Обоснование выбора системы лесосечных машин для рубок ухода с учетом биоэнергетики тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.21.01, кандидат наук Суханов, Юрий Владимирович

• Суханов, Юрий Владимирович
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Суханов, Юрий Владимирович

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Рубки ухода и их место в системе лесоэксплуатации

1.2 Обоснование необходимости проведения рубок ухода

1.3 Технологии и машины для проведения рубок ухода с учетом биоэнергетики

1.3.1 Технологии и машины заготовки сырья для биотоплива в деревьях

1.3.2 Технологии и машины заготовки сырья для биотоплива в щепе

1.3.3 Технологии и машины заготовки сырья для биотоплива в сортиментах

1.3.4 Технологии с использованием пакетирующих машин

1.3.5 Возможности использования тракторов сельскохозяйственного назначения

1.4 Воздействие лесных машин на почву и оставляемый на доращивание древостой

1.5 Проблема оптимального выбора техники и технологий для проведения рубок ухода с учетом биоэнергетики

1.6 Обзор научных работ, посвященных рациональному выбору техники для рубок ухода

1.7 Обоснование необходимости разработки модели

1.8 Выводы и основные задачи исследования

2 ОЦЕНКА ПОТЕНЦИАЛА ЭНЕРГИИ ДРЕВЕСНОЙ БИОМАССЫ ОТ РУБОК УХОДА

2.1 Источники сырья для лесной биоэнергетики

2.2 Особенности лесного фонда Республики Карелия

2.3 Рубки ухода в Республике Карелия

2.4 Использование древесной биомассы в качестве топлива

2.5 Потенциал энергии древесной биомассы от рубок ухода

3 СТРУКТУРА СИСТЕМЫ И ПРИМЕНЯЕМЫЕ МЕТОДЫ

3.1 Основные критерии (факторы)

3.2 Методы и средства

3.3 Структура системы принятия решения

3.4 Методика расчета производительности лесных машин и производственных затрат

3.4.1 Методика расчета производственных затрат

3.4.2 Методика расчета производительности лесных машин

3.5 Методика расчета экологических факторов, характеризующих последствия применения различных технологических цепочек по производству топливной щепы

3.6 Методика расчета факторов, характеризующих качество щепы

3.7 Методика расчета социальных факторов и условий труда

РАЗРАБОТКА ИМИТАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ

4.1 Моделирование лесосеки и рабочих условий

4.1.1 Моделирование вертикальной структуры древостоя

4.1.2 Моделирование горизонтальной структуры древостоя

4.1.3 Моделирование выбора деревьев в рубку

4.1.4 Моделирование рельефа

4.1.5 Моделирование климатических условий

4.1.6 Моделирование почвенно-грунтовых условий

4.2 Проектирование имитационных моделей операций валки, пакетирования

и первичной обработки спиленных деревьев

4.2.1 Моделировании работы колесного харвестера

4.2.2 Отличия в моделировании работы харвестера на базе экскаватора

4.2.3 Отличия в моделировании работы машины, оснащенной харвестерной головкой и накопительным устройством

4.2.4 Отличия в моделировании работы машины, оснащенной валочной головкой

4.2.5 Отличия в моделировании работы машины, оснащенной валочной головкой

с накопителем

4.2.6 Имитационное моделирование работ с использованием бензомоторного инструмента

4.3 Проектирование имитационных моделей передвижения машин

4.3.1 Модель нахождения координат технологической остановки

4.3.2 Модель передвижения для машин с колесным движителем

4.3.3 Модель передвижения для машин с гусеничным движителем

4.4 Проектирование имитационных моделей операций трелевки

4.4.1 Имитационные модели работы форвардера

4.4.2 Имитационное моделирование работы харвардера

4.4.3 Имитационное моделирование работы сельскохозяйственного трактора с прицепом и манипулятором

4.4.4 Имитационное моделирование работы трактора с канатно-чокерным оборудованием

4.5 Имитационное моделирование работы мобильной рубительной машины на базе форвардера

4.6 Имитационное моделирование работы пакетирующей машины на базе форвардера

4.7 Моделирование работы передвижной рубительной машины на погрузочной площадке

4.8 Алгоритмы расчета основных факторов

4.8.1 Производительность лесных машин и затраты

4.8.2 Урон оставляемым на доращивание деревьям и лесной среде

4.8.3 Расчет изменения таксационных характеристик древостоя в течение определенного промежутка времени

4.9 Управление системой моделирования работы лесных машин и взаимодействие с другими системами

4.10 Реализация моделей в виде готовых программ

5 ПРОВЕРКА ПРИМЕНИМОСТИ РАЗРАБОТАННЫХ ИМИТАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ

5.1 Цель и задачи экспериментальной проверки

5.2 Проведение хронометражных наблюдений за техникой

5.3 Результаты обработки хронометражных данных

5.4 Организация и результаты компьютерных экспериментов

5.4.1 Сопоставимость данных хронометража и компьютерных экспериментов

5.4.2 Сравнение данных по комплексам от предприятия и компьютерных экспериментов

5.5 Применение разработанной системы для расчета эффективности цепочек лесозаготовительных машин при заготовке деловой древесины и сырья для биоэнергетики

5.6 Применение разработанной системы для расчета особенностей работы машин при проведении рубок ухода

5.7 Результаты проверки применимости разработанных моделей

6 ВЫБОР СИСТЕМЫ МАШИН ДЛЯ РУБОК УХОДА С УЧЕТОМ БИОЭНЕРГЕТИКИ

6.1 Выбор технологии заготовки древесины

6.2 Расчет себестоимости переработки древесной биомассы в топливную щепу и себестоимости транспортировки лесопродукции до потребителя

6.3 Моделирование проведения рубок ухода по сортиментной технологии

6.4 Моделирование проведения рубок ухода по технологии заготовки деревьями

6.5 Выводы и рекомендации

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

ПРИЛОЖЕНИЕ Е

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование выбора системы лесосечных машин для рубок ухода с учетом биоэнергетики»

ВВЕДЕНИЕ

Россия, имея самые большие в мире лесные ресурсы, обладает огромным потенциалом в области лесной биоэнергетики. Перспективными направлениями являются как развитие внутреннего потребления древесного биотоплива для выработки тепла и электроэнергии, так и экспорт древесного биотоплива за границу. Развитие биоэнергетики может создать новые рабочие места, улучшить экологическую обстановку, сделать удаленные лесные регионы менее зависимыми от привозных ископаемых источников энергии.

По мере развития биоэнергетики будет вставать вопрос о дополнительных источниках сырья для производства древесного топлива. Одним из таких источников сырья необходимо рассматривать древесину, получаемую при проведении рубок ухода.

В настоящее время опыт применения современных систем машин для производства древесного биотоплива из древесной биомассы от рубок ухода в России достаточно скуден.

Большой интерес представляет зарубежный опыт, прежде всего стран Скандинавии, где производство энергии из древесины уже сегодня играет существенную роль в жизни общества. Но следует принять во внимание, что отличия природно-производственных и экономических условий не позволяют использовать накопленный опыт зарубежных стран в области лесной биоэнергетики напрямую в России, без соответствующей адаптации.

Задача рационального выбора технологической цепочки и системы машин для проведения рубок ухода с производством энергетической щепы из заготовленной биомассы является сложной и многофакторной. Помочь в решении этой задачи может компьютерная система поддержки принятия решений, которая, за счет возможности моделирования различных сценариев и обработки большого массива данных, позволяет подобрать рациональное решение. Такая система помогает отбросить заведомо проигрышные варианты и выделить наиболее удачные. Варьируя исходными данными, пользователь системы может определить границы применения той или иной технологии.

Проблемы рационального выбора систем лесосечных машин для рубок ухода достаточно полно освещены в работах С.А. Черепухина, В.М. Захарикова, Н.К. Климушева, В.И. Солдатенкова, Ю. Ю. Герасимова, B.C. Сюнева, С.А. Кильпеляйнена, Г.А. Давыдкова, С.Н. Перского, Ю.А. Ширнина, О. Р. Чайки и др. В основе разработанных этими авторами систем принятия решения находятся имитационные модели работы лесосечных машин на модельных делянках и использована теория игр.

В работах И.Р. Шегельмана, Э.Ф. Герца, О.Н.Галактионова проведена научная оценка ресурсного потенциала древесной биомассы, получаемой в процессе лесозаготовок.

Эту древесную биомассу предлагается использовать в качестве сырья для котельных, работающих на древесном топливе.

В работах С.Б. Васильева, В.И. Патякина, И.Р. Шегельмана, К.В. Полежаева обоснованы параметры и методики выбора рубительных машин для производства топливной щепы из древесной биомассы.

Проведение рубок ухода нацелено на выполнение основной задачи — получение качественной деловой древесины ко времени сплошнолесосечной рубки спелого древостоя, но не менее важной задачей в настоящее время является заготовка энергетической древесины.

Однако, существующие модели и алгоритмы принятия решений по обоснованию выбора системы машин для рубок ухода, к сожалению, не позволяют учитывать сложившееся к настоящему моменту изменение технологических процессов лесозаготовок, обусловленное развитием биоэнергетики.

Целью работы является повышение эффективности проведения рубок ухода с заготовкой древесной биомассы для производства топливной щепы за счет рационального выбора системы машин и технологий с использованием компьютерной системы принятия решения.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие основные задачи:

1. Разработать алгоритм выбора систем машин для рубок ухода с учетом возможностей биоэнергетики, которые могли бы позволить, учитывая состав древостоя, природно-климатические и производственные условия, а также рельеф местности, получить максимально возможный лесохозяйственный и экономический эффект.

2. Создание программного комплекса, состоящего из модели древостоя и окружающей среды, имитационной модели проведения рубки ухода с производством топливной щепы, учитывающей повреждения деревьев и почвы, моделей расчета экономической эффективности и лесохозяйственных критериев проведения рубок с помощью альтернативных технологий и лесозаготовительных машин.

