Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Mô hình hóa sự biến thiên không gian trong chi phí vòng đời của các con đường rừng có lưu lượng thấp
Tóm tắt
Ước lượng chi phí có lẽ là yếu tố quyết định nhất trong quy trình lập kế hoạch sơ bộ hỗ trợ máy tính cho các mạng lưới đường có lưu lượng thấp. Tuy nhiên, chi phí xây dựng thường được giả định là không phụ thuộc vào lộ trình cho một khu vực dự án cụ thể, dẫn đến các bố trí không tối ưu. Điều này đặc biệt đúng với địa hình miền núi và ở những khu vực có nền đất không ổn định. Ở đây, chúng tôi trình bày một mô hình để ước lượng chính xác hơn sự biến thiên không gian trong chi phí vòng đời của đường, dựa trên các đặc điểm bề mặt địa hình cũng như các thuộc tính địa chất của nền đất. Mô hình tham số này bao gồm bốn thành phần cấu trúc: đắp đất, cấu trúc chống giữ, mặt đường và cấu trúc thoát nước và vượt suối. Nó được liên kết với một cơ sở dữ liệu địa lý cho phép người dùng thu được các giá trị thông số cụ thể về vị trí làm đầu vào. Khi áp dụng mô hình này, chúng tôi đã chỉ ra rằng độ biến thiên trong chi phí rất khác nhau ở các khu vực miền núi, với chi phí xây dựng cao nhất ở đó gấp khoảng năm lần so với những địa điểm thuận lợi hơn. Sự biến thiên này ảnh hưởng mạnh mẽ đến bố trí tối ưu của một mạng lưới đường. Đầu tiên, khi xem xét độ dốc nghiêng địa điểm cụ thể, chi phí giảm khoảng 17% so với các tính toán qua các thực hành kỹ thuật hiện nay; khi cả độ dốc và các kiểu hình địa chất được tính đến, chi phí đó giảm khoảng 20%. Thứ hai, chiều dài của mạng lưới đường tăng khoảng 4% và 10% tương ứng, so với các thực hành hiện tại.
Từ khóa
#ước lượng chi phí #mạng lưới đường có lưu lượng thấp #biến thiên không gian #địa hình miền núi #địa chất nền đất #mô hình tham sốTài liệu tham khảo
AASHTO (1993) AASHTO guide for design of pavement structures. American Association of State Highway and Transportation Officials, Washington, DC
Anderson AE, Nelson J (2004) Projecting vectorbased road networks with a shortest path algorithm. Can J For Res 34:1444–1457
Aruga K, Sessions J, Akay A, Chung W (2004) Optimizing horizontal and vertical alignments of forest roads using a high resolution DEM. In: Clark M (ed) A joint conference of IUFRO 3.06 Forest operations under mountainous conditions and the 12th international mountain logging conference. FERIC, University of British Columbia, Vancouver, CD-ROM
Burlet E (1980) Dimensionierung und Verstärkung von Strassen mit geringem Verkehr und flexiblem Oberbau [Dimensioning and reinforcement of low volume road with flexible pavement structure]. PhD Thesis, Section of Forest Engineering, Swiss Institute of Technology, Zurich
CCE (1991) Elementarkostengliederung EKG – Kostengliederung nach Elementen für Hoch- und Tiefbau mit Projektkostengliederung [Cost classification by elements CCE – cost classification by elements for building and civil engineering]. Number 506 502 in SN. Swiss Research Center for Rationalization and Civil Engineering, Zurich
Chung W, Sessions J (2001) Network 2001—transportation planning under multiple objectives. In: Schiess P, Krogstad F (eds) The international mountain logging and 11th Pacific northwest skyline symposium 2001. College of Forest Resources, University of Washington, Seattle, CD-ROM
Coulomb CA (1776) Essai sur une application des règles de maximis & minims à quelques problèmes de statique, relatifs à l‘architecture. [An essay on an application of rules of maximum and minimum to some statical problems, relevant to architecture] Mémoires de Mathématique & de Physique, présentés à l’Académie Royale de Sciences par divers Savants 7 (1773):343–382
Dijkstra EW (1959) A note on two problems in connexion with graphs. Num Math 1:269–271
Durston TA, Ou F-L (1983) Simplified cost-estimation method for low-volume roads. Transp Res Rec J Transp Res Bd 898:47–51
Dykstra DA (1976) Timber harvest layout by mathematical and heuristic programming. PhD Thesis, Department of Forest Engineering, Oregon State University
Epstein R, Weintraub A, Sessions J, Sessions B, Sapunar P, Nieto E, Bustamante F, Musante H (2001) PLANEX: A system to identify landing locations and access. In: Schiess P, Krogstad F (eds) The international mountain logging and 11th Pacific northwest skyline symposium 2001. College of Forest Resources, University of Washington, Seattle, pp 190–193
Heinimann HR (1998) A computer model to differentiate skidder and cable-yarder based road network concepts on steep slopes. J For Res (Japan) 3:1–9
Heinimann HR, Stückelberger J, Chung W (2003) Improving automatic grid cell based road route location procedures. In: Stampfer K (ed) Proceedings Austro 2003, CD-ROM
Inaba S, Heinimann HR, Shiba M (2001) A model to estimate rock excavation volume of forest roads in steep terrain conditions. In: Proceedings of the 112th meeting of the Japanese Forestry Society
Kirby M (1973) An example of optimal planning of forest roads and projects. In: Planning and decision making as applied to forest harvesting. Forest Research Laboratory, School of Forestry, Oregon State University, Corvallis, pp 75–83
Mandt CI (1973) Network analyses in transportation planning. In: Planning and decision making as applied to forest harvesting. Forest Research Laboratory, School of Forestry, Oregon State University, Corvallis, pp 95–101
Markow MJ, Aw WB (1983) Estimating road construction cost for sector planning in developing countries. Transp Res Rec J Transp Res Bd 898:52–61
Park CS, Sharp-Bette GP (1990) Advanced engineering economics. Wiley, New York
Prim RC (1957) Shortest connection networks and some generalizations. Bell Syst Tech J 36:1389–1401
Prömel H-J, Steger A (2002) The Steiner tree problem: a tour through graphs, algorithms and complexity. Advanced Lectures in Mathematics. Vieweg, Wiesbaden (D)
Stückelberger JA, Heinimann HR, Chung W (2004) Improving the effectiveness of automatic grid cell based road route location procedures. In: Clark M (ed) A joint conference of IUFRO 3.06 forest operations under mountainous conditions and the 12th international mountain logging conference. FERIC, University of British Columbia, Vancouver, CD-ROM
Terzaghi K (1944) Theoretical soil mechanics, 2nd edn. Wiley, New York
Twito RH, Reutebuch E, Stephen E (1987) Preliminary logging analysis system (PLANS): Overview. Technical Report, PNW-BTR-199. USDA Forest Service, Pacific Northwest Research Station, Portland
Westney RE (1997) The engineer’s cost handbook. Marcel Dekker eBooks, New York