Лесотехнический журнал (стр. 2 )

Таблица 1

Учет роста прививок гибридов ореха (% от общего числа)

Группа гибридов	Образование каллюса	Приживаемость	Состояние, балл	Всего
комната	теплица	грунт
Матроклинные	12	12	8	нет	нет	28
Патроклинные	36	36	20	8	3,5	40
Промежуточные	12	12	12	4	4	32
Всего	60	60	40	12	3,7	100

Из таблицы можно сделать вывод, что приживаемость и состояние прививок не зависят от гибридной группы. Необходимо отметить очень низкий балл состояния растений, определяемый по стандартной шкале [1]. Таким образом, сохранилось только около 12 % прививок. Высаженные в открытый грунт привитые саженцы, в данный момент находятся в усыхающем состоянии. Причиной является несоответствие условий, необходимых для подготовки привитого посадочного материала. Также следует отметить, что материнские деревья имеют возраст, в котором возможность приживаемости достаточно низкая.

Несмотря на то, что вегетативное размножение сохраняет чистосортность формы, в Воронежской области в частности, и в Центральном Черноземье в целом, данный способ приобретает второстепенное значение. Целесообразно создание насаждений семенным путем, непременно с использованием зимостойких семян местных форм. При этом предпочтение следует отдавать семенам, если это природные виды и черенкам – если это гибриды.

Библиографический список

1. Алексеев жизненного состояния деревьев и древостоев // Лесоведение. 1989. № 4. С. 51–57.

2. Бадалов основы культуры орехов рода Juglans в степной части Украины [Текст]: автореф. дис. на соискание ученой степени д-ра с.-х. наук: Киев, 19с.

3. Госреестр селекционных достижений / Испытание и охрана селекционных достижений. М. : 20с.

4. Команич ореха грецкого и других видов рода Juglans // Штиинца, №2. Кишинев, 1989. С. 23–31.

5. Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур: Орел, 19с.

УДК 625.7:630*377.7(075.8)

оценка целесообразности и направления совершенствования дорожных одежд лесных автомобильных дорог

Воронежский филиал

Показано, что эффективное функционирование дорог с щебеночными и гравийными покрытиями обеспечивается грамотным обоснованием их конструкции, расчетом параметров, учитывающем реальные условия эксплуатации. Определено направление совершенствования дорожных одежд переходного типа для повышения экономичности дорожной конструкции.

Ключевые слова: лесная автомобильная дорога, дорожная одежда, гравийное покрытие, щебеночное покрытие, условия эксплуатации.

Для строительства покрытий дорожных одежд переходного типа лесных автомобильных дорог широко применяются местные каменные материалы: щебень и гравий. Доля вывозки древесины по дорогам с покрытием из щебня и гравия составляет более 40 % [1, 2]. Из общей протяженности указанных дорог, дороги с гравийным покрытием составляют более 84 % и обеспечивают эксплуатацию большегрузных автомобильных поездов при качественном содержании и ремонте, своевременном закрытии дорог в периоды весенней и осенней распутиц.

Многие лесные районы Российской Федерации располагают незначительными запасами качественных каменных материалов, пригодных для строительства дорожных покрытий, а иногда не имеют данных запасов. Вывозка древесины по автомобильным дорогам без капитальных покрытий сопровождается значительными затратами. Доля вывозки древесины по таким дорогам составляет более 40 % [1, 2]. Лесные грунтовые автомобильные дороги и дороги с покрытиями из улучшенных грунтов труднопроезжаемые в периоды весенней и осенней распутиц.

Неблагоприятные грунтовые и гидрологические условия, плохо развитая дорожная сеть являются причиной нерационального использования специализированного подвижного состава. Средняя плотность автомобильных дорог в лесных регионах России в десятки раз ниже, чем в Скандинавских странах, что не только усложняет работу заготовку древесины, но и резко снижает эффективность ведения лесного хозяйства в целом [2].

Вид и эксплуатационное состояние покрытия существенно влияют на выбор типа автопоезда, величину полезной нагрузки, скорость движения и расход топлива. Основное сопротивление движению на грунтовых дорогах в несколько раз выше, чем у дорог с покрытием из асфальтобетона и железобетонных плит. Известно [3], что экономичная скорость движения автопоездов составляет 40…50 км/ч. На лесных дорогах скорость движения автопоездов не превышает 20…30 км/ч из-за недостаточной несущей способности и ровности покрытий. При скорости движения 30 км/ч удельный расход топлива возрастает в 1,6…1,7 раза. Движение автопоездов на неустановившихся режимах работы двигателей увеличивает дополнительно расход топлива до 40 % по сравнению с движением при постоянных скоростях [1].