3. Разработка рекомендаций для выбора рациональной системы машин и технологии для заготовки топливной щепы от рубок ухода для типовых условий Республики Карелия.

Научная новизна:

Предложена методика, позволяющая осуществлять выбор технологических решений по организации заготовки деловой древесины и энергетической древесины для производства топливной щепы путем проведения имитационных экспериментов с помощью разработанного комплекса компьютерных программ.

Разработаны алгоритмы, позволяющие учитывать особенности работы лесосечных машин с учетом технологий заготовки энергетической древесины при рубках ухода.

Разработаны имитационные модели лесосечных машин, позволяющие проводить компьютерные эксперименты и выявлять рациональную технологию и систему машин для конкретных природно-производственных условий.

Даны практические рекомендации по выбору технологий и систем машин для типовых природно-производственных условий Республики Карелия.

Теоретическая и практическая значимость работы:

Теоретическую значимость имеют разработанные методы и модели расчета производительности лесосечных машин и объемов лесопродукции, позволяющие подобрать систему машин для проведения рубок ухода с учетом заготовки топлива для биоэнергетики.

Результаты работы позволяют проводить имитационные эксперименты над лесосечными машинами в различных природно-производственных условиях и подбирать рациональную технологию заготовки деловой и топливной древесины.

Методология и методы исследования:

Для решения поставленной задачи были использованы методы имитационного моделирования и математической статистики. В процессе решения поставленных задач и обработки результатов экспериментов применялись программный пакет Мар1п&, электронные таблицы и программное обеспечение, созданное на языках С++ и МарВаэгс.

Положения, выносимые на защиту:

1. Методика, позволяющая рационально выбрать технологию и систему лесосечных машин для заготовки деловой и топливной древесины от рубок ухода для различных природно-производственных условий.

2. Результаты имитационного моделирования по выбору технологии и лесозаготовительных машин для рубок ухода с учетом потребностей биоэнергетики, учитывающие следующие оценочные показатели: производительность системы (и машин в ней), затраты на осуществление рубок, прибыль от реализации древесины рубок ухода, качество выполнения работы и минимальный урон оставляемому на доращивание древостою.

3. Рекомендации по рациональному подбору технологий и систем лесосечных машин для типовых природно-климатических условий Республики Карелия.

Степень достоверности и апробация результатов:

Достоверность результатов работы обеспечена применением методов имитационного моделирования и математической статистики, данными экспериментальных исследований и хронометража времени выполнения операций машинами в полевых условиях, а также подтвержденной адекватностью полученных моделей за счет сходимости экспериментальных данных и данных имитационного моделирования.

Материалы работы докладывались и обсуждались на пяти конференциях и семинарах: Третья республиканская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов, докторантов «Повышение эффективности лесного комплекса Республики Карелия». ПетрГУ. Петрозаводск, 23 апреля 2012; Международная научно-техническая конференция «Наука и образование для лесопромышленного комплекса России». Московский государственный университет леса. Мытищи, 30 января - 02 февраля 2012; Международная научно-техническая конференция «Опыт лесопользования в условиях Северо-Запада РФ и Фенноскандии». ПетрГУ. Петрозаводск, 20 - 22 сентября 2011; Семинар по международному проекту «Лесозаготовки и логистика в России» (TEKES). НИИ леса Финляндии «METLA». Йоэнсуу (Финляндия). 07 - 09 декабря 2011; Семинар на базе предприятия ООО «Метсялиитто Подпорожье». В рамках международного проекта «Intensification of forest management and improvement of wood harvesting in Northwest Russia». г. Подпорожье (Ленинградская область). 30 сентября 2010; а также на научных семинарах кафедр тяговых машин и технологии и оборудования лесного комплекса Петрозаводского государственного университета.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Рубки ухода и их место в системе лесоэксплуатации

Действующий Лесной кодекс [1] разделяет по форме все рубки на сплошные (все деревья вырубают за один прием) и выборочные (вырубают часть деревьев). Но в лесном хозяйстве исторически принято делить рубки не только по форме, но и по категории учета. Различают три категории учета: главного пользования, промежуточного пользования и прочие рубки.

Задача рубок главного пользования — это получение деловой древесины. С помощью рубок главного пользования происходит промышленная заготовка древесины в спелых и перестойных насаждениях.

К рубкам промежуточного пользования относят рубки ухода за лесом. Согласно правилам ухода за лесом [2], основная задача рубок ухода — это повышение продуктивности лесов и сохранение их полезных функций, а также улучшение породного состава и повышение устойчивости лесов к разнообразным негативным воздействиям. Рубки ухода подразделяются на осветления, прочистки, прореживания и проходные рубки. Кроме того, Правила ухода за лесом предусматривают такие виды рубок как рубки обновления, переформирования и формирования ландшафта.

Осветления проводятся в раннем возрасте древостоя и направлены на улучшение породного, качественного состава насаждений и создания условий для роста главной породы. Прочистки проводятся в молодых древостоях и направлены на регулирование густоты древостоя и улучшение условий роста деревьев главной породы. Обычно осветления и прочистки объединены термином «уход за молодняками». Также эти виды рубок ухода называют «некоммерческими» [3], так как при их проведении невозможно получить деловую древесину.

Прореживания проводятся с целью создания благоприятных условий для правильного формирования стволов и крон лучших деревьев. Проходные рубки проводятся в средневозрастных древостоях с целью создания благоприятных условий для увеличения прироста лучших деревьев. Поскольку поздние прореживания и проходные рубки, наравне с важным лесохозяй-ственным значением, позволяют получать и деловую древесину, их часто называют «коммерческими рубками ухода» [4].

Конечная цель современных рубок ухода определяется целевым хозяйственным назначением лесов. В защитных лесах (преимущественно леса I и II группы по устаревшей классификации) приоритетными задачами рубок ухода являются сохранение, а, возможно, и улучшение во-

доохранных, водорегулирующих, почвозащитных, санитарно-гигиенических и рекреационных функций леса.

В эксплуатационных лесах (частично леса II группы и полностью леса III группы по устаревшей классификации) приоритетными задачами рубок ухода являются: формирование к возрасту рубки главного пользования древостоя с максимальным запасом древесины и наиболее выгодной сортиментной структурой; сокращение срока выращивания целевых сортиментов; увеличение общего размера пользования древесиной. Сопутствующая задача - оптимизация условий обитания фоновых и охотничьих видов млекопитающих и птиц, увеличение ресурсов побочного пользования лесом [5] [6].

В настоящее время почти 30% лесов Республики Карелия относят к защитным [7]. В защитных лесах невозможно проведение сплошных рубок.

Одной из основных задач рубок ухода является получение устойчивого насаждения, что может идти в разрез с задачей улучшения породного состава. Получение здоровых насаждений при рубках ухода более важно, чем получение чистых одновозрастных хвойных насаждений. В некоторых странах Центральной Европы желание создания хвойных монокультур привело к росту болезней хвойных лесов, к увеличению числа пожаров, к более частому поражению деревьев вредителями. Также в хвойных монокультурах увеличивается процент ветровальных деревьев и деревьев, поврежденных кислотными дождями в молодом возрасте. Рубки ухода, где главной задачей является получение чистых хвойных насаждений, часто называют «сельскохозяйственными приемами», и они могут пагубно влиять на лес [8]. В современной литературе рекомендуется оставлять березу в хвойных насаждениях, если она не мешает росту деревьям главной породы [6]. Одно из основных соображений, по которому береза остается при рубках ухода, заключается в том, что листовой опад является хорошим удобрением, который способствует более быстрому разложению хвои, что ведет к повышению плодородия почвы. Также древостой с примесью лиственных пород меньше подвержены поражению насекомыми и менее пожароопасны.

При проведении рубок ухода различают два основных метода отбора деревьев в рубку: низовой и верховой. В качестве основного принципа отбора деревьев в рубку при уходе в чистых одновозрастных насаждениях следует применять низовой метод, т.е. удалять экземпляры с диаметром меньше среднего по насаждению и отставшие в росте, которые к возрасту главной рубки перейдут в отпад, а также технически малоценные деревья из верхнего полога. В смешанных и сложных древостоях, с главной породой во втором ярусе, применяют верховой метод, при котором удаляют деревья преимущественно из верхнего полога. [9].

Основной интерес с экономической точки зрения представляют прореживания и проходные рубки ухода, которые проще машинизируются, по сравнению с рубками ухода за молодняком, и от них может быть получена деловая древесина. Прореживания и проходные рубки значительно воздействуют на древостой, осуществляют отбор деревьев лучшего качества, обеспечивают благоприятные условия для наиболее ценных деревьев с хорошей формой ствола и кроны, тем самым повышают качество и ценность древостоя.

1.2 Обоснование необходимости проведения рубок ухода

В Республике Карелия низкий объем выхода деловой древесины с единицы лесной площади. Если в Финляндии и Швеции фактическое пользование достигает 2.4 - 2.5 м3 с 1 Га, то в Республике Карелия установленная норма пользования 0.9 - 1.2 м3, а фактически в 1999г этот показатель достиг только 0.8 м3 [10]. Таким образом, с помощью рубок ухода возможно получать больше леса с единицы площади за счет большего процента выхода деловой древесины с ухоженного насаждения и за счет древесины от промежуточного пользования. Эффект от рубок ухода объясняется несколькими причинами:

— Получение дополнительных деловых сортиментов и биомассы для производства биотоплива в неспелом лесу и, таким образом, увеличение общего размера пользования лесом с единицы площади. Естественный отпад в лесу достигает 30-60% от запаса древостоя (для лиственных этот показатель меньше, а для хвойных больше). При правильно проведенных рубках ухода он уменьшается в 5-7 раз. Регулярный уход может позволить увеличить производительность ухоженного древостоя на 20-50% по сравнению с неухоженным [11] [12].

