Software pro projektování tras lanových dopravních zařízení
Pavel Natov, Josef Tajboš, Valéria Messingerová
Lanová dopravní zařízení patří v současné době mezi nejšetrnější technologie používané v těžebně-výrobním procesu lesního hospodářství. Jejich hlavní předností je možnost nasazení ve svažitých a neúnosných terénech, kde jejich použití zaručuje udržení ekologické stability. S ohledem na další ekologická hlediska, mezi která nepochybně patří ochrana lesního podrostu, podstatně menší zhutnění půdy, příznivé působení na vodohospodářské poměry, menší nároky na hustotu dopravní sítě, snížení nebezpečí vzniku eroze a další, splňuje použití lanových dopravních zařízení i podmínky kladené na technologie přírodě blízkého hospodaření a trvale udržitelného rozvoje.
Současný stav v lesním hospodářství
Současný stav využívání lanových dopravních zařízení v podmínkách českého lesního hospodářství je i přes výše uvedené výhody stále nedostatečný. Podle Simanova byl v roce 1990 podíl objemu dříví soustřeďovaného lanovými dopravními zařízeními k celkovému objemu soustřeďovaného dříví 3,9 % a v roce 2000 dokonce již pouze 1,5 %. Tento jev bohužel není výjimečný ani v rámci Evropské unie, kde se podle Horka tento podíl v roce 2000 pohyboval okolo 3 %.
Tento stav způsobuje celá řada faktorů, které ztěžují zavádění a používání lanových dopravních zařízení v provozu. Jedním z nich je fakt, že soustřeďování dříví pomocí lanových dopravních zařízení patří mezi nejobtížnější technologie z hlediska přípravy a řízení výroby. V přípravě pak patří mezi náročné operace při plánování a nasazení lanového dopravního zařízení i část zabývající se projektováním tras lanových dopravních zařízení.
S nástupem moderních technologií se zhruba od začátku devadesátých let projevil jejich vliv i v oblasti projektování tras lanových dopravních zařízení. Počítače značně ulehčily opakované výpočty a analýzy, které se mohou propojit např. i s analýzou a návrhem dopravní sítě. Od devadesátých let společně s rozvojem a masivním průnikem výpočetní techniky začal i vývoj programů specializovaných na výpočty parametrů nosného lana a vytváření podélných profilů pro různé typy lanových dopravních zařízení.
Modul Cable Analysis
Jedním z této skupiny programů je modul Cable Analysis, který je součástí programu Terrain Tools Forest Engineer 5, vyvíjeného kanadskou firmou Softree.
Mezi hlavní požadavky na program, který se specializuje na projektování lanových dopravních zařízení, patří jednoduchá a interaktivní obsluha uživatelem se základní znalostí obsluhy počítače a orientací v problematice lanových dopravních zařízení. Dále je také důležité, aby program splňoval podmínku použití i na přenosných zařízeních typu notebook nebo kapesní počítač. Podstatným přínosem takového programu je odlehčení uživateli od složitých teoretických výpočtů a zpřesnění metod oproti grafickým nebo přibližným metodám používaných při projektování tras lanových dopravních zařízení.
Cable Analysis je vyvíjen jako modul pro program Terrain Tools Forest Engineer. Tento program je v současné době ve verzi 5.0. Modul je zde jen doplňkem a samotný program nabízí širokou škálu dalších funkcí od propojení s moderními GIS aplikacemi až po úplnou analýzu dopravní sítě. Pro potřeby projektování tras lanových dopravních zařízení slouží výše uvedený modul. Systémové požadavky programu jsou následující: Windows 2000, NT nebo XP, 64 MB operační paměti RAM (128 MB doporučeno), rozlišení 800 x 600 (1024 x 768 doporučeno), 256 barev (16 bit, tisíce barev), 250 MB volného místa na pevném disku (pro plnou instalaci včetně modelových příkladů).
Program je také dodáván pro kapesní počítače (Hand Held) ve verzi Terrain Tools – CE, která taktéž obsahuje modul Cable Analysis. Podporované platformy jsou Windows Mobile 2005/2003, Pocket PC 2002, Allegro CX/CE.NET/CE 3.0, TDS Recon CE.NET, Trimble GeoXT CE.NET (obr. 1).
Modul Cable Analysis poskytuje funkce pro analýzu tras lanových dopravních zařízení. Ve spojení s hlavním programem Terrain Tools Forest Engineer dokáže analyzovat nejběžnější typy lanových dopravních zařízení s nosným lanem, ale i bez nosného lana, tzv. Highlead systémy.
