ГИЛЯЗОВА Татьяна Аркадьевна – аспирант кафедры лесопромышленных и химических технологий
424000, пл. Ленина, д. 3, г. Йошкар-Ола
GILYAZOVA Tatiana A.– PhD student, Department of Forestry and Chemical Technologies
424000. Lenina sq. 3. Yoshkar-Ola
РУКОМОЙНИКОВ Константин Павлович – профессор кафедры лесопромышленных и химических технологий, доктор технических наук, доцент
424000, пл. Ленина, д. 3, г. Йошкар-Ола
RUKOMOJNIKOV Konstantin P. – DSc (Technical), Professor, Department of Forestry and Chemical Technologies, Associate Professor
424000. Lenina sq. 3. Yoshkar-Ola
Разработана имитационная агентная модель валочно-пакетирующей машины для выборочных и постепенных рубок леса, учитывающая кинематические ограничения поворота платформы и недоступность деревьев из-за оставляемых препятствий. Модель реализована в среде AnyLogic. На этапе инициализации пользователем задаются границы делянки путём ввода координат поворотных точек, что позволяет моделировать участки любой геометрической формы, а также траектория движения машины, включая магистральные и пасечные волоки. Создана многоагентная структура, включающая вырубаемые деревья, оставляемые деревья, подлесок и категорию недоступных деревьев. Пользователь задаёт породный состав, диаметр ствола, численность каждого типа деревьев. Распределение деревьев по площади делянки выполняется случайным образом. Технические характеристики машины, включая вылет захватно-срезающего устройства, скорости перемещения и поворота, также вводятся перед началом имитации. Разработан алгоритм расчистки волока и механизм оценки доступности целевых деревьев с рабочей позиции, предусматривающий перевод недоступных деревьев в отдельную категорию с возможностью их повторной оценки после смены позиции. Учтены кинематические ограничения поворота платформы при наведении захватно-срезающего устройства на растущее дерево и при укладке поваленного дерева в пачку на волоке, включая корректировку рабочей позиции задним ходом с вертикальным выносом дерева при обнаружении препятствий. Модель обеспечивает 2D и 3D визуализацию технологического процесса. Практическая значимость заключается в возможности на этапе проектирования лесосечных работ оценивать реальную доступность запаса древесины с учётом кинематических ограничений и расположения оставляемых деревьев, что позволяет корректировать нормативы выработки до выхода техники на лесосеку. Модель создаёт основу для последующей оценки временных затрат и производительности.
A simulation agent-based model of a feller-buncher for selective and gradual felling is developed, accounting for kinematic constraints of platform rotation and tree inaccessibility due to retained obstacles. The model is implemented in the AnyLogic environment. At the initialization stage, the user specifies cutting area boundaries by entering coordinates of turning points, which allows modeling sites of any geometric shape, as well as the machine trajectory, including main and strip skidding trails. A multi-agent structure is created, including harvested trees, retained trees, undergrowth, and an inaccessible trees category. The user specifies species composition, stem diameter, and the number of trees of each type. Tree distribution over the cutting area is random. Technical characteristics of the machine, including felling head reach, travel and rotation speeds, are also entered before simulation. An algorithm for trail clearance and a mechanism for assessing target tree accessibility from a working position are developed, providing for the transfer of inaccessible trees to a separate category with the possibility of their reassessment after a position change. Kinematic constraints of platform rotation are considered when pointing the felling head at a standing tree and when placing a felled tree into a bunch on the trail, including correction of the working position by reverse movement with vertical lifting of the tree when obstacles are detected. The model provides 2D and 3D visualization of the technological process. The practical significance lies in the ability to assess the real accessibility of timber stock at the logging design stage, considering kinematic constraints and the location of retained trees, which allows adjusting production standards before equipment enters the cutting area. The model provides a basis for subsequent assessment of time consumption and productivity.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.