CC BY
34
ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО
жает оставаться актуальной для собственников и лесопользователей.
Библиографический список
1. Ширнин, Ю.А. Технология и эффективность рубок с естественным возобновлением леса: учеб. пособие / Ю.А. Ширнин, Е.И. Успенский, А.С. Белоусов. - Йошкар-Ола: МарПИ, 1991. - 100 с.
2. Агатьев, В.В. Проблемы рационального управления использованием природных ресурсов (на примере лесопользования): моногр. / В.В. Агатьев.
- М.: ООО «Паритет Граф», 2001.- 264 с.
3. Лесной план Свердловской области на 2009 - 2018 годы.: Утв. указом губернатора Свердловской области 29.12.2008 г. № 1370-УГ, Екатеринбург, 2009.
- 670 с.
4. Прешкин, Г. А. Теоретико-методологические основы оценки лесов / Г. А. Прешкин // Известия Урал. гос. экон. ун-та: Екатеринбург: изд-во УрГЭУ, 2006.- № 5(17). - С. 163-169.
5. Прешкин, Г. А. Подходы к определению оценок лесных ресурсов / ГА. Прешкин, В.П. Петрова // Экономическое развитие Сибири. Природопользование, землеустройство, лесоустройство, управление недвижимостью: Сб. матер. Ш междунар. научн. конгресса «ГЕО-Сибирь-2007». - Новосибирск: Изд-во СГГА, 2007. Т. 2, ч. 2, С. 195-197.
6. Разработка методики расчета сортиментных планов прирельсовым леспромхозам / Г. А. Прешкин и др. - Тюмень: Минлеспром СССР, Ин-т НИ-ИПлесдрев, Деп. ВИНИТИ, 1976. - № Б532248.
- 608 с.
7. Ковалев, РН. О стратегии устойчивого лесопользования на Урале / РН. Ковалев, Г.А. Прешкин // Вестник МГУЛ - Лесной Вестник. - 2008. -№ 3(60). - С. 44-46.
8. Прешкин, Г. А. Оценка экономического потенциала лесосырьевых ресурсов территорий на основе эмпирических моделей / ГА. Прешкин, РН. Ковалев // Урал промышленный - Урал полярный: социально-экономические и экологические проблемы лесного комплекса: Сб. матер. VI междунар. научн.-техн. конф. / Урал. гос. лесотехн. ун-т.
- Екатеринбург, 2007. - С. 17-20.
9. Прешкин, Г. А. Планирование производства на базе ЭВМ / Г. А. Прешкин, М.А. Велищанский // Лесная промышленность. - 1987. - № 4. - С. 11-12.
10. Внедрение методики расчетов на ЭВМ сортиментных планов рационального использования лесосечного фонда леспромхозов при их специализации / Г. А. Прешкин и др.; М-во образования Рос. Федерации, Уральский лесотехнический институт. - Свердловск Деп. в ВИНИТИ, 1985. -№ 0285.0058714. - С. 103-105.
РАЗМЕЩЕНИЕ ПЕТЛЕВЫХ РАЗВОРОТОВ НА ЛЕСОВОЗНЫХ УСАХ
Д.Н. АФОНИЧЕВ, проф. каф. транспорта леса и инженерной геодезии ВГЛТА, д-р техн. наук
Для безопасной и эффективной эксплуатации лесовозного автомобильного транспорта следует в конечных пунктах лесовозных дорог (пункты погрузки древесины на лесосеках и разгрузочные фронты лесных складов) устраивать разворотные площадки и петлевые развороты [1]. На лесовозных усах в пределах лесосек устраивают петлевые раз-
dmafonichev@yandex. ru вороты для безопасного выполнения маневра разворота автомобилей-тягачей или автопоездов [2, 3], но нет конкретных рекомендаций по размещению петлевых разворотов [1, 3,
4], что снижает эффективность работы лесовозного автотранспорта на усах и не обеспечивает создания оптимальных транспортных сетей в лесных массивах.
Рис. 1. Схема петлевого разворота: 1 - ус; 2 - петлевой разворот
ЛЕСНОИ ВЕСТНИК 6/2010
93
ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО
Стоимость строительства и содержания петлевого разворота CP (руб) зависит от его размеров (рис. 1) и применяемой дорожной конструкции
Cp = Lp(Cy + By), (1)
где Lp - длина петлевого разворота, км;
Cy, By - стоимость строительства и содержания 1 км петлевого разворота, руб/км.
Схема, показанная на рисунке 1, позволяет установить следующие параметры
Lp = 0,0068r; lp = 0,0028r, (2)
где r - радиус кривых петлевого разворота (км), который принимается в зависимости от типа подвижного состава и способа доставки прицепа-роспуска на лесосеку, м;
lp - протяженность уса в пределах петлевого разворота после погрузочного пункта, км.