Значения показателей эксплуатации подвижного состава для различных дорожных покрытий приведены в табл. 1.

Таблица 1

Изменение эксплуатации подвижного состава в зависимости от вида дорожных покрытий [6]

Эксплуатационные показатели	Вид покрытий
асфальто- бетонное	чернощебеночное	щебеночное, гравийное	грунтовое улучшенное	грунтовое
Коэффициент сопротивления качению	0,01…0,02	0,025…0,03	0,035…0,04	0,04…0,05	0,05…0,1
Скорость движения Расход топлива Стоимость перевозки грузов	– – –	95* 105* 110*	80* 110* 140*	40* 180* 200*	30…20* 200…250* 300…500*
Примечание. * – в процентах относительно показателей для асфальтобетонного покрытия

Из таблицы видно, что автомобильные дороги с щебеночными и гравийными покрытиями обеспечивают гораздо лучшие показатели эксплуатации подвижного состава, чем грунтовые дороги, дороги с покрытиями из улучшенных грунтов и не существенно уступают дорогам с асфальтобетонными и чернощебеночными покрытиями.

Вышеизложенное показывает, что исследования в области совершенствования и технико-экономического обоснования конструкции и технологических процессов строительства и ремонта дорожных одежд переходного типа являются актуальными. Одним факторов, обеспечивающих эффективное функционирование дорог с щебеночными и гравийными покрытиями, является грамотное обоснование их конструкции, расчет параметров, учитывающий реальные условия эксплуатации, что основывается на современных подходах к проектированию дорожных одежд и экономического обоснования конструкций.

На выбор типа и всей конструкции дорожной одежды влияют различные факторы: район строительства и категория дороги, местные условия строительства и эксплуатации дороги, грунтовые и гидрологические условия, наличие местных дорожно-строительных материалов, интенсивность движения транспортных средств и др. Выбор типа и конструкций дорожной одежды производится технико-экономическим обоснованием [4].

При обосновании расчетных параметров подвижной нагрузки определяются характеристики интенсивности воздействия подвижного состава на дорожную одежду с учетом изменения интенсивности движения транспортных средств, связанного с изменением объемов перевозок, что позволяет установить суммарное число приложений расчетной нагрузки и требуемый модуль упругости дорожной конструкции.

Лесные дороги в основном строятся на местности с сезонным промерзанием грунтов, высоким стоянием грунтовых вод и наличием пучинистых грунтов. Поэтому дорогу необходимо разделять на характерные участки с одинаковыми условиями: грунтовыми, по характеру и степени увлажнения, схеме увлажнения рабочего слоя земляного полотна. В этом случае дорожная одежда на всем протяжении каждого участка будет удовлетворять в равной степени всем предъявляемым требованиям и не иметь чрезмерных запасов прочности, что соответствует рациональному соотношению затрат на строительства и транспортно-эксплуатационных качеств дороги.

Функционально земляное полотно, водоотвод и дорожная одежда взаимосвязаны между собой, а их проектирование – комплекс задач по разработке дорожной конструкции в целом, ее расчету на прочность, морозоустойчивость и экономическое сравнение альтернативных вариантов. Форма и размеры земляного полотна зависят от положения проектной линии продольного профиля относительно линии земли, оно может иметь форму насыпи, выемки или размещаться в нулевых местах. Водно-тепловой режим земляного полотна в насыпях более благоприятный, чем в выемках и нулевых местах. Высота насыпи существенно влияет на расчетную влажность грунта рабочего слоя земляного полотна. Оптимальную высоту насыпи следует назначить путем сравнения затрат на производство земляных работ и устройство дорожной одежды при данной схеме увлажнения рабочего слоя. Комплексное проектирование дорожной конструкции позволяет выбрать наиболее рациональные способы обеспечения ее прочности, надежности, долговечности при минимальных затратах на строительство, ремонты, содержание [4]. Конструирование дорожной одежды по вариантам или по участкам дороги выполняется в последовательности, приведенной в [4, 5].

Затраты на строительство дорожной конструкции по вариантам и участкам определяется стоимостью устройства дорожной одежды и земляного полотна с учетом расходов на реализацию мероприятий по регулированию водно-теплового режима земляного полотна, при этом затраты на устройство дорожной одежды уменьшаются, но появляются дополнительные расходы на регулирование водно-теплового режима земляного полотна [4].

