Торрефикация – это процесс низкотемпературного пиролиза древесины, используемый для улучшения свойств древесного топлива. Торрефицированное топливо имеет ряд преимуществ по сравнению с исходным. Термическая деструкция вызывает изменение массы и состава древесины с увеличением процентного содержания углерода, что приводит к увеличению теплоты сгорания Q. Термодеструкцию можно рассматривать как многостадийный процесс. Степень разложения материала зависит от температуры, времени теплового воздействия и кинетических параметров каждой стадии процесса. В cтатье приведены результаты экспериментальных исследований теплоты сгорания торрефицированной древесной биомассы и ее зависимости от степени термического разложения. Для проведения экспериментальных исследований была разработана и изготовлена экспериментальная установка. Была проведена экспериментальная проверка работоспособности установки. Проверка показала, что погрешность определения теплоты сгорания составляет не более 2 %. Для проведения экспериментальных исследований зависимости теплоты сгорания от степени термической деструкции были подготовлены образцы древесины при ее непредельном разложении. Термическая обработка образцов осуществлялась в среде инертного газа гелия. Получены значения теплоты сгорания образцов древесного топлива с различной степенью термодеструкции. Предложена модель зависимости теплоты сгорания от относительной массы древесного топлива ω. Приведены кинетические параметры многостадийного процесса термодеструкции в гелиевой среде для древесины сосны и березы. Представлена математическая модель, позволяющая определять относительную массу древесины как функцию температуры и времени. Получена в явном виде зависимость теплоты сгорания от степени термического разложения древесины.
Лесотехнический журнал
2017. — Выпуск 3
Содержание:
Для улучшения свойств древесины широко используется ее термическая обработка. К таким технологическим процессам относятся сушка и термическое модифицирование. Термомодифицирование – это нагрев древесины без доступа кислорода, сопровождающийся ее термической деструкцией. Термически модифицированная древесина может использоваться в качестве конструкционных и отделочных материалов. Это ставит задачу определения ее теплофизических, физико-химических, биологических и декоративных свойств, а также их изменения при термической обработке. В статье приведены результаты экспериментально-расчетных исследований цветовых характеристик древесины березы, их изменение в процессе термического модифицирования. Термодеструкция является сложным многостадийным физико-химическим процессом. Термическое разложение материала вызывает изменение его состава, структуры, что сопровождается изменением его свойств. Древесину можно рассматривать как многокомпонентный композиционный материал, состоящий из гемицеллюлозы, целлюлозы, лигнина и др. компонентов. Каждый из компонентов разлагается в своем диапазоне температур, что обуславливает многостадийность процесса термической деструкции. Степень термической деструкции материала определяется кинетикой протекания каждой стадии и степенью ее завершенности. Кинетика термического разложения древесины может быть определена по результатам термогравиметрических экспериментов. В статье предложена модель определения цветовых характеристик древесины как функции степени завершенности отдельных стадий термической деструкции. Для идентификации использована модель разложения цвета на RGB составляющие была выполнена идентификация цвета образцов исходной древесины березы в RGB координатах. Определены параметры термического воздействия, позволяющие получить древесину с заданной степенью термического разложения. Проведена термообработка образцов и идентификация их цвета. Исследована зависимость RGB параметров от времени и интенсивности термообработки. Получены в явном виде эмпирические соотношения для определения идентифицирующих характеристик цвета как функций степени завершенности стадий термодеструкции в системах RGB и LAB.
Ключевые слова
Системный подход к осуществлению мероприятий охраны, защиты, воспроизводства и использования лесов исторически сложился в российской лесоводственной науке еще в конце XIX в. – начале XX в. В практической деятельности лесного хозяйства и лесопользования проектирование мероприятий традиционно осуществляется по отдельным видам. Это часто приводит к утрате полученного на определенной стадии эффекта в конечном результате лесовыращивания. В 80-е годы XX в. были разработаны методические основы создания региональных систем лесохозяйственных мероприятий, а для отдельных регионов – и практические рекомендации по применению таких систем. Однако это также не привело к переходу к системному планированию, проектированию и осуществлению мероприятий на практике. В сложившихся социально-эколого-экономических и законодательных условиях сформирован методический подход реализации на практике разрабатываемых на зонально-ландшафтно-лесотипологической основе приоритетно-целевых систем лесоводственных мероприятий (ПЦСЛВ). ПЦСЛВ базируются на лесоводственных разработках 80-х гг. прошлого века, развитых с учетом возросших требований дифференциации лесоводственных систем соответственно разнообразию целевого назначения лесов, требований сохранения биоразнообразия, устойчивого управления лесами. Предусматривается значительное расширение дифференциации систем лесоводственных мероприятий по объектам целевого назначения, особенно защитных лесов. Достижение цели обеспечивается путем подготовки методического документа по созданию и применению ПЦСЛВ (Основные положения ПЦСЛВ), внесения изменений в лесоустроительную инструкцию, определяющих обязательное применение при проектировании мероприятий в соответствии с разрабатываемыми системами, а в нормативные правовые документы – требований осуществления мероприятий в соответствии с ПЦСЛВ. При этом устанавливаются ограничения возможного использования допустимых отклонений по срокам, нормативам и другим показателям в связи с меняющимися условиями, но в пределах обеспечивающих достижение целевых – текущего и конечного – результатов. Основные положения ПЦСЛВ могут быть исходными для подготовки других документов, имеющих определенное функциональное назначение планирования и проектирования мероприятий охраны, защиты, воспроизводства и использования лесов. Их необходимо включить в нормативно-методический документ «Основные положения содержания и использования лесов», который целесообразно разрабатывать для территориального объекта лесоустройства – лесоуправления.
Ключевые слова
Рассмотрена двухфазная постановка задачи о «тепловом ударе» при соприкосновении в начальный момент времени двух однородных полупространств с разными фазами и температурами, отличными от температуры фазового перехода. В отсутствие конвекции и тепловых источников для постоянных теплофизических параметров такая задача может быть сформулирована как задача о сопряженности двух температурных полей на движущемся фронте затвердевания с дополнительными граничными условиями (условия Стефана). С практической точки зрения такого рода задачи могут применяться при исследовании процессов, протекающих в объектах лесного комплекса: при производстве древесностружечных плит, устройстве прудов и водоемов, промерзании (оттаивании) грунтов и т. д. Решение проводилось с использованием интегрального преобразования Лапласа. Полученная при этом точная аналитическая зависимость в явном виде определяет закон движения межфазной границы и полностью отражает картину распределения температур в обеих фазах. Этим показана эффективность применения метода интегрального преобразования Лапласа для решения тепловых и диффузионных задач, в том числе и пространственных для различных краевых условий. Полученное поле температур соответствует известному распределению Гаусса, а скорость движения межфазной границы обратно пропорциональна корню квадратному времени кристаллизации. Данные примерного числового расчета, проведенного для системы вода – лед, соответствуют скорости промерзания (таяния) приблизительно 10-3 мм/с. Полученные результаты могут быть использованы при исследовательских работах в области строительной теплофизики, геофизики и металлургии.
