JP2017201936A - Line network route-designing apparatus and program thereof, and system for generating and displaying line network route - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a line network plan with reality, which is automatically generated in consideration of, without relying on the experience and intuition of individual engineers on site, topographical conditions in the construction area of the line network and the costs necessary for construction of the road network and the income anticipated by establishing the road network.SOLUTION: According to the present invention, there is provided a line network route-designing apparatus 11. The apparatus comprises: candidate route-generating means 19 for generating a plurality of candidate routes within a pre-specified range of designation, based on previously stored map information in forest and vehicle information on specifications of a work vehicle passing through a work road; for each candidate route, based on the length of the route and various condition settings, route length-calculating means 20 for determining the length of each candidate route; assumed profit-calculating means 22 for obtaining, as an index for route selection, the assumed profit obtained by subtracting a cost necessary for constructing a work road from an income anticipated by establishing the work road; and route-determining means 23 for providing as a determined route a route selected on the basis of the assumed benefit from each candidate route.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、路網ルート設計装置及びそのプログラム、並びに路網ルート生成表示システムに係り、更に詳しくは、山林の地形情報やユーザの利益を考慮し、山林内に新設される路網のルート設計を自動的に行い、当該ルートをユーザに提示する路網ルート設計装置及びそのプログラム、並びに路網ルート生成表示システムに関する。   The present invention relates to a road network route design apparatus, a program for the same, and a road network route generation / display system. More specifically, the route design of a road network newly established in a forest is considered in consideration of the terrain information of the forest and the benefit of the user. The present invention relates to a road network route design apparatus and program for displaying the route to a user, and a road network route generation and display system.

現在、林業における路網整備は、大山林所有者や自伐林家内に留まった手法により行われており、現場の技術者個人の経験や勘に依存し、数値化や可視化がなされていない。このため、路網整備のノウハウや情報が広範に共有できず、路網作設時に非効率であるばかりか、手法自体も未熟なまま改善や向上させることが困難であり、作設された作業道に土砂崩れ等の不具合が発生することもある。以上の問題を解決するには、地形等の自然条件等から路網計画を自動的に生成するシステムの出現が必要となる。また、作業道の新設工事にかかるコストや作業道の新設によって見込まれる収入を考慮した路網計画も必要であり、これらコストや収入を考慮した路網計画を自動的に行うためのシステムは、これまで全く存在しなかった。   Currently, road network development in the forestry industry is carried out by methods that remain within the owners of large forests and self-forested foresters, and is not quantified or visualized depending on the experience and intuition of the engineers at the site. For this reason, know-how and information on road network development cannot be shared extensively, and it is inefficient at the time of road network construction, and it is difficult to improve and improve the technique itself while still immature. Problems such as landslides may occur on the road. In order to solve the above problems, a system that automatically generates a road network plan from natural conditions such as topography is required. In addition, a road network plan that takes into account the cost of new construction of the work road and the income expected from the new construction of the work road is also necessary, and the system for automatically performing the road network plan that takes these costs and income into account is as follows: Until now it never existed.

ところで、特許文献1には、設計者の長年の経験と勘を不要とし、森林内の既存路網と接続する新設経路を自動生成する新設経路生成装置が開示されている。この新設経路生成装置では、新設経路を生成する対象地域の森林簿に基づいて新設経路が生成される。   By the way, Patent Document 1 discloses a new route generation apparatus that automatically generates a new route that is connected to an existing road network in a forest without requiring many years of experience and intuition of designers. In this new route generation apparatus, a new route is generated based on the forest book of the target area where the new route is generated.

特開2014−135919号公報JP 2014-135919 A

しかしながら、特許文献1の新設経路生成装置にあっては、森林簿に基づいて新設経路が生成されるため、現実的な路網計画を行うことができない。すなわち、森林簿の情報は、基本的に所有者の申告による情報であり、必ずしも正確な情報とは言えないばかりか、森林簿の情報は、主に樹種(木の種類)や齢級(木の年齢)に関する情報であることから、前記新設経路生成装置では、樹種や齢級という木の情報のみで新設経路が生成されることになる。ところが、実際の林業現場の路網は、地形条件、すなわち、等高線情報、土壌、水や岩等の自然障害物の存在等を考慮しながら、山林所有者の意向に基づき作設される。このことから、前記新設経路生成装置で生成された路網計画は、現実の路網計画に対してかけ離れたものになる。   However, in the new route generation apparatus of Patent Document 1, since a new route is generated based on the forest book, a realistic road network plan cannot be performed. In other words, the information in the forest book is basically information that is reported by the owner and is not necessarily accurate. The information in the forest book is mainly based on tree species (tree types) and age classes (trees). Therefore, in the new route generation apparatus, a new route is generated using only tree information such as tree species and age class. However, the road network at the actual forestry site is constructed based on the intentions of the forest owners, taking into account topographical conditions, that is, contour information, the presence of natural obstacles such as soil, water and rocks. Therefore, the road network plan generated by the new route generation apparatus is far from the actual road network plan.

本発明は、このような課題に着目して案出されたものであり、その目的は、現場の技術者個人の経験や勘に依存することなく、路網の作設範囲における地形条件や、路網の新設工事に必要なコストや路網の新設によって見込まれる収入を考慮して、現実性の有る路網計画を自動生成できる路網ルート設計装置及びそのプログラム、並びに路網ルート生成表示システムを提供することにある。   The present invention has been devised by paying attention to such problems, the purpose of which is not dependent on the experience and intuition of individual engineers on site, the topographic conditions in the road network construction range, A road network route design device and program for automatically generating a realistic road network plan in consideration of the costs required for the new construction of the road network and the revenue expected from the new construction of the road network, and a road network route generation and display system Is to provide.

前記目的を達成するため、本発明は、主として、山林内に新設される路網のルートを設計する装置において、予め記憶された山林内の地図情報と前記路網を通行する作業車両のスペックに関する車両情報とに基づき、予め指定された前記路網の作設範囲内で候補となる前記路網の候補ルートを複数生成する候補ルート生成手段と、前記各候補ルートの長さを求めるルート長さ算出手段と、前記各候補ルートそれぞれにつき、前記ルート長さ算出手段で求めたルートの長さと各種の条件設定に基づき、前記路網の新設により見込まれる収入から前記路網の新設工事に必要なコストを差し引いた想定利益をルート選択用の指標として求める想定利益算出手段と、前記各候補ルートの中から、前記想定利益に基づき選択されたルートを決定ルートとするルート決定手段とを備える、という構成を採っている。   In order to achieve the above object, the present invention mainly relates to prestored map information in a forest and specifications of a work vehicle passing through the road network in a device for designing a route of a road network newly established in the forest. Candidate route generating means for generating a plurality of candidate routes of the road network that are candidates within a construction range of the road network specified in advance based on vehicle information, and a route length for determining the length of each candidate route Based on the route length calculated by the route length calculation unit and various condition settings for each of the candidate routes, calculation means and necessary conditions for the new construction of the road network from the revenue expected from the new construction of the road network An assumed profit calculating means for obtaining an assumed profit obtained by subtracting the cost as an index for route selection; and a route selected based on the assumed profit from the candidate routes as a determined route That includes a route selector, adopts a configuration that.

本発明によれば、現場の技術者個人の経験や勘に依存することなく、地図情報や車両情報により、現実に合う路網の候補ルートを自動生成することができる。しかも、経済性、すなわち、路網の新設工事に必要なコスト、路網の新設によって見込まれる収入が併せて考慮され、候補ルートの中から最適な決定ルートを自動的に選択することができる。更に、路網の新設工事前に決定ルートを可視化してユーザに提示することができ、自治体や地権者への路網計画の事前の提示や説明が行い易くなる。また、現存しなかったルート新設による経済性を数値化することができ、この点においても自治体や地権者への説明が行い易くなる。   According to the present invention, it is possible to automatically generate a candidate route for a road network that suits the actual situation based on map information and vehicle information without depending on the experience and intuition of individual engineers on site. In addition, economics, that is, the cost required for the new construction of the road network and the income expected from the new construction of the road network are considered together, and the optimum determined route can be automatically selected from the candidate routes. Furthermore, the determined route can be visualized and presented to the user before the new construction of the road network, and it becomes easy to present and explain the road network plan in advance to the local government and landowners. In addition, it is possible to quantify the economics of newly established routes, which makes it easier to explain to local governments and landowners.

ここで、条件設定を自由に変え、当該条件変更によって結果が変わる処理に対してフィードバックすることにより、決定ルートを更新可能な構成を採用した場合には、様々な状況に応じて、一度決定されたルートの変更を柔軟に行うことができる。例えば、地図情報では把握できずに作業者や山林所有者が保有する現場の実際の状況や、山林所有者や自治体の意向や、作設作業の開始後に作業者によって発見された路網作設の障害情報(例えば、土壌の情報、沢の存在等の水の情報、立木や倒木の情報等)により、決定ルートを変更する必要が生じた場合に、これらの状況、意向、情報に対応する条件設定を変更することにより、路網計画の再構築を簡単に行うことができる。   Here, when a configuration is adopted in which the decision route can be updated by freely changing the condition setting and feeding back to the process whose result is changed by the condition change, it is determined once according to various situations. The route can be changed flexibly. For example, the actual situation of the site owned by workers and forest owners that cannot be grasped by map information, the intentions of forest owners and local governments, and the construction of road networks discovered by workers after the start of construction work If there is a need to change the decision route due to fault information (for example, soil information, water information such as the presence of swamps, information on standing trees or fallen trees, etc.), the situation, intention, and information will be handled. By changing the condition settings, the road network plan can be easily reconstructed.

本実施形態に係る路網ルート生成表示システムの全体構成を表すブロック図。1 is a block diagram showing the overall configuration of a road network route generation / display system according to the present embodiment. 前記路網ルート生成表示システムの処理手順を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating the process sequence of the said road network route production | generation display system. 車両系集材可否判定手段での処理を説明するための概略地図。The schematic map for demonstrating the process in a vehicle type | system | group material collection possibility determination means. 候補ルート生成手段の構成を主に表すブロック図。The block diagram which mainly represents the structure of a candidate route production | generation means. 土場候補地抽出部での処理を説明するための概略地図。The schematic map for demonstrating the process in a candidate site extraction part. (A)は起終点決定部での処理を説明するための概略地図、(B)、(C)はルート生成部での処理を説明するための概略地図。(A) is a schematic map for explaining the processing in the start / end determination unit, (B), (C) is a schematic map for explaining the processing in the route generation unit. 想定利益算出手段の構成を主に表すブロック図。The block diagram which mainly represents the structure of an assumed profit calculation means. 路網ルート生成表示システムの処理手順の変形例を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating the modification of the process sequence of a road network route production | generation display system.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1には、本実施形態に係る路網ルート生成表示システムの全体構成を表すブロック図が示されている。この図において、前記路網ルート生成表示システム10は、林業用として山林内の路網を構成する作業道を新設する際に、最良となる作業道のルートを自動生成してユーザに提示するシステムである。   FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a road network route generation / display system according to this embodiment. In this figure, the road network route generation / display system 10 automatically generates the best work road route and presents it to the user when newly establishing a work road constituting the road network in the forest for forestry. It is.

