ispltaИзвестия Санкт-Петербургской лесотехнической академииIzvestia Sankt-Peterburgskoj lesotehniceskoj akademii2079-43042658-5871СПбГЛТУ10.21266/2079-4304.2026.257.369-380isplta-711Research ArticleТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОЗАГОТОВОКTECHNOLOGY AND EQUIPMENT OF LOGGING INDUSTRIESПрименение графоаналитического метода для оптимизации работы форвардера при проведении сплошных лесосечных рубокApplication of the graph-analytical method to optimize the operation of a forwarder during clear-cutting loggingБеспаловР. С.BespalovR. S.

Беспалов Родион Сергеевич – аспирант кафедры технологии лесозаготовительных производств

194021, Институтский пер., д. 5, лит. У, Санкт-Петербург 

Bespalov Rodion S. – PhD student, Department of Technologies of Logging Industries

194021. Institute per. 5. Let. U. St. Petersburg 

lesnik787@inbox.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8077-3542УгрюмовС. А.UgryumovS. A.

Угрюмов Сергей Алексеевич – профессор кафедры технологии лесозаготовительных производств, доктор технических наук

ResearcherID: F-6510-2016 

194021, Институтский пер., д. 5, лит. У, Санкт-Петербург 

Ugryumov Sergey A. – DSc (Technical), Professor, Department of Technologies of Logging Industries

ResearcherID: F-6510-2016 

194021. Institute per. 5. Let. U. St. Petersburg 

ugr-s@yandex.ruСанкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. КироваРоссияSt.Petersburg State Forest Technical UniversityRussian Federation2026290420261257369380Copyright © Беспалов Р.С., Угрюмов С.А., 20262026Беспалов Р.С., Угрюмов С.А.Bespalov R.S., Ugryumov S.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestiya-lta.spbftu.ru/jour/article/view/711

В современных условиях, когда экономический сектор отрасли находится в сложном положении, повышение эффективности работы лесозаготовительной техники и оптимизация ее работы имеют особо важное значение. Качественная подготовка территорий, оптимизация технологического процесса лесозаготовок и правильный подбор систем машин для работы на лесосеках позволяют повысить эффективность функционирования лесозаготовительных предприятий. В данной статье рассмотрен вопрос применения графоаналитического метода на сплошных лесосечных рубках по скандинавской технологии с применением харвестера и форвардера. В исследованиях была обработана реальная лесосека на территории Северо-Западного федерального округа, лесной участок представлен в виде взвешенного графа. Для обработки результатов применялись специализированные приложения, позволяющие сократить и автоматизировать процесс. Представлена трансформация лесосеки в граф со связанными вершинами. Выведены формулы, позволяющие определить минимальное проходимое расстояние по принципу «ближайшего соседа». Представлена целевая функция для определения поставленной задачи, которая сводится к решению задачи коммивояжера. Использование предложенного метода позволяет рекомендовать операторам форвардеров конкретные технические задания с оптимизацией маршрутов, снижая вероятность возникновения случайных переместительных операций. С учетом сложной экономической ситуации в лесном секторе применение данного подхода к проектированию работ может позволить лесозаготовителям оптимизировать работу трелевочной техники и повысить эффективность лесозаготовительного производства в целом. Рассмотренные и выведенные положения по нахождению оптимального пути при работе форвардера среднего класса на взвешенном графе в виде лесосеки позволяют развивать данную тему в дальнейшем с обработкой большого массива лесосек. Расширение базы данных множества лесосек и обработка информации в целом позволит сделать рассматриваемую модель более адекватной и устойчивой на различных типах лесосек.

In modern conditions, when the economic sector of the industry is in a difficult situation, increasing the efficiency of logging equipment and optimizing its operation is particularly important. High-quality preparation of territories, optimization of the technological process of logging and the correct selection of machine systems for work in logging areas make it possible to increase the efficiency of logging enterprises. This article discusses the issue of using the graphoanalytical method on continuous logging using Scandinavian technology using a harvester and forwarder. In the research, a real logging area in the Northwestern Federal District was processed, the forest area is represented as a weighted graph. To process the results, specialized applications were used to shorten and automate the process. The transformation of a cutting area into a graph with connected vertices is presented. Formulas are derived to determine the minimum distance traveled according to the “nearest neighbor” principle. An objective function is presented to determine the task, which boils down to solving the traveling salesman problem. Using the proposed method allows forwarder operators to recommend specific technical tasks with route optimization, reducing the likelihood of accidental relocation operations. Given the difficult economic situation in the forestry sector, the application of this approach to work design may allow loggers to optimize the operation of skidding equipment and increase the efficiency of logging production in general. The considered and derived provisions on finding the optimal path when working with a middle-class forwarder on a weighted graph in the form of a cutting area, allows us to develop this topic in the future with the processing of a large array of cutting areas. Expanding the database of multiple cutting areas and processing information in general will also make the model under consideration more adequate and sustainable for various types of cutting areas.