Расстояние между петлевыми разворотами определяет дополнительные затраты на устройство и эксплуатацию уса C так как петлевые развороты являются его элементами, и затраты на дополнительный пробег подвижного состава для совершения маневра разворота Cnn. Значение C (руб/км) равно
C = —
УД k
At;
C
pyLnp
(3)
где kpy - коэффициент развития уса;
Lnp - расстояние между петлевыми разворотами, км.
Cnn = Sbyv (4)
где S - дополнительный пробег подвижного
состава для совершения маневра разворота, км;
b- стоимость пробега подвижного состава по усу без груза, руб/км.
Оптимальное расстояние между петлевыми разворотами соответствует минимуму суммарных удельных дополнительных затрат на устройство петлевых разворотов и дополнительный пробег автопоездов C (руб/м3),
которые равны
Cp + С .
-> min, (5)
C =
суд
j=1
где n - количество погрузочных пунктов между петлевыми разворотами при одно-
стороннем размещении погрузочных пунктов или количество пар погрузочных пунктов при их двухстороннем размещении вдоль уса;
Q. - объем вывозки древесины с j-й пары погрузочных пунктов или j-го погрузочного пункта, расположенных между петлевыми разворотами, м3.
Q = 100dyY(ln + j (6)
где dy - ширина зоны тяготения к усу (ширина лесосеки), км;
Y - ликвидный запас древесины на 1 га,
м3/га;
ln - расстояние между погрузочными пунктами, км.
В формуле (6) c = 0 для всех погрузочных пунктов или пар погрузочных пунктов, которые не являются конечными (n-ми). Для конечной n-й пары погрузочных пунктов или n-го погрузочного пункта cn = 0 или cn = lK - ln в зависимости от места положения петлевого разворота (рис. 2), где lK - расстояние от последнего погрузочного пункта (последней пары погрузочных пунктов) до границы зоны тяготения ветки, км.
В работе [2] рекомендуется расстояние между петлевыми разворотами принимать кратным расстоянию между погрузочными пунктами ln (км), оптимальное значение которого согласно [2] составляет
l
п
0,14
V
kK
ybTkpTdy
(7)
где k - параметр, зависящий от положения уса на лесосеке, при размещении уса по середине лесосеки k = 2, при расположении уса по краю лесосеки к = 1 [2];
K - стоимость устройства погрузочного пункта, руб.;
bT - стоимость трелевки древесины по магистральным волокам, руб/(м3' км);
kpT - коэффициент развития магистральных волоков.
Дополнительный пробег подвижного состава S зависит от объема древесины, вывозимой с погрузочных пунктов, расположенных между двумя соседними петлевыми разворотами. Согласно рисунку 2 расстояние между петлевыми разворотами равно
Lnp = nln- (8)
94
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2010
ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО
Рис. 2. Схема размещения погрузочных пунктов и петлевых разворотов на лесосеке: 1 - ветка; 2 - погрузочный пункт; 3 - ус с покрытием; 4 - петлевой разворот; 5 - грунтовый ус; 6 - магистральный волок; 7 - пасечный волок
Расстояние от лесовозной ветки до первого петлевого разворота составляет
LnP = /0 + (« - 1)/п> (9)
где /с - расстояние от оси ветки до границы лесосеки, км.
Формула (8) является частным случаем зависимости (9) при /с = /п, а поэтому далее будем использовать зависимость (9). Учитывая выражения (7) и (9), можно поиск оптимального расстояния между петлевыми разворотами Lnp свести к нахождению оптимального количества погрузочных пунктов или пар погрузочных пунктов, расположенных между петлевыми разворотами, то есть к обоснованию оптимального значения n.
При количестве погрузочных пунктов (пар погрузочных пунктов) между петлевыми разворотами n дополнительный пробег S составит
S = t, S,, (10)
j=1
где Sj - дополнительный пробег для j-го погрузочного пункта или j-й пары погрузочных пунктов, км.
Схема размещения погрузочных пунктов и петлевых разворотов (рис. 2) позволяет установить дополнительный пробег подвижного состава для совершения маневра разворота по каждому погрузочному пункту или каждой паре погрузочных пунктов S.. Для погрузочных пунктов, которые находятся не-
посредственно рядом с петлевым разворотом (n-я пара или n-й погрузочный пункт), данный пробег Sn составит
S
n
2/donkPyQn
kucnQn
(11)
где /доп - расстояние от центра остановочной площадки до петлевого разворота, км;
Qn - объем древесины, вывозимый с погрузочных пунктов, которые находятся непосредственно рядом с петлевым разворотом, м3;
кисп - коэффициент использования полезной нагрузки подвижным составом;
Qn - полезная нагрузка на автопоезд, м3.
