Совершенствование формирования грузопотоков лесоматериалов лесных предприятий

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Г.Ф. МОРОЗОВА»

О.Н. Бурмистрова  С.И. Сушков Ю.Н. Пильник

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ

ГРУЗОПОТОКОВ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ

ЛЕСНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ 

Монография

Воронеж 2016

УДК 630*383
ББК 30.693

Б56

Печатается по решению научно-технического совета
ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» (протокол № 6 от 2 ноября 2015 г.)

Рецензенты: кафедра технического сервиса и технологии

машиностроения ФГБОУ ВО Воронежский ГАУ;
д-р техн. наук, проф. В.К. Астанин

Научный редактор  проф. В.Н. Макеев

Бурмистрова, О. Н.

Б56 Совершенствование формирования грузопотоков лесоматериалов лесных 
предприятий [Текст] : монография / О. Н. Бурмистрова, С. И. Сушков, 
Ю. Н. Пильник ; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». –
Воронеж, 2016. – 148 с.

ISBN 978-5-7994-0731-5 (в пер.)
В монографии разработан комплекс математических моделей, алгоритмов процесса

формирования грузопотоков и пунктов переработки древесины с использованием методов 
дифференциального и интегрального исчислений, симплекс-метода, метода декомпозиции и
минимаксного риска, позволяющих решать задачи комплексного использования древесного 
сырья на предприятиях лесного комплекса. Даны рекомендации по совершенствованию 
транспортных потоков лесоматериалов при разработке проектов освоения лесосырьевых баз 
арендованных участков лесного фонда на территории Республики Коми.

Монография 
может 
быть 
использована
лесными 
предприятиями 
региона, 

профильными проектными организациями при реализации программ по освоению лесного 
фонда на региональном уровне.

УДК 630*383

© Бурмистрова О. Н., Сушков С. И.,

Пильник Ю. Н., 2016

ISBN 978-5-7994-0731-5
© ФГБОУ ВО «Воронежский государственный

лесотехнический университет
имени Г. Ф. Морозова», 2016

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………….
4

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ, ПУТИ И УСЛОВИЯ 
ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ГРУЗОПОТОКОВ 
В ЛЕСНОМ КОМПЛЕКСЕ ……………………………………………………
7

1.1. Анализ состояния и развития лесопользования с учетом лесного 
фонда Республики Коми тенденции изменения объемов
лесосырьевых ресурсов в участках ………………………………………….
7

1.2 .Условия развития комплексных лесных предприятий и их 
транспортные связи в пределах Республики Коми ………………………….
30

1.3. Анализ грузовых потоков и пунктов переработки древесины
в комплексных лесных предприятиях и основные направления их
совершенствования …………………………………………………………... 37
1.4. Планируемые изменения потребления древесины, перспективный 
баланс заготовки и использования древесины ……………………………….. 48
1.5. Обзор литературных источников и научных исследований ……………. 54
1.6. Постановка цели и задач исследования по теме работы ………………... 60
2. ФОРМИРОВАНИЕ ГРУЗОПОТОКОВ И РАЗМЕЩЕНИЕ ПУНКТОВ 
ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ В ЛЕСНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ …………… 63
2.1. Общая математическая постановка оптимальной задачи
формирования транспортных потоков и пунктов переработки в 
лесных предприятиях Республики Коми …………………………………... 63
2.2. Моделирование оптимального формирования транспортных
потоков и размещения пунктов переработки древесины ………………….
79

3. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРИНЦИПОВ КОНЦЕНТРАЦИИ 
ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ НА ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ
ПРОИЗВОДСТВАХ ……………………………………………………………. 103
3.1. Методы установления структуры и объемов перерабатывающих
производств лесных предприятий Республики Коми ………………………... 103
3.2. Разработка принципов концентрации транспортных потоков 
лесоматериалов в пункты их переработки …………………………………… 107
3.3. Некоторые экологические, лесохозяйственные и технические
аспекты использования всей биомассы дерева ………………………………. 112
Основные выводы и рекомендации …………………………………………… 117
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ………………………………………… 120
ПРИЛОЖЕНИЯ ………………………………………………………………… 126

ВВЕДЕНИЕ

Лесной комплекс России в настоящее время характеризуется появлением 

большого количества новых арендаторов лесных участков, однако ресурсы 

ближней заготовки древесины исчерпаны, а освоение отдаленных лесных 

массивов, естественно, увеличивает затраты на транспортировку, и, как 

следствие, повышает стоимость конечной продукции из древесного сырья.