— Улучшение качества и, следовательно, повышение ценности будущего спелого древостоя. В ухоженном древостое преобладают крупные деревья с правильной формой ствола, что обеспечивает высокий выход деловых сортиментов. Запас древостоя ко времени главной рубки серьезно увеличить с помощью рубок ухода не удается, но процент выхода деловой древесины увеличивается до полутора раз [13].

— Возможное сокращение оборота рубки на 10-20 лет, если ко времени рубки главного пользования стремиться к получению таких же диаметров стволов, как и в неухоженном лесу. Так как основной финансовый результат в лесном хозяйстве извлекается при достижении насаждениями возраста спелости на рубках главного пользования, то снижение

оборота рубки приближает время получения доходов от ведения лесного хозяйства и,

поэтому, повышает его эффективность.

Кроме того, рубки ухода могут улучшить некоторые полезные свойства леса, которые трудно поддаются экономической оценке, такие как защитные и рекреационные свойства. Учитывая огромную потенциальную привлекательность карельских лесов для туристов [14], экономический эффект от улучшения рекреационных свойств части лесных массивов может быть значителен.

Применение рубок ухода и развитие местной энергетики создаст дополнительные рабочие места, что положительным образом скажется на социально-экономической ситуации в лесных поселках.

1.3 Технологии и машины для проведения рубок ухода с учетом биоэнергетики

Системы машин по заготовке древесной биомассы с учетом энергетических целей могут быть классифицированы по разным признакам. Наиболее часто технологии заготовки подразделяют на основании того, в каком виде древесина доставляется на верхний склад (погрузочную площадку у лесовозной дороги) [15]:

— Заготовка деревьев. Предусматривает их валку, а затем трелевку стволов с кроной к лесовозной дороге. Обрезка сучьев и раскряжевка хлыстов на сортименты производятся после трелевки. Эти операции могут осуществляться на верхнем и(или) нижнем складах. Данная технология нашла применение не только при заготовке деловой древесины, но и при заготовке тонкомерной древесины энергетического назначения, используемой в качестве сырья для производства топливной щепы при проведении некоммерческих рубок ухода.

— Заготовка хлыстов. Этот способ аналогичен способу заготовки деревьями. Отличие между ними заключается в том, что обрезка сучьев производится на делянке у пня.

— Заготовка сортиментов. Обрезка сучьев и раскряжевка деревьев на сортименты происходит на делянке у пня, т.е. значительный объем работ выполняется в лесу. Затем осуществляется трелевка сортиментов на склад у лесовозной дороги для дальнейшей транспортировки их до потребителя. Способ может применяться при коммерческих рубках ухода, когда возможно получение деловых сортиментов.

— Заготовка щепы. Этот метод предусматривает валку и измельчение деревьев в щепу непосредственно на делянке у пня с дальнейшей транспортировкой щепы к потребителю.

Сортиментная технология наиболее старая из всех - почти до середины XX века заготовка леса во всем мире велась в сортиментах.

Хлыстовая заготовка появилась только с началом машинизации лесозаготовок и появлением специализированных трелевочных тракторов, так как позволяла увеличить производительность лесозаготовок по сравнению с сортиментной технологией. До последнего времени хлыстовая заготовка широко применялась в России, в том числе в Республике Карелия. Кроме того, в Канаде и США широкое распространение получила технология заготовки целыми деревьями.

В скандинавских странах большую часть древесины заготавливают в сортиментах. С появлением валочно-сучкорезно-раскряжевочных машин манипуляторного типа (харвестеров) и машин, для трелевки сортиментов в погруженном состоянии, оснащенных манипулятором с грейферным захватом (форвардеров), сортиментная технология стала получать распространение в других странах (рисунок 1.1). Так как в скандинавских странах первыми начали применять полностью машинизированную сортиментную технологию, то ее часто называют «скандинавской». В настоящее время во многих регионах России сортиментная технология постепенно вытесняет заготовку в хлыстах, а в Республике Карелия и Ленинградской области уже доминирует [16].

Рисунок 1.1- Харвестер и форвардер John Deere на рубках ухода

Вид рубки ухода в значительной мере может определять предпочтительную технологию заготовки. При проведении ранних прореживаний образуются значительные объемы биомассы в виде тонкомерной древесины. При малом объеме хлыста вся заготовленная древесина может назначаться для переработки в топливную щепу. В этом случае, за счет малых потерь биомассы, выгодно применять машины, позволяющие проводить заготовку целыми деревьями или непосредственно в щепе. Высокие затраты на операции ухода определяются следующими факторами: большими затратами на валку и пакетирование тонкомерного леса, низкой концентрацией топливной древесины на гектар и значительным числом деревьев, остающихся в древостое,

ограничивающих производительность работ. В целом, чем меньше диаметр деревьев, тем более дорогостоящей является их заготовка.

Проходные рубки выполняют в приспевающих насаждениях, поэтому при их проведении получают, в том числе, круглые деловые сортименты. В этом случае для проведения рубок ухода сортиментная технология является более подходящей.

Во-первых, дерево раскряжевывается на лесосеке и последующая манипуляция происходит уже с сортиментами, а не хлыстами/деревьями, что уменьшает вероятность повреждения оставляемого на доращивание древостоя.

Во-вторых, при сортиментной технологии трелевка производится в полностью погруженном состоянии, а при хлыстовой заготовке (или деревьями) в приспевающих насаждениях пачку целиком погрузить на машину не удается и пачка повреждает почвенный покров и находящиеся рядом с волоком деревья. При сортиментной технологии радиусы поворота волоков и ширину волоков можно сделать меньше, чем при хлыстовой технологии.

Система производства топливной щепы строится вокруг операции измельчения, производимой рубительной машиной. Поэтому, технологии и системы машин, позволяющие получать топливную щепу, как правило, из предварительно подсушенной древесной биомассы, можно также классифицировать по месту выполнения операции измельчения [17]:

— на делянке (у пня). Измельчение древесной биомассы в щепу происходит непосредственно на делянке;

— на погрузочной площадке (у дороги). Древесная биомасса трелюется с делянки к месту примыкания лесовозной дороги, где она измельчается в щепу;

— на терминале (нижнем складе). Биомасса транспортируется на терминал, где происходит ее измельчение в щепу;

— у потребителя (мини-ТЭЦ, котельная). Древесная биомасса доставляется до потребителя, где происходит ее измельчение.

Измельчение на терминале и измельчение у потребителя в настоящее время получили распространение в условиях Республики Карелия. В основном применяются мобильные руби-тельные машины зарубежного производства с барабанным рабочим органом. В отдельных поселках на котельных находят применение стационарные отечественные рубительные машины с электроприводом. Например, в Сортавальском, Медвежьегорском и Муезерском муниципальных районах Республики Карелия работают передвижные рубительные машины различной конструкции: машины на прицепной тележке с пневмошасси и приводом от ВОМ трактора (рисунок 1.2 б, г); на прицепной тележке с автономным силовым двигателем (рисунок 1.2 в); на шасси автомобиля с приводом от автономного двигателя (рисунок 1.2 а).

Рисунок 1.2 - Рубительные машины: а — на шасси автомобиля; б, г — на прицепной тележке с приводом от ВОМ трактора; в — на прицепной тележке с автономным двигателем

1.3.1 Технологии и машины заготовки сырья для биотоплива в деревьях

При полностью машинизированных технологиях могут найти применение малогабаритные харвестеры, работающие в режиме ВПМ, форвардеры, харвардеры (форвардер, оснащенный валочной головкой), трактора сельскохозяйственного назначения. Для удобства трелевки деревья могут перерезаться по середине. Также заготовка тонкомерной древесины может производиться вручную с помощью бензопилы.

Перемещение древесной биомассы в процессе получения топливной щепы из тонкомерной древесины, в зависимости от применяемой системы машин, представлено на рисунке 1.3.

Ручная валка применяется при небольших объемах заготовки тонкомерных деревьев. Для удобства работы вальщиков, бензопилы оснащаются специальными валочными рамами, которые позволяют работать не нагибаясь и тратить меньше времени на валку и укладку дерева [18].

В последнее время был разработан ряд новых технологий, позволяющих увеличить производительность машин при машинизированной заготовке тонкомерной древесины. Вместо привычных харвестерных головок применяются аккумулирующие (с накопителем) ваточные головки, позволяющие работать лесным машинам в качестве валочно-пакетирующих. Часто ва-

лочные головки имеют срезающее устройство гильотинного типа (например, Ponsse ЕН25, АРМ 220), реже применяются срезающие устройства с пильной цепью (например, Bracke С16). Харвестерные головки некоторых производителей позволяют монтировать накопитель стволов, что дает возможность использовать харвестер для рубок ухода и заготовки тонкомерной древесины (например, Log Max accumulation kit).

Заготовка вручную цепной бензопилой,трелевка трактором с прицепом

'Заготовка харвестёром, оснащенным4

валочной головкой с накопителем; _трелевка форвардером__,

Заготовка и трелевка форвардером, оснащенным v валочной головкой _

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Суханов, Юрий Владимирович, 2013 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ источников

1. Лесной кодекс Российской федерации от 04.12.2006 N 200-ФЗ (принят ГД ФС РФ 08.11.2006)

2. Об утверждении Правил ухода за лесами. Приказ МПР РФ от 16 июля 2007 г. N 185

3. Сырников И. А. Опыт проведения некоммерческих рубок ухода//Материалы второй международной научно-практической конференции «Леса России в 21 веке» Санкт-Петербург 2009. - С .52-54

4. Романюк Б., Кудряшова А. Новые региональные нормативы для интенсивной и устойчивой модели ведения лесного хозяйства (На примере Тихвинского района Ленинградской области). СпбНИИЛХ, METLA, Йоэнсуу, 2009. - 79 с.

