Рассмотрено современное состояние лесопромышленного комплекса России, определены проблемы освоения расчетной лесосеки в условиях низкой плотности дорожной сети. Показано, что одним из перспективных направлений повышения эффективности лесопользования является внедрение технологий сезонной заготовки и переработки древесины на удаленных лесных терминалах с использованием водного транспорта. Обоснована необходимость точного и оперативного учета круглых лесоматериалов для объективной оценки объемов выполненных работ и сырья на узловых операциях терминалов. Проанализированы существующие методы измерения объема древесины, включая традиционные геометрические способы (поштучный учет по ГОСТ, методы Губера, Смалиана, усеченного конуса, методы верхнего диаметра), а также современные цифровые решения на базе компьютерного зрения, нейронных сетей и аэрофотосъемки (лазерное сканирование, сервисы на основе работы квадрокоптеров). Приведены результаты экспериментального исследования, выполненного на базе предприятий Архангельской области: ООО «Регион-лес» и ЗАО «Лесозавод 25». Установлены расхождения в значениях объема, полученных разными методами, и выявлена тенденция их увеличения с ростом диаметра сортиментов. С использованием F-теста проведена оценка адекватности методов относительно ГОСТ 2708-75. Предложено эмпирическое уравнение регрессии для определения объема бревна по верхнему диаметру, позволяющее повысить точность учета. Определено, что предложенная модель наиболее адекватно описывает результаты, полученные методом концевых сечений (Смалиана) и способом усеченного конуса. Рекомендовано учитывать выявленные особенности при выборе методов учета для автоматизации процессов на удаленных лесных терминалах.
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Науки о Земле
По данным на 2023 г., объем заготовки круглых лесоматериалов составляет всего около 190 млн м3. Следовательно, расчетная лесосека в стране осваивается менее чем на 30 %. Это обусловлено некоторыми факторами, в том числе низкой плотностью дорожной сети в лесоресурсных субъектах РФ, что затрудняет заготовку и вывозку древесины, особенно в отдаленных и труднодоступных районах [5]. Поскольку во многих регионах заготовлена практически вся экономически доступная древесина (лесфонд расположен в пределах доступности дорожной сети), лесозаготовительные предприятия оказываются перед выбором: строить новые дороги или искать альтернативные пути решения проблемы доступности удаленных от транспортной сети участков леса.
Если у вас возникли вопросы или появились предложения по содержанию статьи, пожалуйста, направляйте их в рамках данной темы.
Список литературы
1. Grigorev I., Zyryanov M., Medvedev S., Mokhirev A., Egipko S., Perfiliev P., Savvateeva I. The experimental study of logging residue stock on logging sites following clear-cutting using a sorting machine system // International J. of Simulation and Process Modelling, 2023, no. 20(4), pр. 267-275. EDN: WATECS
2. Perfiliev P., Zadrauskaite N., Rybak G. Study of hydrodynamic resistance of a raft composed of the flat rafting units of various draft // International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management, SGEM 18(1.5), Vienna, Austria, 3-6 December 2018. Vienna, 2018, pр. 765-772. EDN: LVECGP
3. Zadrauskaite N., Perfiliev P., Glavatskih N. Wood quality potential as a criterion for forest management // International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management, SGEM 18(3.2), Albena, Bulgaria, 2-8 July 2018. Albena, 2018, pр. 1045-1052. EDN: RTDSGB
4. Лесопромышленный комплекс Архангельской области. URL: https: //dvinaland.ru/economics/lesprom (дата обращения 19.09.2024).
5. Перфильев П.Н., Задраускайте Н.О., Посредников П.А. Анализ транспортной обеспеченности лесных массивов Российской Федерации // Инженерные задачи: проблемы и пути решения: Материалы V Всерос. (национальной) науч.-практ. конф. Высшей инженерной школы САФУ, посвященной десятилетию науки и технологий, Архангельск, 15-17 ноября 2023 г. Архангельск: Изд-во САФУ, 2024. С. 97-100.