なお、作業道を新設する際には、作業車両として建機を用い、作業道の計画部分に存在する立木である支障木を切り倒して整地する作設と呼ばれる作業が行われ、その終了後に、当該作業道に、作業車両としてフォワーダを通行させ、フォワーダを使い支障木を集めて搬出する集材作業が行われる。そこで、以下の説明において、「開設」とは、作業道の作設作業が完了して、集材作業前の当該作業道にフォワーダが通行可能になった状態を意味する。また、作業道の新設に際し、前記作設作業から前記集材作業までの一連の作業を「新設工事」と称する。   In addition, when constructing a new work road, construction work is performed using a construction machine as a work vehicle, cutting down a obstacle tree that is a standing tree in the planned portion of the work road, and after the completion, A gathering operation is performed in which a forwarder is passed through the work road as a work vehicle, and the obstacles are collected and carried out using the forwarder. Therefore, in the following description, “opening” means a state in which the work road construction work is completed and a forwarder can pass through the work road before the collecting work. In addition, when a work road is newly established, a series of work from the construction work to the gathering work is referred to as “new construction”.

具体的に、前記路網ルート生成表示システム10では、ユーザが山林内の作設範囲を予め指定して種々の条件設定を行うことにより、当該作設範囲の地図情報等を考慮しながら、既存林道にアクセス可能な作業道のルートを複数生成し、その中から最良のルートを特定して、当該ルートを作設範囲の地図画像に重畳表示するようになっている。なお、以下において処理手順を説明する際には、適宜、図2のフローチャートを使用する。   Specifically, in the road network route generation and display system 10, the user designates a construction range in the forest in advance and sets various conditions, so that existing information is taken into account while considering the map information of the construction range. A plurality of working road routes that can access the forest road are generated, the best route is identified from among them, and the route is superimposed on the map image of the construction range. In the following description of the processing procedure, the flowchart of FIG. 2 is used as appropriate.

この路網ルート生成表示システム10は、新設される作業道のルートを設計する路網ルート設計装置11と、路網ルート設計装置11で設計された最良のルートを作設範囲とともに表す画像を生成してユーザに提示する画像生成提示装置13と、ユーザがシステム内に所定の情報を入力するための入力装置14とを備えている。   This road network route generation / display system 10 generates a road network route design device 11 for designing a route of a newly established work road, and an image representing the best route designed by the road network route design device 11 together with a construction range. The image generation / presentation device 13 presented to the user and the input device 14 for the user to input predetermined information into the system are provided.

前記路網ルート設計装置11は、CPU等の演算処理装置及びメモリやハードディスク等の記憶装置等からなるコンピュータによって構成され、当該コンピュータを以下の各手段として機能させるためのプログラムがインストールされている。   The road network route design device 11 is configured by a computer including an arithmetic processing unit such as a CPU and a storage device such as a memory and a hard disk, and a program for causing the computer to function as the following units is installed.

当該路網ルート設計装置11は、建機の性能や地形等、作業道の設計に必要な種々の情報が予め入力されて記憶される情報記憶手段16と、情報記憶手段16に記憶された情報に基づいて、作設範囲内において既設林道に繋がる作業道の作設が可能か否かを判定する車両系集材可否判定手段17と、車両系集材可否判定手段17で作業道が作設可能と判定されたときに、作設範囲の地図情報と作業道を通行する建機のスペックに関する車両情報とに基づき、作設候補となる作業道の候補ルートを複数生成する候補ルート生成手段19と、候補ルート生成手段19により生成された各候補ルートの長さをそれぞれ求めるルート長さ算出手段20と、各候補ルートそれぞれにつき、ルート長さ算出手段20で求めたルートの長さと各種の条件設定に基づき、作業道の新設によって見込まれる収入から作業道の新設工事のコストを差し引いた想定利益をルート選択用の指標として求める想定利益算出手段22と、想定利益算出手段22で求めた想定利益に基づいて、各候補ルートの中から最良のルートを決定ルートとして抽出するルート決定手段23とを備えている。   The road network route design device 11 includes information storage means 16 in which various information necessary for work road design, such as construction equipment performance and terrain, is input and stored in advance, and information stored in the information storage means 16. On the basis of the above, the vehicle-based material gathering availability judging means 17 for judging whether or not the construction road that leads to the existing forest road can be constructed within the construction range, and the vehicle-based material gathering availability judging means 17 construct the work road Candidate route generating means 19 for generating a plurality of candidate routes for work roads as construction candidates based on map information of the construction range and vehicle information related to the specifications of construction equipment that travels on the work road when it is determined to be possible. A route length calculation unit 20 for determining the length of each candidate route generated by the candidate route generation unit 19, and the route length calculated by the route length calculation unit 20 and various conditions for each candidate route. Configuration Based on the expected profit calculating means 22 for obtaining an expected profit obtained by subtracting the cost of the new construction of the work road from the revenue expected from the new construction of the work road as an index for route selection, and the assumed profit obtained by the assumed profit calculating means 22 Route determining means 23 for extracting the best route from the candidate routes as a determined route.

前記情報記憶手段16には、森林区画を表す林班に関する情報、山林の等高線情報、及び、山林内における既設林道や谷、岩、川等の自然物の位置情報等の各種情報が地図情報として予め記憶されるとともに、作業道の作設時に使用が想定される建機のスペックが車両情報として記憶されている。ここで、建機のスペックとして、車幅、登坂上限値(登坂能力値)、ブームやアームの長さ等が記憶されている。   In the information storage means 16, various information such as information on forest groups representing forest sections, contour information of forests, and position information of existing forest roads, valleys, rocks, rivers, etc. in the forests are previously stored as map information. In addition to being stored, the specs of construction equipment that is expected to be used when constructing a work road are stored as vehicle information. Here, the vehicle width, the climbing upper limit value (climbing ability value), the length of the boom and arm, and the like are stored as the specifications of the construction machine.

前記車両系集材可否判定手段17では、建機やフォワーダ等の作業車両の移動を妨げる勾配の有無の観点から、作設範囲内における等高線情報に基づいて、作設される作業道が既設林道に接続可能な部分が存在するか否かが判定される(図2中ステップS100)。ここでの判定処理については、図3に概念的に表した作設範囲100内の平面地図を用いて、以下に詳述する。なお、図3等において、符号101が付された曲線は等高線を表す。   In the vehicle-based material gathering possibility determination means 17, the work road to be constructed is an existing forest road based on the contour line information in the construction range from the viewpoint of the presence or absence of a gradient that hinders the movement of work vehicles such as construction equipment and forwarders. It is determined whether there is a connectable part (step S100 in FIG. 2). This determination process will be described in detail below using a plane map within the construction range 100 conceptually shown in FIG. In FIG. 3 and the like, a curve denoted by reference numeral 101 represents a contour line.

先ず、図3(A)に示されるように、作設範囲100内における既設林道102の中心に、林道中心線103(同図中一点鎖線部分)が設けられる。そして、当該林道中心線103上の予め設定された一定間隔毎に、基準地点105が設定される。   First, as shown in FIG. 3A, a forest road center line 103 (a chain line portion in the figure) is provided at the center of the existing forest road 102 in the planting range 100. A reference point 105 is set at predetermined intervals on the forest road center line 103.

次に、図3(B)に示されるように、それぞれの基準地点105を中心とし、予め定めた半径を有する判定円106(同図中破線部分)が設定される。ここで、基準地点105の間隔と判定円106の半径は、想定される作業車両のサイズに基づき設定されるとともに、各判定円106が、既設林道102の周囲の一定範囲を全てカバーできるように設定される。   Next, as shown in FIG. 3B, a determination circle 106 (a broken line portion in the figure) having a predetermined radius around each reference point 105 is set. Here, the interval between the reference points 105 and the radius of the determination circle 106 are set based on the assumed size of the work vehicle, and each determination circle 106 can cover the entire range around the existing forest road 102. Is set.

更に、図3(C)に示されるように、それぞれの判定円106について、当該判定円106を等分(例えば、同図では4等分)した扇形の単位部分108毎に、各単位部分108内に存在する等高線の本数がカウントされる。なお、同図(C)では、図面の錯綜を回避するために、一部の判定円106のみ記載し、他の判定円106の記載を省略している。   Further, as shown in FIG. 3C, for each determination circle 106, each unit portion 108 is divided into fan-shaped unit portions 108 obtained by equally dividing the determination circle 106 (for example, four equal portions in the same figure). The number of contour lines existing within is counted. In FIG. 3C, only a part of the determination circles 106 is shown and other determination circles 106 are omitted in order to avoid complication of the drawing.

そして、各判定円106それぞれについて、単位部分108毎にカウントされた等高線の本数の平均値が算出され、当該平均値が予め設定された閾値以下か否かが判定される。その結果、前記平均値が前記閾値を超えた判定円106の領域は、既設林道102の周囲が急勾配で作業道を既設林道102に接続できない接続不可領域と判定される。一方、前記平均値が前記閾値以下になった判定円106の領域は、既設林道106に作業道を接続できる接続可能領域と判定される。最後に、接続可能領域と判定された判定円106が作設範囲100内に少なくとも一つ存在する場合、既設林道102には、新設される作業道が接続可能になる部分が存在すると判定される。この場合、作業道を作設することで、森林施業時に作業車両を利用した車両系集材が可能となると判断され、以降の作業道のルート生成処理が行われる。その一方、全ての判定円106が接続不能領域と判定された場合、既設林道102には、作設する作業道を接続できる部分が無いとされ、この作設範囲100では、森林施業時に架線系集材が好適と判断され、以降の作業道のルート生成処理は行われない。   Then, for each determination circle 106, an average value of the number of contour lines counted for each unit portion 108 is calculated, and it is determined whether the average value is equal to or less than a preset threshold value. As a result, the area of the determination circle 106 in which the average value exceeds the threshold value is determined as a non-connectable area where the area around the existing forest road 102 is steep and the work road cannot be connected to the existing forest road 102. On the other hand, the area of the determination circle 106 in which the average value is equal to or less than the threshold value is determined as a connectable area where a work road can be connected to the existing forest road 106. Finally, when at least one determination circle 106 determined to be a connectable area exists in the planting range 100, it is determined that there is a portion on the existing forest road 102 where a newly established work road can be connected. . In this case, by constructing the work road, it is determined that vehicle-based material collection using the work vehicle is possible during forest operation, and the subsequent route generation processing of the work road is performed. On the other hand, when all the judgment circles 106 are judged as non-connectable areas, it is assumed that the existing forest road 102 does not have a portion to which the work road to be constructed can be connected. Gathering is determined to be suitable, and subsequent route generation processing for the work road is not performed.