5. Сеннов С.Н. Значение рубок ухода и современная их практика//Лесные ресурсы таежной зоны России: проблемы лесопользования и лесовосстановления, Петрозаводск, 2009. -С.23-24

6. Волков А.Д. Рубки ухода в лесах таежной зоны Европейской части России: Методические рекомендации. - Петрозаводск, 1996. - 23 с.

7. Лесной план Республики Карелия до 2018 г. - Москва, 2008 - 167 с.

8. Редькин А.К. Создание лесов постоянного функционирования//Лесная промышленность 1997. -N2 - С. 16-17

9. Наставление по рубкам ухода в лесах Республики Карелия/Госкомлес РК. Петрозаводск: Изд-во Карельского научн. центра АН РФ, 1995. - 41 с.

10. Сухих В.И. Лесопользование в России в начале XXI века//Лесное хозяйство №6. - 1999. -С. 8-13.

11. 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.

12. Миеликяйнен К. Долгосрочное значение рубок ухода на лесное хозяйство Финляндии//Российско-финский семинар по рубкам ухода. Йоэнсуу: Университет лесных наук, Известия №7. 1993 - С. 45-50.

13. Чибисов Г.А. Фитомасса сосняков разной густоты после рубок ухода//Лесное хозяйство -1997.-№4.-С. 31-32

14. Романов Г.Е. О некоторых проблемах развития рекреационного направления в Карелии//Труды Петрозаводского государственного университета; Лесоинженерный факультет. Петрозаводск, 1996. Вып. 1. - С. 79-81

15. Суханов Ю.В., Герасимов Ю.Ю., Селиверстов А.А., Соколов А.П. Технологические цепочки и системы машин для сбора и переработки древесной биомассы в топливную щепу при сплошносечной заготовке в сортиментах//Системы Методы Технологии №3(12) 2011. - С. 101-107

16. Gerasimov Y., Senkin V., Vaatainen К. Productivity of single-grip harvesters in clear-cutting operations in the northern European part of Russia//European Journal of Forest Research. DOI:l 0.1007/s 10342-011-0538-9. 8 p.

17. Сюнёв B.C. Лесосечные машины в фокусе биоэнергетики: конструкции, проектирование, расчет: учеб. пособие/В. С. Сюнёв, А. А. Селиверстов, Ю. Ю. Герасимов, А. П. Соколов. -Йоэнсуу: Изд-во НИИ леса Финляндии METLA, 2011 - 143 с

18. Sikanen L., Roser D., Asikainen A. Machinery and systems in different scales of forest fuel supply chains//Proceedings of the conference «Biomass production: Energy from forestry and agriculture». Scotland, Elgin. 21-22 November 2005. 33 p.

19. Ууситало Й. Основы лесной технологии. Оу FEG. Йоэнсуу, 2004. 228 с.

20. Vaatainen К. Wood fuel procurement methods and logistics in Finland//Proceedings of the seminar «Wood fuel production for small scale use». University Eberswalde. 4-5 June 2007. 28 p.

21. Щеголева Jl.B., Полежаев К. В. Задача оптимизации функционирования передвижной ру-бительной машины для производства щепы в топливно-энергетическом комплексе Республики Карелия / Известия СПб ГЛТА, вып 178: СПб, 2006 г. - С. 120-125.

22. Селиверстов А.А., Суханов Ю.В., Сюнёв B.C., Катаров В.К. Использование передвижных рубительных машин для производства топливной щепы в условиях Республики Карелия//Лесопромышленник. - №2 (62) - 2012. - С. 19-23

23. Желдак В.И. Лесоводственные требования и разработка машин для рубок ухода//Лесное хозяйство. - 1997. - №4. - С.41- 43

24. Аникин А.С. Лесоводственная оценка технологий рубок ухода//Российско-финский семинар по рубкам ухода. Йоэнсуу: Университет лесных наук, Известия №7, 1993. - № 7 - С. 9-10

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

26. Назаров А.В. Скандинавская технология проходных рубок в еловых древостоях Карелии//Лесное хозяйство. 2002. №2. - С. 23-24

27. Промежуточное пользование лесом на Северо-Западе России/Ананьев В.А., Асикайнен, А., Вяльккю Э., Герасимов Ю.Ю., Демин К.К., Сиканен Л., Сюнев B.C., Тюкина О.Н., Хлюстов В.К., Ширнин Ю.А. Йоэнсуу: НИИ леса Финляндии. 2005. - 150 с.

28. Попов Ю.А. Многооперационные машины на рубках ухода//Лесная промышленность. 1991. №8. -С. 14-15

29. Кистерная З.Н. Влияние многооперационных машин и скандинавской технологии на лесные насаждения//Лесное хозяйство. - 1997. - №2. -С. 23-25.

30. Новиков Б.Н. Что могут дать рубки ухода//Лесная промышленность - 1993. - №5-6 — С. 23-26

31. Кирюшин М.П. Скандинавские харвестеры на заготовке хвойного тонкомера// Лесная промышленность. - 1993-№ 1.-С. 11-12

32. Атрохин В.Г. Рубки ухода и промежуточное лесопользование. М.: Агропрмиздат, 1985. -255 с.

33. Заготовка сортиментов на лесосеке (технология и машины)/А.В. Жуков [и др .]; под общ. ред. A.B. Жукова. - М.: Экология, 1993. - 312 с.

34. Лесное хозяйство на рубеже XXI века. - М.: Экология, 1991. - 333 с.

35. Цыпук А.М. Повышение эффективности лесовосстановительных работ ресурсосберегающей технологией//Автореф. дис. докт. техн. Наук. Петрозаводск, 1996. 35 с.

36. Климушев Н.К. Выбор систем машин для сортиментной заготовки древесины//Лесная промышленность - 2001. - №1. - С.15.

37. Черепухин С.А. Алгоритмы и вычислительные процедуры принятия решений по оптимальному управлению рубками ухода//ИВУЗ «Лесной журнал» 2004 №2 - С.65-71

38. Захариков В.М. Лесоэксплуатационная и лесохозяйственная оценка систем лесосечных машин на несплошных рубках и рубках ухода//Московский лесотехнический институт. Научные труды. Вып. 247. 1992г.

39. Герасимов Ю.Ю., Кильпеляйнен С.А., Давыдков Г.А., Геоинформационные системы: теория и применение в лесном комплексе - Йоенсуу: Издательство университета Иоенсуу, 2000.-201 с.

40. Андреев В.Н., Герасимов Ю.Ю. Повышение качества и надежности манипуляторного технологического оборудования лесных машин при проектировании. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 1995 ч. 2,- 151 с.

41. Чайка O.P. Моделирование работы манипуляторной машины на не сплошных рубках в естественных лесах//Лесосечные, лесоскладские работы и транспорт леса. Ленинградская лесотехническая академия им. С. М. Кирова 1991. - С. 56-60

42. Моделирование процессов заготовки сортированных деревьев и хлыстов/Ю.А. Ширнин: Монография. Красноярск: Изд-во Красноярского ун-та, 1992. - 204 с.

43. Каръялайнен Т., Герасимов Ю. Поставки древесного топлива в Финляндии [Электронный ресурс]/Каръялайнен Т., Герасимов Ю. НИИ леса Финляндии (МЕТЬА)//Материалы семинара "Лесная энергия". Интерлес Карелия. Петрозаводск, 2011. - Режим доступа:

http://www.infobio.ru/sites/default/files/Karjalainen_Gerasimov_Interles_Karelia_2011_web_

_presentation_0.pdf, свободный - Загл. с экрана. - Яз. Рус.

44. Передерий С. Щепа как твердое биотопливо в Европе//ЛесПромИнформ. 2010. № 5. - С. 132-135

45. Goltsev V., Ilavsky J., Gerasimov Y., Karjalainen T. 2010. Potential for biofuel development in Tihvin and Boksitogorsk districts of the Leningrad region - the analysis of energy wood supply systems and costs. Forest Policy and Economy 12(4): 308-316.

46. Gerasimov Y, Karjalainen T. Energy wood resources in Northwest Russia//Biomass and Bioenergy, 2011. -№35. - P. 1655-1662

47. Amit Garg, Kainou Kazunari, Tinus Pulles. IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories, Vol. 2 Energy, 2006. - 29 p

48. Карьялайнен Т., Лейнонен Т., Герасимов Ю., Хуссо М., Карвинен С. Интенсификация лесопользования и совершенствование лесозаготовок наСеверо-Западе России //Working Papers of the Finnish Forest Research Institute 134, Йоенсуу, 2009. - 162 с.

49. Государственный доклад о состоянии окружающей среды Республики Карелия в 2012 году/ Министерство по природопользованию и экологии Республики Карелия; Редакционная коллегия: А.Н. Громцев (главный редактор), Ш.Ш. Байбусинов, О.Л. Кузнецов, Т.Б. Ильмаст. - Петрозаводск: ООО «Два товарища», 2013. - 328 с.

50. Лесотаксационный справочник по Северо-Западу СССР. Мошкалев А. Г. - ЛТА, 1984. -320 с.

51. Ананьев В.А., Сорока А.Н. Структура лесного фонда, динамика и перспективы лесопользования в Карелии // Лесные ресурсы таежной зоны России: проблемы лесопользования и лесовосстановления: Материалы Всеросс. науч. конф. с международ, участием (Петрозаводск 30.09-03.10.2009 г.). Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2009. С. 15-17.

52. Марковский А. В., Родионов А. В., Софронова Е. А. Лесной комплекс Карелии: проблемы и перспективы развития [Электронный ресурс]/Региональная общественная природоохранная организация «СПОК» Петрозаводск, 2006. - Режим доступа: http://spok.onego.ru/art6.pdf, свободный - Загл. с экрана. - Яз. Рус.

