III. 타워야더(Koller K301-4)에 의한 임목수확작업의 생산성 및 비용 분석 15
1. 자료 및 방법 15
1) 연구대상지 개요 15
2) 임목수확작업시스템 개요 16
3) 조사방법 18
4) 분석방법 19
2. 결과 23
1) 작업공정 및 생산성 23
2) 작업비용분석 31
3. 결론 35
IV. 트랙터집재기(HAM300)에 의한 임목수확작업의 생산성 및 비용 분석 36
1. 자료 및 방법 36
1) 연구대상지 개요 36
2) 임목수확작업시스템 개요 37
3) 조사방법 39
4) 분석방법 40
2. 결과 44
1) 작업공정 및 생산성 44
2) 작업비용분석 52
3. 결론 56
V. 타워야더(Koller K301-4)와 트랙터집재기(HAM300)의 임목수확작업시스템의 효율성 분석 57
1. 임목수확작업시스템 생산성 및 비용 분석 57
1) 벌도작업 57
2) 가지정리작업 58
3) 집재작업 59
4) 조재작업 61
2. 임목수확작업시스템의 효율성 분석 62
1) 타워야더(Koller K301-4)의 집재작업 62
2) 트랙터집재기(HAM300)의 집재작업 67
3. 두 기종의 적정집재거리 산정 72
1) 두 기종의 집재작업시간 예측모델식 72
2) 집재거리 증가에 따른 효율적 집재작업 72
VI. 인용문헌 74
ABSTRACT 77
List of Tables
Table 1. Stand description of the study area 15
Table 2. Specifications by machine 17
Table 3. Cost factors and assumptions used for machine rate calculations 21
Table 4. Average cycle time in felling 23
Table 5. Delay time in felling 24
Table 6. Average cycle time in delimbing 25
Table 7. Delay time in delimbing 26
Table 8. Average cycle time in yarding 27
Table 9. Delay time in yarding 28
Table 10. Average cycle time in processing 29
Table 11. Delay time in processing 30
Table 12. Felling cost of the study 31
Table 13. Delimbing cost in this study 32
Table 14. Yarding cost in this study 33
Table 15. Processing cost in this study 34
Table 16. Comparison of total harvesting cost in this study 35
Table 17. Stand description of the study area 36
Table 18. Specifications by machine 38
Table 19. Cost factors and assumptions used for machine rate calculations 42
Table 20. Average cycle time in felling 44
Table 21. Delay time in felling 45
Table 22. Average cycle time in delimbing 46
Table 23. Delay time in delimbing 47
Table 24. Average cycle time in yarding 48
Table 25. Delay time in yarding 49
Table 26. Average cycle time in processing 50
Table 27. Delay time in processing 51
Table 28. Felling cost of the study 52
Table 29. Delimbing cost in this study 53
Table 30. Yarding cost in this study 54
Table 31. Processing cost in this study 55
Table 32. Comparison of total harvesting cost in this study 56
Table 33. Comparison of felling productivity and cost in this study 57
Table 34. Comparison of delimbing productivity and cost in this study 58
Table 35. Comparison of yarding productivity and cost in this study 59
Table 36. Comparison of processing productivity and cost in this study 61
Table 37. Regression models to estimate the average cycle time(sec.) in yarding 62
Table 38. Validation result of the regression equation using the test data in yarding 63
Table 39. Final regression models to estimate the average cycle time(sec.) in yarding 63
Table 40. Sensitivity analysis by lateral distance 64
Table 41. Sensitivity analysis by yarding distance 65
Table 42. Sensitivity analysis by number of tree 66
Table 43. Regression models to estimate the average cycle time(sec.) in yarding 67
Table 44. Validation result of the regression equation using the test data in yarding 67