лесозаготовкахарвестерфорвардерлесосекапроизводительностьрасстояние трелевкитеория графовloggingharvesterforwardercutting areaproductivityskidding distancegraph theoryReferencesАндронов А.В., Петросян С.С., Егорин А.А., Ильюшенко Д.А., Хитров Е.Г. Классификация форвардеров с использованием кластеризации данных об их эксплуатационных характеристиках // Resources and Technology. 2021. Т. 18, №4. C. 1–16. DOI: 10.15393/j2.art.2021.5983.Andronov A.V., Petrosyan S.S., Egorin A.A., Ilyushenko D.A., Khitrov E.G. Classification of forwarders using clusterization of data on their operational characteristics. Resources and Technology, 2021, vol. 18, iss. 4, pp. 1-16. DOI: 10.15393/j2.art.2021.5983. (In Russ.)Воронова А.М., Воронов Р.В., Пискунов М.А. Задача размещения волоков и погрузочных пунктов на лесосеке и вопросы применения оптимальных схем на практике //Ученые записки Петрозаводского государственного университета. 2009. №9. С. 58-62.Chernykh R.A. Substantiation of the choice of an algorithm for finding the shortest path for constructing a network of logging roads. Conifers of the boreal zone, 2011, vol. 28, no. 1/2, pp. 130-133. (In Russ.)Воронова А.М., Воронов Р.В., Пискунов М.А., Щеглова Л.В. Алгоритм оптимального размещения волоков из условия минимизации повреждения грунта // Тракторы и сельхоз машины. 2013. №9. С. 33-35.Dvořák J., Malkovský Z., Macků J. Influence of human factor on the time of work stages of harvesters and crane-equipped forwarders. Journal of Forest Science, 2008, vol. 54, iss. 1, pp. 24-30. DOI: 10.17221/790-JFS.Галактионов О.Н., Васильев А.С., Суханов Ю.В. Пути развития лесопромышленного комплекса России в современных экономических условиях // Арктические исследования: от экстенсивного освоения к комплексному развитию: мат. IV межд. молодеж. науч.-практ. конф. Архангельск, 2024. С. 16-23.Egorin A.A., Petrosyan S.S., Andronov A.V., Khitrov E.G., Stepanishcheva M.V. Analysis of the Performance Characteristics of Modern Harvesters. Systems. Methods. Technologies, 2021, no. 4(52), pp. 127-131. DOI: 10.18324/2077-5415-2021-4-127-131. (In Russ.)Григорьев И.В., Жукова А.И., Григорьева О.И., Иванов А.В. Средощадящие технологии разработки лесосек в условиях Северо-Западного региона Российской Федерации: монография. СПб.: ЛТА, 2008. 178 c.Galaktionov O.N., Vasilyev A.S., Sukhanov Yu.V. Ways of developing the Russian timber industry in modern economic conditions. Arctic research: from extensive development to integrated development: proceedings of the IV Int. youth sci.-pract. conf. Arkhangelsk, 2024, pp. 16-23. (In Russ.)Григорьев И.В., Тихонов И.И., Куницкая О.А. Технология и машины лесосечных работ: учеб. пособие. СПб.: СПбГЛТУ, 2013. 132 с.Grigoryev I.V., Zhukova A.I., Grigoryeva O.I., Ivanov A.V. EnvironmentalFriendly Technologies for Developing Timber Areas in the North-Western Region of the Russian Federation: monograph. St. Petersburg: LTA, 2008. 178 p. (In Russ.)Егорин А.А., Петросян С.С., Андронов А.В., Хитров Е.Г., Степанищева М.В. Анализ эксплуатационных характеристик современных харвестеров // Системы. Методы. Технологии. 2021. №4 (52). С.127-131. DOI: 10.18324/2077-5415-2021-4-127-131.Grigoryev I.V., Tikhonov I.I., Kunitskaya O.A. Technology and Machines of Logging Operations: textbook. St. Petersburg: SPbSFTU, 2013. 132 p. (In Russ.)Жемулин С.Б. Проблемы развития предприятий лесозаготовительной промышленности и ключевые направления их решения // Российское предпринимательство. 2011. №10-1. С. 119-124.Kalyashov V.A. Substantiation of the rational technology of non-continuous felling in the preparation of assortment by multi-operation machines: author’s abstract. Diss. … Cand. Tech. Sci. St. Petersburg, 2004. 20 p. (In Russ.)Каляшов В.А. Обоснование рациональной технологии несплошных рубок при заготовке сортиментов многооперационными машинами: автореф. дис. … канд. техн. наук. СПб., 2004. 