Тип и рациональная конструкция дорожной одежды при проектировании в комплексе с земляным полотном, выбираются на основании сравнения альтернативных вариантов по минимуму удельных приведенных затрат, учитывающих стоимость строительства дорожной конструкции, расходов на приобретение оборудования и эксплуатационных расходов на вывозку древесины [4].

Для реализации концепции технико-экономического обоснования типа и конструкции дорожных одежд лесных автомобильных дорог разработаны соответствующие математические модели, алгоритмы и программы подсистем системы автоматизированного проектирования САПР-KKL [4] по следующим направлениям: обоснование расчетных параметров подвижной нагрузки, проектирование дорожных одежд нежесткого типа, определение технико-экономических показателей функционирования транспорта на вывозке древесины. В основе концепции лежит системный подход, заключающийся в выявлении структуры системы, типизации связей, определении атрибутов, анализе влияния внешней среды. Структурные и блочно-иерархические подходы позволяют синтезировать варианты системы из блоков на иерархические уровни, выделить стадии, этапы, проектные процедуры и установить связи между параметрами иерархических уровней [4]. Система САПР-KKL и ее подсистемы имеют следующую структуру [4]:

- использование блочно-иерархического подхода расчленения системы на подсистемы и иерархические уровни (блоки) и организация их проектирования;

- моделирование и анализ подсистем – создание моделей, представляющих описание и свойства проектируемого объекта, анализ модели для определения количественных оценок (критерия оптимальности, функций ограничений);

- синтез и оптимизация системы (подсистемы) – структурный синтез (разработка структуры проектируемого объекта) и параметрический синтез (выбор значений переменных для одного из вариантов объекта и расчет численных значений переменных параметров), при которых критерий оптимальности принимает экстремальное значение в заданном интервале ограничений.

Разработанные современные подсистемы САПР, реализующие расчет дорожных одежд переходного типа, не в полной мере обеспечивают экономичность дорожной конструкции при достижении требуемого уровня надежности. В настоящее время проектирование нежестких дорожных одежд осуществляется на основе инструкции МОДН 2-2001 [5], при определении требуемой толщины дорожной одежды переходного типа по данной инструкции, ее окончательная толщина получается в 1,5…2 раза больше толщины, установленной по критерию упругого прогиба. Это связано с обеспечением требований сдвигоустойчивости грунта рабочего слоя земляного полотна и морозостойкости дорожной конструкции. В результате увеличения толщины дорожной одежды значительно возрастает стоимость строительства дороги. Таким образом, требуется как совершенствование конструкции дорожных одежд переходного типа, так и разработка математических моделей, позволяющих в САПР обосновывать параметры дорожной конструкции с учетом особенностей изменения конструкции земляного полотна в результате применения различных конструкций дорожных одежд при изменении технических, технологических и экономических показателей, для обеспечения экономической эффективности в целом всей транспортной системы в лесном массиве.

Выводы

1. Автомобильные дороги с щебеночными и гравийными покрытиями обеспечивают гораздо лучшие показатели эксплуатации подвижного состава, чем грунтовые дороги, дороги с покрытиями из улучшенных грунтов и не существенно уступают дорогам с асфальтобетонными и чернощебеночными покрытиями, но являются более дешевыми по сравнению с последними, что создает предпосылки для дальнейшего их широкого применения в качестве лесных дорог.

2. Эффективное функционирование дорог с щебеночными и гравийными покрытиями обеспечивается грамотным обоснованием их конструкции, расчетом параметров, учитывающем реальные условия эксплуатации, что основывается на современных подходах к проектированию дорожных одежд и экономического обоснования конструкций.

3. Существующие подсистемы САПР, реализующие расчет дорожных одежд переходного типа, не в полной мере обеспечивают экономичность дорожной конструкции при достижении необходимого уровня надежности, что требует как совершенствования конструкции дорожных одежд переходного типа, так и разработки математических моделей, позволяющих в САПР обосновывать параметры дорожной конструкции с учетом особенностей изменения конструкции земляного полотна в результате применения различных конструкций дорожных одежд при изменении технических, технологических и экономических показателей.

Библиографический список

1. , Шестаков автомобильного транспорта на лесозаготовительных предприятиях / М. : Лесн. пром-сть, 19с.

2. Транспорт леса. В 2-х т. Т. 1. Сухопутный транспорт / Под ред. . М.: ИЦ «Академия», 20с.

3. Краткий автомобильный справочник / НИИАТ. М.: Транспорт, 19 с.

4. Савельев типа и конструкции дорожных одежд лесовозных автомобильных дорог: Дисс. д-ра техн. наук: Йошкар-Ола: МарГТУ, 20 с.

5. МОДН 2-2001. Проектирование нежестких дорожных одежд / Межправительственный совет дорожников. М.: », 20с.