Для погрузочных пунктов первой пары или первого погрузочного пункта при объеме вывозки Q
S = 2кРУ [/п (n -!) + /don ]Q1
kucnQn
(12)
Для погрузочных пунктов j-й пары или j-го погрузочного пункта при объеме вывозки Qj
S, =
2kpy [/п (n - j) + ldon ]Qj
kucnQn
(13)
Затраты на дополнительный пробег подвижного состава для совершения маневра разворота Спп с учетом формул (10)-(13) будут равны
ЛЕСНОИ ВЕСТНИК 6/2010
95
ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО
с = 200dyук,руЬух х
Спп = k О
п'исЛ^П
<±{1п (" - J)+L„ Wn + c,) =
j=1
200dy ykpyk
,УГТУУУ Vn (In + c, )(» - j)] +
kucnQn I j=1
+Z [доп (IП + c, )][•.
(14)
j=1
Если учесть, что для погрузочных пунктов с номерами 1, 2, ..., (п - 1) с. = 0, то в зависимости (14) можно сделать следующие замены
Z [1п (1п + сj)(п - j)] = 0,5|П (п" - п);
j=1
Z [Ln (1П + с, )] = Ln (п1П + сп ). (15)
j=1
С = 200dyJkpybyx Х
Спп = k О
“'исп^П
Х{0, 5|П (п - п) + Ln (п1П + сп )} (16)
п
Так как Z (1П + с,) = п1П + сп, то
j=1
п
Z б; =1 №dyy(.nln +cnl (17)
y=i
С учетом формул (16) и (17) целевая функция (5) примет вид
с
с = —
СУД 100dy у(п1п + сп)
(12п(п2 -п)
+
+
\
V п1П + сп
+ 2L
(18)
kucnQn
Возьмем от функции (18) производную по п, и, выполнив алгебраические преобразования, получим
dC,
суд _
In
dn (п1П + сп)
lnkpybyx (п 1П + 2псп + сп ) _
, kucnQn
Так как п1п + с Ф 0 и
П п
j
ф 0,
с
100dy у
(19)
(п1П + сп )
то условие экстремума функции (19)
jnkpybyx (п jn + 2псп + сп ) - СР
КМп 100dy y
= 0.(20)
Х
2
X
Оптимальное значение п - решение следующего уравнения
пП|П + 2псп + сп
СркМп
100dy Jjnkpybyx
(21)
n =—=- +
п
Cn Cn | CpkucnQn l2n ln I00dyyl2nkpyb:
П
УХ
. (22)
При сп = 0 формула (22) упрощается и примет вид
п = 0,1
CPkucnQn
dy Yjnkpybyx
(23)
Формулы (22) и (23) позволяют рассчитать количество погрузочных пунктов между петлевыми разворотами, которое обеспечивает минимум суммарных удельных дополнительных затрат на устройство петлевых разворотов и дополнительный пробег автопоездов С и позволяет оптимально размещать петлевые развороты на лесовозных усах, для чего используются зависимости (8) и (9).
Выводы
1. Оптимальное размещение петлевых разворотов на лесовозных усах позволяет снизить затраты на вывозку древесины и обеспечить эффективную работу лесовозного автотранспорта.
2. Полученные зависимости для расчета количества погрузочных пунктов, размещаемых между петлевыми разворотами, позволяют на стадии проектирования разработать оптимальные схемы размещения погрузочных пунктов и петлевых разворотов на лесовозных усах.
Библиографический список
1. СНиП 2.05.07-91*. Промышленный транспорт / Госстрой России. - АПП ЦИТП, 1996. - 120 с.
2. Афоничев, Д.Н. Оптимизация размещения внутриплощадочных дорог в сырьевых базах лесозаготовительных предприятий / Д.Н. Афоничев // Природопользование: ресурсы, техническое обеспечение: межвуз. сб. научн. тр. / ВГЛТА. - Воронеж, 2007. - Вып. 3. - С. 36-42.
3. Ильин, Б.А. Основы размещения лесовозных дорог в сырьевых базах лесозаготовительных предприятий / Б.А. Ильин. - Л.: ЛТА, 1987. - 63 с.
4. Пядухов, А.В. Формирование транспортных сетей в лесосырьевых базах / А.В. Пядухов, Д.Н. Афоничев, С.М. Гоптарев. - Воронеж: ГОУ ВПО ВГЛТА, 2009. - 34 с.
96
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2010
