Többműveletes fakitermelő gépek és a térinformatika kapcsolata

A 2015-ös innoLignum Sopron erdészeti és faipari vásár és rendezvénysorozat alkalmával Erdészeti gépesítés-fejlesztés témakörben rendeztek konferenciát, amelyen “Többműveletes fakitermelő gépek és a térinformatika kapcsolata” címmel tartott előadást Horváth Attila László a Nyugat-magyarországi Egyetem Erdőmérnöki Karának Erdészeti-műszaki és Környezettechnikai Intézetétől. Előadásának anyagát most engedéllyel az Erdő-Mező Online is közzé teszi.

h i r d e t é s

Az innoLignum Sopron kiállításon megrendezett konferencia többi előadása is olvasható az Erdő-Mező Online portálon! A cikk alján ajánlót és tartalomjegyzéket is talál! Többműveletes fakitermelő gépek és a térinformatika kapcsolata Horváth Attila László – Dr. Horváth Béla – Szakálosné Dr. Mátyás Katalin Nyugat-magyarországi Egyetem, Erdészeti-műszaki és Környezettechnikai Intézet, Sopron E-mail: horvath.attila@emk.nyme.hu Kulcsszavak: többműveletes fakitermelő gépek, térinformatika, lombos állományok, GPS Bevezetés A magasan gépesített fakitermelési munkarendszerek vezérgépei, a többműveletes vagy többcélú fakitermelő gépek, ismertebb nevükön a harveszterek a 60-as évekbeli megjelenésük óta folyamatos fejlődésen mentek keresztül. Napjainkra a leghatékonyabb fakitermelés képviselőivé váltak, mind fenyves, mind lombos állományokban. Harveszterek Magyarországon Magyarországon először az 1970-es évek közepén mutatkozott igény a többműveletes fakitermelő gépek alkalmazása iránt. A fakitermelés volumenét az 1975. évi 6,85 millió bruttó m3-ről 1980-ra 7,4 millió m3-re kívánták emelni (ANDOR, 1977). A kitűzött célok elérése nem nélkülözhette a megfelelő színvonalú műszaki fejlesztések végrehajtását. Szepesi a termelékenység növelésének egyik módját a többcélú fakitermelő gépek alkalmazásával képzelte el fenyő, nemesnyár és akác állományokban. A processzorok (a gallyazó-darabológépek), a harveszterek (a döntő-gallyazó-darabológépek) és az aprítéktermelő gépsorok voltak azok a lehetőségek, amelyek leginkább számításba jöhettek (SZEPESI, 1976). A politikai változások hatására, majd a vállalkozói szféra megjelenésével a műszaki fejlesztések jó időre feledésbe is merültek. A 2000-res évek végétől kezdődően megjelent egy innovatív, újszemléletű, korszerű technológiát, gépeket alkalmazni akaró és tudó réteg, akiknek köszönhetően, az elmúlt 5-6 évben ismételten megjelentek a magyar erdőgazdálkodásban a forwarderek mellett a többműveletes fakitermelő gépek. Napjainkra már 30 fölött van azon harveszterek száma, amelyek folyamatosan munkát végeznek. A gépek döntő többsége használtan került megvásárlásra, de azért szép számmal vannak újonnan vásárolt gépek is. Hazánkban a három legnépszerűbb harveszter márka Ponsse, a Timberjack és a Valmet. A gépek sorában van egy, amely mérföldkőnek számít, ez pedig a Zalaerdő Zrt. tulajdonát képező harveszter. Ez az első olyan gép, amelyet állami erdőgazdaság vásárolt. Harveszterrel kitermelt faanyag Kérdőíves megkeresés alapján feltérképezésre került az állami erdőgazdaságok területén dolgozó harveszterek munkája. A 22 erdőgazdaságtól kapott adatok kiértékelése alapján megállapítható, hogy 2006 és 2014 között 342.901 m3 faanyag került kitermelésre harveszterekkel. Meg kell jegyezni, hogy a 2014-es adatsor nem teljes, ugyanis több, mint egy évig tartott, míg sikerült az összes erdőgazdaságtól a szükséges adatokat beszerezni. Ennek következtében az első adatsorok még nem tartalmazhatták a 2014-es kitermelési adatokat, míg a legutolsók már igen. A 1. ábrán az erdőgazdaságonként láthatóak a kitermelési adatok. A kitermelt faanyag tekintetében a sort a KEFAG Kiskunsági Erdészeti és Faipari Zrt. (92.800 m3), a VADEX Zrt. (53.064 m3) és a Zalaerdő Zrt. (48.082 m3) vezeti. [caption id="attachment_22033" align="aligncenter" width="600"]

