Optimalizace tras hospodářského pracovníka při preventivní kontrole ochrany lesa proti kůrovci

Jiří Čapek

Bakalářská práce

Optimizing the forest manager's routes during the preventive control of forest protection against bark beetles

Anotace:

Bakalářská práce se zaměřuje na optimalizaci tras hospodářského pracovníka provádějícího preventivní kontroly feromonových lapačů v lese. Hlavním cílem je navrhnutí takové trasy, která minimalizuje časovou náročnost kontrol. Optimalizace je prováděna na třech různých rozmístěních odchytových míst pomocí úlohy obchodního cestujícího s časovými okny. Teoretická část práce nejprve představuje operační výzkum a jeho metody používané v optimalizačních úlohách. Dále se v práci vysvětlují okružní dopravní problémy a jejich matematická formulace. Součástí kapitoly je také přehled optimalizačních přístupů v lesnictví a popis ochrany lesa proti lýkožroutu smrkovému, včetně dostupných preventivních opatření. V praktické části je nejprve představena Lesnická škola v Písku a školní polesí Hůrky, kde byla práce realizována. Následně je popsán řešený problém optimalizace tras a sestaven matematický model. Optimalizace je provedena pro tři různá rozmístění lapačů s cílem zhodnotit, které z nich umožňuje časově nejefektivnější kontrolu. Výpočty pomocí doplňku OpenSolver nakonec ukázaly, že nejlepší rozmístění umožňuje o 12 minut rychlejší kontrolu než nejméně vhodná varianta. Na závěr jsou výsledky předány škole k dalšímu využití v rámci ochrany lesa a prevenci proti kůrovcovým kalamitám.

Abstract:

The bachelor’s thesis focuses on optimizing the routes of a forest manager conducting preventive inspections of pheromone traps in the forest. The main objective is to design a route that minimizes the time required for inspections. The optimization is carried out for three different layouts of pheromone trap locations using the traveling salesman problem with time windows. The theoretical part of the thesis first introduces operational research and its methods used in optimization tasks. Furthermore, it explains circular transportation problems and their mathematical formulation. This chapter also provides an overview of optimization approaches in forestry and describes forest protection against the spruce bark beetle, including available preventive measures. In the practical part, the Forestry School in Písek and the Hůrky school forest district, where the study was conducted, are introduced. Subsequently, the problem of route optimization is described, and a mathematical model is constructed. The optimization is performed for three different trap layouts to evaluate which arrangement allows for the most time-efficient inspection. The calculations using the OpenSolver add-in ultimately showed that the best arrangement allows for inspections to be completed 12 minutes faster than the least suitable variant. Finally, the results were provided to the school for further use in forest protection and bark beetle infestation prevention.

Klíčová slova

lineární programování, lýkožrout, optimalizace trasy, Solver, problém obchodního cestujícího

Keywords

bark beetle, Linear programming, route optimization, Solver, traveling salesman problem

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 25. 3. 2025

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 19. 5. 2025
• Vedoucí: Ing. Robert Hlavatý, Ph.D.
• Oponent: Tereza Sedlářová Nehézová, Ing.

Česká zemědělská univerzita v Praze

Provozně ekonomická fakulta

Bakalářský studijní program:
Systémové inženýrství