前記候補ルート生成手段19は、図1に示されるように、作業道の経由地で木材の集積場所となり得る土場候補地を作設範囲内で複数箇所抽出する土場候補地抽出部25と、土場候補地抽出部25で抽出された土場候補地の位置情報と作設範囲内に存在する既設林道の位置情報に基づいて、作業道のルートの起点と終点を決定する起終点決定部26と、前記情報記憶手段16に記憶された車両情報に基づき作業道の設計条件を設定する設計条件設定部27と、土場候補地抽出部25、起終点決定部26、及び設計条件設定部27での処理結果を用いて作業道の候補ルートを生成するルート生成部28とを備えている。   As shown in FIG. 1, the candidate route generating means 19 includes a candidate site extraction unit 25 for extracting a plurality of candidate sites within the construction area that can become a place where timber is accumulated on the way route. The start / end point determination for determining the start and end points of the route of the work road based on the position information of the site candidate site extracted by the site candidate extraction unit 25 and the position information of the existing forest road existing in the construction range Unit 26, design condition setting unit 27 for setting work road design conditions based on vehicle information stored in the information storage means 16, a site candidate site extraction unit 25, a start / end point determination unit 26, and design condition setting And a route generation unit 28 that generates a candidate route for the work road using the processing result of the unit 27.

前記土場候補地抽出部25は、図4に示されるように、作設範囲内で土場として利用可能と考えられる平坦部分を探索する平坦部分探索部30と、探索された平坦部分の数を調整して土場候補地を決定する最終決定部31とからなる。   As shown in FIG. 4, the candidate site extraction unit 25 searches the flat part search unit 30 that searches for a flat part that can be used as a base in the construction range, and the number of searched flat parts. And a final decision unit 31 that decides a candidate site for the ground.

前記平坦部分探索部30では、作設範囲内における等高線情報に基づき、次の手順で前記平坦部分が探索される。   The flat part searching unit 30 searches for the flat part in the following procedure based on the contour line information within the construction range.

先ず、作設範囲の等高線図に対し、図5(A)中左右方向に等間隔となるように、同図中上下方向に延びる直線の仮想線110(同図中一点鎖線部分)が複数配置される(図2中ステップS101)。   First, with respect to the contour map of the construction range, a plurality of straight virtual lines 110 (indicated by a one-dot chain line in the figure) extending in the vertical direction in the figure are arranged so as to be equally spaced in the horizontal direction in FIG. (Step S101 in FIG. 2).

そして、仮想線110が等高線101に交差することで作設範囲100が網目状に区分され、当該区分された各区画111それぞれの面積が求められる(同ステップS102)。   Then, the virtual range 110 intersects the contour line 101, so that the construction range 100 is divided into a mesh shape, and the area of each of the divided sections 111 is obtained (step S102).

次に、当該各区画111それぞれの面積が、予め設定された閾値以上か否かが判定され、当該閾値以上の面積を有する区画111が、土場になり得る平坦部分F(図5(A)中太線の矩形領域部分)として一時的に特定される(同ステップS103)。   Next, it is determined whether or not the area of each section 111 is equal to or greater than a preset threshold, and the section 111 having an area greater than or equal to the threshold is a flat portion F (FIG. 5A). It is temporarily specified as a rectangular area portion of middle thick line (step S103).

なお、前記仮想線110としては、前述の直線に限定されるものではなく、例えば、図5(B)に示されるように、既設林道102の一端縁側に等間隔に設けられた各地点から各等高線101に直角に交わるように同図中下方に延びる曲線としても良い。   Note that the virtual line 110 is not limited to the straight line described above. For example, as shown in FIG. 5B, each virtual line 110 is formed from each point provided at equal intervals on one end edge side of the existing forest road 102. It may be a curve extending downward in the figure so as to intersect the contour line 101 at a right angle.

前記最終決定部31では、平坦部分探索部30で探索された平坦部分の中から、作業道としての機能性の観点により、土場候補地を決定する次の処理が行われる。   The final determination unit 31 performs the following process for determining a candidate site from the flat part searched by the flat part search unit 30 from the viewpoint of functionality as a work road.

先ず、作設範囲内での土場の適正数の範囲が予め記憶されており、当該土場の適正数の範囲と、平坦部分探索部30で特定された平坦部分Fの数とが対比される(同ステップS104)。そして、当該平坦部分Fの数が土場の適正数の範囲内である場合には、当該平坦部分Fが土場候補地Dとされ(同ステップS105)、後述する起終点決定部26での処理に進む。一方、平坦部分Fの数が土場の適正数の範囲外である場合には、平坦部分探索部30での判定に用いられる区画111の面積の閾値を増減させる閾値変更処理を行い(同ステップS106)、土場候補地Dとなる平坦部分Fの数を土場の適正数の範囲内に調整した後で、後述する起終点決定部26での処理に進むようになっている。すなわち、平坦部分Fの数が土場の適正数の範囲よりも少ない場合には、区画111の面積の閾値を予め記憶された一定数ずつ下げるように変更する閾値変更処理が行われる。その後、変更された閾値を用いて、平坦部分探索部30での前述の処理が再度行われ、特定される平坦部分Fの数を増大させた上で、前述した最終決定部31での土場の適正数の範囲との対比が行われる。一方、平坦部分Fの数が土場の適正数の範囲よりも多い場合には、区画111の面積の閾値を予め記憶された一定数ずつ上げるように変更する閾値調整処理が行われる。その後、変更された閾値を用いて、平坦部分探索部30での前述の処理が再度行われ、特定される平坦部分の数を減少させた上で、最終決定部31での土場の適正数の範囲との対比が行われる。これら閾値変更処理は、平坦部分探索部30で特定される平坦部分Fが土場の適正数の範囲内に入るまで繰り返し行われる(同ステップS103、S104、S106)。   First, the range of the appropriate number of the land within the construction range is stored in advance, and the range of the appropriate number of the land is compared with the number of the flat portions F specified by the flat portion searching unit 30. (Step S104). And when the number of the said flat part F is in the range of the appropriate number of land, the said flat part F is made into the land candidate site D (same step S105), and in the starting / ending point determination part 26 mentioned later Proceed to processing. On the other hand, when the number of flat portions F is outside the range of the appropriate number of land, a threshold value changing process for increasing / decreasing the threshold value of the area of the section 111 used for the determination by the flat portion searching unit 30 is performed (same step). S106) After adjusting the number of flat portions F serving as the candidate site D within the range of the appropriate number of sites, the process proceeds to the process at the start / end point determination unit 26 described later. That is, when the number of flat portions F is smaller than the range of the appropriate number of grounds, a threshold value changing process is performed in which the threshold value of the area of the section 111 is changed so as to decrease by a predetermined number stored in advance. Thereafter, using the changed threshold value, the above-described processing in the flat portion searching unit 30 is performed again, and after increasing the number of specified flat portions F, the final field in the final determining unit 31 described above A comparison is made with the appropriate number range. On the other hand, when the number of flat portions F is larger than the appropriate number range of the ground, threshold adjustment processing is performed to change the threshold value of the area of the section 111 so as to increase by a predetermined number stored in advance. Thereafter, using the changed threshold value, the above-described processing in the flat portion search unit 30 is performed again, and the number of specified flat portions is reduced, and then the appropriate number of grounds in the final determination unit 31 Comparison with the range of is performed. These threshold value changing processes are repeatedly performed until the flat part F specified by the flat part searching unit 30 falls within the appropriate number of grounds (steps S103, S104, S106).

なお、平坦部分の数が土場の適正数の範囲よりも多い場合に、作設範囲の面積に対する土場の総面積の割合となる土場密度の適正範囲を予め記憶しておき、当該適正範囲に入るように、平坦部分探索部30で特定された平坦部分をランダムに選択して土場候補地とする第1の選択処理を行うこともできる。   In addition, when the number of flat parts is larger than the range of the appropriate number of land, the appropriate range of the land density, which is the ratio of the total area of the land to the area of the construction range, is stored in advance, and the appropriate It is also possible to perform a first selection process in which a flat portion specified by the flat portion searching unit 30 is randomly selected to be a ground candidate site so as to fall within the range.

また、各平坦部分の中央を中心として、前記土場密度に対応して予め決定される一定半径の仮想円を設け、当該仮想円の数が最小で、且つ、当該各仮想円で囲まれる面積の総和が最大となる仮想円の組み合わせを選択し、選択された仮想円に対応する各平坦部分を土場候補地として特定する第2の選択処理を行うこともできる。この第2の選択処理においては、選択された平坦部分が土場の適正数の範囲内に入るまで、前記仮想円の半径を増減しながら繰り返し行われる。なお、ここでの仮想円の半径は、平坦部分の面積に対応して平坦部分毎にそれぞれ異なる大きさに設定することもできる。   In addition, an imaginary circle having a predetermined radius corresponding to the density of the ground is provided around the center of each flat portion, the number of the imaginary circles is the smallest, and the area surrounded by the imaginary circles It is also possible to perform a second selection process in which a combination of virtual circles that maximizes the sum of the two is selected, and each flat portion corresponding to the selected virtual circle is identified as a potential site. This second selection process is repeatedly performed while increasing or decreasing the radius of the virtual circle until the selected flat portion falls within the appropriate number of grounds. Here, the radius of the virtual circle can be set to a different size for each flat portion corresponding to the area of the flat portion.

以上の第1及び/又は第2の選択処理は、前記閾値変更処理に代え、又は、当該閾値変更処理と併用して行うことができる。   The first and / or second selection processes described above can be performed in place of the threshold value changing process or in combination with the threshold value changing process.

なお、前記最終決定部31における土場候補地の数の調整処理を省略して、前記平坦部分探索部30で探索された平坦部分をそのまま土場候補地として利用して以降の処理に進む態様を採用することもできる。   A mode in which the adjustment process of the number of candidate sites in the final determination unit 31 is omitted, and the flat part searched by the flat part search unit 30 is used as it is as a candidate site for the subsequent process. Can also be adopted.