Ключевые слова
Пожары – один из самых значимых катастрофических факторов преобразования природного лесного покрова. Уничтожая целые экосистемы, пожары в то же время запускают долговременные сукцессионные процессы. Исследование причин возникновения пожаров вносит существенный вклад в понимание структурнофункциональной организации и динамики современных лесов. В статье исследовано влияние доступности территории и ландшафтно-топографических характеристик на распространение и размер гарей, образовавшихся за последние 150 лет на предгорном участке Печоро-Илычского заповедника. Особенность территории состоит в полном отсутствии дорог, единственными путями сообщения служат реки: Печора, Илыч и их крупные притоки. Анализ расположения гарей показал, что существенное влияние на возникновение пожара оказывала близость судоходных рек, поскольку наибольшее число пожаров за рассматриваемый период произошли на расстоянии до 3 км от судоходных рек, вдоль которых активно осваивало территорию местное население (строительство охотничьих избушек, сбор кедровых орехов, выборочные рубки и т.д.). С близостью к судоходным рекам связан и размер пожара: самые крупные пожары приурочены к берегам рек и имеют, вероятно, только антропогенное происхождение. Мелкие пожары, произошедшие на разном расстоянии от судоходных рек, могли быть как природными, так и антропогенными. Поселения, существовавшие до образования заповедника, не оказывали существенного и статистически значимого влияния на возникновение пожара. Статистически значимая связь гарей с абсолютной высотой (подавляющее большинство гарей расположены на поверхностях ниже 400 м) косвенно подтверждает, что пожарам были подвержены активно осваиваемые участки лесов вдоль рек.
Ключевые слова
Защитные лесонасаждения, созданные гнездовым и диагонально-групповым способами, в своем развитии отличаются от древостоев, созданных рядовой посадкой сеянцев. В Каменной Степи, начиная с 1948 года по 1954 год, было заложено 23,6 га гнездовых лесополос, а в период 1955-1964 гг. на территории института и его опытных хозяйств заложено 19 опытных и опытно-производственных диагонально-групповых полос общей площадью 27,8 га. Проведение рубок ухода за ними имеет существенное отличие от лесохозяйственных уходов в рядовых лесных полосах. Исследования проводились в лесных полосах, где закладывались пробные площади (ПП) с обмером деревьев (диаметр ствола, высота дерева, высота кроны, диаметр кроны в двух направлениях). Сравнительный анализ проводился по данным пробных площадей на участках с рубками ухода и без них. Результаты исследований позволили определить интенсивность роста древесных пород под влиянием рубок ухода и были использованы для разработки способов лесохозяйственных уходов в лесных полосах, созданных биогруппами. Также изучено современное состояние опытных средневозрастных лесных полос при разных способах создания и размещения посадочных мест на лесокультурной площади.
Ключевые слова
Насаждения типа леса ельник зеленомошный являются доминирующими в районе хвойношироколиственных (смешанных) лесов европейской части Российской Федерации, Пермского края. В последние годы резко обострилась проблема усыхания еловых насаждений. Однако среди ученых нет единого мнения о причинах усыхания еловых насаждений, что сдерживает разработку рекомендаций по совершенствованию ведения лесного хозяйства в ельниках. Не являются исключением в этом плане и еловые насаждения Пермского края. На основе актов лесопатологического обследования проанализировано усыхание насаждений ельника зеленомошного при различном составе древостоев. Данные о площади усыхания за период с 2010 по 2016 г. по Очерскому лесничеству Пермского края (лесной район хвойно-широколиственных (смешанных) лесов европейской части Российской Федерации) сопоставлены с площадью насаждений ельника зеленомошного различного породного состава. Установлено, что в насаждениях ельника зеленомошного с примесью мягколиственных пород очагов усыхания за анализируемый период не зафиксировано, а также повышенной устойчивостью характеризуются насаждения с примесью пихты и березы. Среди выявленных очагов усыхания ели наиболее представленными являются насаждения, в составе древостоев которых присутствуют ель, пихта и сосна (28.1 % от общей площади очагов усыхания), а также ель, пихта, сосна и береза (22.56 % от общей площади очагов усыхания). Данные о влиянии состава древостоев на отпад ели в условиях ельника зеленомошного можно использовать при формировании состава рубками ухода, а также при создании лесных культур.
Ключевые слова
Пожары в лесах наносят большой экологический ущерб нашей стране за счет потери древесины, уничтожения и повреждения жилых и производственных зданий и сооружений. Часто пожары в лесах сопровождаются гибелью людей. Крупные пожары влияют на загрязнение атмосферы, изменение климата на определенной территории, в целом оказывают отрицательное влияние на экологию пострадавших регионов, увеличивают показатели заболеваемости и смертности населения, создают социальную напряженность. В работе анализируются причины антропогенного и природного происхождения пожаров. Главное внимание уделено условиям самовозгорания лесной подстилки (опада) в хвойных лесах, которое может произойти при определенных условиях, даже в зимний период, после выпадения снега. Представлено физико-химическое обоснование процесса самовозгорания лесного опада, произведены соответствующие теплофизические расчеты. Показано, что в слое подстилки определённой толщины происходит процесс самонагревания и подъем температуры за счет экзотермической реакции, из-за чего в подстилке повышается температура – вплоть до температуры самовозгорания. Такая картина будет наблюдаться до тех пор, пока не будет достигнута некоторая температура самонагревания, при которой начнутся экзотермические превращения в материале (разложение, окисление), ведущие к самонагреванию материала. При достижении определенной температуры может произойти самовоспламенение лесной подстилки. Рассмотрены конкретные примеры самовозгорания лесной подстилки в хвойных лесах Воронежской области в начале зимы под слоем снега и возможные причины самовозгорания хвойной подстилки в лесах в летний период. Показано, что процесс самовозгорания может произойти при сочетании определенных климатических условий, а также таких факторов, как толщина, влажность и дисперсное состояние, теплофизические характеристики опада, температура и подвижность атмосферы. На основе решения уравнения нестационарной теплопроводности Фурье с внутренним источником тепловыделения планируется определение условий теплообмена на поверхности и толщины опавшего слоя опада, в котором может произойти процесс самовозгорания.
Ключевые слова
Лесоводственно-экологические исследования проведены в смешанных сосново-еловых насаждениях, пройденных первым приемом длительно-постепенных рубок в 1993-1995 гг. на территории Обозерского лесничества Архангельской области. Изучаемые насаждения представлены смешанными перестойными сосняками VII класса возраста, III класса бонитета. Исследования проводили на временных пробных площадях с изучением общепринятыми методами ярусов биогеоценоза в пасеках и на волоках длительно-постепенных рубок, а также в нетронутом рубкой насаждении (контроль). Исследования показывают, что через 25 лет после рубки в пасеках и на волоках в основном преобладает жизнеспособный подрост. При этом наблюдается увеличение доли нежизнеспособного подроста в пасеках (27 %) и на волоках (36 %) по сравнению с естественными насаждениями (21 %). Наибольшее количество всех категорий подроста учтено на волоках, в основном за счет поселения ели и березы, сосна практически не возобновляется. Расчеты индекса фитоценотической значимости и коэффициента флористического сходства (индекс Жаккара) живого напочвенного покрова показали близкий видовой состав между нетронутым насаждением и волоками и пасеками длительно-постепенных рубок, что указывает на сходство экологических и лесорастительных условий. Построенные спектры биоморф также указывают на близкие экологические условия, хотя на волоках отмечается высокая доля трав дерновинной жизненной формы (21,7 %), что указывает на определенную степень задернения. При этом в пасеках и на волоках наблюдаются различия с контролем в физических и химических свойствах верхних горизонтов почвы. Результаты изучения динамики естественного возобновления, живого напочвенного покрова и верхних горизонтов почв позволяют дать рекомендации по проведению длительно-постепенных рубок для сохранения лесоводственного и экологического потенциала насаждений. Проведение второго приема длительно-постепенной рубки (сплошной финальной рубки) без дополнительных мер содействия возобновлению сосны приведет к смене породного состава с сосново-елового на елово-березовый, что нецелесообразно с хозяйственной и лесоводственной точек зрения.