20 с.Klubnichkin V.E. Methods of development of unmanned wheeled and tracked skidder machines. Diss. … Dr. Tech. Sci. Moscow, 2025. 326 p. (In Russ.)Клубничкин В.Е. Методы разработки беспилотных колесных и гусеничных трелевочных машин: дис. … д-ра техн. наук. М., 2025. 326 с.Korolko N.S., Svoikin F.V., Rego G.E., Korolko A.S., Rossikhin K.V., Kretinin V.I. Optimal scheme of logging area development by cable skidding unit. Izvestia SanktPeterburgskoj Lesotehniceskoj Akademii, 2025, iss. 252, pp. 317-334. DOI: 10.21266/2079-4304.2025.252.317-334. (In Russ.)Королько Н.С., Свойкин Ф.В., Рего Г.Э., Королько А.С., Россихин К.В., Кретинин В.И. Оптимальная схема разработки лесосеки канатной трелёвочной установкой // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2025. Вып. 252. С. 317-334. DOI: 10.21266/2079-4304.2025.252.317-334.Menshikov V.N. Development of logging sites by machines during clear-cutting: lectures for students. Leningrad: LTA, 1983. 58 p. (In Russ.)Меньшиков В.Н. Разработка лесосек машинами при сплошнолесосечных рубках: лекции для студентов. Л.: ЛТА, 1983. 58 с.Rukomoynikov K.P. Graphoanalytical approach to substantiating the feasibility of placing a logging fence on the territory of a forest quarter. Modern problems of science and education, 2014, no. 6, pp.1-8. (In Russ.)Рукомойников К.П. Графоаналитический подход к обоснованию целесообразности размещения лесовозного уса на территории лесного квартала // Современные проблемы науки и образования. 2014. №6. С.1-8.Rukomoynikov K.P. Substantiation of methods and parameters of rational technologies for quarterly development of forest plots: author’s abstract. Diss. … Dr. Tech. Sci. Yoshkar-Ola, 2015. 34 p. (In Russ.)Рукомойников К.П. Обоснование способов и параметров рациональных технологий поквартального освоения лесных участков: автореф. дис. ... д-ра техн. наук. Йошкар-Ола, 2015. 34 с.Timber industry complex. Results of 2024 and January-February 2025. Bulletin of the LESTECH Association, 2025, no. 2(20), p. 16. (In Russ.)Цатрян Л.Р. Анализ проблем и перспектив развития лесопромышленного комплекса в условиях санкций // Промышленное развитие России: проблемы, перспективы: сб. ст. по мат. XXI Межд. науч.-практ. конф. преподавателей вузов, ученых, специалистов, аспирантов, студентов. Нижний Новгород, 2023. С. 71-75.Tsatryan L.R. Analysis of problems and prospects for the development of the timber industry in the context of sanctions. Industrial development of Russia: problems, prospects: collection of articles based on the mat. of the XXI Int. sci.-pract. conf. of university teachers, scientists, specialists, PhD students, students. Nizhny Novgorod, 2023, pp. 71-75. (In Russ.)Черных Р.А. Обоснование выбора алгоритма поиска кратчайшего пути для построения схемы сети лесовозных дорог // Хвойные бореальной зоны. 2011. Т. 28, №1/2. С. 130-133.Voronova A.M. Voronov R.V., Piskunov M.A. The task of placing haulage and loading points in the cutting area and the application of optimal schemes in practice. Scientific notes of Petrozavodsk State University, 2009, no. 9, pp. 58-62. (In Russ.)Dvořák J., Malkovský Z., Macků J. Influence of human factor on the time of work stages of harvesters and crane-equipped forwarders // Journal of Forest Science. 2008. Vol. 54, iss. 1. P. 24-30. DOI: 10.17221/790-JFS.Voronova A.M., Voronov R.V., Piskunov M.A., Shcheglova L.V. Algorithm of optimal placement of fibers from the condition of minimizing soil damage. Tractors and agricultural machinery, 2013, no. 9, pp. 33-35. (In Russ.)Zhemulin S.B. Problems of Development of Enterprises in the Timber Industry and Key Directions for Their Solution. Russian Entrepreneurship, 2011, no. 10-1, pp. 119-124. (In Russ.)Zhemulin S.B. Problems of Development of Enterprises in the Timber Industry and Key Directions for Their Solution. Russian Entrepreneurship, 2011, no. 10-1, pp. 119-124. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.