前記起終点決定部26では、次の処理が行われる。先ず、図6(A)に示されるように、既設林道102から最も近くに位置する土場候補地Dにおける一地点(例えば、中心点)が暫定的な作業道の仮起点Stとされる(図2中ステップS107)。次に、等高線情報により、当該仮起点Stから既設林道102のどこかに接続するルートの中から最も勾配が緩やかになるルートrを特定し、当該特定されたルートrにおける既設林道102との接続点が作業道の起点Sとして決定されるとともに、既設林道102から最も遠くに位置する土場候補地Dにおける一地点(例えば、中心点)が作業道の終点Eとして決定される(同ステップS108)。   The start / end point determination unit 26 performs the following processing. First, as shown in FIG. 6 (A), one point (for example, the center point) in the candidate site D located closest to the existing forest road 102 is set as a temporary starting point St of the temporary work road ( Step S107 in FIG. Next, from the contour line information, the route r having the gentlest gradient is identified from the routes connected to the existing forest road 102 from the temporary starting point St, and the connection with the existing forest road 102 in the specified route r is performed. The point is determined as the starting point S of the work road, and one point (for example, the center point) in the candidate site D farthest from the existing forest road 102 is determined as the end point E of the work road (step S108). ).

前記設計条件設定部27では、作業道を設計する上で必要となる設計情報、すなわち、作業道の最小道幅、作業道の勾配の上限値、及び山林の単位面積当たりの作業道の総面積を表す路網密度が決定される(同ステップS109)。   In the design condition setting unit 27, design information necessary for designing the work road, that is, the minimum road width of the work road, the upper limit value of the gradient of the work road, and the total area of the work road per unit area of the forest are obtained. The road network density to be represented is determined (step S109).

すなわち、設計条件設定部27は、図4に示されるように、設計する作業道の最小道幅を設定する道幅設定部33と、設計する作業道の勾配の上限値を設定する勾配上限設定部34と、作業道を通行する作業車両での森林施業を可能にする路網密度の下限値を設定する路網密度設定部35とにより構成される。   That is, as shown in FIG. 4, the design condition setting unit 27 includes a road width setting unit 33 that sets a minimum road width of a work road to be designed, and a gradient upper limit setting unit 34 that sets an upper limit value of the gradient of the work road to be designed. And a road network density setting unit 35 that sets a lower limit value of the road network density that enables forest operation on a work vehicle passing through the work road.

前記道幅設定部33では、情報記憶手段16に記憶された建機の車幅に、予め指定された余裕幅を加算することにより、設計する作業道の最小道幅が求められる。   In the road width setting unit 33, the minimum road width of the work road to be designed is obtained by adding a margin width specified in advance to the vehicle width of the construction machine stored in the information storage means 16.

前記勾配上限設定部34では、情報記憶手段16に記憶された建機の登坂上限値に対して、予め指定された所定の安全率を乗じることにより、設計する作業道の勾配の上限値が求められる。   The gradient upper limit setting unit 34 obtains the upper limit value of the gradient of the work road to be designed by multiplying the climbing upper limit value of the construction machine stored in the information storage unit 16 by a predetermined safety factor. It is done.

前記路網密度設定部35では、情報記憶手段16に記憶された建機のブームやアームの長さと実際の施業時に建機での伐採が想定される木の長さとにより、予め記憶された計算式に基づき、当該伐採後の倒木に対して作業道の何れかの場所から必ずアクセスできるように、路網密度の下限値が求められる。   In the road network density setting unit 35, the length of the boom and arm of the construction machine stored in the information storage means 16 and the length of the tree assumed to be felled by the construction machine during actual operation are stored in advance. Based on the equation, the lower limit value of the road network density is obtained so that the fallen tree after the felling can be accessed from any place on the work road.

前記ルート生成部28では、土場候補地抽出部25で抽出された土場候補地の位置情報、起終点決定部26で決定された起終点の位置情報、及び設計条件設定部27で設定された設計条件に基づき、作業道の候補ルートが後述する処理により複数生成される(図2中ステップS110)。   In the route generation unit 28, the location information of the potential site extracted by the potential site extraction unit 25, the location information of the start / end point determined by the start / end point determination unit 26, and the design condition setting unit 27 are set. On the basis of the design conditions, a plurality of work route candidate routes are generated by a process described later (step S110 in FIG. 2).

このルート生成部28は、図4に示されるように、作設範囲内で作業道の折り返し地点となり得る折り返し地点の候補を探索する折り返し地点候補探索部37と、設計条件設定部27により決定された最小道幅及び路網密度の下限値に基づき、折り返し地点の候補の中から作業道の折り返し地点を折り返し回数とともに決定する折り返し決定部38と、決定された折り返し地点の位置情報及び土場候補地抽出部25で抽出された土場候補地の位置情報から、これら折り返し地点及び土場候補地を通る最適ルートを求める最適ルート導出部39と、求めた最適ルートでの折り返し地点の補正処理を行う折り返し地点調整部40とにより構成される。   As shown in FIG. 4, the route generation unit 28 is determined by a return point candidate search unit 37 that searches for a return point candidate that can be a return point of a work road within the construction range, and a design condition setting unit 27. A return determination unit 38 that determines the return point of the work road from the return point candidates together with the number of return times based on the minimum value of the minimum road width and the road network density; From the position information of the candidate site extracted by the extraction unit 25, an optimum route deriving unit 39 that obtains the optimum route passing through the return point and the candidate site, and correction processing of the returned point in the obtained optimum route are performed. And a turn-up point adjustment unit 40.

前記折り返し地点候補探索部37では、情報記憶手段16に記憶された地図情報に基づき、図6(B)に示されるように、作設範囲100内に存在する川113、岩114、尾根115等の自然障害領域に作業道が交差しないように、これら自然障害物の若干内側となる位置に、同図中白丸部分の折り返し地点Rの候補が複数抽出される。   Based on the map information stored in the information storage means 16, the turn-back point candidate search unit 37, as shown in FIG. 6B, includes a river 113, a rock 114, a ridge 115, and the like that exist within the construction range 100. In order to prevent the work road from crossing the natural obstacle area, a plurality of candidates for the turning point R of the white circle portion in the figure are extracted at a position slightly inside the natural obstacle.

前記折り返し決定部38では、折り返し地点候補探索部37で設定された折り返し地点Rの候補の中から、設計される作業道の最小道幅を考慮し、路網密度の下限値以上になるように、複数箇所の折り返し地点Rが適宜選択される。これら選択された折り返し地点Rの組み合わせは、複数のパターンが抽出され、当該パターン毎に次の最適ルート導出部39での処理が行われる。   In the return determination unit 38, considering the minimum road width of the designed work road from the candidates of the return point R set by the return point candidate search unit 37, so as to be equal to or higher than the lower limit value of the road network density. A plurality of turning points R are appropriately selected. A plurality of patterns are extracted from the selected combination of the turning points R, and the process in the next optimum route deriving unit 39 is performed for each pattern.

前記最適ルート導出部39では、折り返し地点Rの組み合わせのパターン毎に、等高線情報を利用し、図6(C)に示されるように、土場候補地抽出部25で抽出された各土場候補地Dを通り、且つ、勾配上限設定部34で設定された勾配の上限値以下となる最適ルートrが求められる。なお、ここのルート導出に際しては、A−starアルゴリズム、ダイクストラアルゴリスム等、最短経路を自動的に生成する公知のアルゴリズムが用いられ、起終点決定部26で決定された作業道の起点Sと終点Eとの間を結び、各土場候補地Dを通過しながら各折り返し地点Rでの折り返しを行う最適ルートrが特定される。例えば、A−starアルゴリズムを用いた場合には、等高線情報に基づき、リンク(ノード)の勾配が急になる程、コストを高くし、勾配の絶対値等でヒューリスティック関数を定義し、あらゆるケース毎に起点Sから終点Eまでのコストを推定し、コストの総和が最も低いルートが最適ルートrとして選択される。   The optimum route deriving unit 39 uses the contour line information for each combination pattern of the turn-back points R, and as shown in FIG. 6C, each land candidate extracted by the site candidate site extracting unit 25. An optimum route r that passes through the ground D and is not more than the upper limit value of the gradient set by the gradient upper limit setting unit 34 is obtained. In order to derive the route here, a known algorithm that automatically generates the shortest path, such as an A-star algorithm or Dijkstra algorithm, is used, and the starting point S and the end point E of the work road determined by the starting point determining unit 26 are used. , And the optimum route r for performing the return at each return point R while passing through each candidate site D is specified. For example, when the A-star algorithm is used, the cost increases as the gradient of the link (node) becomes steeper based on the contour information, and the heuristic function is defined by the absolute value of the gradient. Then, the cost from the starting point S to the ending point E is estimated, and the route with the lowest total cost is selected as the optimum route r.

前記折り返し地点調整部40では、最適ルート導出部39で、折り返し地点Rの組み合わせのパターン毎に求められた各最適ルートrそれぞれについて、各折り返し地点Rでの作業道の曲率が求められ、当該曲率が大きい程、各折り返し地点Rでの折り返しが急になるため、次の補正処理が行われる。すなわち、曲率がある所定値以上の場合には、折り返し地点での作業道の曲率が前記所定値未満になるように曲線部分を緩やかにし、或いは、折り返し地点Rの外側に作業道を延ばすスイッチバック部分を設けるように、最適ルートrの折り返し部分Rの形状が一部補正される。   In the turning point adjustment unit 40, the optimum route deriving unit 39 obtains the curvature of the work road at each turning point R for each optimum route r obtained for each combination pattern of the turning points R. Since the return at each turn-back point R becomes steeper as the value of is larger, the following correction process is performed. That is, when the curvature is greater than or equal to a predetermined value, the curved portion is made gentle so that the curvature of the work road at the turn-back point is less than the predetermined value, or the switchback that extends the work road outside the turn-back point R The shape of the folded portion R of the optimum route r is partially corrected so as to provide the portion.

以上の処理を経て、折り返し地点Rの組み合わせのパターン毎にそれぞれ求められた最適ルートrが、それぞれ作業道の候補ルートとされる。   Through the above processing, the optimum route r obtained for each combination pattern of the turn-back points R is set as a candidate route for the work road.

前記ルート長さ算出手段20では、それぞれの候補ルートにおける起点Sから終点Eまでの長さが、位置情報に基づき演算で求められる(図2中ステップS111)。   In the route length calculating means 20, the length from the starting point S to the ending point E in each candidate route is obtained by calculation based on the position information (step S111 in FIG. 2).