Ключевые слова
Статья посвящена вопросам проведения мониторинга химического загрязнения порослевых дубрав зеленой зоны г. Воронежа на основе использования в качестве биомониторов дубовых орехотворок. Объект исследований – порослевые дубравы зеленой зоны, расположенные вдоль крупных автомагистралей, именно поэтому они постоянно подвергаются воздействию всего комплекса загрязняющих химических веществ, находящихся в окружающей среде – в воздухе и почве, в атмосферных осадках. Для сохранения и развития, а также нормального функционирования и менеджмента лесных экосистем крайне важно постоянно знать текущее состояние природных объектов и значение параметров загрязняющих факторов. В статье исследуется химическое загрязнение порослевых дубрав в зелёной зоне г. Воронежа с позиций оптимизированного мониторинга. Ранее было установлено, что самый мощный источник химического загрязнения порослевых дубрав – это автотранспорт, который загрязняет окружающую среду продуктами сгорания углерода, но наибольшее значение имеют тяжелые металлы, поскольку высшие растения являются признанными коллекторами содержащихся в воздухе и почве тяжелых металлов. Биомониторинг химического загрязнения насаждений вдоль дорог может быть эффективным с помощью высших растений. Нами исследовалась возможность и целесообразность проведения биомониторинга химического загрязнения в порослевых дубравах с помощью орехотворок, обитающих на дубе. Считаем, что дубовые орехотворки как биомониторы перспективны, так как они имеют ряд преимуществ: многие виды орехотворок очень чувствительны к химическому загрязнению воздушной среды и растений-хозяев, являются чутким индикатором изменений условий среды, что проявляется прежде всего в интенсивности и характере галлообразовательных процессов. Галлы орехотворок доступны для наблюдения, сравнительно легко диагностируются в отношении видовой принадлежности; ориентируясь на них, легче заметить изменения в состоянии окружающей среды, чем прослеживать эти изменения непосредственно на растительном покрове или в геофизических средах.
Ключевые слова
Юг России является крупнейшим агропромышленным регионом страны. Одним из факторов, способст- вующих успешному развитию земледелия на этой территории, являются устойчивые агролесоландшафты, сформированные несколько десятилетий назад, главным структурным элементом которых выступают полеза- щитные лесные полосы, оказывающие мелиоративное влияние на агроэкологическую обстановку. Однако в результате воздействия природно-климатических и антропогенных факторов большая часть защитных лесных насаждений находится в неудовлетворительном состоянии. В связи с этим необходимо проведение инвентари- зации лесомелиоративного фонда для получения достоверной информации о количестве и современном состоянии защитных лесных насаждений с целью разработки лесохозяйственных мероприятий, направленных на их сохранение, улучшение лесоводственно-мелиоративного состояния и увеличение долговечности. В настоящее время информационные технологии достаточно широко используются в научных исследованиях и практической деятельности, в том числе в сельском и лесном хозяйстве. Однако использование дистанционных методов и геоинформационных технологий в изучении защитных лесных насаждений с точки зрения системного подхода (оценки систем лесных полос в агроландшафтах), как в отечественных, так и в зарубежных научных исследованиях, в недостаточной степени развито и требует дальнейшего изучения. Разработанная авторская методика агролесомелиоративной оценки защитных лесных насаждений на основе дистанционной информации и ГИС-технологий позволяет одновременно проводить трехуровневый анализ систем защитных лесных насаждений в пределах административного района, фермерского хозяйства и одной лесной полосы. Предлагаемый подход открывает новые возможности проведения исследований в области оценки состояния защитных лесных насаждений территории РФ для разработки научно обоснованных принципов и методов рационального управления агролесомелиоративным фондом. Представленная методика успешно реализована при проведении мониторинга защитных лесных насаждений на территории Краснодарского края в рамках реализации краевой целевой программы «Плодородие» на 2006-2010 годы на площади свыше 11 000 га.
Ключевые слова
В статье рассматриваются особенности взаимосвязи материнского полога древостоя и высотной структуры подроста ели разных фенологических форм в зеленомошной группе типов леса в условиях Ленинградской области. Проведен анализ высотной структуры разных фенологических форм в зависимости от состава и строения древостоя в наиболее представленных типах леса Ленинградской области. Для уточнения выводов о роли состава и строения древостоя как факторов, определяющих высотную структуру разных фенологических форм подроста ели, был проведен дисперсионный анализ. Уменьшение доли крупного по высоте подроста ели всех фенологических форм при увеличении доли участия ели в составе древостоя, с увеличением относительной полноты древостоя, его возраста и запаса, позволило сделать вывод, что на структуру естественного возобновления ели по высоте влияет степень освещенности под пологом древостоя. Анализ высотной структуры подроста ели разных фенологических форм по высоте в зависимости от типа леса показал, что в сухих типах леса по сравнению с влажными доля крупного подроста всех фенологических форм выше. Из этого можно сделать заключение, что на высотную структуру подроста ели разных фенологических форм влияет не только освещенность под пологом древостоя, но и плодородие почвы, еe физические и химические свойства. Проведённый дисперсионный анализ подтвердил статистически значимую зависимость этого фактора. В результате проведённых исследований можно сделать вывод, о том, что в условиях средней тайги из всех биоценотических факторов такие факторы, как тип леса и состав древостоя, в большей степени влияют на высотную структуру фенологических форм подроста ели.
Ключевые слова
Выявление связей между приростом деревьев и метеорологическими элементами имеет большое значение для понимания биологических процессов, оценки экологических факторов, определяющих рост и продуктивность лесных сообществ, прогнозирования прироста в связи с изменяющимися климатическими условиями. Дендроклиматический анализ может быть использован при планировании и осуществлении многочисленных лесохозяйственных мероприятий. В работе представлены данные по влиянию метеорологических факторов на радиальный прирост дуба черешчатого в лесотипологических культурах происхождением из снытевой дубравы позднораспускающейся разновидности. Дендрохронологический анализ радиального прироста проводился в соответствии с существующими методическими разработками. В динамике радиального прироста деревьев дуба черешчатого наблюдается цикличность. Наиболее отчетливо выделяются 2-3-, 5-7-, 11-, 22-летние циклы. Депрессии прироста главным образом обусловлены летними засухами с температурой воздуха выше среднегодовой нормы и количеством осадков меньше среднегодовой нормы. Периоды с повышенным радиальным приростом приходятся на годы с невысокой температурой воздуха и количеством осадков больше среднегодовой нормы. По степени влияния на радиальный прирост дуба черешчатого метеорологические элементы располагаются в следующем порядке: гидрометрический коэффициент; осадки осенне-зимние, летние, годовые; температура воздуха за вегетационный период активной вегетации (апрель-май), летняя, среднегодовая. Даные о влиянии метеорологических элементов подтверждаются результатами дисперсионного анализа. Наибольший показатель силы влияния с гидротермическим коэффициентом (ГТК) – 0,39, с осадками теплого периода – 0,32, суммой осадков за год – 0,30, наименьшее влияние с температурой воздуха – 0,20. Между температурой воздуха и приростом в теплый период существует обратная связь: повышение температуры воздуха способствует снижению прироста. Как избыток атмосферных осадков, так и недостаток способствуют снижению радиального прироста.