1. ábra: Állami erdőgazdaságoknál 2008-2014 között harveszterrel kitermelt fatérfogat[/caption] A kitermelt faanyag évenkénti eloszlása a 2. ábrán látható. Egyértelműen mutatkozik a növekedés, amely az országba behozott gépek számával és azok egyre intenzívebb és hatékonyabb alkalmazásával függ össze. Ha fafaj szinten vizsgáljuk a kapott adatokat, akkor az tapasztalható, hogy a kitermelt faanyag 65%-a fenyő és 35%-a lomb. Lombon belül a legjellemzőbb a cser, majd a bükk, az egyéb kemény lomb, a nemesnyár és a tölgy (3. ábra). Érdekesebb összefüggést mutatnak az adatok, ha nemcsak fafajcsoport szinten, hanem fahasználati típusonként is elemezzük őket. A 1. táblázatban látható, hogy a harvesztereket lombosállományokban leginkább növedékfokozó gyérítésekben és fokozatos felújító vágások bontó, valamint végvágásaiban alkalmazzák. Fenyvesállományok esetében legjellemzőbb a tarvágás, ill. a nagyarányú fenyőpusztulás következtében az egészségügyi termelés. A 119.520 m3 lombos faanyag kitermelését közelebbről megvizsgálva szembetűnik, hogy a cser, bükk és az egyéb keménylomb részaránya kiemelkedő. Ezeket a fafajokat harveszterekkel elsősorban növedékfokozó gyérítésekben és fokozatos felújító vágásokban termelik ki. Ennek oka a gépek paramétereiben és az erdőállományaink erdőnevelésében és termőhelyi adottságaiban keresendő. Ezen fafajok növedékfokozó gyérítési és a bontóvágási korban, az alkalmazott harveszterfejek optimális mérettartományába esnek. Tarvágásokat elsősorban cseresekben, nemes- nyárasokban, akácosokban és tölgyesekben hajtottak végre ilyen fakitermelő gépekkel. Az egészségügyi termeléseknél jelentkező kiugró adat pedig a 2010-es – többek között – a dunántúli bükkösöket sújtó széldöntések kárelhárításait mutatja. [caption id="attachment_22032" align="aligncenter" width="600"]

2. ábra: 2006‒2014 között kitermelt évenkénti fatérfogat[/caption] [caption id="attachment_22031" align="aligncenter" width="600"]

3. ábra: 2006‒2014 között kitermelt fafajonkénti fatérfogat[/caption] [caption id="attachment_22030" align="aligncenter" width="600"]