前記想定利益算出手段22では、各候補ルートそれぞれにつき、ルート長さ算出手段20で求めた各候補ルートの全長と各種の仮定条件に基づく利益のシミュレーションとにより、作業道の新設で想定される利益(想定利益)が、後述する処理によって算出される(同ステップS112)。   In the assumed profit calculation means 22, the profit expected for the establishment of a new work road is calculated for each candidate route by simulation of profit based on the total length of each candidate route obtained by the route length calculation means 20 and various assumptions. (Assumed profit) is calculated by the process described later (step S112).

この想定利益算出手段22は、図1に示されるように、想定利益を求める上で必要となる各種の仮定条件が設定される仮定条件設定部42と、作業道の新設工事に必要な主たるコストを算出するコスト算出部43と、作業道の新設によって見込まれる収入を算出する収入算出部44と、収入算出部44で求めた収入からコスト算出部43で求めたコストを差し引いて想定利益を求める想定利益決定部45とにより構成される。   As shown in FIG. 1, the assumed profit calculating means 22 includes an assumption condition setting unit 42 for setting various assumptions necessary for obtaining the assumed profit, and a main cost required for the new construction of the work road. The cost calculation unit 43 for calculating the income, the income calculation unit 44 for calculating the income expected from the establishment of the new work road, and the expected profit by subtracting the cost obtained by the cost calculation unit 43 from the income obtained by the income calculation unit 44 It is comprised by the assumed profit determination part 45. FIG.

前記仮定条件設定部42では、入力装置14を使ってユーザが入力した仮定条件に関する次の情報が記憶される。すなわち、ここでの情報としては、支障木の集材作業時に使用するフォワーダの使用台数と、フォワーダの燃費と、フォワーダに用いられる燃料1リットル当たりの価格である燃料単価と、フォワーダの移動速度と、作業道の作設時における1日当たりの工事進行距離で表される作業者の経験値と、作業道の新設工事の際に必要となる作業者の人数と、当該作業者1人当たりの人件費と、木の販売に際しての最低市場価格及び一般市場価格と、森林における単位面積当たりの立木の本数である立木密度と、作業道の完成後にその周囲の立木を伐採する施業時に用いられる建機のブーム及びアームの長さと、当該施業時に行う間伐の程度を表す間伐率と、作業道の新設工事に際して国や自治体等から交付される補助金の金額とがある。   The assumption condition setting unit 42 stores the following information regarding the assumption condition input by the user using the input device 14. That is, as information here, the number of forwarders used at the time of collecting lumber, the fuel consumption of the forwarders, the unit price of fuel per liter of fuel used for the forwarders, the moving speed of the forwarders , The worker's experience expressed in the construction work distance per day at the time of construction of the work road, the number of workers required for the new construction of the work road, and the labor cost per worker And the minimum market price and general market price for selling trees, the density of trees standing per unit area in the forest, and the construction machinery used when cutting the surrounding trees after completion of the work road There are the length of the boom and arm, the thinning rate representing the degree of thinning to be performed at the time of the operation, and the amount of subsidies issued by the government and local governments for the construction of the new work road.

なお、以上の情報において、フォワーダの使用台数、作業者の能力指標である経験値、作業者の人数、作業者の人件費、及び間伐率は、ユーザの想定により任意に設定され、フォワーダの燃費及び速度と建機のブーム及びアームの長さは、作業車両のカタログ等に基づいて設定され、燃料単価、木の各市場価格及び立木密度は、市況や市場統計等に基づいて設定される。   In the above information, the number of forwarders used, the experience value that is the worker's ability index, the number of workers, the labor cost of workers, and the thinning rate are arbitrarily set according to the user's assumptions, and the forwarder fuel economy The speed and the length of the boom and arm of the construction machine are set based on a catalog of the work vehicle, and the unit price of fuel, the market price of each tree, and the density of the tree are set based on market conditions, market statistics, and the like.

前記コスト算出部43は、図7に示されるように、支障木の集材作業時におけるフォワーダの燃料費を計算する燃料費計算部47と、作業道の新設工事に必要な人件費を計算する人件費計算部48と、燃料費と人件費とを合計してコストを求めるコスト決定部49とにより構成される。   As shown in FIG. 7, the cost calculation unit 43 calculates a fuel cost calculation unit 47 that calculates the fuel cost of the forwarder at the time of gathering work on the obstacle tree, and calculates a labor cost necessary for the new construction of the work road. A labor cost calculation unit 48 and a cost determination unit 49 that calculates the cost by adding the fuel cost and the labor cost are included.

前記燃料費計算部47では、前記ルート長さ算出手段20で求められたルートの長さL(m)と、仮定条件設定部42で設定された条件のうち、フォワーダの使用台数N(台)、フォワーダの燃費F(l/m)、フォワーダの燃料単価Y(円/l)とを用い、次式により、燃料費Cf(円)が求められる。
Cf=F×L×Y×N
The fuel cost calculation unit 47 uses the number of forwarders N (units) among the route length L (m) obtained by the route length calculation means 20 and the conditions set by the assumption condition setting unit 42. The fuel cost Cf (yen) is obtained by the following equation using the forwarder fuel consumption F (l / m) and the forwarder fuel unit price Y (yen / l).
Cf = F × L × Y × N

前記人件費計算部48は、作業道を開設するまでに必要な時間である開設時間を計算する開設時間計算部51と、開設された作業道を利用し、支障木をフォワーダで土場まで運搬する時間である集材時間を計算する集材時間計算部52と、開設時間と集材時間を考慮して作業道の新設工事に必要な作業者の人件費を決定する人件費決定部53とにより構成される。   The labor cost calculation unit 48 uses an opening time calculation unit 51 that calculates an opening time, which is a time required to open a work road, and transports the obstacle tree to the ground by a forwarder using the opened work road. A gathering time calculation unit 52 that calculates a gathering time, which is a time to perform, and a personnel cost determination unit 53 that determines the labor cost of a worker required for the new construction of the work road in consideration of the opening time and the gathering time, Consists of.

前記開設時間計算部51では、ルート長さ算出手段20で求められた作業道の長さL(m)と、仮定条件設定部42で設定された条件のうち、想定される作業者の能力に応じた経験値E(m/日)とを用い、次式により、開設時間T1(日)が求められる。
T1=L/E
In the opening time calculation unit 51, the expected worker ability is selected from the length L (m) of the work road obtained by the route length calculation unit 20 and the condition set by the assumption condition setting unit 42. Using the corresponding experience value E (m / day), the opening time T1 (day) is obtained by the following equation.
T1 = L / E

前記集材時間計算部52では、ルート長さ算出手段20で求められた作業道の長さL(m)と、仮定条件設定部42で設定された条件のうち、フォワーダの使用台数N(台)とフォワーダの速度v(m/日)とを用い、次式により、全てのフォワーダを使って作業道を1往復する際の移動時間である集材時間T2(日)が求められる。
T2=2L/(v×N)
The gathering time calculation unit 52 uses the number of forwarders N (units) among the work road length L (m) obtained by the route length calculation means 20 and the conditions set by the assumption condition setting unit 42. ) And the forwarder speed v (m / day), the gathering time T2 (day), which is the travel time for one round trip of the work road using all the forwarders, is obtained by the following equation.
T2 = 2L / (v × N)

前記人件費決定部53では、開設時間計算部51で求めた開設時間T1(日)及び集材時間計算部52で求めた集材時間T2(日)と、仮定条件設定部42で設定された条件のうち、作業道の新設工事の際に必要となる作業者の人数n(人)及び作業者1人1日当たりの人件費S(円/人)とを用い、次式により、人件費Ch(円)が求められる。
Ch=n×S×(T1+T2)
In the personnel cost determining unit 53, the opening time T1 (day) obtained by the opening time calculating unit 51 and the gathering time T2 (day) obtained by the gathering time calculating unit 52 and the assumption condition setting unit 42 are set. Among the conditions, using the number of workers n (persons) and labor cost S (yen / person) per worker required for the construction of a new work road, (Yen) is required.
Ch = n × S × (T1 + T2)

前記コスト決定部49では、燃料費計算部47で求めた燃料費Cfと、人件費計算部48で求めた人件費Chとを合計することで、作業道の新設工事に必要な主たるコストCtが求められる。   The cost determination unit 49 adds the fuel cost Cf obtained by the fuel cost calculation unit 47 and the labor cost Ch obtained by the personnel cost calculation unit 48, so that the main cost Ct required for the new construction of the work road is obtained. Desired.

前記収入算出部44は、図7に示されるように、作業道の作設時に切り倒される支障木の販売によって見込まれる収入を求める支障木販売収入計算部55と、作業道の完成後の施業により得られた作業道周囲の伐採木の販売によって見込まれる収入を求める伐採木販売収入計算部56と、これら支障木販売収入計算部55及び伐採木販売収入計算部56で得られた木材の市場販売によって見込まれる収入に、仮定条件設定部42で設定された補助金の金額を加えることで、作業道の新設により見込まれる収入を決定する収入決定部57とにより構成される。   As shown in FIG. 7, the income calculation unit 44 includes a hindrance tree sales revenue calculation unit 55 for obtaining income expected from sales of a hindered tree that is cut down when a work road is constructed, and a work after completion of the work road. Felled tree sales revenue calculation unit 56 for obtaining income expected from sales of the harvested trees around the obtained work road, and market sales of timber obtained by these obstacle tree sales revenue calculation unit 55 and felled tree sales revenue calculation unit 56 Is added to the income expected by the assumption condition setting unit 42, so that the income is determined by the income determination unit 57 that determines the income expected from the new construction of the work road.