53. Мелехов И.С. Лесоводство. 2-е изд. - М.: МГУЛ, 2003, - 320 с.

54. Тренин В. В. Основы лесного хозяйства для лесопользователей. - Петрозаводск, 2007. -169 с.

55. Шегельман И. Р. Биотопливо-. Состояние и перспективы использования в теплоэнергетике Республики Карелия: Монография // И. Р. Шегельман, К. В. Полежаев, Л. В., Щеголева, П. О.Щукин, - Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2006. - 88 с.

56. Государственный доклад о состоянии окружающей среды Республики Карелия в 2009 г. / Мин-во сельского, рыбного хоз-ва и экологии РК; Редакционная коллегия: А.Н. Громцев (главный редактор), Ш.Ш. Байбусинов, В.И. Колесова, О.Л. Кузнецов, Т.Б. Ильмаст. - Петрозаводск, 2010. - 296 с.

57. Лес спеет, пора собирать урожай // Официальный интернет-портал Республики Карелия «Карелия официальная» [Электронный ресурс]. - Режим доступа к ст.: http://gov.karelia.ru/News/2010/10/1027_10.html, свободный. - Загл. с экрана. - Яз. Рус.

58. Грабар Федор . Ведение рубок ухода по скандинавским методикам в России. // Семинар в министерстве сельского хозяйства «Повышение рентабельности в лесном секторе за счет законодательных мер и стимулирования устойчивого лесного хозяйства». Москва, 3 июня 2010 [Электронный ресурс]. - Режим доступа к ст.: http://www.idanmetsatieto.info/fi/document.cfm?doc=show&doc_id=1317, свободный. - Загл. с экрана. - Яз. Рус.

59. Комментарии экспертной группы \У\УБ России к проекту приказа Рослесхоза/Юфициаль-ный сайт «Всемирный фонд дикой природы Россия)» [Электронный ресурс]. - Режим доступа к ст.: http://wwf.ru/data/news/8504/rosleshoz_pravila_шbki.pdf, свободный. -Загл. с экрана. - Яз. Рус.

60. Вяльккю Э., Лейнонен Т. Россия и Финляндия: сравнение лесоводственных правил и реко-мендаций//Устойчивое лесопользование. N 3 (32) 2012. - С. 13-17

61. Шегельман И. Р. Ресурсные вызовы в области региональной биоэнергетики и пути их преодоления [Электронный ресурс] / И. Р. Шегельман, П. О. Щукин, М. А. Морозов // Инженерный вестник Дона. - 2012. - № 2. - Режим доступа: http://ivdon.ru/ п^а7Н1е/Ые81/п2у2012/819/ 1398 (доступ свободный) - Загл. с экрана. - Яз. рус.

62. Использование древесной биомассы в энергетических целях : научный обзор / С. П. Кун-дас [и др.]. - Минск : МГЭУ им А. Д. Сахарова, 2008. - 85 с.

63. Древесное топливо — альтернатива традиционным источникам энергии//Научно-техниче-ская информация в лесном хозяйстве Выпуск N 5. Минск 2008 — 60 с.

64. Древесное топливо. Базовый пакет информации/ЛЗиттегш Кщарато Оу. Иваскила 2000 -188 с.

65. Васильев С. Б., Патякин В. И., Шегельман И. Р. Производство щепы на предприятиях лесного комплекса: Учебное пособие. - СПб: СПбЛТА, 2002. - 68 с.

66. Parikka M. Wood fuel production chains in Europe//ResearchGate Network [Электронный pe-сурс]. - Режим доступа к ст.: http://www.researchgate.net/publication/ 229009424_WOOD_FUEL_PRODUCTION_CHAINS_IN_EUROPE, свободный. - Загл. с экрана. - Яз. Англ.

67. Методические указания по определению объемов вторичных древесных ресурсов, (утв. Минлесбумпромом СССР, Гослесхозом СССР). М., ВНИПИЭИлеспром, 1987 - 16 с.

68. Суровцева JI.C., Иванов Д.В. Дополнительные ресурсы древесного сырья для целлюлозно-бумажного производства//ИВУЗ. «Лесной журнал». 2003. N 6 - С. 58-62

69. Передерий С. Щепа как твердое биотопливо в Европе//ЛесПромИнформ. 2010. N 5. - С. 132-135

70. Laurila J. Moisture content, weight loss and potential of energy wood in South and Central Ostrobothnia regions in western Finland. Department of Forest Sciences Faculty of Agriculture and Forestry University of Helsinki [Электронный ресурс]. - Режим доступа к ст.: http://www.metla.fi/dissertationes/dfl67.pdf, свободный. - Загл. с экрана. - Яз. Англ.

71. О контроле за лесоматериалами. Порядок таможенного контроля круглых лесоматериалов//Инструктивное письмо ГТК РФ от 26.07.1995 N01-13/10547

72. Трепов М. В. Экономика использования биотоплива//ЛесПромИнформ. 2007. № 8. - С. 4852

73. Региональная стратегия развития топливной отрасли Республики Карелия на основе местных энергетических ресурсов на 2011-2020 годы. [Электронный ресурс] Распоряжение Правительства Республики Карелия от 14.10.2009 № 405р-П - Режим доступа: http://www.gov.karelia.ru/gov/Legislation/docs/2009/10/405r-p_l.zip, свободный. - Яз. рус.

74. Герасимов Ю.Ю., Селиверстов А.А., Суханов Ю.В., Сюнёв B.C. Основные факторы влияющие на процесс планирования производства древесного топлива из древесной биомассы // Ученые записки ПетрГУ. - 2011. - № 8. - С. 77-80 .

75. Healion К., Guest С., Bruton Т., Kent Т., Hoyne S., Dr. Domac J., Jossart J., Krell K. «Bioenergy Training and Education Needs» [Электронный ресурс] Sustainable Energy Authority of Ireland Government (SEAI) Dublin 2006. 147 p. - Режим доступа: http://www.seai.ie/Renewables/Renewable_Energy_Library/Biomass/ Bioenergy_Training_Needs_amended_Fnl.pdf, свободный. - Яз. англ.

76. Hakkila P. Developing technology for large-scale production of forest chips [Электронный ресурс] Wood Energy Technology Programme 1999-2003 Final Report. Helsinki, 2004. 102 p. -Режим доступа: http://www.tekes.fi/Julkaisut/wood_energy_final.pdf, свободный. - Яз. англ.

77. Замятина Е.Б. Современные теории имитационного моделирования: Специальный курс». [Электронный ресурс] Пермь: ПГУ, 2007 г. — Режим доступа: http://window.edu.ru/ window_catalog/files/ r41717/imit_mod_lect.pdf, свободный. - Яз. рус.

78. Расчет эксплуатационных затрат лесосечных машин/Герасимов Ю.Ю., Сибиряков К.Н., Мошков C.JL, Вяльккю Э., Карвинен С. Научно-исследовательский институт леса Финляндии. Йоэнсуу 2009 - 46 с.

79. Инструкция по перевозке крупногабаритных и тяжеловесных грузов автомобильным транспортом по дорогам Российской Федерации. Утв. Минтрансом РФ, МВД РФ и Федеральной автомобильно-дорожной службой РФ 27 мая 1996 г. (с изменениями от 22 января 2004 г.)

80. Сюнёв B.C. Выбор технологии лесозаготовок на основе экологической совместимости с лесной средой / B.C. Сюнёв, В.К. Катаров//Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием «Лесные ресурсы таежной зоны России: проблемы лесопользования и лесовосстановления». - Петрозаводск: Изд-во КарНЦ РАН, 2009. - С. 91-93

81. Alakangas Е. The european standard EN-14961 for wood chip and hog fuel [Электронный ресурс] Forest Bioenergy Conference, 2010, 12 p. - Режим доступа: www.woodheatsolutions.eu/documents/eng_52.pdf, свободный. - Яз. англ.

82. Хартикайнен Т. Oy FEG - Forest and Environment Group Ltd. Измерение количества и оценка качества топливной древесины//Программа развития ООН. Учебная программа для Беларуси. 2005. 19 с.

83. Кречетов И.В. Сушка древесины. М.: Лесн. Пром-сть, 1980 - 432 с.

84. Расев А.И. Сушка древесины. М.: Высш. Школа, 1980 - 181 с.

85. Головков С.И, Коперин И.Ф., Найденов В.И. Энергетическое использование древесных отходов. - М: Лесная промышленность, 1987 - 224 с.

86. Редькин А.К. Основы моделирования и оптимизация процессов лесозаготовок. - М.: Лесная промышленность, 1988. - 256 с.

87. Калинин М.И. Моделирование лесных насаждений. (Биометрия и стереометрия) / М. И. Калинин. - Львов: Вища шк., 1978. - 206 с.

88. Полищук А.П. Валка леса. - М.: Лесная промышленность, 1972. - 176 с.

89. Проскуряков М.А. Горизонтальная структура горных темнохвойных лесов. Алма-Ата : Наука, 1983.-316 с.

90. Итоги науки и техники. Том 4. Лесоведение и лесоводство. - М.: ВИНИТИ, 1985. - 163 с.

91. Карманова И.В. Математические модели горизонтальной структуры лесного сообщества // Математическое моделирование популяций растений и фитоценозов. - М.: Наука, 1992. -С. 63 -74

92. Маслов A.A. Количественный анализ горизонтальной структуры лесных сообществ. - М.: Наука, 1990.- 157 с.

93. Ильчуков С. Динамика горизонтальной структуры производных насаждений на паловых и беспаловых вырубках. Вестник института биологии Коми НЦ УрО РАН [Электронный ресурс]. Сыктывкар: Институт биологии, 2001. - N43. Электрон.ст. - Режим доступа : http://ib.komisc.ruyadd/old/t/ru/ir/vt/01-43/03.html, свободный. - Загл. с экрана. - Яз. рус.