Table 45. Final regression models to estimate the average cycle time(sec.) in yarding 68
Table 46. Sensitivity analysis by lateral distance 69
Table 47. Sensitivity analysis by yarding distance 70
Table 48. Sensitivity analysis by tree volume 71
Table 49. Comparison of final regression models to estimate the average cycle time(sec.) in yarding 72
List of Figures
Figure 1. Study area 16
Figure 2. Tree-length Harvesting system 16
Figure 3. Average felling cycle time 23
Figure 4. Average felling cycle delay time 24
Figure 5. Average delimbing cycle time 25
Figure 6. Average delimbing cycle delay time 26
Figure 7. Average yarding cycle time 27
Figure 8. Average yarding cycle delay time 28
Figure 9. Average processing cycle time 29
Figure 10. Average processing cycle delay time 30
Figure 11. Study area 37
Figure 12. Tree-length Harvesting system 37
Figure 13. Average felling cycle time 44
Figure 14. Average felling cycle delay time 45
Figure 15. Average delimbing cycle time 46
Figure 16. Average delimbing cycle delay time 47
Figure 17. Average yarding cycle time 48
Figure 18. Average yarding cycle delay time 49
Figure 19. Average processing cycle time 50
Figure 20. Average processing cycle delay time 51
Figure 21. Harvest cost by annual working time 59
Figure 22. Comparison of yarding Productivity by yarding distance 73
초록보기
우리나라는 치산녹화사업의 성공으로 인하여 ha당 평균 임목축적이 2014년 기준 148.5㎥/ha으로 10년 전 산림에 비해 임목축적량이 2배로 증가하였다. 현재 국내 전체 산림면적의 영급구조는 IV영급 이상이 대부분 차지하여, 숲가꾸기 사업 및 간벌의 필요성이 대두되고 있다. 그러나 임업작업 노동자의 고령화와 기피현상으로 증가하는 목재생산업을 충족시키기에는 임업노동력 확보가 어려운 실정이다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 저비용 임목수확작업을 위한 임업기계화의 도입과 운영이 필요하나, 아직까지 효율적인 임목수확작업시스템 구축은 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구는 강원도 평창군 가리왕산의 낙엽송 인공림과 강원도 강릉시 소나무림을 대상으로 효율적인 임목수확시스템 구축을 위해 타워야더(Koller301-4)와 트랙터집재기(HAM300)에 의한 전간간벌수확시스템의 생산성 및 비용분석을 하였다. 또한 집재작업시간 예측모델식을 개발함과 동시에 두 기종에 대한 효율성 분석으로 효율적인 임목수확시스템 구축을 위한 자료를 제공하기 위하여 수행하였다. 수확시스템은 벌목, 가지정리, 집재, 조재작업으로 구성하여 요소작업별 비용을 분석하였다. 타워야더(Koller K301-4)작업지의 수확시스템비용은 36,798원/㎥으로 집재작업비용이 20,208원/㎥(54.9%)으로 가장 높았고, 조재작업비 12,143원/㎥(33.1%), 가지정리작업비 3,131원/㎥(8.5%), 벌목작업비 1,316원/㎥(3.5%)순으로 산출되었다. 트랙터집재기(HAM300)작업지의 수확시스템비용은 64,425원/㎥으로 집재작업비용이 45,826원/㎥(71.1%)으로 가장 높았고, 조재작업비 12,266원/㎥(19.0%), 가지정리작업비 3,974원/㎥(6.2%), 벌목작업비 2,359원/㎥(3.7%)순으로 산출되었다. 수확시스템비용 중에 가장 높은 비용을 차지하는 집재작업에 대하여 두 기종의 집재작업시간 예측모델식을 개발한 후, 인자별 수확시스템비용에 대한 영향력 분석을 위한 민감도분석을 실시하였다. 타워야더(Koller K301-4)의 집재작업시간 예측모델식은 time(sec.)=42.92+9.89×가로집재거리+1.38×세로집재거리+39.19×집재본수(R²=0.68)로 수확시스템비용에 대한 인자별 영향력은 집재본수, 세로집재거리, 가로집재거리 인자 순으로 나타났다. 트랙터집재기(HAM300)의 집재작업시간 예측모델식은 time(sec.)= -13.42+7.56×가로집재거리+2.83×세로집재거리+48.74×집재본수(R²=0.74)로 집재재적, 세로집재거리, 가로집재거리 인자 순으로 수확시스템비용에 대해 영향력이 큰 것으로 나타났다. 두 기종의 집재작업시간 예측모델식을 이용하여, 집재거리 증가에 따른 효율적 집재작업 분석을 위해, 각 대상지 작업조건에 따라 집재거리를 제외한 다른 인자들의 평균값을 적용하는 표준화 작업을 실시하였다. 집재거리 증가에 따른 집재작업 효율성 분석은 집재거리 60m 전에는 트랙터집재기(HAM300)을 이용한 집재작업을 실시하고, 이 후에는 타워야더(Koller K301-4)를 이용한 집재작업이 실시되면, 수확시스템 비용이 절감될 것으로 사료된다.