Väginvesteringarnas nytta kan maximeras

Viktig infrastruktur

Ett tillräckligt bra skogsbilvägnät är en förutsättning för att virkesförsörjningen ska fungera. Eftersom skogsindustrins råvarubehov är ganska konstant över hela året och det finns en stor variation i tillgängligheten p.g.a. väder och klimat, måste vägnätet hålla hög bärighet.

Alternativet är att inför förfallsperioder lagra virke på tillgängliga platser. Men det är dyrt eftersom det medför ytterligare moment och kan innebära ett ojämnt utnyttjande av avverkningsresurserna.

Eftersom kostnaderna för vägupprustning är höga, bör investeringarna förstås läggas där de gör mest nytta. Men det är svårt att identifiera det bästa alternativet - en optimeringsmodell är nödvändig för att hitta de bästa lösningarna på problemet, eftersom man måste ta hänsyn till avverkningsaktiviteterna under 5-10 års tid.

Planeringsområdena är dessutom stora, med många olika avverkningsmöjligheter och vägavsnitt som ger många upprustningsalternativ.

En resa i flera etapper

Projektet VägRust initierades redan 2003 av Skogforsk som en fortsättning på tidigare väginvesteringsprojekt. Syftet var att utveckla ett beslutsstöd för vägupprustningar med hjälp av nya optimeringsmetoder. En projektgrupp med representanter från Skogforsk, Linköpings Universitet, Mitthögskolan och flera stora skogsföretag utarbetade en kravspecifikation med önskemål om hur beslutsstödet skulle fungera. 

En första optimeringsmodell utvecklades och testades med data från Stora Enso. Resultaten var lovande, men modellen hade problem att hantera stora ytor, något som krävdes för fortsatt användning och implementering. Därför omarbetades modellen inför nästa fallstudie.

Den gjordes tillsammans med Holmen Skog och visade åter intressanta resultat. Inför en tredje fallstudie, den här gången på Sveaskog, kompletterades modellen med fler parametrar för att bl.a. anpassa den till taktisk avverkningsplanering. Fallstudien på Sveaskog, som också involverade SLU och en koppling till Heureka, blev den mest omfattande. 

VägRust i korthet

Den grundläggande funktionen i VägRust är att identifiera de upprustningar som behöver göras för att till lägsta kostnad uppfylla dels en taktisk avverkningsplan, dels en leveransplan med uppdelning på industri, sortiment, år och säsong (årstiderna). 

Modellen utgår från vilka avverkningsvolymer som finns tillgängliga olika år vid olika tillgängligheter (terräng och väg) och matchar ihop dessa med efterfrågan vid industri genom att föreslå avverkning och leverans. Vid behov föreslås upprustningar av en eller flera länkar i vägnätet. I beslutet om eventuella upprustningar tar modellen hänsyn till en rad faktorer:

• avverkningsvolymer per bestånd, åtgärd (slutavverkning eller gallring), sortiment och år
• industriefterfrågan per sortimentsgrupp, år och säsong
• tillgång till CTI-utrustade lastbilar (eller andra fordonstyper med varierade möjligheter att köra på vissa vägar under vissa perioder)
• möjlighet att lagra rundvirke vid avlägg eller på terminal
• beståndens bärighet
• vägarnas tillgänglighet och bärighet
• placering av grustäkter
• upprustningskostnad
• transportkostnad, olika kostnader för olika sortiment och fordonstyper
• begränsningar i transportkapacitet
• avverkningskostnad
• krav på kvot mellan gallrings- och slutavverkningsvolymer
• lastningskostnad vid avlägg eller terminal
• lossningskostnad vid terminal eller industri
• begränsningar i investeringsutrymme i olika geografier
• tillåten avvikelse från definierad efterfrågan
• värde på eventuella överskottsvolymer
• avskrivningstid på investerade vägar
• krav på tjälsäkrad volym som ska vara tillgänglig vid planeringsperiodens slut
• krav på tjälsäkrad buffertvolym vid specifik tidsperiod och/eller säsong
• min- och maxkrav på avverkad volym i förhållande till total efterfrågan per säsong

VägRust har inte någon funktion för beslut om nybyggnation, utan fokuserar på upprustning av befintliga vägar. Men man kan definiera möjliga nya vägar med en egen vägklass och därigenom ”upprusta” vägen för nybyggnation.