94. Барановский В.А., Некрасов P.M. Системы машин для лесозаготовок/В.А. Барановский, P.M. Некрасов. - М.: Лесная промышленность, 1977. - 246 с.

95. Брейтер B.C. Статистическое моделирование эксплуатационных параметров деревьев в различных районах страны//Перспективная технология и организация лесозаготовительного производства: Науч.тр. / ЦНИИМЭ. 1977. - С. 38.

96. Научно-прикладной справочник по климату СССР. Серия 3. Многолетние данные. Ч. 1-6. Вып. 3. Карельская АССР, Ленинградская, Псковская, Новгородская, Калининская и Смоленская область. - Л.: Гидрометеоиздат, 1988. - 694 с

97. Конюкова Л.Г. Климатические характеристики СССР по месяцам. - Л.: Гидрометеоиздат,

1971.-144 с

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

99. Белоусов H.A. Исследование движения лесозаготовительных машин по снежному покро-ву//Труды МЛТИ. Вып. 126. Автоматизация и комплексная механизация процессов лесопромышленных предприятий / МЛТИ.М., 1980. - С.29 - 34.

100. Жендарев С.Г. Статистическая оценка физико-механических свойств поверхностей движения машин//Машины и орудия для механизации лесозаготовок и лесного хозяйства. - Л.: ЛТА, 1986. - С.51 - 54.

101. Бабков В.Ф. Проходимость колесных машин по грунту. - М.: Автодориздат, 1959. - 192 с.

102. Сюнёв B.C. Проектирование и расчёт захватно-срезающих устройств вал очно-трелёвочных машин: учебное пособие. - Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 1992. — 100 с.

103. Азаренок В.А. Сортиментная заготовка леса. - Екатеринбург: УГЛТА, 2001. - 134 с.

104. Ларионов А.И. Особенности резания мерзлой древесины. - М.: Лесная промышленность,

1972.-56 с.

105. Методика построения имитационных моделей трудовых процессов. - Л.: ЛенНИИЛХ, 1989.-40 с.

106. Ширин Ю.А. Технология и эффективность рубок с естественным возобновлением леса. -Йошкар-Ола: МарГТУ, 1991. - 100 с.

107. Ширин Ю.А. Технологии и машины лесосечных работ при вывозе сортиментов. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 1996. - 98 с

108. Большаков Б.М. Выбор модели воздействия трелевочных систем трелевочных систем на лесную почву//Известия вузов. Лесной журнал, 1998. - № 4 - С. 72-75.

109. Федоренчик A.C. Аналитическое исследование колее образования на лесных дорогах//Из-вестия вузов. Лесной журнал, 2000. - №1. - С. 77-82.

110. Алексейчик H.A. Повышение проходимости сельскохозяйственных машин. - Минск: Урожай, 1979.- 135 с.

111. Алексейчик H.A. Использование машинотракторного парка на торфяно-болотных почвах. -Л. : Колос, 1978.-240 с.

112. Рогалюк Л.А. Определение среднего давления колесного движителя на почво-грунт//Лес-ная промышленность, 2003. - № 2. - С. 23-24.

113. Бабков В.Ф. Основы грунтоведения и механики грунтов. - М.: Высшая школа, 1976. -328с.

114. Ермичев В.А. Прогнозирование осадки и плотности лесной почвы после прохода гусеничных машин//Известия вузов. Лесной журнал, 2006. - № 2. - С. 48-52.

115. Нагимов З.Я. Моделирование роста сосновых древостоев//Известия вузов. Лесной журнал. -2000. -N 5 - 6. - С. 31-36

116. Бузыкин А.И. Анализ структуры древесных ценозов. Новосибирск: Наука, 1985. - 98 с.

117. Орлов, А. И. Эконометрика: учебник для вузов / А. И. Орлов. - Ростов на Дону : Феникс, 2009. - 572 с

118. Среднеконтрактные цены на основные виды продукции лесной и деревообрабатывающих отраслей, сложившиеся в Республике Карелия за январь-декабрь 2010 года // Официальный интернет-портал Республики Карелия «Карелия официальная» [Электронный ресурс]. - Режим доступа к ст.: http://gov.karelia.ru/gov/Power/Ministry/Development/Prices/ price_wood_1012e.html., свободный. - Загл. с экрана. - Яз. Рус.

119. Селиверстов A.A. Литературный обзор исследования по качеству древесины. 2008 г. [Электронный ресурс]. - Режим доступа к ст.: http://www.idanmetsatieto.info/ fi/document.cfm?doc=show&doc_id=1206 , свободный. - Загл. с экрана. - Яз. Рус.

120. Стёд Р., Барбашин A.B. Мелетеев П.М., Вяльккю Э., Селиверстов A.A., Карвинен С. Качественные аспекты при заготовке и последующей переработке круглых лесоматериалов. НИИ леса Финляндии METLA. Йоэнсуу, 2009. - 32 с.

121. Karjalainen Т., Gerasimov Y., Goltsev V., Ilavsky J., Tahvanainen Т. Assessment of Energy Wood Resources in the Leningrad Region // DevelopingBioenergyMarkets - Focuson ForestSectorand Russia. - Lappeenranta, 2006. - 20 p.

122. Среднеконтрактные экспортные цены на основные виды продукции лесопромышленного комплекса Республики Карелия за январь-декабрь 2012 года (Евро) // Официальный интернет-портал Республики Карелия «Карелия официальная» [Электронный ресурс]. - Режим доступа к ст.: http://gov.karelia.ru/gov/Power/Ministry/Development/ Prices/price_wood_l 212e.html, свободный. - Загл. с экрана. - Яз. Рус.

(справочное)

БЛОК-СХЕМЫ АЛГОРИТМОВ

Рисунок А. 1 - Схема алгоритма моделирования горизонтальной структуры древостоя

Чтение данных для моделирования влажности почвы с апреля по октябрь

Расчет для апреля с учетом кол-ва снега и влажности октября прошлого года

Цикл перебора месяцев, для которых необходимо производить расчет_

Расчет влажности почвы с учетом предыдущего месяца, месячных осадков и особенностей месяца

Запись данных о влажности почвы в зависимости от месяца_

Рисунок А.З - Схема алгоритма моделирования влажности почвы

открытие таблиц аь^ заполнение переменных, создание базы данных 5д1Ие

основной цикл,в котором вызываются различные подпрограммы_

подпрограмма расчета координат следующей технологической остановки

подпрограмма выбора, валки и обработки деревьев на месте техн.остановки

условия: пройдены все волока, свалены и обработаны все назначенные в рубку деревья

подпрограмма расчета возвращения машины на погрузочную площадку

расчет времени выполнения работы, запись результатов в таблицы с^_

а)

чтение данных по колее, уплотнению, снежному покрову, рельефу_

расчет углов крена машины на основании координат и высот колес

учет повреждении корней и стволов оставляемых на доращивание деревьев

расчет глубины колеи и уплотнения волока с учетом кол-ва проходов

расчет средней скорости на участке и времени передвижения машины

б)

в)

г)

а -

Рисунок А.4 - Схема алгоритма моделирования работы колесного харвестера: основной цикл; б - подпрограмма движения; в - подпрограмма определения координат технологической остановки; г - подпрограмма валки и обработки.

С КОНЕЦ )

Рисунок А.5 - Блок-схема алгоритма работы модели хода роста

(справочное) Описание работы программ, входящих в систему

Б.1 Структура каталогов и файлов системы представлена ниже:

data/

I- base/

drive/

forest_data/

- bon/

- dhv/

- vid_h/ forest_map/

qt/

results/

I- rub/

temp/ eco.exe

eco_lang.dbf environment.mbx fileopen.exe forest_model_lang.dbf forest_model.mbx fores t_model_nw.mbx forest_model_vars.dbf forwarder_perform_factor, harvester_perform_factor. mijmodel.exe run mbx.exe

- каталог с программой управления данными лесных машин

- каталог с данными лесных машин

- каталог с файлами управления моделями работы

- каталог данными для моделирования древостоя:

- зависимость от диаметра и высоты

- объемы и сбеги стволов

- видовые высоты

- каталог с картографической информацией

- программы имитационного моделирования

- каталог с результатами моделирования

- каталог таблицами сортиментов

- каталог для временных файлов

- программа расчета экономических факторов

- программа моделирования климатических условий

- вспомогательная программа управления файлами

- программа моделирования лесорастительных условий

- моделирование лесорастит. условий (пакетный режим)

с1Ь£ - dbf-фaйл с поправочными коэффициентами сй^ - dbf-фaйл с поправочными коэффициентами

- программа для моделирования структуры древостоя

- вспомогательная программа для запуска МВХ-файлов

В корневом каталоге системы находятся исполнимые файлы для моделирования лесной среды и расчета экономических показателей. В каталоге Aqt располагаются программы для моделирования работы лесных машин. Каталог Adrive содержит файлы управления моделями. Каталоги .\data, .\forest_data, .\forest_map содержат информацию необходимую для моделирования делянки и работы машин. В каталоге Aresults - результаты моделирования в виде таблиц DBF.

Список основных исполнимых файлов:

.\forest_model.mbx — программа создания модельной делянки;

— программа изменения климатических условий;

— программа заполнения управляющих таблиц для моделей машин;

— программа моделирования работы лесосечных машин;

— программа моделирования работы лесосечных машин;

Aenvironment.mbx

Aqt\driver.exe

Aqt\harvester.exe

Aqt\forwarder.exe

Аесо.ехе

Б.2 Моделирование лееораетительных условий

Модель реализованы на языке MapBasic пакета Maplnfo (forest_model.mbx, environment.mbx) и С++ с помощью пакета Borland Builder (mi_model.exe, fileopen.exe) . Позволяют моделировать горизонтальную и вертикальную структуру древостоя, рельеф, климатические условия. Модель позволяет моделировать насаждения, состоящие из четырех пород деревьев: сосна, ель, береза, осина. При необходимости моделирования других пород необходима небольшая модификация модели. Есть возможность моделирования как сплошных, так и несплошных рубок. Для начала моделирования пользователь запускает файл .\forest_model.mbx . При необходимости изменения климатических условий в ходе моделирования работы лесосечных машин, пользователь запускает файл Aenvironment.mbx.