Ключевые слова
Деревья и кустарники, произрастающие в рядовых посадках вдоль городских улиц, играют роль барьера между жилой застройкой и автомагистралью, защищая селитебную зону от неблагоприятного воздействия автотранспорта. Большое распространение в озеленении городов получили различные виды тополя. Этот неприхотливый, устойчивый к воздействию пыли и газов, быстрорастущий вид способен успешно защищать жилые пространства от вредных выбросов. В г. Братске с суровым резко-континентальным климатом и неблагоприятной экологической обстановкой тополь бальзамический (Populus balsamifera L.) является доминирующим видом. Возраст деревьев в настоящее время близок к критическому (40-50 лет), поэтому возникает необходимость постепенной замены насаждений Populus balsamifera L. в городских посадках. В одном из жилых районов города было проведено исследование насаждений тополя бальзамического. Всего обследовано 653 дерева визуальным способом: зафиксированы повреждения различного характера: усыхание ветвей, изреженность кроны, морозные трещины, сухобокость, механические повреждения, искривление ствола, наличие гнилей, дупел, обдир коры, инородные включения. Сравнивались деревья, подвергшиеся обрезке кроны и некронированные. Обнаружено, что у кронированных деревьев повреждений больше. 102 дерева были обследованы при помощи прибора Resistograph 4450. Этот малотравматичный для дерева способ позволяет достаточно точно определить наличие гнили в стволе. Обнаружена ядровая гниль в разной степени развития у всех деревьев. Имеются экземпляры, при визуальном осмотре не вызывающие опасений, но по результатам инструментальной оценки имеющие внутренние повреждения ствола более, чем на 80 %. Наибольшую опасность представляют деревья, имеющие наклон ствола, асимметрию кроны. При наличии ядровой гнили такие деревья считаются аварийными. Всего из 102 деревьев признано аварийными и рекомендовано к вырубке 17 шт. Значительная часть насаждений высажена с нарушением правил посадки: не соблюдается нормативное расстояние от края проезжей части до оси дерева, что сказывается на безопасности движения и состоянии насаждений. На основании проведенных исследований сформулированы выводы и предложены рекомендации по оздоровлению городских насаждений, восстановлению их средозащитной и эстетической функций: постепенно производить замену устаревших насаждений тополя бальзамического на другие пыле- и газоустойчивые виды, расширяя при этом ассортимент растительности; соблюдать правила при кронировании тополей; проводить агротехнические мероприятия, вовремя удалять аварийные деревья.
Ключевые слова
Учитывая высокую ценность орехов рода Juglans, увеличение их производства должно идти не только за счет выявления и разведения лучших сортов и форм, но и путем смещения предельной границы культивирования на север, в «новые» регионы, где орехоплодные культуры не имеют широкого распространения. Объектами исследований являлись местные формы ореха грецкого, произрастающие в 19 административных районах Воронежской области. Изучены садовые, парковые и полезащитные насаждения, плантации, ландшафтные группы и отдельно стоящие деревья. При определении устойчивости растений к неблагоприятным климатическим факторам использованы общепринятые методики. Первостепенным лимитирующим фактором для ореха грецкого является зимостойкость, препятствующая его массовому внедрению в культуры севернее зоны существующего распространения. Именно зимостойкость имеет наихудший показатель (2,26 балла), по сравнению с остальными критериями устойчивости. Максимальная корреляционная связь зимостойкости отмечена с температурными показателями марта (r=0,48) и апреля (r=0,45). Установлено, что ни один среднемесячный климатический показатель в отдельности не проявляет высокой тесноты связи с зимостойкостью ореха грецкого, поэтому следует рассматривать комплекс факторов. При помощи дисперсионного анализа выделены наиболее значимые группы климатических факторов, определяющие успешное развитие растений, которые были взяты за основу при проведении районирования. Наибольшее влияние на зимостойкость ореха оказывают сумма активных температур (выше + 5°С) – ή=0,62 и как следствие этого, среднегодовая температура (°С) – ή =0,53. Для того чтобы зимостойкость ореха грецкого была на приемлемом уровне, необходимо накопление суммы активных температур более 3000 °С, что свидетельствует о возможности его успешного выращивания во всех районах Воронежской области. Выделены 4 функциональные зоны по степени устойчивости ореха грецкого к неблагоприятным факторам.
Ключевые слова
Основной причиной возникновения техногенно нарушенных земель является разработка месторождений полезных ископаемых открытым способом. Лесная рекультивация является наиболее доступным и дешевым способом восстановления нарушенных земель. Для улучшения лесорастительных условий песчаных и песчаномеловых отвалов формируют двухкомпонентные техноземы. На поверхность отвала наносится плодородный или потенциально-плодородный слой разной мощности. Робиния лжеакация является одной из самых распространенных древесных пород для лесной рекультивации в экстремальных условиях нарушенных земель во многих регионах. Приживаемость и рост робинии на гидроотвале Березовый лог Курской магнитной аномалии зависит от погодных условий вегетационного периода, абсолютной высоты на различных частях гидроотвала, экспозиции склонов и др. Даже в неблагоприятные годы обильные осадки в мае способствуют лучшей приживаемости робинии лжеакации. Она на вершине доходит до 90 %. Прирост составляет 13,0-22,0 см. Более интенсивный рост характерен для робинии на откосе гидроотвала. Приведенные данные свидетельствует о более высокой приживаемости робинии в элювиальной (верхней) части гидроотвала. Состояние насаждений лучше в элювиально-транзитной (средней) и в транзитно-аккумулятивной (нижней) частях откоса. Анализ материалов обнаруживает довольно четкую закономерность роста рекультивационных насаждений в зависимости от экологических условий. К возрасту 40 лет насаждения в экстремальных условиях нарушенных земель начинают стареть, их продуктивность снижается. С целью ускорения восстановления техногенно нарушенных земель рекомендуется применять двухэтапную систему рекультивации. На первом этапе с помощью робинии лжеакации следует формировать защитные лесные насаждения. На втором этапе рекультивации такие насаждения подлежат реконструкции с целью создания лесных насаждений из более ценных хвойных пород.
