Регистрация / Вход
Прислать материал

Создание инфраструктуры лесных дорог и управление системами транспортировки древесины для лесопромышленного комплекса и биоэнергетики

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.740.11.5044
Организация
ПетрГУ
Руководитель работ
Герасимов Юрий Юрьевич

Информация отсутствует

Участники проекта

Зам. руководителя работ
Сюнев Владимир Сергеевич

Этапы проекта

1
20.07.2009 - 30.10.2009
На первом этапе НИР была выполнена разработка концепции опти-мального проектирования и эксплуатации лесовозных дорог с учетом поло-жительного опыта Финляндии.
Был выполнен сбор информации и изучение различных подходов к проектированию автомобильных лесовозных дорог, применяемых в России и Финляндии. Для этого были использованы информационные ресурсы НИИ леса Финляндии, а также публикации российских и зарубежных авторов, свя-занные с данной тематикой.
Охарактеризована текущая ситуация с обеспечением лесозаготовок до-рожной инфраструктурой в регионах северо-запада РФ. Выполнено сравне-ние характеристик лесных дорожных сетей России и Финляндии. Приведен ряд числовых характеристик таких, как, например, плотность дорожной сети в различных регионах. На этой основе был оценен необходимый ежегодный прирост протяженности лесовозных дорог.
Выявлены основные принципы планирования лесной дорожной инфра-структуры и строительства лесных дорог, принятые в Финляндии. Приведе-ны нормативы по строительству лесовозных дорог, применяемые в России и Финляндии, выполнено их сравнение.
Выполнен патентный поиск в направлении выявления перспективных конструкций лесовозных автомобильных дорог.
На следующем шаге работы были определены критерии и разработана методика оценки эффективности применения тех или иных вариантов проек-тов лесовозных автомобильных дорог. При этом в качестве основных на-правлений оценки рассматривались экономическая эффективность, качество и проектный срок службы лесных дорог, доступность материалов для строи-тельства, а также экологическая совместимость применяемых технологий с лесной средой с учетом особенностей северо-западного региона РФ.
Развернуть
2
01.11.2009 - 15.12.2009
На втором этапе НИР было выполнено обоснование предлагаемых ре-шений по оптимальному проектированию и эксплуатации лесовозных дорог с учетом результатов, полученных при выполнении первого и второго этапа.
Был выполнен анализ различных подходов к проектированию сети ав-томобильных лесовозных дорог. Для анализа использовались данные, соб-ранные на предыдущем этапе выполнения НИР. В результате были выявлены подходы, наиболее перспективные с точки зрения использования для реше-ния поставленной задачи. В соответствии с этим намечены направления даль-нейшей работы по выполнению НИР.
С учетом выявленных предпочтительных подходов была выполнена разработка концепции оптимального проектирования и эксплуатации сети лесовозных дорог. В соответствии с разработанной концепцией, предполага-ется реализация предлагаемых подходов в виде компьютерных информаци-онно-вычислительных систем. В связи с этим, в концепции выполнено обос-нование применяемых методов и средств. В качестве основы для построения систем выбраны географические информационные системы (ГИС). Осущест-влен подбор соответствующего программного обеспечения. Определены спи-ски решаемых задач и соответствующих функции компьютерных информа-ционно-вычислительных систем, их структура. В общем виде определены применяемые методы решения каждой задачи компьютерных информацион-но-вычислительных систем, необходимые исходные данные, модели и алго-ритмы. Построены схемы систем, охарактеризованы результаты, получаемые в результате их функционирования.
Развернуть
3
01.01.2010 - 31.03.2010
На третьем этапе НИР был разработан комплекс моделей и алгоритмов, на основе которых в дальнейшем предполагается построение компьютерных информационно-вычислительных систем для оптимизации планирования и эксплуатации сети лесовозных дорог.
Для обеспечения процессов планирования сети и проектирования лесо-возных автомобильных дорог были разработаны следующие модели:
―Объектные пространственные компьютерные модели:
  o Модель лесосырьевой базы.
  o Модель местности.
  o ГИС-модель карьеров.
  oГИС-модель дорожной сети.
―Математические модели, в том числе и оптимизационные:
  o Оптимизационная модель принятия решений о выборе конструкций земляного полотна и дорожных одежд лесных дорог.
  o Модель оценки альтернативных участков лесных дорог.
  o Модель выбора ключевых точек лесосырьевой базы.
  o Оптимизационная модель принятия решений о размещении сети лесовозных дорог.
Для обеспечения процессов эксплуатации сети лесовозных автомобильных дорог были разработаны следующие модели:
― Объектные пространственные компьютерные модели:
  o Исходная ГИС-модель дорожной сети.
  o Граф дорожной сети.
  o ГИС-модели объектов хозяйствования.
― Математические модели, в том числе и оптимизационные:
  o Имитационная модель процесса лесозаготовок.
  o Оптимизационная модель принятия решений о выборе маршру-тов транспортировки древесины.
  o Оптимизационная модель принятия решений о формировании транспортного плана на вывозке.