Б.2.1 Файл forest_model.mbx является скомпилированной программой на языке MapBasic для пакета Maplnfo. Программа имеет графический интерфейс пользователя (GUI-интерфейс) и позволяет вводить данные для моделирования делянки (рисунок Б.1), размечать трелевочные волока (рисунок Б.6), вызывать внешние вспомогательные программы, моделировать рельеф и климатические условия. Пользователю необходимо ввести данные для моделирования делянки, разбитые на несколько блоков (рисунок Б.1):

1. блок выбора типа моделирования (моделирование на карте Maplnfo со связанными данными по древостою, моделирование на карте Maplnfo без связанных данных, моделирование на карте без данных, на произвольной прямоугольной площади);

2. блок выбора типа размещения деревьев на модельной делянке (случайное, групповое, регулярное);

3. блок ввода информации о технологических коридорах (волоках). В этом блоке указывается наличие коридоров и их характеристики;

4. блок информации о породном составе. Данные вводятся, если в блоке «1» были выбраны второй или третий тип моделирования. Вводятся данные о проценте в древостое деревьев четырех пород (сосна, ель, береза, осина), заполняется информация о запасе, возрасте, уточняются данные о средней высоте и диаметре на высоте груди для каждой из пород, вводится площадь делянки;

5. блок ввода информации о климатических условиях, рельефе и почво-грунте. Вводятся данные о температуре воздуха, ветре, количестве осадков, информация о снежном покрове, выбирается тип грунта, крутизна склонов и перепад высот на делянке;

6. флажок сплошных рубок. Если флажок не установлен, то пользователю выводится окно, где требуется указать условия попадания деревьев в рубку по породам (рисунок Б.З);

7. Кнопки начала расчета и закрытия окна.

Введите начальные условия

х]

ак

(D^J

Выбор типа моделирования jl-ta карте с данными по породам, возрасту и 3anai [

Тип размещения древостоя на лесосеке <• Случайное размещение

Групповое (контагиозное) размещение С Регулярное размещение

Характеристики технологических коридоров

(если есть - ввести характеристики существующих, если нет - назначить) <• Коридоров нет - их надо сделать Ширина, м Длинна, м: |

Коридоры уже есть Расстояние между соседними, м.

Расстояние вывозки до погрузочной площадки, т

Породный состав, возраст и запас———-—--—------—----——

Породный состав в % (С,Е,Б,0) [ |с | I ) .: - | Б [ -(о

Запас древесины, мЛ3*га

Возраст древостоя, лет | "

Диаметры и высоты деревьев по лсродвм . 1

Площадь лесосеки, га

Моделирование верикальной и горизонтальной структуры древостоя. Возможно смоделировать древостой основываясь на существующей карте с выделами или создать древостой на произвольной лесосеке в форме прямоугольника

Климатические условия, рельеф и почвенные условия

Среднегодовая температура воздуха, 'С: 13

I--I ■"-"

Температура летом, 'С: 114 зимой, 'С: | -10

Скорость ветра у земли (среднегодовая), м/с: |*3

Кол-во осадков в год, мм: 1650 Тип фунта

]Песчаный

Максимально возможная крутизна склонов, гр [о Максимально возможный перепад высот, м: |о

Максимальная высота снежного покрова, мм. 1750

Плотность снега, кгАп*3: I 200

Г" Сплошные рубки

ОК Отмена

Рисунок Б.1 — Окно ввода данных для моделирования лесорастительных условий

Условия попадания в рубку

Введите каков процент из объема деревьев попадет в рубку (в первую очередь рубим наименьшие). Или введите диаметры на высоте груди, менее или равно которому деревья в рубку, а более на дораш^вание, а также кол-во деревьев которые дополнительно попадают в рубку (неперспективные, засыхающее и т.д.) (разделитель целой части числа и десятичной должен быть точкой хх.уу)

Порода: ель----

<• Процент от объема в рубку Процент от объема деревьев: ^

С По диаметру и числу фаутных Введите пограничный диаметр, т |" Доп. число деревьев, шт. на г

х]

Порода: береза- -'----------------------;-—-—

С Процент от объема в рубку Процент от объема деревьев: |30

<~ По диаметру и числу фаутных Введите пограничный диаметр, т: Доп.число деревьев, шт на га: |

Рисунок Б.2 — Окно ввода данных об условиях попадания в рубку

При моделировании на карте, пользователь открывает файл формата Maplnfo Workspace (расширение .WOR). Пользователю доступна инструментальная панель с кнопками. С помощью кнопок отвечающих за навигацию можно перемещаться по карте. Левая кнопка панели служит для указания на карте участка леса (рисунок Б.З), где будет располагаться модельная делянка.

Если происходит моделирование на карте с данными, то программа автоматически считывает связанные с участком леса данные для дальнейшего моделирования. Порядок расположения слоев карты, откуда будет производиться считывание данных, предварительно задается пользователем в файле формата DBF Aforest model vars.dbf

Рисунок Б.З — Выбор участка леса на карте: 1 — панель с инструментами (выбор выдела, увеличить, уменьшить, инструмент «ладошка», линейка); 2 — окно карты; 3 — окно сообщений программы

Заполните форму пожалуйста

openmap

Открытие карты .. тар

Система координат CoordSys NonEarth Uní Единицы измерения m Число слоев 13

После выбора участка леса, пользователю необходимо провести границы делянки (рисунок Б.4). На панели инструментов появляется кнопка инструмента «линия» и пользователь с помощью манипулятора «мышь» отмечает границу будущей модельной делянки. После двойного щелчка кнопкой манипулятора «мышь», данные о границах считываются программой.

Для перемещения по карте на панели инструментов располагаются кнопки увеличения и уменьшения, а также кнопка инструмента «ладошка». Кнопка инструмента «линейка» позволяет вызвать окно с расстояниями, пройденными инструментом «линия».

Рисунок Б.4 — Разметка границ делянки: 1 — панель инструментов; 2 — линия в момент отметки пользователем границы

Далее пользователю выводится окно, где он, при желании, может уточнить данные о средней высоте деревьев и диаметру на высоте груди по породам (рисунок Б.5), после чего, если не установлен флажок «Сплошные рубки», пользователь может выбрать условия попадания деревьев в рубку в специальном окне (рисунок Б.2). Для продолжения работы программы пользователю необходимо нажать кнопку «ОК».

Средние диаметры на высоте груди и высоты деревьев по породам

Введите средние диаметры на высоте груди и средние высоты деревьев по породам , (разделитель целой части числа и десятичной должен быть точкой хх.уу)

Пппппя- ель-

Введите средний диаметр, т:

Введите среднюю высоту, т: I ) 7 4

Диаметры и высоты деревьев по породам ...

Условия по которым деревья попадут в рубку по породам..

Породный состав в °Ь (С,Е,Б,0)

Породный состав в % (С.Е.Б.О) |р ->|с ¡ЮСу |е |о ^|Б | -]о

Г" Сплошные рубки

Рисунок Б.5 — Уточнение данных по средним характеристикам деревьев: 1 — блок среднего диаметра на высоте груди и средней высоты; 2 — блок уточнения породного состава (для типа моделирования «на карте без данных»); 3 — кнопка вызова параметров по породам; 4 -— блок условий попадания деревьев в рубку

Далее программа 1огез1:_тос1е].тЬх заполняет таблицу .\results\forest_model_in.dbf данными необходимыми для моделирования структуры древостоя и вызывает внешние программы fileopen.exe и mi_model.exe. После работы программы mi_model.exe, программа Аэгеэ^пк^еГтЬх загружает из файла .\results\forest_model_in.dbf данные по координатам расположения деревьев в пространстве и информацию по характеристикам всех деревьев. Деревья, не попадающие на делянку, удаляются, а оставшиеся деревья выводятся на карту. Дерево обозначается окружностью с диаметром равным диаметру кроны. В зависимости от породы стиль заливки окружности отличается.

После моделирования горизонтальной и вертикальной структуры древостоя, а также назначения деревьев в рубку пользователь должен указать расположение погрузочной площадки и разметить трелевочные волока (рисунок Б.6). Программа позволяет разметить магистральный и пасечные волока. Разметка волоков производится с помощью манипулятора «мышь». После того как пользователь разметит последний волок, программа продолжит работу. Если пользователь выбрал условие, что волока уже существуют, то деревья, попадающие на волок, удаляются.

Зеленый цвет заливки окружности кроны дерева означает, что дерево оставлено на дора-щивание.

В зависимости от введенных пользователем условий попадания деревьев в рубку, часть деревьев отмечаются желтым цветом. При моделировании сплошнолесосечной заготовки, в рубку отмечаются все деревья.

Рисунок Б.6 — Разметка волоков после генерации структуры древостоя: 1 — магистральный волок; 2 — пасечный волок; 3 — добавление пасечного волока

Далее программа работает без вмешательства пользователя и по введенным ранее пользователем данным моделирует климатические условия, рельеф местности, характеристики поч-во-грунта и высоту снежного покрова.

В результате работы программы 1х>гез1_то(1е1.тЬх в каталоге .УгеэикзУ создаются БВР-файлы с данными модельной делянки:

Разека_с1а1а_соп81:.с1Ь5 — данные о площади делянки, рельефе, климате (общие);

— данные о запасе, породах условиях попадания в рубку;

— данные о климате в конкретный месяц;

— координаты делянки;

— таблица данными о точках пересечения волоков;

— данные о рельефе (высота точек узлов сетки);

— данные о параметрах сетки рельефа (шаг сетки, координаты); данные о толщине снежного покрова в узлах сетки;

— данные о деревьях в древостое;

— предварительная таблица технологич. коридоров (волоков).

