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Renato Lemm

Forschungsanstalt WSL

Eidg. Forschungsanstalt WSL
Forstliche Produktionssysteme
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Artikel

Autor(en): Clemens Blattert, Renato Lemm
Redaktion: WSL, Schweiz
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Ein Navi für die Holzabfuhr

Lastwagen
Navigationssystem
Abb. 1 - Die Polteranfahrt könnte in naher Zukunft durch ein Navigationssystem unterstützt werden.
Foto: Fritz Frutig (WSL); Display © Fraunhofer IFF Magdeburg, 2010

Im Strassenverkehr helfen Navigationssysteme, die anvisierten Ziele schnell zu erreichen. Auch im Wald könnte man die elektronischen Helfer sinnvoll einsetzen. Berechnungen zeigen, dass sich damit bei der Holzabfuhr Millionen sparen liessen. In Deutschland wurden Systeme entwickelt, die sich theoretisch auch in der Schweiz anwenden lassen.

Die Logistikkette Forst-Holz lässt sich im Bereich der Holzabfuhr weiter rationalisieren. Insbesondere der Zeitaufwand für die Suchfahrten der Transporteure bei der Anfahrt von der öffentlichen Strasse bis zum Polter am Waldweg muss verbessert werden. Durch Suchzeiten und den zusätzlichen Treibstoffverbrauch werden unnötige Kosten verursacht. Auch die Umwelt und das Wegenetz werden stärker belastet als notwendig. Navigationssysteme für die Lkw-befahrbaren Waldwege, wie man sie vom öffentlichen Strassenverkehr her kennt, könnten den Holztransport erheblich verbessern.

Suchfahrten kosten Millionen

Derzeit bestehen in der Schweiz im Vergleich zu den Nachbarländern grosse Differenzen zwischen den Holzerlösen und den Holzkosten frei Werk (Ernte-, Transport- und Overheadkosten wie z. B. Kosten für Geschäftsleitung und Verwaltung). Obwohl die Holzpreise am Werkstor in der Schweiz mit zu den höchsten gehören, zählen die Holzerlöse für den Waldbesitzer zu den niedrigsten in Europa. Dies liegt unter anderem an den Kosten für den Holztransport, die in der Schweiz höher sind als in den Nachbarländern1.

Im Jahr 2009 wurden in der Schweiz rund 5 Millionen Festmeter Holz per Lkw aus dem Wald abtransportiert2. Dies entspricht einem Gesamtkostenaufwand von ca. 60 Millionen CHF für den Transport. Beachtenswert ist, dass ein Lkw, der Holz transportiert, durchschnittlich 31% der Verweildauer im Wald allein für die Anfahrt von der öffentlichen Strasse zum Lagerort benötigt, für die Rückfahrt dagegen nur 9% (Abb. 2)3.

Verweilzeiten im Wald
Abb. 2 - Prozentualer Anteil der Aufgaben eines Transporteurs an der gesamten Verweilzeit im Wald4.
 

Eine Ursache für die langen Anfahrtszeiten liegt vielfach darin, dass der Transporteur nach dem Polter sucht, weil der Lagerort in den meisten Fällen nur schwer auffindbar ist. Oft muss dabei der Waldbesitzer oder Revierleiter den Transporteur persönlich einweisen. Eine Befragung von Transportunternehmen hat ergeben, dass 2 bis 5% der gefahrenen Kilometer durch die Vermeidung von Suchfahrten eingespart werden könnten5. Bei den oben genannten Transportkosten für die Schweiz entspricht dies einem Einsparungspotenzial von bis zu 3 Millionen CHF pro Jahr.

Erprobter Ansatz in Deutschland

Wesentliche Voraussetzung für die Schaffung eines Navigationssystems ist eine geeignete Datengrundlage der Lkw-befahrbaren Waldwege und ihrer spezifischen Merkmale wie Tragfähigkeit, Wegebreite, Kurvenradius, Steigung, Engpässe, Wendemöglichkeiten und Brücken. In Deutschland wurde dafür die Non-Profit-Gesellschaft NavLog GmbH gegründet. Deren primäres Ziel ist die Erfassung der Waldwege nach dem GEODAT-Standard. Dieser klassifiziert die Waldwege nach ihrer Lkw-Befahrbarkeit und definiert die spezifischen Merkmale. Nach GEODAT werden erfasste Waldwege in einem navigierbaren Vektordatensatz, einem sogenannten ShapeForst, abgebildet.

