KOMET bei der Arbeit - Holzerntesimulation

Abbildung 1: Manuelle Holzerntesimulation (Hemm 2006) (Klicken Sie ins Bild, um es zu Vergrößern)

Um die Funktionsfähigkeit der KOMET-Architektur-Referenzimplementation zu demonstrieren, wurde eine Demonstrationsanwendung umgesetzt, welche die selbe Funktionalität zur Verfügung stellt wie das System zur Holzerntesimulation, das Dr. Martin Hemm im Rahmen seiner Promotion realisierte (Hemm 2006, siehe Abb. 1).

• Den positionsabhängigen einzelbaumbasierten Waldwachstumssimulator SILVA 2.2
• Das Sortierungsprogramm Holzernte 7.0
• Ein Simulationsmodell basierend auf der Industriesimulationslösung AutoMod 11.0

• Die Eingangsparameter für SILVA werden in Textdateien abgelegt. Unter anderem wird in einer Datei eine Liste der Bäume abgelegt, die zu einem bestimmten Bestand gehören, in einer anderen Datei werden die Durchforstungsparameter spezifiziert. Mit Hilfe dieser Informationen berechnet SILVA den ausscheidenden Bestand, indem die Bäume als ausscheidend markiert werden, die ensprechend der angegebenen Durchforstungsstrategie entnommen werden müssen. Diese Baumliste wird ebenfalls als Textdatei gespeichert.
• Holzernte ist eine Anwendung, die mit Hilfe von MS access realisiert wurde. Daher müssen Ein- und Ausgabedaten in Form von MS Access Tabellen vorliegen. Die von SILVA generierte Baumliste wird in eine Access Tabelle umgewandelt, in die Access Datenbank eingepflegt und während des Programmablaufes gelesen. Dabei wird die Baumliste mit einer vorher definierten Aushaltungsstrategie verknüpft und so jeder einzelne Abschnitt berechnet. Die Informationen der Abschnittsliste befinden sich danach in zwei Access Tabellen.
• Access wurde ebenfalls als Frontend für das in Automod realisierte Simulationsmodell verwendet. Neben den beiden Abschnittslisten werden dort unter anderem Angaben zum Rückegassenlayout, die Positionen von bis zu vier Poltern sowie technische Daten der Erntewerkzeuge (Kraftstoffverbrauch, Kranreichweite, Produktivitätskennzahlen, etc.) verwaltet. Mit Hilfe einer Reihe von Makros werden diese Tabellen in Textdateien konvertiert, die von AutoMod eingelesen werden. Dabei finden noch geometrische Berechnungen statt, wie zum Beispiel die Position des Lotfußpunktes jedes Baumes auf der nächstgelegenen Rückegasse. Die Ergebnisse der Simulation speichert Automod ebenfalls in verschiedenen Textdateien.
• Eine Excel Arbeitsmappe dient schließlich zur Visualisierung der Simulationsergebnisse in Form von Tabellenblättern und Grafiken.

Abbildung 2: Automatisierte Holzerntesimulation mit KOMET (Klicken Sie ins Bild, um es zu Vergrößern)

Die Demonstrationsanwendung integriert SILVA, Holzernte und Automod mit Hilfe der KOMET Referenzimplementation zu einem Rälichen Entscheidungsunterstützungssytem (REUS, engl. Spatial Decision Support System, SDSS) zur Holzernte. Dabei werden den Anwendungen kleine Programme vorgeschaltet, die zwischen dem EUS-Kern und der jeweiligen Anwendung vermitteln und Wrapper genannt werden (in Abb. 2 als kleine gelbe Kästchen dargestellt). Auf diese Weise wurden die Solver SILVA, HOLZERNTE und AMOD realisiert. Des weiteren werden die Geoinformationen zu Beständen und Bämen mit Hilfe des neu entwickelten Solvers GIS zur Verfügung gestellt, der konform zur KOMET-Architektur ist (in Abb. 2 gelb dargestellt). Mit Hilfe des REUS zur Holzernte können verschiedene Behandlugngsvarianten miteinander verglichen werden. Um dies zu ermöglichen, werden Informationen zu Bestand und Behandlungsvariante mit Hilfe eines weiteren Solvers REUS verwaltet.

Mit Hilfe einer Planungsanwendung, die ebenfalls konform zur KOMET-Architektur ist (in Abb.2 blau dargestellt), kann der Anwender die Simulation steuern. Dabei besteht die Möglichkeit, sämtliche Eingangsparameter jedes Solvers mit Hilfe einer einheitlichen Oberfläche zu verändern und anzupassen. Die Solver werden in der richtigen Reihenfolge aktiviert, deren Resultate in der derzentralen Datenbank gespeichert und die Endergebnisse als Tabelle - mit einer Spalte je Variante - angezeigt, so dass diese leicht visuell mit einander verglichen werden können. Die Planungsanwendung sieht dem Windows Explorer sehr ähnlich und die Simulation erfolgt in sechs Schritten, zwischen denen wie in einem Windows-Assistenten mit Hilfe der Schaltflächen "Weiter" und "Zurück" hin und her navigiert werden kann.

Abbildung 3: Solverselektion (Klicken Sie ins Bild, um es zu Vergrößern)

1. Schritt: Solverselektion
Wenn die Ergebnisse eines Solvers bereits vorliegen, weil beispielsweise dessen Eingangsdaten nicht geändert wurden, ist seine erneute Aktivierung nicht notwendig. Deshalb ist der Aktivierungsstatus jedes Solvers konfigurierbar, um die Simulation auf diese Weise zu beschleunigen (siehe Abb. 3).

Abbildung 4: Szenarioselektion (Klicken Sie ins Bild, um es zu Vergrößern)

2. Schritt: Szenarioselektion
Ein Szenario ist die Kombination aus Bestand und Behandlungsvariante. Aus einer Liste von Szenarien kann eines aktiviert werden. (siehe Abb. 4).

Abbildung 5: Szenarioeditor zur Solverkonfiguration (Klicken Sie ins Bild, um es zu Vergrößern)

3. Schritt: Solverkonfiguration
Je nach Szenario können die Solver unterschiedlich konfiguriert werden. Unterschiedliche Konfiguration der Solver für den selben Bestand spiegelt verschiedene Behandlungsvarianten wider. Dies wird im Szenario Editor vorgenommen (siehe Abb. 5).

Abbildung 6: Solveraktivierung (Klicken Sie ins Bild, um es zu Vergrößern)

4. Schritt: Solveraktivierung
Die Solver werden von der Planungsanwendung nach deren Konfiguration in der richtigen Reihenfolge aktiviert, so dass benötigte Ergebnisse zum Zeitpunkt der Aktivierunfg bereits vorliegen (siehe Abb. 6).

Abbildung 7: Ergebnisauswahl (Klicken Sie ins Bild, um es zu Vergrößern)

5. Schritt: Ergenbisauswahl
Nachdem alle Solver beendet wurden, stehen die Endergebnisse zur Auswahl. Der Anwender kann jene Ergebnisse auswählen, die in der Tabelle zum Ergebnisvergleich angezeigt werden sollen (siehe Abb. 7).

Abbildung 8: Ergebnisanzeige (Klicken Sie ins Bild, um es zu Vergrößern)

6. Schritt: Ergenbisanzeige
Die in Schritt 5 ausgewählten Ergebnisse werden als Tabelle angezeigt. Dabei wird eine Tabellenspalte je Behandlungsvariante generiert (siehe Abb. 8).

Martin Döllerer - zuletzt geändert am 01.01.1970 um 01:00 Uhr