6. Перфильев П.Н., Задраускайте Н.О., Посредников П.А. Обоснование системы машин для мобильного производства компонентов деревянных домов на удаленных лесных терминалах // Инженерные задачи: проблемы и пути решения: Материалы IV Всерос. (национальной) науч.-практ. конф. Высшей инженерной школы САФУ, Архангельск, 16-18 ноября 2022 г. Архангельск: Изд-во САФУ, 2022. С. 153-155. EDN: MDRVVH
7. Куницкая О.А., Беляев Н.Л. Обоснование необходимости повышения эффективности учета круглых лесоматериалов // Вестник АГАТУ, 2021. № 4 (4). С. 73-79. EDN: EYXOLZ
8. Perfiliev P., Zadrauskaite N., Rudnaya N., Benderuk T. Efficiency improvement of wood use // International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management, SGEM 19(3.2), Albena, Bulgaria, 30 June-6 July 2019. Albena, 2019, pр. 697-705. EDN: SGBSEH
9. Стариков А.В., Батурин К.В. Исследование и анализ методов учета заготовленной древесны в России и зарубежных странах // Лесотехнический журнал, 2015. Т. 5. № 4 (20). С. 103-114. EDN: VJUSMJ
10. Шашков Д.А. Особенности учета круглых лесоматериалов в зарубежных странах // World Science: Problems and Innovations: XLV Междунар. науч.-практ. конф., Пенза, 30 августа 2020 г. Пенза: Наука и Просвещение, 2020. С. 56-58.
11. Janák K. Differences in volume of round timber caused by different determination methods // Drvnaindustrija, 2006, v. 56, pр. 165-170.
12. Knyaz V.A., Maksimov A.A. Photogrammetric technique for timber stack volume control // International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Zurich, Switzerland, 2014, v. 40, pр. 157-162. EDN: UGBQLZ
13. Korsmo H. Weight equations for determining biomass fractions of young hardwoods from natural regenerated stands // Scandinavian J. of Forest Research Stonia, 2014, pр. 289-294.
14. Picchi G., Kühmaier M., Marques J. Survival test of RFID UHF tags in timber harvesting operations // Croatian J. of Forest Engineering, 2015, v. 36, pр. 165-174.
15. Беляев Н.Л., Куницкая О.А., Вернер Н.Н., Тихонов Е.А., Алексеенко В.Г. Направления совершенствования учета круглых лесоматериалов и его нормативной базы для эффективного использования мобильных цифровых технологий // Системы. Методы. Тeхнологии, 2023. №2 (58). С. 129-138.
16. Беляев Н.Л., Куницкая О.А. Современные технологии оптического группового учета круглых лесоматериалов // Лесная инженерия, материаловедение и дизайн: Материалы 86-й науч.-техн. конф. профессорско-преподавательского состава, науч. сотр. и аспирантов, Минск, 31 января-12 февраля 2022 г. Минск: Изд-во Белорусского государственного технологического университета, 2022. С. 50-53. EDN: TDRLQP
17. Forestscaner. Измерение леса дронами. URL: https://www.forestscanner.net/(дата обращения 09.11.2024).
18. Истомина А.А. Совершенствование системы учета круглых лесоматериалов // Ломоносовские научные чтения студентов, аспирантов и молодых ученых 2021: cборник материалов конф.: в 2 т. Архангельск: Изд-во САФУ, 2021. С. 240-244. EDN: MIUJCC
19. Морозова Е.С. Обоснование параметров, влияющих на определение объема бревен при использовании радиочастотного способа: маг. дис. 35.04.02 Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств, Екатеринбург, 2018, 80 с.
20. Бутаков С.В. Обоснование пневмометрического метода определения объемов лесоматериалов: дис.. канд. техн. наук 05.21.05 Древесиноведение, технология и оборудование деревопереработки. Архангельск, 2008, 195 с. EDN: QDYVTB
21. Таразевич А.А. Совершенствование логистики лесоснабжения предприятий группы “Титан”: маг. дис. 35.04.02 Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств, Архангельск, 2019, 99 с.