Система транспортных связей предприятий должна отражать требования 

стабилизации объемов производства и потребления имеющихся ресурсов 

лесоматериалов в регионе и учитывать изменения этих объемов. При этом 

необходимо сформировать такие системы транспортных связей существующих и 

вновь организуемых предприятий, которые обеспечивали бы заданный объем 

выпуска продукции из минимального объема заготовленных лесоматериалов.

Большое 
количество 
нерациональных 
перевозок, 
недостаточно 

обоснованное распределение данных объемов по видам транспорта, далекое от 

рационального использование подвижного состава вызывают вовлечение 

дополнительных материальных ресурсов на развитие транспорта для освоения 

растущего объема перевозок.

Транспортные грузопотоки характеризуются широко распространенными 

внутренними перевозками лесоматериалов, недостаточной технологической 

увязкой организации работы различных предприятий путем рационального 

распределения лесоматериалов, вследствие чего остаются неиспользованными 

немалые резервы повышения эффективности производства.

Разработанная система развития и размещения лесозаготовительных 

предприятий и их транспортных связей оценивается в целом как достаточно 

эффективный инструмент вариантного формирования транспортных связей 

лесного 
комплекса 
региона, 
позволяющий
проводить 
исследования 
по 

обеспечению его рациональной территориальной и технологической структуры в 

зависимости от уровня конечного потребления продукции лесного комплекса 

региона.

Согласно проведѐнным расчѐтам, для поддержания расчѐтной лесосеки 

Республике Коми на уровне 15,6 млн кубометров необходимо строительство 

4430 километров лесовозных дорог постоянного действия, которые будут 

выполнять функции грузосборочных дорог
и лесовозных магистралей; 

реконструкции подлежат 789 километров автодорог общего пользования, 

необходимых для организации вывозки леса.

Целью 
работы 
является 
повышение 
эффективности
лесовозного 

транспорта 
путем 
совершенствования 
транспортных 
связей 
лесных

предприятий Республики Коми.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

- обосновать транспортно-эксплуатационные параметры грузопотоков 

лесоматериалов в лесных предприятиях Республики Коми;

- разработать математические модели и алгоритмы формирования 

рациональных транспортных связей в одно- и разнотипных блоках лесных 

предприятий;

- разработать методику определения оптимальных сфер формирования 

грузопотоков на автомобильном и железнодорожном транспорте при 

транспортировке лесоматериалов;

- разработать методику экономической оценки выбора вариантов 

формирования грузопотоков и пунктов потребления лесоматериалов для 

лесных предприятий на примере Республики Коми.

Объектом исследования являются арендованные участки лесного фонда и 

транспортная сеть в лесосырьевых базах Республики Коми.

Предметом исследования являются методы, математические модели и 

алгоритмы оценки экономической доступности арендованных лесных участков 

для вывозки лесоматериалов.

При 
изучении 
проблем 
процесса 
формирования 
грузопотоков 

лесоматериалов предложен комплексный подход на основе математических 

моделей 
и 
алгоритмов, 
описывающий 
процессы 
функционирования 

сухопутного транспорта леса при освоении арендованных участков лесного 

фонда с учетом специфики Республики Коми, включающие:

- методику оценки эффективности системы региональных транспортных 

связей, отличающуюся использованием векторного критерия оптимизации с 

введенными 
ограничениями 
показателей 
производственных 
параметров 

грузопотоков лесоматериалов;

- математическую 
модель, 
методику
совершенствования 
лесных 

грузопотоков, 
отличающуюся 
двухступенчатой 
системой 
формирования 

грузопотоков для одно- и разнотипных блоков лесных предприятий;

- методику и алгоритмы формирования сфер рационального использования 

автомобильного и железнодорожного транспорта, учитывающую потребителей 

промежуточной продукции, а также и программное обеспечение к ним;

- методику 
оценки 
экономической 
эффективности 
освоения 

арендованных 
участков 
лесного 
фонда, 
отличающуюся 
учетом 

производственных мощностей предприятий и коньюктуры рынка.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ, ПУТИ И УСЛОВИЯ

ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ГРУЗОПОТОКОВ

В ЛЕСНОМ КОМПЛЕКСЕ

1.1. Анализ состояния и развития лесопользования с учетом 

тенденции изменения объемов лесосырьевых ресурсов в участках 

лесного фонда Республики Коми

В результате более чем 50-летней интенсивной эксплуатации лесного 

фонда Республики Коми незначительные по площади неосвоенные рубками 

лесные массивы сохранились только на большом (300 километров и более) 

удалении от мест переработки. Расчѐтная лесосека этих массивов составляет не 

более 2 млн кубометров в год и не способна обеспечить требуемый прирост 

объѐма заготовок. 