Ключевые слова
Лесовосстановление обеспечивает сохранение биологического разнообразия и полезных функций лесов. С каждым годом все более значительный удельный вес среди лесных ландшафтов приобретают искусственные насаждения. На основе технического задания представлены виды работ по воспроизводству лесов на террито- рии лесных участков Сомовского лесничества за 2016 год. Категории лесокультурных площадей представлены вырубками 2011-2015 годов и сухостойными гарями 2010 года. Тип леса – сосняк травяной с дубом, тип лесорастительных условий – суборь свежая. На основе «Проекта лесовосстановления» детально изложены особенности создания лесных культур на вырубках и гарях. Для большей продуктивности насаждений и устойчивости к пожарам и корневой губке культуры создавались чересполосным смешением 10 рядов сосны обыкновенной с 10 рядами березы повислой. Представлены данные технической приемки лесных культур. В целях предотвращения зарастания поверхности почвы сорной травянистой и древесно-кустарниковой растительностью, содействия накоплению влаги в почве намечены уходы за лесными культурами в течение 5 лет. В качестве противопожарных мероприятий осуществлена опашка участка минерализованными полосами. Дополнение лесных культур проводилось весной на площади 2,3 га дубом с закрытой корневой системой, а также осенью на площади 24,9 га сосной с закрытой корневой системой и березой. Подготовка почвы под лесные культуры будущего года осуществлена на площади 72,0 га. Проведен агротехнический уход за лесными культурами на площади 250,0 га. Комбинированное лесовосстановление и содействие естественному лесовозобновлению не проводилось. Даны рекомендации по своевременному восстановлению хозяйственно ценных лесов на вырубках и гарях.
Ключевые слова
Для оптимизации технологического процесса при выборочных рубках необходимо знать основные показатели и факторы, оказывающие на него наибольшее влияние. Выборочные рубки характеризуются периодическим изъятием из насаждений части деревьев определенного возраста, размеров, качества или состояния. Одна из основных задач рационального обоснования технологического процесса разработки лесосек заключается в нахождении и сочетании управляемых факторов, при которых показатели эффективности были бы экстремальными. Наиболее подходящий вариант технологического освоения лесосеки предполагает оптимальную степень интенсивности рубки, планировки лесосеки, количества погрузочных пунктов, производительности лесозаготовительных машин. Данная задача технологического освоения лесосеки решается с учетом влияния лесозаготовительной техники и технологии на лесную среду. От применяемых систем машин на лесосечных работах зависит состояние древостоя, оставленного на доращивание после проведения выборочных рубок. При разработке лесосек наиболее важным фактором является степень интенсивности рубки. От способа рубки при разработке лесосеки будет зависеть качество выполненных лесосечных работ с точки зрения воздействия на природную среду: почвенный покров, оставленная часть древостоя, подрост.
Ключевые слова
Источником выделения из древесно-стружечных плит (ДСтП) вредного для человека газа – формальдегида – является не только свободный формальдегид, присутствующий в карбамидоформальдегидной смоле, но и формальдегид, который образуется из гидроксиметильных групп в слабокислой среде при отверждении смол при горячем прессовании плит. При этом образуются диметиленэфирные связи. Они неустойчивы и переходят в метиленовые связи (мостики) с выделением формальдегида. В настоящее время с целью снижения выделения из плит формальдегида используются низкомольные карбамидоформальдегидные смолы, мольное соотношение в которых (карбамид (К) : формальдегид (Ф)) при варке смол находится на уровне (1:1,2 – 1:1,35). При этом получаются смолы с низким содержанием свободного формальдегида (0,10-0,15 % от массы жидкой смолы). Однако известно, что для получения смол с хорошей клеящей способностью, а значит, и получения плит с хорошими физико-механическими и эксплуатационными свойствами, необходим избыток формальдегида при его реакции с карбамидом. При сравнительно малом избытке формальдегида в исходной смеси карбамид-формальдегид получаются смолы с малой реакционной способностью. По мере увеличения количества формальдегида она интенсивно увеличивается. Наибольшая реакционная способность соответствует мольному соотношению карбамида и формальдегида (К:Ф) 1:2. При мольном соотношении К:Ф=1:1 в процессе синтеза образуются вещества, которые не обладают адгезией к древесине. Поэтому использование в технологии ДСтП малотоксичных низкомольных смол имеет не только свою положительную сторону (снижается выделение из плит формальдегида), но и отрицательную (ухудшаются физико-механические свойства плит). В этой связи для получения малотоксичных ДСтП, кроме использования в технологии малотоксичных смол, необходимо применение эффективных акцепторов формальдегида. Причем целесообразно использовать акцепторы комплексного действия, которые бы не только связывали формальдегид в плитах, но одновременно и улучшали бы физико-механические и специальные свойства плит (био-, водо-, атмосферостойокость и др.).
Ключевые слова
При применении фрикционных грузозахватных устройств с винтовым приводом для перемещения конструкций из древесины со временем происходит ослабление усилия затяжки винта вследствие реологических особенностей древесины. Ослабление затяжки приводит к уменьшению сил трения, удерживающих перемещаемую конструкцию, что может привести к срыву и падению конструкции. Для обеспечения надежного удерживания грузозахватным устройством деревянной конструкции в течение заданного времени требуется предварительное увеличение усилия затяжки с учетом динамики последующего ослабления. В статье приведено описание экспериментальной установки для исследования скорости ослабления усилия затяжки винтовой струбцины и развития эластической деформации образцов из древесины и фанеры разной толщины со струбцинами разной жесткости. Выявлена зависимость эластической деформации и связанного с ней ослабления усилия затяжки от времени нахождения образцов под нагрузкой. Полученная зависимость имеет общий характер для всех образцов древесины и деревокомпозитных материалов. Для каждого опыта выполнен регрессионный анализ данных и построены графики ослабления усилия затяжки струбцины и развития эластических деформаций. Установлено, что аппроксимация к степенной функции точнее отражает зависимость ослабления усилия затяжки от времени при интервале до 24 часов, чем экспоненциальная функция. Для выявления факторов, влияющих на скорость ослабления усилия затяжки, проведен регрессионный анализ. Выявлена зависимость скорости ослабления усилия затяжки от жесткости струбцины, толщины деревянной конструкции в месте установки грузозахватного устройства и модуля упругости древесины. С увеличением жесткости струбцины и размеров сечения конструкции увеличивается скорость ослабления затяжки. Предложена методика определения коэффициента увеличения усилия предварительной затяжки фрикционных грузозахватных устройств с винтовым приводом для перемещения конструкций из древесины.
Ключевые слова
Основная подготовка почвы является важным фактором в обеспечении высокой приживаемости и сохранности культурных растений. Ее целью является рыхление почвы на заданную глубину, при этом также необходимо обеспечить сдерживание роста сорной растительности в прилегающих к рядкам культур полосах. В зависимости от почвенных условий подготовка может заключаться в нарезке одно- или двухотвальных борозд (дренированные почвы) и в образовании микроповышений (временно переувлажненные почвы). Для этих целей в настоящее времяиспользуют плуги: ПКЛ-70, ПРЛ-70, ПЛ-1, ПЛМ-1,5А, ПДВ-1,5, ПЛ-2-50, ПЛД-1,2 и др. Их общим недостатком является способность выполнять только одну операцию. Большое разнообразие используемой почвообрабатывающей техники и ее невысокая эффективность подтверждает актуальность задачи создания многофункционального орудия блочно-модульной конструкции. Это позволит эффективно производить одним орудием основную подготовку почвы в разнообразных условиях. В статье приводится описание конструкции и основные варианты компоновки многофункционального плуга. Путем простых переналадок, осуществляемых на месте, плуг может быть адаптирован для основной подготовки почвы на вырубках с дренированными и временно переувлажненными почвами. Также возможно изменять расстояние между корпусами плуга в соответствии с заданными междурядьями и переставлять их для работы «всвал» или «вразвал». Смоделирован процесс работы орудия в условиях нераскорчеванной вырубки. Имитационный эксперимент подтвердил высокую работоспособность плуга, которая обеспечиваетсяза счет наличия предохранительных рекуперрующих устройств. Замена в лесохозяйственном предприятии набора различных плугов одним многофункциональным плугом позволит снизить общую металлоемкость парка почвообрабатывающих орудий почти в 4 раза.