22. Куницкая О.А., Помигуев А.В. Переработка древесины на мобильных линиях лесных терминалов // Вeстник АГАТУ, 2021. № 3 (3). С. 82-99.
23. Kunickaya O., Zyryanov M., Medvedev S., Mokhirev A., Spiridonova A., Perfiliev P., Teppoev A. Efficient Technologies for Harvesting and Reutilizing Logging Residues in Russia: A Sustainable Forestry Approach // Mathematical modelling of engineering problems, 2024, no. 11(3), pp. 745-753. EDN: POQONL
24. Локштанов Б.М., Орлов В.В., Ильюшенко Д.А., Угрюмов С.А. Терминалы на лесосеке и их функции // Научные исследования и разработки в области дизайна и технологий: Материалы Всерос. науч.-практ. конф., Кострома, 18-19 марта 2021 г. Кострома: Изд-во Костромского государственного университета, 2021. Ч. 1. С. 123-127. EDN: CWJQJG
25. Маркелов В.М., Заикин А.Н. Повышение эффективности переработки древесины при применении мобильных установок // Экономика и эффективность организации производства, 2016. № 24. С. 126-127. EDN: XAHZSV
26. Куницкая О.А., Помигуев А.В. Перспективы развития систем генерирования и преобразования электрической энергии для лесных терминалов // Лесоэксплуатация и комплексное использование древесины: Материалы Всерос. науч.-практ. конф., Красноярск, 10 марта 2021 г. Красноярск: Изд-во Сибирского государственного университета науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнёва, 2021. С. 124-128. EDN: NPRNAJ
27. Шашков Д.А. Пути повышения точности учета круглых лесоматериалов // Наука и просвещение: актуальные вопросы, достижения и инновации: сб. статей Междунар. науч.-практ. конф., Пенза, 28 февраля 2020 г. Пенза: Наука и Просвещение, 2020. С. 47-49. EDN: FGTRZY
28. Швецова В.В. Автоматизация геометрического метода учета круглых лесоматериалов // Повышение эффективности лесного комплекса. Материалы VI Всерос. нац. науч.-практ. конф., Петрозаводск, 22 мая 2020 г. Петрозаводск: Изд-во Петрозаводского государственного университета, 2020. С. 149-150. EDN: JLUJHU
29. Носов А.С., Главатских Н.С., Козлов К.В. Проблемы учета круглых лесоматериалов // Актуальные проблемы развития лесного комплекса: Материалы XVIII Междунар. науч.-техн. конф. Вологда, 01 декабря 2020 г. Вологда: Изд-во Вологодского государственного университета, 2020. С. 239-241. EDN: AHCVBP
30. ГОСТ 2708-75 Лесоматериалы круглые. Таблицы объемов. М.: ИПК Издательство стандартов, 1999. 37 с.
31. ГОСТ 2292-88 Лесоматериалы круглые. Маркировка, сортировка, транспортирование, методы измерения и приемка. М.: ИПК Издательство стандартов, 2003. 10 с.
32. ГОСТ 32594-2013 Лесоматериалы круглые. Методы измерений. М.: Стандартинформ, 2015. 39 с.
33. Стоноженко Л.В., Югов А.Н., Карминов В.Н., Иванов Н.Г. Применение MS Excel и Statistica for Windows для лесотаксационных вычислений и обработки экспериментальных данных методами математической статистики. М.: МГУЛ, 2012, 88 с. EDN: QLDHQL
34. Мурашова О.В., Суров Г.Я., Перфильев П.Н. Организация и методы научных исследований. Архангельск: Изд-во САФУ, 2018. 123 с. EDN: YLEGQP
35. Smart-timber - программное обеспечение для определения объема круглого леса. URL: https://smart-timber.com/#rec175127477 (дата обращения 09.11.2024).
36. Logsize - приложение для измерения бревен. URL: http://www.logsize.com/en/ (дата обращения 09.11.2024).
37. Timbeter - приложение для измерения круглого леса и работы с электронными данными. URL: https://timbeter.com/(дата обращения 09.11.2024).