Более 40 % площади лесного фонда южной зоны республики занимают 

массивы молодняков и средневозрастных насаждений, перемежающиеся 

компактными (10-20 тыс. гектар) участками лесов, частично пройденных 

рубками прошлых лет; низкополнотными – менее 100 кубометров на гектаре –

насаждениями; и более мелкими участками спелых и перестойных насаждений 

– по 1-3 тыс. м3 на гектар. Леса южной и северо-западной частей Республики 

Коми 
являются 
наиболее 
перспективными 
для 
проведения 

лесозаготовительных работ.

Современный уровень развития лесной и деревообрабатывающей 

промышленности не позволяет в полной мере обеспечивать потребности в 

большинстве видов еѐ продукции. Располагая крупнейшими в мире лесными 

ресурсами, мы отстаем по производству конечных видов продукции от ряда 

развитых стран. Из каждой 1000 м3 заготовленной древесины вырабатывается в 

4-6 раз меньше целлюлозы и древесной массы, в 1,8-2,6 раза меньше общего 

объема продукции лесопереработки, чем, например, в США, Канаде и 

некоторых других развитых странах.

Дорожный фонд лесовозных дорог в Республике Коми в настоящий 

момент насчитывает более 53 тыс. километров дорог, из которых дорог 

круглогодичного действия – 4,3 тыс. километров (< 10 %). Подавляющее 

большинство лесовозных дорог эксплуатируются периодически при освоении 

прилегающих лесных участков, а в остальное время не содержатся, приходя в 

состояние, непригодное для вывозки леса. 

Ежегодно 
вводится 
в 
действие 
средствами 
лесозаготовителей 

50-60 километров дорог круглогодичного действия и 100-110 километров дорог 

зимнего действия. При этом в связи с удорожанием строительства вводятся в 

действие так называемые «лежневые» дороги, имеющие срок службы не более 

6 лет и фактически являющиеся временными. Строят и содержат дороги 

летнего действия только крупнейшие лесозаготовительные предприятия, такие 

как ОАО «Монди –
СЛПК», ООО
«Лузалес», ЗАО «Леском». Малые 

лесозаготовительные 
предприятия 
осуществляют 
строительство 

преимущественно дорог зимнего действия.

По экономическим причинам неблагоприятны для освоения территории 

лесничеств, расположенных в северо-восточной части республики: МОГО 

«Печора», МОГО «Вуктыл» (северная часть), МОГО «Сосногорск». Территории 

характеризуются значительной транспортной удалѐнностью от мест переработки, 

неблагоприятными почвенно-грунтовыми условиями (заболоченность) и низким 

средним запасом на гектаре (100 кубометров и менее). Эти леса могут являться 

резервной сырьевой базой для планируемого крупного лесоперерабатывающего 

комплекса в пгт Троицко-Печорск, так как их освоение потребует больших 

инвестиций по сравнению с лесами юга республики.

Более 70 % лесного фонда недоступно для разработки в летнее время по 

почвенно-грунтовым условиям, при этом распределение «зимних» и «летних» 

лесов по территории республики неравномерно. Значительные массивы лесов, 

доступных для разработки в летнее время, находятся на территории 

МО МР «Усть-Куломский» 
и 
в 
южной 
части 
МО МР «Койгородский», 

наибольшие площади «зимних» лесов находятся в МО МР «Удорский». 

Среднее 
расстояние 
вывозки 
лесоматериалов 
крупными 

лесозаготовителями в настоящий момент составляет 200-250 километров, из 

них: 180-200 километров – по дорогам общего пользования и до 50 километров 

– по лесовозным дорогам. Значительное расстояние вывозки связано с 

освоением периферийных лесных массивов на территории МО МР «Удорский», 

МО МР «Усть-Куломский» и МО МР «Койгородский».

В период интенсивного освоения лесного фонда в 70-90-х годах прошлого 

века 
удлинение 
лесовозных 
магистралей 
для 
обеспечения 
заготовки 

1 млн кубометров составляло 2-3 километра. Постепенно, по мере продвижения 

вглубь лесного фонда, магистрали удлинялись вплоть до экономически 

целесообразного предела вывозки в 80-100 километров до места потребления 

или погрузки; затем предприятие перебазировалось к новым неосвоенным 

лесным массивам. В настоящее время, в связи с практически полным 

исчезновением неосвоенных лесных массивов, такая стратегия освоения 

лесного фонда неприменима.

Распределение лесного фонда по арендаторам приведено в прил. А. 

Большинство арендованных участков сконцентрировано в юго-западной части 

республики, где расположены крупнейшие потребители сырья (ОАО «Монди –

Сыктывкарский ЛПК»). Освоение расчѐтной лесосеки в 2014 году в среднем по 

республике составляет 65 % от предоставленной. 

