. Герасимов Ю.Ю. Костюкевич В.М. Компьютерная информационная система «Харвестеры»// Труды лесоинженерного факультета ПетрГУ. Вып.1. Петрозаводск, 1996. С. 90-96.

80. Сюнев B.C. Имитационное моделирование как средство поддержания системы принятия решений в области лесных технологий и машин. ПетрГУ. Петрозаводск, 1998. 69с. / Деп. в ВИНИТИ 04.08.98. № 2509-В98.

81. Сюнев B.C. Герасимов Ю.Ю. Костюкевич В.М. Компьютерная информационная система «Форвардеры»// Труды лесоинженерного факультета ПетрГУ. Вып.2. Петрозаводск, 1999. С. 161-168.

82. Ткаченко М.Б. Закон объемов древесных стволов. М.: Сельколхозгис, 1932.

83. Трейфельд Р. Ф. Филиппов Ю. В. Геоинформационные системы в российском лесоустройстве //Лесное хозяйство 1998(2) с.43-45.

84. Третьяков Н.В., Горский П.В., Самойлович Г.Г. Справочник таксатора. М.-Л., Гослесбумиздат, 1952.

85. Тюкавин В.П., Попов Ф.П. Повышение надежности лесозаготовительной техники. -М.: Лесн. про-сть, 1978. 167с.

86. Тюрин А.В. Таксация леса. -М.: 1945,376с.

87. Уемов А. И. Логические основы метода моделирования. М.: Мысль, 1971. 311 с.

88. Урбах В.Ю. Биометрические методы. М.: Наука, 1964. 415 с.

89. Хлюстов В.К. Прогнозирование текущего прироста и оптимизация повышения продуктивности древостоев на примере сосняков и березняков Северного Казахстана. Автореф. На соиск. уч. степени докт. с.-х. наук. -С. Пб.: ЛТА, 1993.-32 с.

90. Храмцов Г.Ф. О форме хлыстов в технических расчетах машинной валки // Лесосечные, лесоскладские работы и транспорт леса: Межвуз. сб. науч. трудов. -Л: ЛТА, 1988, с. 47-51.

91. Чайка О.Р. Моделирование работы манипуляторной машины на рубках ухода в искусственных насаждениях // Лесосечные, лесоскладские работы и транспорт леса / Межвузов.сб. научн.трудов. Л.: ЛТА, 1987. С. 16-19.

92. Чайка О.Р. Моделирование работы манипуляторной машины на несплошных рубках в естественных лесах //Лесосечные, лесоскладские работы и транспорт леса / Межвуз. сб. научн. тр. -Л.:ЛТА, 1991. с. 56-60.

93. Andreev V.N. Optimum design of forest machines with the aid of Markov's chains// Forest, Environment and New Technology in Northern Europe/ University of Joensuu, Faculty of Forestry. Joensuu, 1992. № 17 .P.95-96.

94. Asikainen A. Discrete-event simulation of Mechanized wood-harvesting system// Research notes 38/ University of Joensuu, Faculty of Forestry. Joensuu, 1995. 86 p.

95. Axenbom A. A simulation model for planning of hay harvesting machinery system and management. Swedish University of Agricultural Sciences. Report 144. 1990.

96. Bredberg C. J. Review over the thinning problems/Swedish University of Agricultural Sciences. 1986. Rep. № 52. Ppl7-25.

97. Cox F. Dichtbestimmung und strukturanalyse von pflanzenpopulation mit hilfe von abstandmessungen. -Hamburg, 1971. 182 p.

98. Dahlin B. Winding strip roads // New thought about strip roads, damages and technique in thinning operations/ The Swedish University of Agricultural Sciences, 1986. Rep. 52, Pp. 33-41.

99. Drushka K., Konttinen H. Tracks in the Forest: The Evolution of Logging Machinery/ Timberjack group. Helsinki, 1997. 254p.

100. Froding A. Damages Effects in the Stand: New thoughts about strip roads, damages and technique in thinning operations/ Swedish University of Agricultural Sciences. Garpenberg, 1986. Rep. №52. P. 42-56.

101. Gerasimov Yu. Yu., Siounev V.S. Operations research: an applications into logging studies// Scandinavian Forest Economics, Umea, Sweden. №37. 1999. P.201-203.

102. Hakkila P. Procurement of timber for Finnish forest industries/ The Finnish Forest research Institute. Vantaa Research Center. Vantaa, 1995. 73p.

103. Kahala M. Kaadon ja karsinnan tyovaikeus harvennushakkuissa (Difficulty of felling and delimbing in thinnings)/ METSATEHO. Rep.№ 378. Helsinki, 1995.

104. Koger J. Analyzing timber harvesting system using STALS-3 // Forest Prod. J. 1992. V. 42 (4): 25-30.

105. Kokko P., Siren M. Harvennuspuun korjuujalki, korjuujaljen seurausvaikutukset ja niiden arviointi/ Metsantutkimuslaitoksen tiedonantoja 592. Vantaa, 1997. 70p.

106. Lars Eliasson Simulation of Thinning with a single-grip harvester. For. Sci. 1999.45(1): 26-34.

107. MapBasic (русское издание): Руководство пользователя/ Maplnfo Corporation. Troy New York, 1992 187 с.

108. Maplnfo professional (русское издание): Руководство пользователя/ Maplnfo Corporation. Troy New York, 1995 539 c.

109. Pukkala T. Effect of spatial distribution of trees on the volume increment of a young Scots pine stand. Silva Fennica 22(1): 1-17. 1988.

110. Randhawa S.U., Scott T.M., Olsen E.D. Timber harvester: a microcomputer-based system for automatic selection of timber harvesting equipment // Appl-Eng-Agric. St. Joseph, Mich.: American Society of Agricultural Engineers. Jan 1992. V. 8(1) p.121-127.

111. Santesson M. and Sjunnesson S./ Simulation model for thinning machines/ Roy. Coll. of For.,Dep. Of Oper.Effic. Res. Notes 49, 1972

112. Siren M. Stand damage in thinning operations// Folia Forestalia, 1981, vol. 474. -23p.

113. Stuard W.B. Harvesting Analysis Technique: a computer simulation system for timber harvesting. Forest products journal. 31(11), pp. 45-53.

114. Wasterlund I. Damages of ground and roots //Rep.№ 52/ Swedish University of Agricultural Sciences. Garpenberg, 1986. Pp.56-63.

115. Wasterlund I. Strength components in the forest floor restricting maximum tolerable machine forces// Journal of Terramechanics. 1989. Vol. 26.№ 2 P. 177182.

116. Wasterlund I. Damage to the ground and the stand after mechanized cleaning// Research Notes № 193/ Swedish University of Agricultural Sciences. Garpenberg, 1990.

117. Wasterlund I. Extent and causes of site damage due to forestry traffic // Scand. J.For. Res, 1992, vol. 7, pp. 137-142.166

118. Wasterlund I. Environmental aspects of machine traffic// Journal of Terramechanics. 1994. Vol. 31. №5. P.265-277.

119. Wasterlund I., Hassan A.E. Forest harvesting systems friendly to the environment// Rep. №277/ Swedish University of Agricultural Sciences. Garpenberg, 1995.