Für die Erfassung vor Ort sind die einzelnen Forstbetriebe zuständig. Als Gegenleistung erhalten sie von NavLog kostenlos ihre eigenen Wegedaten digital und qualitätsgesichert zurück. Ausserdem ermöglicht die NavLog GmbH Forstleuten Zugang zu einem geografischen Informationssystem, in welchem sie die Daten von Waldwegen erfassen und aktualisieren können6. Zum Beispiel können sie bei Holzerntearbeiten Wege virtuell sperren.

Das ShapeForst bildet die Datengrundlage für die Offroad-Navigations-Software ALFONS (Adaptives Logistisches Fraunhofer Offroad-Navigationssystem) des Fraunhofer Instituts für Fabrikbetrieb und -automatisierung (IFF). ALFONS ist die Ergänzung zu einer "handelsüblichen" Onroad-Navigations-Software, die für Navigationssysteme im öffentlichen Strassennetz genutzt wird. Die Verknüpfung zwischen ALFONS und der Onroad-Navigations-Software erfolgt über sogenannte Absprungpunkte. Dabei handelt es sich um Abzweigungen von öffentlichen Strassen in den Wald, die im Datensatz des ShapeForst definiert sind (Abb. 3)7.

Verknpfung Offroad-Onroad
Abb. 3 - Die Offroad-Navigation ALFONS wird über so genannte Absprungpunkte mit einer "handelsüblichen"
Onroad-Navigations-Software verknüpft.
 

Dieser zweigeteilte Ansatz mit handelsüblichen Systemen, die mit dem Wegenetz im Wald ergänzt werden, erhält von der Praxis in Deutschland derzeit grossen Zuspruch. Die Zweiteilung des Systems bietet den Vorteil, dass die Daten der Waldwege separat vom öffentlichen Strassennetz verwaltet werden können. Hohe Entwicklungs- und Folgekosten für Datenaktualisierungen (z. B. bei Änderungen im öffentlichen Strassennetz) lassen sich somit vermeiden8. Gleichzeitig besteht Schutz vor kommerziellem Missbrauch des ShapeForst durch private Anbieter, da die Datenhoheit auf Seiten des Waldbesitzers verbleibt.

Als "Zieladresse" für ALFONS dienen zum Beispiel die Lagekoordinaten der Holzpolter im Wald. Seit der Einführung von Logistiksystemen für die Polterverwaltung in der forstlichen Praxis (z. B. IFIS POLVER, WinforstPro net.logistik) werden diese fast durchgängig von den Revierleitern erhoben. Anhand der Polterkoordinaten und der mittels GPS ermittelten Fahrzeugposition errechnet das Navigationssystem die effizienteste Route. Im öffentlichen Strassennetz bis hin zum Absprungpunkt erfolgt die Routenberechnung mit Hilfe der Onroad-Navigations-Software. Ab dem Absprungpunkt schaltet das System automatisch auf ALFONS um und gewährleistet die Routenführung auf den Waldwegen bis zum Polter (Abb. 4).

Funktionsweise des Wald-Navis ALFONS
Abb. 4 - Funktionsweise des Wald-Navis ALFONS; Adaptives Logistisches Fraunhofer Offroad-Navigationssystem.
 

Die Entwicklung des Navigationssystems ist bereits sehr weit fortgeschritten. Auf der diesjährigen LIGNA in Hannover wurden der Praxis erste Navigationsgeräte mit dem NavLog-Datensatz vorgestellt9. Der aktuelle Stand der Technik ist das Resultat von fünf Jahren Arbeit.

Nutzen und Einsatz von forstlichen Navigationssystemen

Holztransport rationalisieren
Abb. 5 - Navigationssysteme helfen, den Holztransport
im Wald zu rationalisieren.
Foto: Fritz Frutig (WSL)

Zukünftige Anwendungspotenziale von Navigationssystemen im Wald liegen vor allem im Bereich der Logistikkette Forst-Holz. Forstbetriebe können zum Beispiel die Einweisezeiten für Holztransporte durch das Forstpersonal reduzieren und damit Personalkosten einsparen. Gleichzeitig werden weniger Kilometer im Wald gefahren, was wiederum die Kosten für die Wegeunterhaltung senkt. Zudem bietet ein digitales Waldwegenetz wie das ShapeForst den Betrieben die Möglichkeit zur effizienten Verwaltung der Rundholzmengen sowie zu einer gezielten Verkaufs- und Abfuhrsteuerung. Daraus ergibt sich ein verbessertes Poltermanagement, indem sich die vorhandenen Holzmengen der Nachfrage von Kunden flexibel zuordnen lassen.