УДК 630*848.7-52

ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ В ЭРГАТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ

ГОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия»

Раскрывается сущность и значение обратной связи в эргатических системах автоматизированного управления процессами лесопромышленного производства на основе накопленного опыта при разработке и внедрении таких систем управления на действующих предприятиях лесного комплекса.

Ключевые слова: обратная связь, эргатическая система, автоматизированное управление, процесс, лесопромышленное производство.

Во всех системах автоматизированного управления процессами лесопромышленного производства и особенно в таких, как система автоматизированного управления подъемно-транспортными устройствами (ДУ–дистанционное управление; ДПУ–дистанционно-программное управление, ПУ–программное управление, ГДПУ – групповое дистационно-программное управление) [1] и системы диспетчерского управления процессами на всех фазах лесопромышленных предприятий лесного комплекса (ЦУТПЛС – централизованное управление технологическими процессами лесных складов, ЦДУПП– централизованное диспетчерское управление производственным процессом, СИОДУ – система информационно-оперативного диспетчерского управления, ИОДС – информационно-оперативная диспетчерская служба) [2]. Как было установлено, существенную роль в их оптимизации играет обратная связь. То есть обратная связь допускающая саморегулирование в эргатических системах автоматизированного управления (ЭСАУ), может предоставлять информацию разных типов (подтверждение и точность ответа, его последствия, данные о стоянии окружающей среды и системы и т. п.). Она может служить в качестве руководства, мотивировать и поощрять оператора-диспетчера, принимать определенные решения по поставленным задачам.

Обратная связь (ОС) имеет существенное значение для регулирования работы ЭСАУ и деятельности оператора-диспетчера в ней. При этом цели оператора находятся в сложном соотношении с эффектом обратной связи и могут снижать этот эффект.

Как для оператора (диспетчера), так и для эргатической системы в целом информация, передаваемая по ОС, всегда сравнивается с ответами самого оператора (диспетчера) команды или результирующими данными самой эргатической системы автоматизированного управления. В однооператорной эргатической системе (ГДПУ) оператор получает по ОС информацию, касающуюся его собственных ответов; в многооперативной эргатической системе (СИОДУ) его (старшего диспетчера), может интересовать деятельность всей команды (диспетчеров всех производственных подразделений предприятия).

Оператор (диспетчер), устанавливающий ОС, не наблюдает ее непосредственно, однако ощущает действие обратной связи по предъявляемым стимулам (например, устройство отображение информации – мнемосхема пульта управления) и результатам влияния этих стимулов. Исследователь деятельности оператора (диспетчера) в области обратной связи не может быть полностью уверен в том, что ОС в действительности воспринимается оператором (диспетчером) так, как он ее понимает. Он (исследователь) должен учитывать влияние обратной связи на ответы оператора (диспетчера) и результирующие данные эргатической системы АУ, чтобы решить эффективно ли то, что он (оператор) представляет себе в качестве ОС [3, 4].

В самом общем смысле обратная связь является информацией о последствиях тех или иных действий оператора (диспетчера) предъявляемой самому оператору (диспетчеру). Эти последствия потом сопоставляются в памяти оператора-диспетчера или с помощью устройств отображения (пульт управления, мнемосхемы, экран телевизора и т. п.) с первоначальным действием, чтобы определить приемлемость выполненного действия. Одновременно оператор (диспетчер) использует полученную оценку, чтобы руководствоваться ею при выполнении своего следующего действия. В связи с эти эффект обратной связи связан не только с предыдущими, но и последующими действиями оператора-диспетчера. Свою способность модифицировать деятельность ОС исследователь реализует следующими способами: 1) направляя изменения в действиях, выполняемых оператором, и руководя ими с тем, чтобы они удовлетворяли требованиям эргатической системы АУ; 2) создавая мотивацию для того, чтобы оператор (диспетчер) приспосабливал получаемые им результаты к другими целям; 3) поощряя определенные модели ответов, которые представляются оператору точными или успешными.

Эти функции можно рассматривать также в качестве критериев эффективности информации обратной связи, определяемой в основном тем, насколько успешно она (ОС) направляет и поощряет правильные ответы, и создает мотивацию для более производительного труда оператора (диспетчера). Обратная связь может обеспечивать разные типы информации, касающиеся корректности подтверждения и последствий ответа, а также состояния эргатической системы АУ.