38. Беляев Н.Л., Куницкая О.А. Сравнительный анализ инновационных технологий в области учета круглых лесоматериалов // Инновации в химико-лесном комплексе: тенденции и перспективы развития: Материалы Всерос. науч.-практ. конф. Красноярск, 06-07 июня 2022 г. Красноярск: Изд-во Сибирского государственного университета науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнёва, 2022. С. 74-77. EDN: OYOFFF
39. Беляев Н.Л., Куницкая О.А. Измерения и учет круглых лесоматериалов: история и перспективы развития // Вестник АГАТУ, 2023. № 1 (9). С. 58-86. EDN: NJHZHU
Выпуск
Другие статьи выпуска
Приведены результаты экспериментов по измерениям высоты микропрофиля волока, проложенного на лесосеке через участки, отличающиеся между собой несущей способностью почвогрунтов. Представлены данные о том, как меняется микропрофиль волока и как проявляется образование колеи на участках с разной несущей способностью в статистической обработке высотных координат профиля с увеличением общего количества проездов харвестера и форвардера. Проанализированы выборки, составленные из значений высот микропрофиля, измеренных вдоль волока в точках, расположенных друг от друга на расстоянии один метр. Показано, что с увеличением количества проездов лесозаготовительных машин увеличивается дисперсия каждой последующей выборки, но с каждой новой серией проездов интенсивность увеличения дисперсии снижается, при этом выборки не подчиняются закону нормального распределения. Указано, что исключение значений высот микропрофиля, измеренных на участке волока, проходящего через зону почвогрунтов, отличающихся низкой несущей способностью, изменяет статистические характеристики выборок. Установлено, что последовательность значений высот, полученная на участках с высокой несущей способностью почвогрунтов, подчиняется закону нормального распределения независимо от количества проездов и разброс данных в большей степени связан с неоднородностью покрытия из лесосечных отходов, а не с глубиной колеи. В статистическом моделировании процессов изменения поверхностей волоков, связанных с проездами лесозаготовительных машин, рекомендуется рассматривать трелёвочные волока, проходящие через участки с разными свойствами грунтов, в отдельной классификационной группе транспортных путей. В моделях движения лесозаготовительных машин по таким путям, рекомендуется учитывать то, что статистические характеристики микропрофиля в разных частях волока отличаются и изменяются после каждого проезда машины.
Изложено математическое описание аналитической модели взаимодействия многооперационных лесозаготовительных машин при реализации ими типовых технологических процессов заготовки древесины. Дана оценка доступности деревьев для харвестера с одной технологической стоянки с учетом размеров рабочей зоны манипулятора, наличия или отсутствия технологических коридоров, координат мест раскряжевки и др. Приведены материалы исследований по трем типовым вариантам расположения лесоматериалов после работы харвестера: 1) вдоль технологического коридора; 2) поперек коридора с оставлением порубочных остатков на нем; 3) поперек коридора и расположением порубочных остатков рядом с ним. Определен характер взаимосвязи технологического процесса работы харвестера и формирования будущих условий работы форвардера. Отмечена важность учета концентрации лесоматериалов на лесосеке, количества групп их сортировки, размеров, удаленности и направления их укладки относительно технологического коридора.
Представлено описание процесса извлечения биологически активных веществ из коры сосны. Приведена принципиальная схема экспериментальной установки для извлечения биологически активных веществ. Описана методика проведения экспериментальных исследований процесса извлечения биологически активных веществ. Получены зависимости концентрации биологически активных веществ (хвойного воска, антоцианидинового красителя, пектиновых веществ) из коры сосны от вида и концентрации экстрагента, гидромодуля, температуры и времени. Достигнуто выделение максимальных количеств хвойного воска, антоцианидинового красителя и пектина при определенных условиях.