Jako vstupní údaje mohou být použity údaje naměřené přímo v terénu nebo hodnoty odečtené z mapových podkladů již digitalizovaných a načtených v hlavním programu. Je možné modifikovat vstupní údaje o lanovém dopravním zařízení a použitém typu lan.
Program má běžné grafické rozhraní (GUI) dle verze operačního systému Windows (obr. 2). Obsahuje roletová menu, prostřednictvím kterých může uživatel pracovat s projektem. Je možné jej uložit do souboru, opětovně otevřít, tisknout a interaktivně modifikovat zadané vstupní parametry. Pro bezproblémovou práci s modulem Cable Analysis je žádoucí, aby byl uživatel seznámen i s hlavním programem Terrain Tools Forest Engineer, zejména pak s funkcemi pro zobrazování a vytváření podélných profilů, importování souřadnic z terénního měření a funkcemi pro digitalizaci papírových mapových podkladů.
Práce v modulu Cable Analysis
Po zadání vstupních údajů, mezi které patří zejména terénní profil, konfigurace lanového dopravního zařízení, informace o nákladu a v neposlední řadě i informace o vozíku, je vybrán vhodný typ výpočtu. Výsledky je možné zobrazit jak graficky, tak v tabelárním přehledu.
Podélný profil (obr. 3) je v programu možno vytvořit jednak na základě terénních měření, dále pak digitalizací vrstevnic z obrysových map a v neposlední řadě importem z databáze digitálních terénních modelů. Hodnoty získané terénním měřením mohou být do programu zadávány ručně nebo importovány například z GPS přístroje. Do profilu je možné vložit i další prostorové údaje týkající se rozmístění cestní sítě atd.
Modul Cable Analysis dovoluje projektantovi vkládat množství vstupních informací o použitých systémech. Jedná se hlavně o technické specifikace lanových dopravních zařízení, jako je například výška věže či pracovní napětí lana, a typ lanového dopravního zařízení například s nosným lanem atd.
Pro jeden profil je možné zpracovat několik variant a vybrat tu optimální vzhledem k výrobním podmínkám, ale i vzhledem k ekologickým nárokům stanoviště. Profily mohou být zobrazeny pro srovnání vedle sebe, tím je usnadněna volba nejvhodnější trasy.
Mezi další důležité funkce patří možnost vytvoření a výpočtu lanových tras o více polích.
Využití a uplatnění modulu Cable Analysis
Program by mohl najít uplatnění v běžné lesnické praxi při používání lanových dopravních zařízení v soustřeďování dřevní hmoty. Mimo jiné může být vhodnou pomůckou pro pedagogický proces a výchovu specialistů pro oblast, která se věnuje soustřeďování dřevní hmoty pomocí lanových dopravních zařízení. Jeho hlavní výhodou je možnost grafického zobrazování změn v závislosti na interaktivně modifikovaných vstupních hodnotách parametrů nosného lana, nákladu, lanového dopravního zařízení atd., a to vše v reálném čase s minimálními prodlevami.
Mezi dalšími možnostmi racionalizace práce se nabízí používání lehkých přenosných zařízení na měření vzdáleností (terénní body pro podélný profil) a sklonů trasy, spojených případně se záznamem dat na elektronická média, s přímým importem do programového prostředí softwaru, případně přímé propojení na geografické informační systémy (GIS) či použití přímo s modulem GPS. Tím se otevírá možnost optimalizace technologických postupů při určování trasy lanového dopravního zařízení.
Program má díky svým možnostem vypracování několika možných variant a následné volby té nejvhodnější předpoklady i pro minimalizaci environmentálních škod.
Možnost využití a nasazení programu ovšem ovlivňuje i fakt, že doposud nebyl lokalizován a nemá dokumentaci v českém jazyce. Pokud by byla vytvořena kvalitní lokalizace, zcela jistě by se to projevilo na ceně produktu, která je v současné době 790 kanadských dolarů (CAD), a cena by se tak mohla stát jednou z překážek v rozšíření tohoto programu.
Adresy autorů:
Ing. Pavel Natov
FLD ČZU v Praze
Ing. Josef Tajboš, CSc.
prof. Ing. Valéria Messingerová, CSc.
LF TU Zvolen
E-maily: Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript. ; Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript. ; Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.