De fyra säsongerna (årstiderna) motsvarar tillgänglighetsindelningen på det enskilda vägnätet, där fyra klasser beskriver när en väg är körbar med lastbil (A-D):

A - Lastbilstrafik möjlig hela året

B - Lastbilstrafik möjlig hela året utom under tjällossning

C - Lastbilstrafik möjlig hela året utom under tjällossning och längre regnperioder

D - Lastbilstrafik möjlig endast vintertid

Statliga vägar klassas till skillnad från enskilda vägar i bärighetsklasser (Bk) beroende på fordonets maximala tillåtna bruttovikt:

Bk 1 - Maximal bruttovikt 60 ton

Bk 2 - Maximal bruttovikt 51,4 ton

Bk 3 - Maximal bruttovikt 37,5 ton

Modellen beräknar minsta möjliga totalkostnader för avverkning, lagring, upprustning och transport och ser till att efterfrågekraven går att uppfylla. 

Som resultat från optimeringen får man:

• upprustningsförslag per år
• avverkningstidpunkt (säsong) för samtliga bestånd
• leveranstidpunkt (det går att låta modellen lagra avverkad volym för transport under nästa säsong)
• flöden från skog till industri fördelade på sortiment, år och säsong
• kostnader för avverkning, transport, vägupprustning och virkeslagring

Fallstudie Sveaskog

I projektets tredje fallstudie studerades en femårsplan med avverkningar och vägupprustningar på Sveaskogs innehav i Lycksele kommun, sammanlagt ca 200 000 ha avverkning och ca 250 mil skogsbilväg. Nu gjordes flera olika delstudier för att dels testa och vidareutveckla optimeringsmodellen, dels beräkna optimala upprustningar för en given avverkningsplan. 

I planen angavs vilket år bestånden skulle avverkas, men inte när under året. Modellens uppgift var alltså både att bestämma tidpunkt för avverkning samt vilka upprustningar som borde göras för att uppfylla leveransplanen till en så låg kostnad som möjligt.

Resultaten visade att modellen fungerar bra som verktyg för planering av upprustningar. Modellen fördelade också avverkningarna mellan säsongerna så att leveransplanen kunde uppfyllas på ett realistiskt sätt. Resultatet visade att ca 170 km skogsbilvägar då måste rustas till en högre tillgänglighetsklass.

Diskussion

VägRust-projektet har med sin kombination av kontinuerlig utveckling och fallstudier kunnat slå fast optimala upprustningsåtgärder. Fallstudierna har även visat hur viktigt det är att kvalitetssäkra indata om avverkningsbestånd och vägobjekt. Modellen har ännu inte någon funktion för klustring av avverkningsobjekt, dvs. att att i den taktiska avverkningsplaneringen gruppera två eller flera bestånd (som ligger nära varandra) för avverkning vid samma tidpunkt. Men det har diskuterats under projektets gång och kan vara ett mycket intressant utvecklingssteg i framtiden.

En annan intressant framtida funktion är att skapa en taktisk avverkningsplan med hjälp av modellen, alltså bestämma vilka bestånd som ska avverkas vilket år. Modellen skulle då kunna integrera avverkningsbeslut, upprustningsbeslut och transportbeslut, något som i inledande tester visat sig ha stor betydelse för de totala kostnaderna.

Från forskning till tillämpning

När projektet avslutades konkretiserades ett antal förslag till hur en produktionskedja för VägRust-analyser skulle kunna utvecklas. Den är nu klar och används i ett större projekt tillsammans med SCA Skog med mycket goda resultat. Även om modellen och produktionskedjan i dagsläget bara fungerar som forskarverktyg, är de på god väg att kunna användas i verksamheten.