前記支障木販売収入計算部55では、ルート長さ算出手段20で求められた作業道の長さL(m)及び作業道の設計時点で既に特定された道幅w(m)と、仮定条件設定部42で設定された条件のうち、木の最低市場価格Sm(円)及び森林における単位面積当たりの立木の本数である立木密度D(本/m)とを用い、次式により、支障木の販売収入I1(円)が求められる。
I1=L×w×D×Sm
The obstacle tree sales revenue calculation unit 55 sets the length L (m) of the work road obtained by the route length calculation means 20, the road width w (m) already specified at the time of designing the work road, and the assumption condition setting. Among the conditions set in the section 42, using the minimum market price Sm (yen) of trees and the density of standing trees D (lines / m 2 ) which is the number of standing trees per unit area in the forest, Sales revenue I1 (yen) is required.
I1 = L × w × D × Sm

前記伐採木販売収入計算部56では、ルート長さ算出手段20で求められた作業道の長さL(m)と、仮定条件設定部42で設定された条件のうち、施業時に用いる建機のブーム及びアームの合計長さl(m)、立木密度D(本/ha)、施業時における間伐率t(0≦t≦1)、及び木の一般市場価格Sa(円)とを用い、次式により、伐採木の販売収入I2(円)が求められる。
I2=f(L,l)×D×t×Sa
ここで、f(L,l)は、作業道の長さLと建機のブーム及びアームの合計長さlとに基づき、作業道の周囲で立木を伐採可能となる範囲の面積である伐採可能面積(ha)を求める関数であり、予め記憶される。ここで、伐採可能となる範囲は、作業道に位置する建機のアームの先端が届くことのできる作業道周囲の山林全範囲に設定される。
In the felled tree sales revenue calculation unit 56, the length of the working road L (m) obtained by the route length calculation unit 20 and the conditions set by the assumption condition setting unit 42 are used for construction equipment used at the time of operation. Using the total length l (m) of the boom and arm, standing tree density D (books / ha), thinning rate t during operation (0 ≦ t ≦ 1), and general market price of trees Sa (yen), The sales revenue I2 (yen) of the felled tree is calculated by the formula
I2 = f (L, l) × D × t × Sa
Here, f (L, l) is an area in a range in which standing trees can be cut around the work road based on the length L of the work road and the total length l of the boom and arm of the construction machine. This is a function for obtaining the possible area (ha) and is stored in advance. Here, the range where logging is possible is set to the entire range of the forest around the work road where the tip of the arm of the construction machine located on the work road can reach.

前記収入決定部57では、支障木及び伐採木の販売収入I1、I2を合計し、更に、仮定条件設定部42で設定された補助金の金額を加えることで、作業道の新設により想定される合計収入Itが求められる。   In the income determination unit 57, the sales revenues I1 and I2 of the troubled trees and the felled trees are summed, and further, the amount of subsidy set in the assumption condition setting unit 42 is added, and this is assumed by the establishment of a new work road. Total revenue It is determined.

前記想定利益決定部35では、収入算出部44で求めた合計収入Itからコスト算出部43で求めたコストCtを減じることで、想定利益が求められる。   The assumed profit determination unit 35 obtains the assumed profit by subtracting the cost Ct obtained by the cost calculation unit 43 from the total income It obtained by the income calculation unit 44.

以上の構成の想定利益算出手段22では、候補ルート生成手段19で生成された各候補ルートそれぞれについて、想定利益がそれぞれ求められる。   In the assumed profit calculation means 22 having the above configuration, the assumed profit is obtained for each candidate route generated by the candidate route generation means 19.

なお、想定利益算出手段22では、作業道の作設時や施業時に用いられる建機の燃料費、及び/又は、施業時の人件費もコストに算入して想定利益を求めることも可能である。   Note that the assumed profit calculation means 22 can also calculate the assumed profit by including the fuel cost of construction equipment used at the time of construction of the work road and at the time of operation and / or the labor cost at the time of the operation. .

前記ルート決定手段23では、各候補ルートにおける想定利益が最大となる候補ルートが最良のルートである決定ルートとして抽出される(図2中ステップS113)。   In the route determination means 23, the candidate route having the maximum assumed profit in each candidate route is extracted as the determined route that is the best route (step S113 in FIG. 2).

前記画像生成提示装置13は、図1に示されるように、作業道の作設範囲の画像に、ルート決定手段23で決定された作業道の決定ルートを表示した提示画像を生成する画像生成手段59と、提示画像をユーザに提示する表示手段60とを備えている。   As shown in FIG. 1, the image generation / presentation device 13 generates an image for generating a presentation image in which the determined route of the work path determined by the route determination means 23 is displayed on the image of the construction range of the work path. 59 and display means 60 for presenting the presented image to the user.

前記画像生成手段59では、表示手段60を通じてユーザが立体的に視認可能となる3Dの提示画像を生成するようになっている(同ステップS113)。すなわち、ここでは、先ず、等高線図の情報、既設林道や沼、池、川等の地図情報、及び作設範囲に存在する木の情報に基づき、公知の手法によって、立木を含む作設範囲の全景をグラフィックで立体表示した3D地図が生成される。そして、当該3D地図上の対応位置に、ルート決定手段23で決定された作業道の決定ルートを曲線で表示した3D画像が生成される。なお、当該3D画像の生成に際しては、後述する表示手段60での表示態様に適合する画像データが生成される。また、当該3D画像としては、作設範囲をカメラ等で撮像した実画像を用い、当該実画像に作業道の決定ルートを表す曲線を重畳したバーチャル画像としても良い。   The image generation unit 59 generates a 3D presentation image that can be viewed three-dimensionally by the user through the display unit 60 (step S113). That is, here, first, based on information on contour maps, map information on existing forest roads, swamps, ponds, rivers, etc., and information on trees existing in the construction range, the construction range including standing trees is determined by a known method. A 3D map in which the entire view is displayed in a stereoscopic manner is generated. Then, a 3D image in which the determined route of the work road determined by the route determination means 23 is displayed at a corresponding position on the 3D map as a curve is generated. Note that when generating the 3D image, image data suitable for a display mode on the display unit 60 described later is generated. The 3D image may be a virtual image in which a real image obtained by capturing the construction range with a camera or the like is used and a curve representing a work route determination route is superimposed on the real image.

前記表示手段60は、画像生成手段59で生成された3D画像を表示可能なディスプレイからなる。例えば、ヘッドマウントディスプレイ、3Dホログラムを表示可能なディスプレイを採用することができる。   The display unit 60 includes a display capable of displaying the 3D image generated by the image generation unit 59. For example, a head mount display or a display capable of displaying a 3D hologram can be employed.

なお、前記画像生成提示装置13では、提示画像として2D画像を生成してユーザに提示しても良い。   The image generation / presentation device 13 may generate a 2D image as a presentation image and present it to the user.

前記入力装置14としては、前述した各種の入力が可能な限りにおいて、ボタン、スイッチ、キーボード、マウス、タッチパネル、タッチペンの他に、目や手の動きを検出して入力する装置等、公知の各種入力デバイスを適用することができる。   As the input device 14, as long as the various inputs described above are possible, in addition to buttons, switches, a keyboard, a mouse, a touch panel, a touch pen, various known devices such as a device that detects and inputs the movement of eyes and hands. Input devices can be applied.

次に、前記路網ルート生成表示システム10における一連の手順について、図2を用いて説明する。   Next, a series of procedures in the road network route generation / display system 10 will be described with reference to FIG.

先ず、入力装置14によって各種の情報や設定条件が入力されてから、車両系集材可否判定手段17により、所望の作設範囲内における作業道作設の可否が判定され(ステップS100)、作業道の作設が不可能と判定されれば、以降の処理が行われずに終了する。一方、作設範囲内で作業道を作設可能と判定されれば、以降の処理が行われる。   First, after various information and setting conditions are input by the input device 14, the vehicle system gathering availability determination means 17 determines whether or not work road construction within a desired construction range is possible (step S100). If it is determined that the road cannot be constructed, the process is terminated without performing the subsequent processing. On the other hand, if it is determined that the work road can be constructed within the construction range, the subsequent processing is performed.

次に、候補ルート生成手段19により、新設候補となる作業道の候補ルートが複数生成され(ステップS101〜S110)、ルート長さ算出手段20により、各候補ルートそれぞれについて、作業道の全長が求められる(ステップS111)。   Next, the candidate route generation means 19 generates a plurality of candidate route for the new work road (steps S101 to S110), and the route length calculation means 20 obtains the total length of the work road for each candidate route. (Step S111).

その後、想定利益算出手段22により、各候補ルートそれぞれについて、作業道の新設によって見込まれる想定利益が求められる(ステップS112)。そして、ルート決定手段23により、最も高い想定利益が期待できる候補ルートが作業道の決定ルートとして抽出される(ステップS113)。   Thereafter, the assumed profit calculation means 22 obtains the expected profit expected from the establishment of the work road for each candidate route (step S112). Then, the route determining means 23 extracts a candidate route that can be expected to have the highest assumed profit as a determined route for the work road (step S113).

最後に、決定ルートの位置情報から、画像生成手段59により、作設範囲の地図上に作業道の決定ルートが反映された提示画像が生成され(ステップS114)、当該提示画像が表示手段60を通じてユーザが視認可能になる。   Finally, from the position information of the determined route, the image generating unit 59 generates a presentation image in which the determined route of the work path is reflected on the map of the construction range (step S114), and the displayed image is displayed through the display unit 60. The user can see it.

なお、前記路網ルート生成表示システム10としては、以上のプロセスを経て作業道の決定ルートがユーザに提示された後、ユーザの意向や現場の実際の状況により、予め指定されていた各種の情報や条件を変更し、対応する処理ステップにフィードバックすることにより、作業道の決定ルートを更新し、当該更新された決定ルートを反映した提示画像を表示する構成としても良い。   The road network route generation / display system 10 provides various information specified in advance according to the user's intention and the actual situation at the site after the work route determination route is presented to the user through the above process. It is also possible to update the work route decision route by changing the conditions and the conditions and feed back to the corresponding processing step, and to display a presentation image reflecting the updated decision route.

すなわち、図8に示されるように、前述の手順により生成された提示画像をユーザが見て、各種の情報や条件の変更等、何等かの修正が必要と判断した場合(同図中ステップS201)、当該修正内容が入力装置14によって入力された後で、情報や条件の修正に応じ、異なる結果が出る処理が再度行われて作業道の決定ルートが更新される。すなわち、各種の情報や条件が変更されたと判断されると、その内容に応じて、前述の処理手順のうち、車両系集材可否判定手段17による作業道作設の可否判定から、或いは、候補ルート生成手段19による作業道の候補ルートの生成から、或いは、想定利益算出手段22による想定利益の算出から再処理が行われ、前述した各種処理が行われて新たな作業道の決定ルートが特定される。そして、新たな決定ルートに基づく提示画像が生成され、表示手段60を通じてユーザに提示される。ここでの修正処理は、ユーザによって指定される各種の情報や条件が変更されると、前述の更新処理が繰り返し行われる。   That is, as shown in FIG. 8, when the user views the presentation image generated by the above-described procedure and determines that some correction is necessary, such as changes in various information and conditions (step S201 in FIG. 8). ) After the content of the correction is input by the input device 14, processing that gives different results is performed again according to the correction of information and conditions, and the work route determination route is updated. That is, when it is determined that various types of information and conditions have been changed, depending on the contents, from the above-described processing procedure, whether or not a work road construction determination by the vehicle-based material collection permission determination unit 17 is possible, or a candidate Reprocessing is performed from the generation of a candidate route for the work road by the route generation means 19 or the calculation of the assumed profit by the expected profit calculation means 22, and the above-described various processes are performed to identify a new work road determination route. Is done. Then, a presentation image based on the new determined route is generated and presented to the user through the display unit 60. In the correction processing here, when various information and conditions designated by the user are changed, the above-described update processing is repeatedly performed.