Кроме того, разработаны алгоритмы решения поставленных оптимиза-ционных задач принятия решений о размещении сети лесовозных дорог, принятия решений о выборе маршрутов транспортировки древесины, приня-тия решений о формировании транспортного плана на вывозке.
Развернуть
4
01.04.2010 - 30.10.2010
На четвертом этапе НИР было выполнено построение компьютерных информационно-вычислительных систем для оптимизации планирования и эксплуатации сети лесовозных дорог.
В целом, были разработаны две системы: Информационно-вычислительная система для оптимизации планирования сети лесовозных дорог и Информационно-вычислительная система для оптимизации эксплуа-тации сети лесовозных дорог и вывозки леса.
Информационно-вычислительная система для оптимизации планиро-вания сети лесовозных дорог позволяет автоматизировать процесс оптималь-ного размещения сети автомобильных лесовозных дорог внутри лесосырье-вых баз субъектов лесопользования с учетом характеристик имеющихся сырьевых ресурсов и их территориально распределенного размещения, а также природно-производственных факторов, оказывающих влияние на ка-чество функционирования лесных дорог. В основу методики проектирования сети дорог заложен минимизации затрат, связанных с планируемой вывозкой деловой древесины и топливного сырья для нужд биоэнергетики.
Система для оптимизации эксплуатации сети лесовозных дорог и вы-возки леса позволяет автоматизировать решение целого ряда задач, связан-ных с оптимальной организацией заготовки и вывозки деловой древесины, а также сырья для биоэнергетики. При этом решются задачи от определения оптимальных маршрутов транспортировки по имеющейся сети дорог до со-ставления подробного сменного задания для каждого транспортного средства и обоснования потребного числа заготовительных комплексов и транспорт-ных средств.
Полученные в результате проведенных испытаний и апробации разра-ботанной системы данные позволяют заключить, что разработанный подход и методики позволят существенно повысить эффективность перевозок лесо-материалов, особенно при использовании сортиментного метода заготовки. Как показало сравнение методов, даже результаты самого тщательного руч-ного планирования оказываются примерно на 10% менее эффективными, чем план, предложенный разработанной системой. В реальных условиях эффект будет вероятно еще большим. Таким образом, характеристики разработанных систем полностью соответствуют требованиям задания.
Развернуть

Программа

Программа "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 - 2013 годы

Программное мероприятие

1.5 Проведение научных исследований коллективами под руководством приглашенных исследователей
Продолжительность работ
2017 - 2020, 33 мес.
Бюджетные средства
60 млн
профинансировано
Тема
«Выполнение комплекса работ по организационно-техническому сопровождению мероприятий Международного молодежного форума «Дорога к звездам» в рамках Всероссийского фестиваля науки 2011 года».
Продолжительность работ
2011, 3 мес.
Бюджетные средства
3 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка научно-технических основ фотобиологических процессов в биоэнергетике
Продолжительность работ
2013, 6 мес.
Бюджетные средства
30 млн
Количество заявок
5
Тема
Научно-методическое, информационное и организационно-техническое обеспечение отбора и презентации конкурентоспособных отечественных научно-технических и технологических разработок и инновационных проектов по приоритетным направлениям «Энергетика и энергосбережение» и «Рациональное природопользование» при формировании экспозиций на Международном конгрессе и выставке по управлению отходами и природоохранными технологиями «ВейстТэк-2007», Международной выставке «БИОЭНЕРГЕТИКА – 2007»
Продолжительность работ
2007, 6 мес.
Бюджетные средства
0,8 млн
Количество заявок
1
Тема
Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований по тематике направлений деятельности технологической платформы «Применение инновационных технологий для повышения эффективности строительства, содержания и безопасности автомобильных и железных дорог».
Продолжительность работ
2011 - 2012, 14 мес.
Бюджетные средства
48 млн
Количество заявок
6
Тема
Выполнение комплекса работ по организационно-техническому сопровождению мероприятий II Международного молодежного научно-технического форума «Дорога к звездам» в рамках Всероссийского фестиваля науки 2012 года.
Продолжительность работ
2012, 1 мес.
Бюджетные средства
3 млн
Количество заявок
3