1. táblázat Kitermelési adatok (köbméter)[/caption] Térinformatikával támogatott harveszteres fakitermelés A magasan gépesített fakitermelési rendszerek az informatika, távérzékelés és telekommunikáció rohamos fejlődésének köszönhetően összekapcsolható a szállítmányozásban használatos logisztikai rendszerekkel. Ezáltal még inkább optimalizálható a faanyag szállítása, melynek következtében a költségek csökkenthetőek, a termelékenység fokozható. Németországi „Zárt láncolatú” fakitermelés-faanyagmozgatás: A rendszer célja, hogy zárt láncolatban történjen a fakitermelés, faanyagmozgatás. Ennek érdekében a többcélú fakitermelő gép fedélzeti számítógépe az erdészeti (üzemi) térképet is tartalmazza. Az erdészet térképe így szükség esetén bármikor rendelkezésre áll, s különböző méretarányban előhívható. A közelítőnyomok térképre történő felhordására a geodéziai műholdas helymeghatározó rendszer (GPS), valamint a geodéziai információs rendszer (GIS) segítségével megvalósítható. A harveszter kezelője a faanyag jellemzőit (fatérfogat, választék), illetve a mozgatás útvonalát átadja a forwarder gépkezelőjének. Ezen adatokhoz, információkhoz egyidejűleg a géptulajdonos, valamint a rendszerben érintett valamennyi résztvevő hozzáférhet. Az információk birtokában születik meg a közelítési munkára vonatkozó szerződés. A rendszer által a kitermelt faanyag helyzete, mennyisége, minősége a szállítás idejére teljes mértékben meghatározottá válik. A faanyag valamennyi paraméterét megkapja (pl. e-mail segítségével) a vásárló, valamint az erdészet. Mire a közelítés befejeződik a szállítási szerződés pontosításához valamennyi információ a rendelkezésre áll. A végleges elszámolás viszont csak a faipari üzemben történő beszállítás során mért adatok alapján történik. (SZNÉ MÁTYÁS K, 2012) Finnországi logisztikai rendszer: „A nemzetközi fapiacra összpontosító papírgyárak hatalmas nyersanyagszükséglettel dolgoznak. A világ legnagyobb cellulóz- és papírgyártó finn-svéd vállalata a Stora Enso kidolgozott egy műholdas navigációs rendszert a papírgyárak részére, mely megmutatja a szállítási útvonalat az erdőben található faanyaghoz” (SZNÉ MÁTYÁS K, 2012) A tehergépkocsik tartozékaként tekintendő a fedélzeti számítógép és a mobiltelefon, melyek segítségével adatokat, információkat tudnak küldeni. A kapott információk, illetve a GPS/GIS rendszerek segítségével létrehozható egy digitalizált térkép a területről. A fahasználati folyamatban a harveszter gépkezelője jelenti a kitermelt mennyiségeket a forwarder kezelőjének, aki a kiközelített faanyagról GPS számította pozícionáló (helymeghatározó) paramétereket közöl a rendszerbe. A rendszerbe tartozó valamennyi erdészkerületben egy optimalizáló programmal végzik a faanyagszállítás tervezését. A szállítási szakaszok és rakományok adatait, internetes segítségével közlik. Az üzembe vezető úton a tehergépkocsi pozícióját a sofőr bármikor leolvashatja és továbbíthatja a szállítmány valamennyi adatával együtt. Az üzembe történő érkezésre a gyár rendelkezésére áll valamennyi ismérv a rakományról, s az információkat már csak a tömegmérés eredményeivel egészítik ki (JÖHNSSON, 1999). Treemetrics rendszer A Treemetrics cég egy új térinformatikai rendszert dolgozott ki, annak érdekében, hogy a megtermelt faanyagból nagyobb értéket lehessen előállítani. Ugyanis világviszonylatban az erdők érétkének közel 20%-a elvész a kitermelés során, elsősorban a nem megfelelő választékolás miatt. A rendszer egy négylépcsős módszeren alapszik (4. ábra). Az alapot a műholdas térképek szolgáltatják (LIDAR és UAV), ezáltal pontos információkat kapunk az egyes erdőterületekről, erdőrészletekről. A nagyfelbontású műholdas térképeken az egyes faegyedek is felismerhetőek. A második szint az erdőrészlet virtuális 3D-s másának elkészítése terepi lézerszkenneres mérések segítségével. Az adatok egy úgynevezett Felhőben (virtuális háttértár) tárolódnak, a műholdas térképekkel együtt. A harmadik lépésben a virtuális erdőt összekapcsolják a műholdas térképpel. A virtuális 3D-s erdőben a cég által fejlesztett szoftver segítségével minden egyes beszkennelt faegyed törzsrészének egyedi választékolása megtörténik, mivel pontos adatokkal rendelkeznek az adott faegyedről (átmérő-, magassági-, görbeségi-, fatérfogati értékek). A piaci igényeknek és lehetőségeknek megfelelően alakítható ki a választékszerkezet, a maximális értékkihozatal mellett. A kitermelési terv felkerül a Felhőbe, ahonnan a harveszter kezelője le tudja tölteni a munka megkezdése előtt. A helymeghatározó rendszer segítségével minden fa pontosan behatárolható és kitermelése, választékolása a tervnek megfelelően kivitelezhető. A termelés valós időben nyomon követhető a folyamatos adattovábbítás által, sőt igény esetén menet közben a kitermelési terv is módosítható. Természetesen a rendszer alapfeltétele a folyamatos internetkapcsolat.(www.treemetrics.com) [caption id="attachment_22028" align="aligncenter" width="600"]

4. ábra: Treemetrics rendszer[/caption] Irodalom ANDOR J. (1977): Az erdőgazdálkodás-fejlesztés gyakorlati kérdései. Az Erdő, 26. évf. 481-487. JÖHNSSON, A. (1999): Auf dem Holzweg der satellitordnung. Forst und Technik SZAKÁLOSNÉ MÁTYÁS K. (2012): A logisztika eredményeinek alkalmazása a hazai fahasználatok hatékonyságának fokozására. Doktori disszertáció. Sopron. pp 72-75. SZEPESI L. (1976): Az ipari erdőkben alkalmazható géprendszerek kialakítása. Az Erdő 1976.XXV. évfolyam 8. szám. OEE Kiadványa, Budapest 352-354 p. A következő napokban az alábbi előadás-anyagokat is olvashatja portálunkon: Erdészeti gépek korszerű erőforrásai >>> Energetikai faültetvények gépesítési gyakorlata >>> Erdészeti kihordókeret fejlesztése >>> Új lehetőségek az erdészeti gépesítés-fejlesztésben >>> Többműveletes fakitermelő gépek és a térinformatika kapcsolata -------------- Rövid tudósítás a konferenciáról >>> A konferenciakiadvány ingyenesen elérhető a Nyugat-magyarországi Egyetem Erdőmérnöki Karának Erdészeti-műszaki és Környezettechnikai Intézetében. (Erdő-Mező Online – www.erdo-mezo.hu)