Разека_с1а1а_уаг.сЦ^ Раэека_епу.с1ЬГ Разека_коогс1.сМ Разека_копс1. сМ Разека_геНе£сМ Разека_геИе£_сЫа.сН^ Разека_зпе£_рокгоу.сМ Раэека^аЫе.сМ

Б.2.2 Файл .\environment.mbx является скомпилированной программой на языке МарВаэю для пакета Мар1п£э. Программа позволяет изменить климатические условия на делянке. Запуск программы необходим, если работы по заготовке сырья для производства биотоплива проводятся позже, чем заготовка деловой древесины. Программа не имеет графического интерфейса и элементов управления. При запуске программа открывает ОВР-файл .\drive\env.dbf и считывает номер месяца, когда на модельной делянке производятся работы. Согласно полученным данным производится пересчет климатических условий (температура, ветер, влажность почво-грунта, характеристики снежного покрова).

В результате работы программы еттгоптеЩ.тЬх в каталоге АгевикзХ изменяются следующие ОВР-файлы:

Разека_епу^ЬГ — данные о климате в конкретный месяц;

Paseka_snegJpokrov.dbf — данные о толщине снежного покрова в узлах сетки.

Б.2.3 Файл Ami_model.exe является скомпилированной программой на языке С++. Программа производит моделирование горизонтальной (координаты каждого дерева) и вертикальной структуры древостоя (характеристики каждого дерева).

Программа управляется с помощью параметров командной строки (CUI-интерфейс) и принимает единственный параметр — путь размещения DBF-файла с исходными данными для моделирования.

>mi_model.exe

mi - small срр programm for forest model Use:

<

mi dbffile.dbf

where dbffile.dbf - DBF file with forest params

Программа mi_model.exe запускается из программы forest_model.mbx и в качестве параметра передается параметр .\results\forest_model_in.dbf — путь к файлу, предварительно созданному и заполненному программой forestmodel.mbx.

После моделирования программа создает и заполняет файл .\results\forest_model_out.dbf

Б.2.4 Файл fileopen.exe является скомпилированной программой на языке С++. Это вспомогательная программа, помогающая программе forest_model.mbx манипулировать с файлами, необходимыми для взаимодействия с программой mi_model.exe.

>fileopen.exe

use this program only with parametrs:

iglfefi f

deltreeout - for delete forest_model_out.dbf file

Б.З Моделирование работы лесосечных машин

После построения модельной лесосеки, пользователь может произвести запуск моделей работы лесных машин. Для управления моделями необходимо вносить изменения в DBF файлы .\drive\hmashins.dbf и .\drive\fmashins.dbf, куда записываются тип машины, идентификационный номер машины из базы данных, параметры моделирования.

Для моделирования работы техники, пользователю необходимо использовать следующие исполняемые файлы:

Adata\tech.exe — программа для заполнения базы данных по лесным машинам;

.\qt\driver.exe — программа заполнения управляющих таблиц для моделей машин;

.\qt\harvester.exe — программа моделирования работы лесосечных машин;

Aqt\forwarder.exe — программа моделирования работы лесосечных машин.

Б.3.1 Файл Aqt\driver.exe является скомпилированной программой на языке С++ (компилятор MinGW, инструментарий Qt 4.5). Программа (рисунок Б.7) служит для удобной записи параметров моделирования в DBF файлы .\drive\bmashins.dbf и .\drive\fmashins.dbf

Пользователь выбирает тип машины и тип движителя машины (для части машин), после чего пользователю будет доступен выбор конкретной модели лесной машины. Дополнительно пользователь задает месяц работы машины и различные параметры работы.

Choice forest machines: -inixj

{Harvester d

Technologies and forest machine systems

Harvester

Month of machines work (preliminarily): j 1 -Januar у d

Type of propulsion systems : j Wheel har vester zJ

Choice machine

Machete m ов:

Change params of machines

1 i

Type of technology (cutting d

Percent of slash material to skidcSng trai |0 d

Preferred length of «rtimerits, m je d

Minimum small-enddametr of sawtogs, mm JH0 zi

-

Save end exit!

Рисунок Б.7— Программа заполнения файлов заданий для моделей лесных машин: 1 — блок выбора машины; 2 — блок параметров задания; 3 — сохранение задания и выход; 4 — кнопка вызова программы заполнения базы данных по машинам

Б.3.2 Файл Adata\tech.exe является скомпилированной программой на языке С++ (компилятор Ьог1а^, ТигЬоС++ 2006). Программа (рисунок Б.8) служит для заполнения базы данных по лесным машинам с их техническими и экономическими характеристиками.

1ехиические характеристики машин ШШШЁ—ВШЕЮГ- ill

| Wheel.Harvesteri TrackJ-larveSters j Harvester_head } Whee)_Forwarder | Slash_£undte j Moble_Chipping_Mashirv> | Chper _Mashme ] Def .Economic || j

Список харвестеров на гусеничном ходу. Список может исправляться, допотятъса

¡ЯМДЕЦД.ТЗВНЯЙЯ 'Jlf

2. Марка машины jFiat Kobelco EX 165 3

3 Страна -сготовите ть Italia ~3

4 Можно иотэпьзоватъ 7il -да, 2 -нет. 3 -у.повно4,

5 Мощность ДВС, кВт 76

6. Вес, кг J1732S

7 Уде/ъ«ая энергонасыщенность кВт/г 43

8. Скорость передвижения машины, км/ч 5 3

9. Скорость поворота, об/мин 10

10. A>*»fa.. m 8395

11. Ширина, им ]2790

12. Клиренс, m 200

13. Высота, мк J2930

И. Ширина гусеницы, ни J1000

15. Выпет ланиту пят ора, м JlO

16. Грузовом момент, кН*и J144

17. Гру»оодьв»#1ость на магста/ьнон вылете, кН J14.4

18, Удельный грузовой момент, кН*и/кг ¡8,3 \

19. Скорость наведения манипулятора, и/с кв

20. Рекомендуемая хареестерная головка (heads base) 5

21. Наличие данны* по затратам (0-нет; 1 -есть только стоимость; 2-есть все данные) ь

22. Цена машины, тыс- руб. jsooo

23. Срок анорти5ации, лет 0

24. Источник средств (О-собстввнные, 1 - кредит, 2 - тзинг) J°

25. Кредит (аннунтентные платежи): процент годовой. % 4o........--------------------------- zi

Новая запись j Сохранить изменения j Удалить текущую мятись | L

Рисунок Б.8 — Технические и экономические характеристики лесных машин: 1 — блок выбора машины; 2 — выбор модели машины; 3 — кнопки; 4 — блок характеристик

Б.3.3 Файл .\qt\harvester.exe является скомпилированной программой на языке С++ (компилятор МшОМ*', инструментарий 4.5). Программа позволяет моделировать работу лесосечных машин оснащенных харвестерной или валочной головкой.

Программа имеет параметры управления из командной строки

¡»harvester. exe -h Harvester model

-d=path_to_drxve_file -r=path_to_results_dir -f=path_to_forestdata_dir -t=path_to_temp_dir -m=path_to_mashins_dir

-g

-v=mode

-g -h

path to main control/operate DBF file; path to directory with results; path to directory with forestdata; path to temp directory; path to directory with mashins data; graphics visualization; verbose (debug message mode=0, 1 or 2) stop before close console windows auto close GUI win (use with -g); see this help

По-умолчанию программа считывает управляющие данные из файла .\drive\hmashins.dbf, с помощью ключа «-<1» это можно переопределить. При указании ключа «-§» моделирование проходит в графическом режиме (рисунок Б.9).

Рисунок Б.9 — Графический режим моделирования работы харвестера: 1 — управление масштабом; 2 — отладочная информация; 3 — кнопка «Пауза»

Моделирование работы возможно для колесных машин и машин на базе экскаватора (гусеничный движитель).

В левой части окна (рисунок Б.9) происходит процесс моделирования работы машины. Деревья обозначены окружностью с диаметром равным диаметру кроны. Желтый цвет обозначает, что дерево отмечено в рубку. При разработке графического представления основной задачей был контроль над ходом процесса моделирования, поэтому графика достаточно условна.

В правой части окна находятся элементы управления и окно дублирования отладочной информации. Кнопки «Zoom + » и «Zoom - » позволяют приблизить или отдалить, кнопка «Pause» приостановить процесс моделирования.

В результате работы программ в каталоге .\results\ создаются DBF-файлы с данными моделирования:

Paseka_table.dbf — вносятся изменения в таблицу, устанавливается флаг «срубил»;

via_go.dbf — данные о технологических коридорах (волоках);

Paseka_obrab.dbf — данные о координатах сортиментов; Paseka_obrab_slash.dbf — данные о координатах куч порубочных остатков; Pokrov_damage.dbf Paseka_damage.dbf Paseka_time0.dbf timeprocessO.dbf Sortiments.dbf SortFull.dbf RubCapacity.dbf

— данные о колее и уплотнении грунта;

— данные о повреждениях оставляемых деревьев;

— время выполнения каждой операции и передвижении машины;

— время выполнения операций валки и первичной обработки;

— данные по характеристикам сортиментов из каждого дерева;

— данные по объемам сортиментов;

— общие данные по работе машины.

Б.3.4 Файл Aqt\forwarder.exe является скомпилированной программой на языке С++ (компилятор МтО"\¥, инструментарий 4.5). Программа позволяет моделировать работу следующих машин:

— форвардера на трелевке сортиментов, на трелевке порубочных остатков и на трелевке пакетов порубочных остатков;

— пакетирующей машины на базе форвардера;