Представлены результаты комплексного исследования пяти скверов, расположенных в центральной исторической части города Екатеринбурга. Предложен вариант типологии или классификации скверов по периодам их создания. Актуальность работы обусловлена интенсивными процессами урбанизации, уплотнением городской застройки и необходимостью сохранения и рационального использования существующих озелененных пространств. В работе использованы методы натурного обследования, подеревной инвентаризации и анализа планировки с привлечением архивных данных. Установлено, что формирование скверов проходило преимущественно в два периода: 1930-1950-е гг. («исторические») и вторая половина ХХ в. Видовой состав насаждений скверов включает 21 вид деревьев и кустарников с доминированием липы мелколистной и яблони ягодной. Возраст деревьев составляет в среднем 50-80 лет, санитарное состояние оценивается как удовлетворительное, но ослабленное (2,4…2,9 балла). Выявлены различия в плотности посадок деревьев (от 99 до 272 шт./га) и планировке. Для «исторических» скверов характерна регулярная планировка (осевая композиция), для более поздних временных периодов - пейзажная. Функции скверов дифференцированы (декоративная, транзитная, рекреационная, мемориальная). Предложенная типология позволяет систематизировать озелененные пространства и обосновать подходы к их сохранению с учетом историко-культурной значимости.
Приведены результаты инвентаризации насаждений г. Архангельска в период с 2002 по 2024 гг., в результате которой зафиксирован необычный для данной климатической области вид - Forsythia europaea Vahl. Проанализирована комплексная оценка состояния дендроинтродуцента. Представлены данные об особенностях его зимостойкости, морозоустойчивости, санитарного состояния, декоративности, сезонного развития и роста. Выявлено прохождение всех фенологических фаз, характерных для данного вида. Установлено, что ежегодный прирост составляет 0,27 ± 0,050 м, рост побегов продолжается с июня по август. Определено, что подготовленность кустарника к зиме удовлетворительная - к началу сентября побеги одревесневают, сохраняется зеленая окраска листьев вплоть до листопада (конец октября). Показано, что цветение продолжается более 10 дней до распускания листьев, плодоношение по интенсивности значительно. Проведена интегральная оценка перспективности интродукции и расчет акклиматизационного числа согласно общепринятым методикам. Считаем необходимым продолжить исследование уникального для озеленения г. Архангельска дендроинтродуцента Forsythia europaea Vahl в части выяснения возможных путей его размножения в культуре.
Предложена концептуальная модель адаптивной системы озеленения Центрально-Черноземного экономического района (на примере города Боброва). Использованы данные о городе Боброве как победителе Всероссийского конкурса лучших проектов создания комфортной городской среды. Представлена схема туристических маршрутов Бобровского района. Приведены общие сведения о городе Боброве Воронежской области. Рассмотрены объекты архитектурного наследия города Боброва. Указаны типичные ключевые проблемы малых городов России. Проанализирован малый исторический город России Бобров, который входит в список исторических городов. Выполнен ландшафтно-визуальный анализ проектируемой территории на основании Генерального плана городского поселения - город Бобров Бобровского муниципального района Воронежской области. Разработана схема развития культурного и исторического каркаса города Боброва. Установлен природный каркас Бобровского муниципального района.
Рассмотрены методы применения спектральных изображений и космических фотоснимков для определения фронта горения и границ участков выгорания при мониторинге пожаров. Использованы данные спектральных систем спутников Sentinel-2 и Landsat-8, а также фотоснимки с Международной космической станции, получаемые в рамках космических экспериментов «Ураган», «Сценарий». Обработаны и исследованы данные, полученные во время пожара в 2020 г. на о. Кахоолаве, входящем в группу Гавайских островов. Показаны возможности совместного применения разнотипных данных для оценки динамики пожаров.
Рассмотрены основные задачи дистанционного лесопатологического мониторинга пораженных насекомыми-вредителями хвойных лесов. Показана важность для их оперативного решения использования результатов мультиклассификации хвойных деревьев на изображениях высокого разрешения, получаемых при мониторинге путем аэрофотосъемки лесов космическими или беспилотными летательными аппаратами. Предложена методика оперативного выявления очагов размножения уссурийского полиграфа, которая предусматривает мультиклассификацию с помощью модели нейронной сети Res-Mo-U-Net пораженных деревьев на изображениях, выявление возраста деревьев по результатам оценки площади их крон на полученных при мультиклассификации масках сегментации и принятие решения о наличии очага размножения уссурийского полиграфа на исследуемом участке пихтового леса по результатам расчетов фактического отпада деревьев. Выполнен нейросетевой анализ изображения пораженного уссурийским полиграфом участка пихтового леса в Томской области в целях апробации предложенной методики. Результаты апробации указывают на перспективность методики для практического применения.
