Применение графоаналитического метода для оптимизации работы форвардера при проведении сплошных лесосечных рубок

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.

1. Андронов 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. Григорьев И.В., Тихонов И.И., Куницкая О.А. Технология и машины лесосечных работ: учеб. пособие. СПб.: СПбГЛТУ, 2013. 132 с.

7. 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.

8. Жемулин С.Б. Проблемы развития предприятий лесозаготовительной промышленности и ключевые направления их решения // Российское предпринимательство. 2011. №10-1. С. 119-124.

9. Каляшов В.А. Обоснование рациональной технологии несплошных рубок при заготовке сортиментов многооперационными машинами: автореф. дис. … канд. техн. наук. СПб., 2004. 20 с.

10. Клубничкин В.Е. Методы разработки беспилотных колесных и гусеничных трелевочных машин: дис. … д-ра техн. наук. М., 2025. 326 с.

11. 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.

12. Меньшиков В.Н. Разработка лесосек машинами при сплошнолесосечных рубках: лекции для студентов. Л.: ЛТА, 1983. 58 с.

13. 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.

14. Рукомойников К.П. Обоснование способов и параметров рациональных технологий поквартального освоения лесных участков: автореф. дис. ... д-ра техн. наук. Йошкар-Ола, 2015. 34 с.

15. 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.

16. 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.

17. 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.