ここで、各種の情報や条件を変更するときの入力態様としては、例えば、ディスプレイ内に提示画像とともに表示された各種の情報や条件の表示部分をクリックし、対応する部分に具体的な数値等の情報をキーボード等で入力し、また、作業道の作設が不可となる領域や所望とする土場領域等の位置情報について、タッチペン等を使って提示画像に直接入力する態様を採用できる。   Here, as an input mode when changing various types of information and conditions, for example, clicking on a display portion of various types of information and conditions displayed together with the presentation image in the display, and specific numerical values in the corresponding portions, etc. It is possible to adopt a mode in which the above information is input with a keyboard or the like, and the position information such as the area where the construction of the work path is impossible or the desired ground area is directly input to the presentation image using a touch pen or the like.

また、システムに入力される各種情報として、作業道を作設するために有用となる情報であって、作業者等が実際に取得した現場情報、例えば、地面の硬さ等の土壌情報、沢や湧水等の自然障害領域の位置情報、支障木となる立木情報(樹高、胸高直径、立木間隔、支障木の価格等)を入力し、当該入力に基づいて前述した決定ルートの更新処理を行うこともできる。   In addition, as various information input to the system, it is useful information for constructing a work road, and is actually acquired by the operator etc., for example, soil information such as ground hardness, The location information of natural obstacle areas such as water and springs, and standing tree information (tree height, chest height diameter, spacing between standing trees, price of obstacle trees, etc.) that become obstacle trees are input, and the above-described decision route update processing is performed based on the input. It can also be done.

以上の本実施形態においては、路網ルート設計装置11により作業道のルートを自動生成しているが、本発明はこれに限らず、新設林道等、他の路網のルート設計に利用することもできる。   In the above embodiment, the route of the work road is automatically generated by the road network route design device 11, but the present invention is not limited to this, and is used for route design of other road networks such as a new forest road. You can also.

その他、本発明における装置各部の構成は図示構成例に限定されるものではなく、実質的に同様の作用を奏する限りにおいて、種々の変更が可能である。   In addition, the configuration of each part of the apparatus in the present invention is not limited to the illustrated configuration example, and various modifications are possible as long as substantially the same operation is achieved.

10 路網ルート生成表示システム
11 路網ルート設計装置
13 画像生成提示装置
14 入力装置
17 車両系集材可否判定手段
19 候補ルート生成手段
20 ルート長さ算出手段
22 想定利益算出手段
23 ルート決定手段
25 土場候補地抽出部
26 起終点決定部
27 設計条件設定部
28 ルート生成部
33 道幅決定部
34 勾配上限決定部
35 路網密度設定部
37 折り返し地点候補探索部
38 折り返し決定部
39 最適ルート導出部
40 折り返し地点調整部
42 仮定条件設定部
43 コスト算出部
44 収入算出部
45 想定利益決定部
47 燃料費計算部
48 人件費計算部
49 コスト決定部
55 支障木販売収入計算部
56 伐採木販売収入計算部
57 収入決定部
59 画像生成手段
60 表示手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Road network route production | generation display system 11 Road network route design apparatus 13 Image production | presentation presentation apparatus 14 Input device 17 Vehicle system material collection possibility determination means 19 Candidate route generation means 20 Route length calculation means 22 Expected profit calculation means 23 Route determination means 25 Landing site candidate extraction unit 26 Origin / end point determination unit 27 Design condition setting unit 28 Route generation unit 33 Road width determination unit 34 Gradient upper limit determination unit 35 Road network density setting unit 37 Return point candidate search unit 38 Return determination unit 39 Optimal route derivation unit 40 Folding point adjustment unit 42 Assumption condition setting unit 43 Cost calculation unit 44 Revenue calculation unit 45 Assumed profit determination unit 47 Fuel cost calculation unit 48 Personnel cost calculation unit 49 Cost determination unit 55 Obstacle tree sales revenue calculation unit 56 Felled tree sales revenue calculation Section 57 Income determining section 59 Image generating means 60 Display means

Claims (19)