Основной причиной недоосвоения расчѐтной лесосеки являются факторы 

экономического характера – монопольно-низкие цены на балансовое сырьѐ, не 

позволяющие разрабатывать существующие лесные массивы с допустимым для 

предпринимателей уровнем доходности лесозаготовок. 

Увеличение 
закупочных 
цен 
на 
балансы 
зависит 
от 
усиления 

конкуренции на рынке круглых лесоматериалов в республике. В последнее 

время 
(2012-2015
гг.) 
наметился 
интерес 
инвесторов 
к 
развитию 

перерабатывающих производств, использующих баланс в качестве сырья. 

Инвестиции требуют наличия гарантий по устойчивому лесообеспечению 

будущих производств за счѐт предоставления собственной сырьевой базы. При 

этом затраты, связанные с транспортным освоением сырьевой базы, могут быть 

сравнимы с объѐмом инвестиций в само производство. Таким образом, 

отсутствие сети действующих лесовозных дорог ведѐт к ухудшению 

инвестиционного климата в Республике Коми, что отрицательно сказывается на 

конкуренции, закупочных ценах на балансы и, соответственно, доходности 

лесозаготовок и возможности предприятий развивать лесотранспортную сеть за 

счѐт собственных средств.

Если в ряде стран (США, Канаде, Швеции, Финляндии) уровень 

максимального получения продукции из единицы заготавливаемого сырья уже 

достигнут 
и 
дальнейшее 
увеличение 
лесопотребления 
предполагает 

мероприятия 
по 
повышению 
продуктивности 
лесов, 
то 
в 
России 

совершенствование лесопромышленного производства возможно за счет 

освоения имеющихся ещѐ не освоенных участков лесного фонда и более 

полной переработки лесоматериалов.

В настоящее время лесозаготовки переместились в многолесные районы 

страны, что характерно и для условий Республики Коми. Установленный 

размер отпуска леса по закрепленным за лесозаготовителями сырьевым базам, 

как правило, не согласовывается с расчетной лесосекой по главному 

пользованию того или другого лесного предприятия, что не отвечает основному 

принципу 
лесопользования 
–
неистощительности 
и 
непрерывности. 

Эксплуатационные запасы используются неравномерно, в ряде случаев идет 

переруб расчетной лесосеки в одной лесосырьевой базе за счет другой.

Дополнительные лесосырьевые ресурсы можно изыскать путем 

использования низкокачественного древесного сырья, т. е. менее ценной 

древесины, несмотря на то что эксплуатационные затраты на заготовку и 

переработку еѐ в 1,5 раза превышают среднеотраслевой уровень, а 

суммарные приведенные затраты в этом отношении оказываются все же 

ниже в 1,7-1,8 раза [53].

В территориальном размещении арендованных участков лесного фонда 

наблюдаются 
существенные 
диспропорции. 
Это 
касается 
не 
только 

количественных, но и качественных характеристик лесных ресурсов, таких как 

породный состав, возрастная и товарная структура, продуктивность, степень 

доступности, эффективность освоения.

Общая площадь лесов Республики Коми по состоянию на 1 января 

2008 года составляла 30232,4 тыс. га, или 72,7 % еѐ общей площади земель. 

Поэтому структуру управления лесами в Республике Коми необходимо 

формировать, исходя из указанных принципов, количества
занятости 

работников на осуществление управленческих функций с учѐтом лесистости 

территорий и наличия транспортной инфраструктуры.

Из всей покрытой лесом площади (на 01.01.2013 г.) на долю ценных хвойных 

насаждений приходится 80,0 % площади, на долю мягколиственных – 20,0 %. При 

этом за период с 2009 г. по 2013 г. площадь насаждений с преобладанием хвойных 

пород увеличилась на 22,8 тыс. га, или на 0,1 %, а их удельный вес в лесопокрытой 

площади увеличился на 0,1 %. Эти данные обусловливаются неполным освоением 

расчѐтной лесосеки по хвойному хозяйству, а также результатом проведенных 

лесовосстановительных мероприятий.

Основные 
причины 
такого 
положения 
–
несбалансированность 

имеющихся лесосырьевых ресурсов с лесозаготовительными мощностями, 

неудовлетворительное 
развитие 
производственного 
потенциала 
отрасли, 

огромные отклонения практики лесозаготовок от научной системы организации 

лесопользования. 
Наблюдается 
сокращение 
удельного 
веса 
продукции 

лесоэксплуатации 
и 
явно 
недостаточное 
возрастание 
продукции 

лесоперерабатывающих 
отраслей. 
В 
структуре 
лесоперерабатывающих