Ключевые слова
Выращивание посадочного материала в лесных питомниках для лесовосстановления и лесоразведения является важной задачей лесного хозяйства. Для посева семян хвойных пород в лесных питомниках применяются сеялки с катушечными высевающими аппаратами, которые не обеспечивают требуемой равномерности высева и повреждают семена при посеве. Штифтовые высевающие аппараты позволяют исключить эти недостатки, поэтому исследования процесса их работы представляют интерес для лесного хозяйства. В результате проведенных исследований процесса высева семян сеялками со штифтовыми высевающими аппаратами получены формулы для определения угловой скорости и частоты вращения высевающих аппаратов с их приводом от бороздообразующего катка. Предложены формулы для определения нормы высева семян в массовых и объемных единицах, а также в штуках, как на единицу площади, так и на погонный метр посевной строки с учетом конструктивных параметров сеялки и размеров штифтов. Отмечено, что увеличение высоты и ширины штифтов, а также коэффициента заполнения объема вежду штифтами и количества рядов штифтов приводит к увеличению нормы высева, а увеличение передаточного отношения привода вызывает ее уменьшение. Кроме того, увеличение скольжения бороздообразующего катка также приводит к снижению нормы высева. Неравномерность подачи семян с увеличением размеров штифтов возрастает, поэтому толщину штифтов рекомендуется принимать минимальной, с учетом их достаточной прочности. Проведенные аналитические исследования процесса работы штифтового высевающего аппарата позволили получить необходимые зависимости для расчета конструктивно-технологических параметров лесных сеялок, предназначенных для высева семян хвойных пород в лесных питомниках.
Ключевые слова
В статье предложена концепция системного конструирования лесных машин в новых экономических условиях. Приведены основные положения выбора механизма для управления прицепа автопоезда на основе технико-экономического сравнения вариантов. Определяются основные характеристики управления автопоездом и повышения эффективности технологического процесса транспортировки. В предлагаемой работе рассматриваются вопросы управляемости транспортных средств, что представляет значительный интерес с целью применения такого оборудования для лесных машин, которое обеспечивало бы движение по различной опорной поверхности (снег, песок, болото и тд). Предлагается усовершенствовать электропневматическую конструкцию привода прицепа, учитывая при этом многочисленные и изменяющиеся факторы. Дан анализ конструкций лесовозных автопоездов. Рассмотрены преимущества и недостатки транспортировки древесины многозвенным автопоездом. Рассматриваются основные типы дорожных участков. В статье проанализированы факторы, оказывающие влияние на эксплуатационное состояние дорог. Примыкания дорог являются местами, где, наиболее часто возникают ДТП. Рассмотрена вероятность обеспечения надёжности функционирования отдельных элементов автомобильной дороги, а также дороги в целом во время сложных условий эксплуатации при наличии технических или экономических преимуществ в сравнении с традиционными решениями. Представлен график определения скорости автопоезда по предложенной методике для различных условий и факторов. В работе предлагается метод нахождения передаточных функций сложной многомассовой механической системы «ВАД». Экономическая эффективность работы автолесовоза определяется удельными приведёнными затратами на транспортировку лесоматериалов, представляющие собой отношение сумм затрат.
Ключевые слова
В работе приводятся данные о влиянии эксплуатационных параметров готовой фанеры (эмиссия формальдегида, предел прочности) на показатели потребительских рисков, а также изменения ее конкурентоспособности. В современной научной литературе основное внимание уделяется исследованиям и разработке методов снижения предпринимательских рисков, направленных на уменьшение всевозможных экономических издержек (производственные, рекламные, транспортные и т.д.). При этом практически отсутствует информация о влиянии качества выпускаемой продукции на потребительские риски и конкурентоспособность. Однако при рассмотрении данного вопроса относительно деревообрабатывающей и мебельной промышленности, то он достоин существенного внимания в связи с тем, что применение клееных древесноплитных материалов (фанеры в большей степени) в качестве конструкционных и дизайнерских материалов, благодаря их существенным преимуществам ежегодно возрастает. Вместе с этим происходит стремительное совершенствование способов изготовления и применяемых для этого материалов. Одной из традиционных технологий получения фанеры является склеивание листов шпона с использованием карбамидоформальдегидных смол различной модификации. В качестве составляющих применяемых клеевых композиций практикуется использование широкого спектра сорбентов, действие которых может быть направлено, как на простое регулирование расхода клея, так и на сложные процессы снижения эмиссии формальдегида и повышение прочности фанеры. Примером снижения выделения формальдегида может являться научно доказанное применение в качестве сорбента-наполнителя природного минерала клиноптилолита, модифицированного в различных электромагнитных полях (поле сверхвысокой частоты (ЭМП СВЧ) и слабое импульсное магнитное поле (СИМП)). В связи с этим в работе описано влияние изменения основных эксплуатационных свойств фанеры (эмиссия свободного формальдегида и предел прочности) на потребительские риски и конкурентоспособность готовой фанеры.
Ключевые слова
Начиная с 2014 г. на Россию были неоднократно наложены санкции со стороны ряда зарубежных стран: США, 27 стран Евросоюза, Австралии и Украины. Санкции явились реакцией на присоединение Крыма к России стали одной из причин финансового кризиса, имевшего место в российской экономике в 2014-2016 гг. Однако в стране есть ряд регионов и отраслей, которые в этих неблагоприятных условиях смогли достичь заметных успехов и сегодня показывают положительные тенденции развития. К таким регионам в полной мере можно отнести Воронежскую область. В статье дан анализ развития молочной отрасли, отмечены лидеры по производству сырого молока. Приведены цифры и факты развития мясного животноводства, производства свинины и птицеводства. Отмечена важность развития отрасли семеноводства, обеспечивающая экономическую безопасность и высокую производительность земледелия. Показаны успехи в развитии открытого земледелия, а также тепличного хозяйства. Особо выделена задача выхода области на зарубежные рынки сельхозпродукции, за счет которой возможно пополнение валютного резерва области. Определены меры, осуществление которых будет способствовать улучшению освоения имеющихся в области денежных средств. Сделан акцент на недостатках, имеющих место в экономическом развитии, к ним отнесены: отсутствие выгодных условий для привлечения инвестиций в эти отрасли, подготовку соответствующего уровня кадров, развитие инновационных технологий. Названы основные ориентиры развития экономики области на ближайшую перспективу: совершенствование системы закупок, создание хорошего климата для инвестиций, строительство завода дражированных семян, крахмало-паточного производства, налаживание многоплановой работы по импортозамещению в отраслях сельского хозяйства. По мнению авторов, предпринятые меры будут способствовать повышению производительности труда в сельскохозяйственных отраслях и позволят области упрочить её лидирующее положение, войти в первую десятку рейтинга лучших регионов страны.