山林内に新設される路網のルートを設計する装置において、
予め記憶された山林内の地図情報と前記路網を通行する作業車両のスペックに関する車両情報とに基づき、予め指定された前記路網の作設範囲内で候補となる前記路網の候補ルートを複数生成する候補ルート生成手段と、前記各候補ルートの長さを求めるルート長さ算出手段と、前記各候補ルートそれぞれにつき、前記ルート長さ算出手段で求めたルートの長さと各種の条件設定に基づき、前記路網の新設により見込まれる収入から前記路網の新設工事に必要なコストを差し引いた想定利益をルート選択用の指標として求める想定利益算出手段と、前記各候補ルートの中から、前記想定利益に基づき選択されたルートを決定ルートとするルート決定手段とを備えたことを特徴とする路網ルート設計装置。
In the device for designing the route of the road network newly established in the forest,
Based on the map information in the forest stored in advance and the vehicle information on the specifications of the work vehicle passing through the road network, the candidate route of the road network that is a candidate within the construction range of the road network specified in advance is determined. A plurality of candidate route generation means, a route length calculation means for obtaining the length of each candidate route, and the route length obtained by the route length calculation means and various condition settings for each candidate route. Based on the expected profit calculation means for obtaining an expected profit as an index for route selection by subtracting the cost required for the new construction of the road network from the revenue expected from the new construction of the road network, A route network route design apparatus comprising: a route determination unit that uses a route selected based on an assumed profit as a determined route.
前記候補ルート生成手段は、前記候補ルートの経由地で木材の集積場所となり得る土場候補地を複数箇所抽出する土場候補地抽出部と、前記土場候補地の位置情報と前記作設範囲内に存在する既設林道の位置情報に基づいて、前記候補ルートの起点と終点を決定する起終点決定部と、前記車両情報に基づき前記路網の設計条件を設定する設計条件設定部と、前記起点及び前記終点の位置情報及び前記設計条件に基づき、前記候補ルートを生成するルート生成部とを備えたことを特徴とする請求項1記載の路網ルート設計装置。   The candidate route generation means includes a site candidate site extraction unit that extracts a plurality of site candidate sites that can become timber collection sites at the route of the candidate route, position information of the site candidate site, and the construction range Based on the position information of the existing forest road existing in the start and end point determination unit that determines the starting point and the end point of the candidate route, the design condition setting unit that sets the design condition of the road network based on the vehicle information, The route network route design apparatus according to claim 1, further comprising: a route generation unit configured to generate the candidate route based on position information of a starting point and the end point and the design condition. 前記土場候補地抽出部では、前記作設範囲内で、等高線に交差する複数の仮想線を配置し、前記等高線と前記仮想線とで区分される各区画について面積がそれぞれ求められ、所定の閾値以上の面積を有する区画の中から前記土場候補地を抽出することを特徴とする請求項2記載の路網ルート設計装置。   In the site candidate site extraction unit, a plurality of virtual lines intersecting the contour lines are arranged within the construction range, and areas are obtained for each of the sections divided by the contour lines and the virtual lines, respectively. 3. The road network route designing apparatus according to claim 2, wherein the potential land site is extracted from a section having an area equal to or greater than a threshold value. 前記起終点決定部では、前記既設林道から最も近くに位置する前記土場候補地における一地点が暫定的な前記起点である仮起点とされ、前記等高線情報に基づき、前記仮起点から最も勾配が緩やかなルートで接続された前記既設林道の地点を前記起点として決定するとともに、前記既設林道から最も遠くに位置する前記土場候補地における一地点が前記終点として決定されることを特徴とする請求項2記載の路網ルート設計装置。   In the starting and ending point determination unit, one point in the land candidate site located closest to the existing forest road is set as a temporary starting point that is the temporary starting point, and based on the contour line information, the gradient is the largest from the temporary starting point. The point of the existing forest road connected by a gradual route is determined as the starting point, and one point in the candidate land site farthest from the existing forest road is determined as the end point. Item 3. Road network route design apparatus according to item 2. 前記設計条件設定部は、設計する前記路網の最小道幅を設定する道幅設定部と、設計する前記路網の勾配の上限値を設定する勾配上限設定部と、前記作業車両での森林施業を可能にする路網密度の下限値を設定する路網密度設定部とにより構成されることを特徴とする請求項2記載の路網ルート設計装置。   The design condition setting unit includes a road width setting unit that sets a minimum road width of the road network to be designed, a gradient upper limit setting unit that sets an upper limit value of a gradient of the road network to be designed, and forest operation on the work vehicle. The road network route design apparatus according to claim 2, further comprising a road network density setting unit that sets a lower limit value of the road network density to be enabled. 前記ルート生成部は、前記作設範囲内で前記路網の折り返し地点となり得る折り返し地点の候補を探索する折り返し地点候補探索部と、前記設計条件設定部で設定された前記設計条件に基づき、前記折り返し地点の候補の中から前記折り返し地点を折り返し回数とともに決定する折り返し決定部と、決定された前記折り返し地点の位置情報及び前記土場候補地抽出部で抽出された前記土場候補地の位置情報から、これら折り返し地点及び土場候補地を通る最適ルートを求める最適ルート導出部とを備えたことを特徴とする請求項2記載の路網ルート設計装置。   The route generation unit, based on the design condition set in the design condition setting unit, a return point candidate search unit for searching for a return point candidate that can be a return point of the road network within the construction range, A wrapping determination unit that determines the wrapping point from the wrapping point candidates together with the number of wrappings, the position information of the determined wrapping point, and the position information of the land candidate site extracted by the site candidate site extracting unit The route network route design apparatus according to claim 2, further comprising: an optimum route deriving unit that obtains an optimum route that passes through the return point and the candidate site. 前記ルート生成部は、前記最適ルート導出部で求めた前記最適ルートでの各折り返し地点の補正処理を行う折り返し地点調整部を更に備え、
前記折り返し地点調整部では、前記各折り返し地点での曲率が求められ、当該曲率が所定値以上のときに、当該曲率が前記所定値未満になるように曲線部分を緩やかにし、或いは、スイッチバック部分を設けることを特徴とする請求項6記載の路網ルート設計装置。
The route generation unit further includes a return point adjustment unit that performs correction processing of each return point in the optimum route obtained by the optimum route derivation unit,
The turn-up point adjustment unit obtains the curvature at each turn-up point, and when the curvature is equal to or greater than a predetermined value, the curve portion is made gentle so that the curvature is less than the predetermined value, or the switchback portion 7. The road network route designing apparatus according to claim 6, wherein:
前記折り返し地点候補探索部では、前記地図情報に基づき、前記作設範囲内に存在する自然障害物に路網が交差しないように、当該自然障害物の若干内側となる位置に前記折り返し地点の候補が設定されることを特徴とする請求項6記載の路網ルート設計装置。   Based on the map information, the return point candidate search unit is a candidate for the return point at a position slightly inside the natural obstacle so that the road network does not intersect with the natural obstacle existing in the construction range. 7. The road network route designing apparatus according to claim 6, wherein: 前記設計条件設定部では、設計される前記路網の最小道幅、設計される前記路網の勾配の上限値、及び山林の単位面積当たりの前記路網の総面積を表す路網密度が決定され、
前記折り返し決定部では、前記折り返し地点候補探索部で設定された前記折り返し地点の候補の中から、前記最小道幅以上、且つ、前記路網密度の下限値以上になるように、複数箇所の前記折り返し地点の組み合わせが選択され、当該組み合わせのパターンが複数抽出されることを特徴とする請求項6記載の路網ルート設計装置。
In the design condition setting unit, a minimum road width of the road network to be designed, an upper limit value of a slope of the road network to be designed, and a road network density representing a total area of the road network per unit area of a forest are determined. ,
In the return determination unit, among the return point candidates set in the return point candidate search unit, a plurality of the return points are set to be equal to or greater than the minimum road width and equal to or greater than the lower limit value of the road network density. The road network route designing apparatus according to claim 6, wherein a combination of points is selected, and a plurality of patterns of the combination are extracted.
前記最適ルート導出部では、前記折り返し地点の組み合わせのパターン毎に、前記地図情報を利用し、前記土場候補地抽出部で抽出された前記各土場候補地を通り、且つ、前記勾配の上限値以下となる前記最適ルートが求められ、当該最適ルートが前記候補ルートとされることを特徴とする請求項9記載の路網ルート設計装置。   The optimum route deriving unit uses the map information for each pattern of the combination of the turning points, passes through each site candidate site extracted by the site candidate site extraction unit, and has an upper limit of the gradient 10. The road network route designing apparatus according to claim 9, wherein the optimum route that is equal to or less than a value is obtained, and the optimum route is set as the candidate route. 前記想定利益算出手段は、前記想定利益を求める上で必要となる各種の仮定条件が設定される仮定条件設定部と、前記仮定条件から前記コストを算出するコスト算出部と、前記仮定条件から前記収入を算出する収入算出部と、前記収入から前記コストを差し引いて前記想定利益を求める想定利益決定部とにより構成されることを特徴とする請求項1記載の路網ルート設計装置。   The assumed profit calculation means includes an assumption condition setting unit in which various assumptions necessary for obtaining the assumption profit are set, a cost calculation unit that calculates the cost from the assumption condition, and the assumption condition from the assumption condition The road network route design apparatus according to claim 1, comprising: an income calculation unit that calculates income; and an assumed profit determination unit that calculates the expected profit by subtracting the cost from the income. 前記コスト算出部は、前記路網の作設時に切り倒される支障木の集材作業における前記作業車両の燃料費を計算する燃料費計算部と、前記路網の新設工事に必要な人件費を計算する人件費計算部と、前記燃料費と前記人件費とを合計して前記コストを求めるコスト決定部とにより構成されることを特徴とする請求項11記載の路網ルート設計装置。   The cost calculation unit calculates a fuel cost calculation unit for calculating the fuel cost of the work vehicle in the work of collecting obstacle trees that are cut down when the road network is constructed, and calculates a labor cost necessary for the construction work of the road network 12. The road network route designing apparatus according to claim 11, further comprising: a labor cost calculation unit that performs a cost determination unit that calculates the cost by adding the fuel cost and the labor cost. 前記収入算出部は、前記路網の作設時に切り倒される支障木の販売によって見込まれる収入を求める支障木販売収入計算部と、前記路網の開設後の森林施業により得られた当該路網周囲の伐採木の販売によって見込まれる収入を求める伐採木販売収入計算部と、前記支障木及び前記伐採木の販売によって見込まれる収入に、前記仮定条件設定部で設定された補助金情報を加えることで、前記路網の新設により見込まれる収入を決定する収入決定部とにより構成されることを特徴とする請求項11記載の路網ルート設計装置。   The revenue calculating unit includes a obstacle tree sales revenue calculating unit for obtaining an income expected from sales of a obstacle tree that is cut down when the road network is constructed, and a periphery of the road network obtained by forest operations after the opening of the road network. By adding the subsidy information set in the assumption setting section to the income expected from the sales of the felled trees and the felled trees, and the income expected from the sales of the felled trees. The road network route designing apparatus according to claim 11, further comprising: an income determination unit that determines an income expected from the new establishment of the road network. 前記ルート決定手段では、前記各候補ルートの中から、前記想定利益が最も大きい候補ルートを前記決定ルートとして抽出することを特徴とする請求項1記載の路網ルート設計装置。   2. The route network route designing apparatus according to claim 1, wherein the route determining means extracts a candidate route having the largest assumed profit from the candidate routes as the determined route. 山林内に新設される路網のルートを設計する装置において、
予め記憶された山林内の地図情報と前記路網を通行する作業車両のスペックに関する車両情報とに基づき、予め指定された前記路網の作設範囲内で候補となる前記路網の候補ルートを複数生成する候補ルート生成手段を備え、
前記候補ルート生成手段は、前記候補ルートの経由地で木材の集積場所となり得る土場候補地を複数箇所抽出する土場候補地抽出部と、前記土場候補地の位置情報と前記作設範囲内に存在する既設林道の位置情報に基づいて、前記候補ルートの起点と終点を決定する起終点決定部と、前記車両情報に基づき前記路網の設計条件を設定する設計条件設定部と、前記起点及び前記終点の位置情報及び前記設計条件に基づき、前記候補ルートを生成するルート生成部とを備えたことを特徴とする路網ルート設計装置。
In the device for designing the route of the road network newly established in the forest,
Based on the map information in the forest stored in advance and the vehicle information on the specifications of the work vehicle passing through the road network, the candidate route of the road network that is a candidate within the construction range of the road network specified in advance is determined. A plurality of candidate route generation means for generating,
The candidate route generation means includes a site candidate site extraction unit that extracts a plurality of site candidate sites that can become timber collection sites at the route of the candidate route, position information of the site candidate site, and the construction range Based on the position information of the existing forest road existing in the start and end point determination unit that determines the starting point and the end point of the candidate route, the design condition setting unit that sets the design condition of the road network based on the vehicle information, A route network route design apparatus comprising: a route generation unit configured to generate the candidate route based on position information of a start point and the end point and the design condition.
前記作設範囲内において前記既設林道に繋がる前記路網の作設が可能か否かを判定する車両系集材可否判定手段を更に備え、
前記車両系集材可否判定手段では、前記作業車両の移動を妨げる勾配の有無の観点から、前記地図情報に基づいて、前記路網が既設林道に接続可能となる部分が存在するか否かが判定され、当該接続可能な部分が存在すれば、前記路網の作設が可能と判定されることを特徴とする請求項1又は請求項15記載の路網ルート設計装置。
Further comprising vehicle-based material gathering availability determination means for determining whether or not the road network connected to the existing forest road can be constructed within the construction range;
In the vehicle system gathering availability determination means, whether or not there is a part where the road network can be connected to an existing forest road based on the map information from the viewpoint of the presence or absence of a gradient that hinders the movement of the work vehicle. The road network route design apparatus according to claim 1 or 15, wherein if it is determined and the connectable portion exists, it is determined that the road network can be constructed.
山林内に新設される路網のルートを設計する路網ルート設計装置に組み込まれるコンピュータのプログラムであって、
予め記憶された山林内の地図情報と前記路網を通行する作業車両のスペックに関する車両情報とに基づき、予め指定された前記路網の作設範囲内で候補となる前記路網の候補ルートを複数生成する候補ルート生成手段と、前記各候補ルートの長さを求めるルート長さ算出手段と、前記各候補ルートそれぞれにつき、前記ルート長さ算出手段で求めたルートの長さと各種の条件設定に基づき、前記路網の新設により見込まれる収入から前記路網の新設工事に必要なコストを差し引いた想定利益をルート選択用の指標として求める想定利益算出手段と、前記各候補ルートの中から、前記想定利益に基づき選択されたルートを決定ルートとするルート決定手段として前記コンピュータを機能させることを特徴とする路網ルート設計装置のプログラム。
A computer program incorporated in a road network route design device for designing a route of a road network newly established in a forest,
Based on the map information in the forest stored in advance and the vehicle information on the specifications of the work vehicle passing through the road network, the candidate route of the road network that is a candidate within the construction range of the road network specified in advance is determined. A plurality of candidate route generation means, a route length calculation means for obtaining the length of each candidate route, and the route length obtained by the route length calculation means and various condition settings for each candidate route. Based on the expected profit calculation means for obtaining an expected profit as an index for route selection by subtracting the cost required for the new construction of the road network from the revenue expected from the new construction of the road network, A program for a road network route design apparatus, which causes the computer to function as route determination means using a route selected based on an assumed profit as a determined route.
請求項1記載の路網ルート設計装置を含む路網ルート生成表示システムにおいて、
前記路網ルート生成装置で設計された前記決定ルートを前記作設範囲とともに表す画像を生成してユーザに提示する画像生成提示装置を備え、
前記画像生成提示装置は、前記作設範囲の画像に前記決定ルートを表示した提示画像を生成する画像生成手段と、前記提示画像をユーザに提示する表示手段とを備えたことを特徴とする路網ルート生成表示システム。
In the road network route generation display system including the road network route design device according to claim 1,
An image generation and presentation device for generating an image representing the determined route designed by the road network route generation device together with the construction range and presenting the image to a user;
The image generation / presentation device includes: an image generation unit that generates a presentation image in which the determined route is displayed on an image in the construction range; and a display unit that presents the presentation image to a user. Network route generation and display system.
システム内に所定の情報を入力する入力装置を更に備え、
前記路網ルート設計装置では、前記決定ルートが抽出された後で、前記入力装置を通じて前記条件設定を変更することにより、フィードバック処理がなされて前記決定ルートが更新されることを特徴とする請求項18記載の路網ルート生成表示システム。
An input device for inputting predetermined information into the system;
The route network route designing apparatus according to claim 1, wherein after the determined route is extracted, the condition setting is changed through the input device, whereby feedback processing is performed to update the determined route. 18. The road network route generation display system according to 18.
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