Приведены результаты оценки качества определения таксационных показателей чистых еловых древостоев Костромской области с использованием мобильного приложения Arboreal Forest на базе смартфона Apple iPhone 14 Pro, оснащенного LiDAR-датчиком. Исследования выполнены на четырех временных пробных площадях. Установлено, что значения диаметров и сумм площадей поперечных сечений стволов, полученные при помощи мобильного приложения и мерной вилки, имеют высокую степень соответствия. С применением теста Колмогорова - Смирнова ( p = 0,05) подтверждено отсутствие статистически достоверных различий между рядами распределения деревьев по ступеням толщины. Определено, что отклонение среднего диаметра, рассчитанного по данным приложения Arboreal Forest, от измеренного мерной вилкой не превышает ±3,2 %, а отклонение сумм площадей сечений и запасов ±6,4 %. Показано, что полученная точность соответствует требованиям, предъявляемым к глазомерно-измерительному способу таксации. Рекомендовано продолжить исследования, направленные на разработку отечественных приложений и способов таксации с применением мобильных устройств.
Представлены оригинальные данные о зависимости состояния подроста сосны от количества ветвей в мутовке и величины прироста. Проведен учет подроста, подлеска и живого напочвенного покрова по свободному маршрутному ходу на круговых учетных площадках радиусом 178,5 см. Установлено, что в лесном фонде Республики Бурятия чистый по составу сосняк брусничный 70…80 лет сформировался на гарях прошлых лет. Определено, что под его пологом общая численность подроста не превышает 1000 экз./га. Подлесок представлен единичными особями Sorbus aucuparia subsp. Sibirica (Hedl.) Krylov, Juniperus sibirica Burgsd, Lonicera maximowiczii Maxim. В составе живого напочвенного покрова выявлено 12 видов сосудистых растений и несколько видов мхов и лишайников. В ходе полевых исследований у подроста сосны определяли высоту, возраст, количество ветвей в мутовке, жизнеспособность подроста, величину прироста и возраст хвои. Для живого напочвенного покрова устанавливали видовой состав, встречаемость и проективное покрытие по видам. Показано, что максимальное количество ветвей в мутовке у жизнеспособного подроста достигает 6 шт., в мутовке нежизнеспособного подроста - не более 1-2. В отдельных случаях боковые ветви в мутовке нежизнеспособного подроста не формируются. Выявлено, что такая же картина чаще всего характерна и для сухого подроста. Установлена взаимосвязь между количеством ветвей в мутовке и величиной среднего текущего прироста. Определено, что абсолютные значения среднего общего прироста подроста сосны достигают у крупного подроста до 36 см/год, у нежизнеспособного подроста эта величина изменяется в пределах от 1 до 4 см/год. Полученные результаты могут быть использованы для сравнения основных характеристик подроста сосны, произрастающего в других лесорастительных условиях.
Статистика статьи
Статистика просмотров за 2026 год.
Издательство
- Издательство
- МГТУ им. Н.Э. Баумана
- Регион
- Россия, Москва
- Почтовый адрес
- 105005, г. Москва, вн. тер. г. муниципальный округ Басманный, ул. 2-я Бауманская, д. 5, с. 1
- Юр. адрес
- 105005, г. Москва, вн. тер. г. муниципальный округ Басманный, ул. 2-я Бауманская, д. 5, с. 1
- ФИО
- Гордин Михаил Валерьевич (Ректор)
- E-mail адрес
- bauman@bmstu.ru
- Контактный телефон
- +7 (499) 2636377
- Сайт
- https://bmstu.ru/