Ключевые слова
Мировой опыт показывает эффективность создания кластеров в различных отраслях промышленности. Изучению и разработке механизмов реализации промышленной политики посвящено достаточно много работ и исследований отечественных и зарубежных ученых и практических работников. В статье проанализированы основные показатели работы лесной промышленности и лесного хозяйства в Томской области за последние годы, раскрываются основные резервы, приводится анализ факторов, определяющих тенденции развития отрасли. Авторами выявлены основные системные проблемы, сдерживающие поступательное развитие лесного сектора Томской области, в числе которых низкий уровень освоения расчётной лесосеки, недостаток экономически и транспортно доступных лесных ресурсов, несовершенство структуры производства и экспорта лесопродукции, сложное финансовое положение предприятий отрасли, недостаточность кадрового обеспечения, слабая территориальная кооперация предприятий и организаций. В статье определены объективные предпосылки для создания лесопромышленного кластера в Томской области, обозначены цели, задачи и направления устойчивого развития лесного сектора Томской области на основе кластерного подхода. Среди основных направлений, определяющих поддержание конкурентоспособности продукции и возможности повышения эффективности лесопользования, выделены следующие: развитие глубокой переработки древесины за счёт использования низкотоварной древесины и древесных отходов, развитие транспортной инфраструктуры в лесном фонде, повышение кадрового потенциала, расширение линейки производимой лесопромышленными предприятиями кластера продукции и реализация совместных проектов. Представленные выводы могут послужить теоретической базой для дальнейших исследований в сфере обеспечения экономической безопасности и развития лесопромышленного комплекса и лесного хозяйства. Полученные результаты могут быть использованы как исследователями в дальнейшей научной работе по изучению проблем кластерного развития лесопромышленных комплексов, так и региональными органами власти, и предпринимательскими структурами, функционирующими в сфере лесной промышленности.
Ключевые слова
В статье обосновано, что развитие лесного комплекса экономики России не возможно без осуществления его структурной реформы и сделан акцент на диверсификацию лесного хозяйства, как важнейшего отраслевого сегмента. Раскрыты причины диверсификации лесного комплекса, в том числе: диспропорции в развитии технологической цепочки - лесное хозяйство-лесозаготовка – деревообработка; технологическая, территориальная и экономическая разобщенность лесохозяйственных, заготовительных и перерабатывающих предприятий и производств; инфраструктурные и экономические барьеры; низкий уровень развития НИОКР и производственных инноваций на всех этапах технологически связанных производств. Доказано, что диверсификация лесного хозяйства должна осуществляться на уровне наиболее значимых подсистем: лесовосстановление и лесоразведение в целях перехода к технологиям позволяющим сократить период выращивания древесины и целевых сортиментов. Диверсификация лесного хозяйства возможна при переходе от лесных культур к плантационному лесоразведению, через создание промышленных лесных плантаций на землях лесного фонда. Для снижения рисковой составляющей при диверсификации лесохозяйственного производства создание промышленных лесных плантаций необходимо осуществлять в непосредственной близости от промышленных потребителей древесины, что обеспечит экономическую целесообразность выращивания, заготовки и доставки древесного сырья. Предложенный механизм диверсификации в сочетании с биотехнологиями обеспечит возрастающий спрос на древесину, при существенном снижении экологической нагрузки на естественные древостои, позволяя сохранить природные экосистемы для нужд рекреации. Внедрение биотехнологий в лесном хозяйстве позволит сократить разрыв в развитии сегментов лесного комплекса и увеличить предложения древесины для диверсифицированных производств. Диверсификация лесного хозяйства и развитие промышленного плантационного лесоразведения сдерживается нормативно-правовой базой и отсутствием мер финансовой поддержки предприятий лесного комплекса.
Ключевые слова
В статье рассмотрены основные направления развития лесного хозяйства в малолесном регионе. Изме- нения в лесном законодательстве привели к формированию в Воронежской области модели лесопользования ориентированной на развитие предпринимательства. Определено, что основной формой использования лесов в регионе является аренда лесных участков. Экономический механизм ведения лесного хозяйства в этих условиях должен опираться на баланс интересов участников лесных отношений (государства, общества, населения, бизнеса). На региональном уровне факторами ограничивающими развитие лесного хозяйства выступают большие затраты на проведение санитарно-оздоровительных мероприятий и сложности с утилизацией мелкотоварной и дровяной древесины от санитарных рубок и рубок ухода. Установлено, что трудности в предоставлении лесных участков в пользование связаны с имеющимся двойным учетом некоторых земельных и лесных участков в Едином госреестре недвижимости. За анализируемы период в регионе сложилась устойчивая тенденция в предпринимательской сфере лесного хозяйства к развитию государственно-частного партнерства. Доказано, что для реализации принципов устойчивого управления лесами и создания благоприятных условий для развития и внедрения экономически, экологически и социально ответственного освоения лесов необходима поддержка предпринимательской деятельности, в части создания региональных объектов инфраструктуры поддержки предпринимательства в сфере лесного хозяйства (отраслевых бизнес-инкубаторов на базе имеющихся НИИ в кооперации с ведущими лесными вузами) и обеспечение её деятельности.
Ключевые слова
Цель исследования состояла в компаративном анализе российской и зарубежной практики развития альтернативной энергетики на локальном уровне. Объектом данного исследования является совокупность управленческих воздействий, выступающих детерминантами формирования генерации на основе ВИЭ как составляющей устойчивого развития местных сообществ и «зеленой» экономики. В качестве предмета исследования выступают механизмы, инструменты и практики развития альтернативной энергетики. В качестве основных методов исследования в работе приняты общие теоретические методы исследования: анализ и синтез, а также методы определения показателей, сравнения, группировки и графического изображения. Для оценки «разрывов» между текущим и целевым состоянием «зеленой» энергетики как комплекса управляемых подсистем, авторами предлагается метод GAP-анализа, при этом в качестве основных подсистем выделены доля экологически чистой энергии в общем объеме ее генерации, средняя доля отечественного оборудования и комплектующих в составе электростанций на альтернативной энергии, средний уровень износа оборудования электростанций на альтернативной энергии, среднее время получения разрешения на строительство установок ВИЭ и подключение к центральной энергосети. В статье подробно проанализированы и систематизированы актуальные механизмы стимулирования развития альтернативной энергетики в деятельности муниципалитетов и региональных правительств зарубежных стран. Выделены общие ограничения в развитии альтернативнойэнергогенерации. Проведена дифференциация макрорегионов России по доле «зеленой» энергогенерации в ее совокупном производстве. Описаны практики эффективной реализации инфраструктурных проектов «зеленой» энергетики в муниципальных образованиях РФ и определены стимулы развития альтернативной энергетики на локальном уровне.Отдельное внимание уделено потенциалу развития ВИЭ в лесном секторе. На основании обобщения опыта реализации инфраструктурных проектов в области альтернативной энергетики в городах и районах России выделены и классифицированы наиболее существенные «барьеры» в развитии инфраструктуры ВИЭ на локальном уровне, к числу которых можно отнести экономические, административно институциональные, технологические и климатические. Сформулирован ряд рекомендаций по развитию стимулов и преодолению ограничений.