Den Transportunternehmen sowie der Holzindustrie bieten Navigationssysteme die Möglichkeit zur Routenoptimierung, indem sie die kürzeste Lieferdistanz zwischen Wald und Werk ermitteln und dadurch die Fahrzeit verringern helfen. Zusätzlich lassen sich durch die Bildung eines effizienten Rückfracht- und Flottenmanagements Leerfahrten weiter reduzieren.

Ein weiterer, in Zukunft bedeutender Einsatzbereich liegt in stark kundenorientierten Logistikketten für forstliche Biomasse (tailor-made wood-supply). Mit der zunehmenden energetischen Verwendung von Holz müssen viele kleine Holzmengen von verteilten Standorten kostengünstig aus dem Wald zum Käufer gebracht werden. Dies verlangt gut organisierte und effizient durchgeführte Prozessabläufe, die von einem Navigationssystem unterstützt werden können.

Neben der Logistikkette Forst-Holz ist es auch vorstellbar, dass der Rettungsdienst oder die Feuerwehr Navigationssysteme benutzen. Auch für den Schutz ökologisch wertvoller und sensibler Gebiete können Navigationssysteme einen Beitrag leisten, indem ein Teil der Wegabschnitte für den Transport gesperrt und so der Verkehr im Wald gezielt gelenkt wird.

Auch in der Schweiz möglich

Die in Deutschland erprobten Ansätze liessen sich auch auf die Schweiz übertragen. Vor einer Einführung von forstlichen Navigationssystemen in der Schweiz stellen sich allerdings noch folgende Fragen:

  • Wie hoch sind die Kosten für die Erfassung der Waldwege?
    Für ein funktionsfähiges Navigationssystem mit automatischer Routenführung müssen alle Waldwege detailliert nach den Vorgaben des GEODAT-Standards erfasst und klassifiziert werden, inklusive ihrer besonderen Merkmale für das Befahren mit schweren Lkws. Lücken im Wegenetz oder Waldwege, die fälschlicherweise als Lkw-befahrbar klassiert wurden, haben eine fehlerhafte Routenführung zur Folge. Dies kann dazu führen, dass die Fahrt in einer Sackgasse oder auf einem nicht befahrbaren Wegeabschnitt endet.

  • Welche vorhandenen Waldwege-Informationen des Landesforstinventars (LFI) oder der Kantone lassen sich in den GEODAT-Standard einbinden?
    Das LFI verfügt bereits über einen erheblichen Datenpool, der die Lkw-befahrbaren Waldwege der gesamten Schweiz umfasst. Weiterhin hat bereits ein Grossteil der Kantone eigene Waldwege-Daten erhoben. Um den Erhebungsaufwand so gering wie möglich zu halten, wäre es wichtig abzuklären, welche Informationen aus den bereits vorhandenen Daten übernommen werden könnten.

  • Wie gross ist das Verhältnis von Aufwand und Nutzen?
    Um das effektive Rationalisierungspotenzial einer Navigationslösung abschätzen zu können, ist es unabdingbar, dass verschiedene Transportunternehmen das System in der Praxis testen und bewerten. Da ein Navigationssystem die Polterkoordinaten als Zieladresse heranzieht, wäre es durchaus vorstellbar, es zu diesem Zweck direkt mit einem Polterverwaltungssystem (IFIS POLVER, Winforst- Pro net.logistik) zu koppeln. Inwiefern sich dies technisch umsetzen lässt, ist bislang noch offen.

  • Wie sehen sinnvolle Lizenz- und Geschäftmodelle für die Praxis aus?
    Das Ziel sollte sein, ein langfristiges Bereitstellungskonzept für Geodaten und Navigationslösungen zu entwickeln, das alle Akteure berücksichtigt (Förster, Transporteure, Holzvermarktungsorganisationen sowie die Navlog GmbH und das IFF). Dabei muss unbedingt die Datenerhebung und -aktualisierung geregelt sein sowie der Vertrieb der Daten und der Service.

Um diese Fragen zu beantworten, beabsichtigt die  Eidgenössische Forschungsanstalt WSL ein Pilotprojekt durchzuführen, bei welchem das Navigationssystem in einem Testgebiet in der Schweiz ausprobiert wird.



  • 1,2,3,4,5,6,7,8,9
    Literaturhinweise können bei den Autoren angefordert werden.

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