Обратная связь включает в себя любую информацию о состоянии оператора (диспетчера), системы или среды, представляющих собой результат действий данной эргатической системы, на основе которых можно осуществлять необходимое регулирование ОС, вероятно, важнее в недетерминированных, чем структурированных (детерминированных) системах. Если операционные процессы запрограммированы заранее, они должны предусматривать по крайней мере наличие некоторых информаций (например, сигналов на пульте управления), обеспечиваемой с помощью ОС. С другой стороны в вероятностных (неопределенных) ситуациях ОС может быть единственной основой руководящей оператором в выборе одной из альтернатив. Информация, получаемая через обратную связь, не автоматически руководит, мотивирует или поощряет – эти функции определяются тем как оператор (диспетчер) интерпретирует информацию.

В деятельности оператора (диспетчера) эргатической системы АУ обратная связь подтверждения ответа играет существенную роль, так как предъявляемая оператору информация о том, что он (оператор) действительно выполнил ту или иную операцию обозначается только обратной связью подтверждения ответа (ОСпо). Например, после того как оператор ГДПУ нажал на кнопку переключателя с надписью ВКЛ. и подал напряжение на пульт управления загорается лампочка соответствующего индикатора. Поскольку ОСпо ничего не говорит о более отдаленных последствиях предпринятого действия сфера ее применение крайне ограничена.

Информация о корректности или некорректности ответа оператора требуется тогда, когда возможны альтернативные ответы и правильный выбор ответа оператору заранее неизвестен. Например, ответ оператора (диспетчера) в процессе его обучения (подготовки) обычно сопровождается указанием на корректность или некорректность ответа обратная связь корректности ответа (ОСко). ОСко (обычно называемая усиленной обратной связью) применяется лишь в ситуации подготовки (обучения) оператора (диспетчера) на специальном тренажере имитирующем пульт управления эргатической системы или непосредственно на рабочем месте (в операторской или диспетчерской).

Информация о последствиях предпринятых действий может иметь место, например, в такой ситуации САГУ, когда за поворотом тумблера следует включение двигателя на разжатие челюстей торцевого грейфера и оператор видит как они (челюсти) расходятся.

В зависимости от поставленной задачи – взятие из накопителя определенной длины сортимента, оператор раздвигает челюсти грейфера до нужного размера. Таким образом, обратная связь последствий ответа (ОСпос), включает в себя описанные выше функции и она подтверждает ответ, сделанный оператором, т. е. ОСпос может быть проверена лишь по его последствиям. Обратная связь последствий ответов, как видно, может помочь оператору сделать правильный выбор следующего ответа. Получив заданную величину раскрытия челюстей грейфера, оператор опускает его на пачку сортиментов и дает команду (тумблером) на сжатие их (челюстей) для взятия этой пачки.

Информация об условиях, определяющих состояние данной эргатической системы АУ или о внешней среде, знание которых позволяет оператору (диспетчеру) выполнить то или иное действие, обозначается, как обратная связь состояния системы (ОСсс). ОСсс тем и отличается функционально от других видов обратных связей, что она не обязательно, а часто и совсем не отражает следующее непосредственно за некоторым стимульным воздействием событие или реакцию на специфическое действие оператора (диспетчера).

Обратная связь состояния системы может отражать последствия, возникшие в результате действий оператора (диспетчера), выполненных гораздо раньше. Информация, обеспечиваемая ОСсс, регулирует действия оператора и эргатической системы АУ, когда возникают особые состояния ее (системы) и оператор должен предпринимать действия по поддержанию целостности эргатической системы.

В эргатических системах АУ лесопромышленных предприятий вместе с вышеназванными типами ОС необходимо различать внутреннюю и внешнюю обратную связь. Внутренняя ОС обычно понимается как нечто, присущее действиям оператора (диспетчера) как таковым. Проще внутренняя ОС означает, что информация или сигналы, на основе которых оператор (диспетчер) интерпретирует информацию, получаемую через данную ОС, понимается как часть обратной связи или как нечто, коррелирующее с действиями, которые создают ее (обратную связь). При интерпретации внутренняя ОС существует лишь как физиологический коррелят индивидуального ответа и поэтому не имеет точного аналога на уровне самой эргатической системы. С другой стороны, если внутренняя ОС представляет собой часть целой системы (например, САГУ), то «человек-оператор-ПТУ» включает в себя внутреннюю ОС. Например, информацию, описывающую состояние данной системы (САГУ), можно считать внутренней, поскольку она заложена в самой ситуации (т. е. отражается на мнемосхеме пульта управления используемой в заданном порядке); такая информация представляет собой ОС, поскольку описывает последствия операций, выполняемых данной эргатической системой (включая обслуживающий персонал–строповщики, подсобные рабочие сортировочной линии и т. п.).