Ключевые слова
В работах Германа О.В. был предложен статистически оптимальный алгоритм для отыскания минимального покрытия 0,1-матрицы для невзвешенной матрицы. Алгоритм основан на итеративном добавлении к матрице новых столбцов (столбцы-резольвенты), которые строятся согласно сформулированному авторами принципу групповых резолюций (ПГР). Они обладают следующим свойством. В предположении, что еще не получено оптимальное покрытие, каждое такое покрытие содержит как минимум одну строку из числа тех, которые покрывают столбец- резольвенту. После добавления каждого нового столбца, рассматриваемого как случайный 0,1-вектор, производится аналитическая оценка математического ожидания числа минимальных покрытий с заданным количеством строк. По результатам оценки делается вывод о необходимости продолжения итераций или прекращения алгоритма. Алгоритм проверен для 600 случайно сгенерированных задач с последующим сравнением с точным решением. Можно сделать вывод, что аналитические оценки для математического ожидания числа покрытий с заданным размером устойчивы для матриц большой размерности. Напротив, с уменьшением числа столбцов эти оценки менее устойчивы. Несомненное, на наш взгляд, достоинство метода - его высокое быстродействие. Таким образом, в подавляющем большинстве случаев алгоритм завершает работу отысканием точного решения задачи, что позволяет считать его статистически оптимальным. Достоинством метода является его быстродействие, но опытным путем проверено, что увеличение размерности задачи приводит к непрогнозируемым провалам.
Ключевые слова
В статье рассматриваются алгоритмы для использования в автоматизированных системах объёмно-календарного планирования позаказного производства мебели. Мелкосерийное и позаказное производство обеспечивает значительную долю мебельного рынка как в России, так и в зарубежных странах. Также оно является перспективным направлением для развития других отраслей промышленности, ориентированных на конечного потребителя. Большинство существующих отечественных систем планирования рассчитаны на крупносерийное и массовое производство, в котором главную роль занимает производительность предприятия. Следовательно, основным показателем, по которому осуществляется оптимизация расписаний, является момент завершения последней работы. Однако позаказное производство имеет намного более сложную структуру показателей, влияющих на успешность предприятия в целом: ключевым показателем в данном случае является не скорейшее окончание всех без исключения работ, а выполнение их не позже установленного времени (т.е. в течение сроков, установленных договорами с заказчиками). Также в позаказном и мелкосерийном производстве важную роль занимает показатель времени, затрачиваемый на переналадку оборудования, связанную с переходом на выпуск продукции другого типа. Если эти и ряд других показателей не имеют значительной роли в крупносерийном производстве, то в мелкосерийном производстве эти показатели имеют значительное влияние на эффективность работы предприятия и ими уже нельзя пренебречь.Рассмотрены три наиболее перспективных математических алгоритма (алгоритм имитация отжига, генетический алгоритм и искусственные нейронные сети), которые позволяют осуществлять оптимизацию расписаний по нескольким критериям применительно к задаче объёмно-календарного планирования позаказного производства мебели.
Ключевые слова
Статья посвящена описанию подхода к обоснованию выбора систем машин на заготовке древесины, основанного на имитационном моделировании производственных процессов с помощью сетей Петри. Обосновывается выделение групп лесосек, имеющих относительно схожие условия с точки зрения технологического процесса заготовки древесины. Приведены результаты выполненных полевых исследований, моделирования и совершенствования процессов на примере одной такой типовой лесосеки. Результаты моделирования показали, что в условиях рассмотренной лесосеки средняя производительность форвардера несколько превышает возможную в данных условиях производительность харвестера, что приводит к вынужденным простоям форвардера, которые составляют около 12% времени. Приведено полученное при моделировании распределение простоя форвардера во времени, а также распределение времени его работы по выполняемым операциям. В результате выполненного исследования было рекомендовано заменить форвардер Komatsu 890.3 на более легкий и экономичный форвардер Komatsu 860.4. Моделирование, выполненное после внесения в модель изменений, показало, что в данном случае простой форвардера сокращается с 12 до 8%. Учитывая меньшие расходы на приобретение и обслуживание этого форвардера, а также меньший расход топлива, было определено, что в случае реализации предлагаемого варианта удастся сократить удельные затраты на заготовку одного кубометра древесины с 274,7 руб. до 266,7 руб., т. е. на 3,1%. Таким образом, при решении реальной производственной задачи была доказана эффективность предлагаемого подхода к оценке вариантов комплектования систем машин на заготовке древесины.
Ключевые слова
В современных условиях хозяйствования требуется поиск нового инструментария государственной промышленной политики. Мировой и отечественный опыт, а также теоретические исследования подтверждают, что применение кластерного подхода к стимулированию развития интегрированных экономических систем способствует повышению конкурентоспособности отраслей, регионов и страны в целом. Целью данного исследования является анализ концептуальных основ создания кластера в лесном секторе экономики Свердловской области, учитывающего как существенные черты экономико-технологической реальности, так и современное состояние государственной кластерной политики. Анализ нормативно-правовой базы позволил выявить формыгосударственной поддержки кластерных образований и требования к ним и их специализированным организациям для получения официального статуса. В ходе исследования выявлены шесть существующих на сегодняшний день региональных лесопромышленных кластеров. Сформированные кластеры будут способствовать развитию отрасли, но их количество недостаточно для повышения конкурентоспособности и инновационного развития лесного сектора экономики в целом. Лесопромышленный комплекс Свердловской области обладает значительным потенциалом для увеличения своего вклада в экономическое развитие региона. Возможности развития лесного сектора экономики обусловлены как наличием сложившейся инфраструктуры лесозаготовки и лесопереработки, так и значительной сырьевой базой отрасли. В регионе функционируют предприятия лесного хозяйства, целлюлозно-бумажной, деревообрабатывающей, лесохимической промышленности. В Свердловской области существует ряд проблем, которые были бы смягчены и частично решены посредством создания лесопромышленного кластера. В работе предлагается структура регионального лесопромышленного кластера, анализируются предпосылки и риски его создания, обосновывается состав участников «ядра» кластера. Для обеспечения эффективной работы и дальнейшего развития кластера предлагаются наиболее целесообразные механизмы государственной поддержки и количественные показатели эффективности работы кластера.
Ключевые слова
В статье рассматриваются аспекты построения базы данных информационно-вычислительной системы «Моделирование влияния автотранспортного потока на выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух г. Воронеж». База данных представляет реализованную с помощью технических средств динамическую информационную модель территории, отражающую пространственно-временную структуру, состояние и взаимосвязи между отдельными элементами моделируемой экосистемы. Наличие исходной информации о параметрах окружающей среды, характеризующих компоненты входящие в состав атмосферного воздуха, позволяет обеспечить экологов результатами обработки экспериментальных данных и дать рекомендации по устранению выбросов загрязняющих веществ автомобильным транспортом в атмосферу. Рассматриваемая база представляет собой совокупность реляционных таблиц в формате СУБД (MySQL), где каждое отдельно взятое наблюдение (показатель или параметр обилия загрязняющего вещества в конкретной пробе атмосферного воздуха) информационно связано со спецификацией местности, координатами и характеристиками точки отбора проб (географический аспект), а также датой проведения экспедиции (временной аспект). Обобщенная информационная модель базы данных, состоит из следующих таблиц: информация об улицах и районах города; исходные данные о различных типах транспорта и интенсивности их движения в различных районах города; выходные данные о загрязнителях: вещество, масса и концентрация по определенным улицам и районам города; константные данные об автомобильных загрязнителях (CH,SO,Pb и другие); прочие константные данные необходимые для корректной работы информационной системы.Актуальность данной темы обусловлена возрастающим количеством автомобильного транспорта в г Воронеж и решением проблемы его воздействия на качество городской среды и здоровье населения.