The effect of South African provincial road condition on the efficiency of forest product transport

Nicholls, Stephen John (2004-03)

Thesis (MScFor)--Stellenbosch University, 2004.

Thesis

ENGLISH ABSTRACT: The context of the study is concern over declining provincial road condition due to insufficient government funding of road maintenance. These roads are by their public nature used by a wide variety of commercial and private interests contributing a variety of axle loads. There was no information available on the use of these roads by forest companies and the road conditions. Consequently a survey was conducted to determine condition and length of each segment of provincial road in use by forestry companies and the volume of wood transported over them. In addition data was gathered on other users and their contribution to the volume transported over each section. The questionnaire indicated that the provincial roads are in a poor state. The literature review suggested a significant reduction in total cost of transport can be achieved by maintaining or rebuilding these roads. South African forest companies provide the majority of the heaviest axle loading to these roads and must theretore take responsibility tor damage caused to them. Also a variety of forest companies use the same roads and consequently collaborative studies between companies are needed. A modified Dijkstra's algorithm was used to quantify the effect of the condition of South African provincial roads on the efficiency of the transport ottorest products. The model requires digitised raster road and forest map layers combined with transport vehicle specification as input. The products of the model are optimum routes from all source points to a single exit point or sink, the total volume transported across all road nodes and the total cost to extract all wood from a map section. This output allows managers to identify critical roads tor management attention and make tentative estimates of possible reductions to total cost by altering the road condition. The manager is able to test the sensitivity of the solution to changes in variables and gain a better overall picture of the interactions within the system. The model results, and improved understanding, will provide input to more specific and collaborative studies. South African forest managers can respond to the poor provincial road network by conducting ad hue maintenance to these roads to prevent them becoming completely impassable or to rebuild them to their design state and maintain them at that state. The cost of taking no actions is that these roads would eventually become impassable. The road network model determined that, for the study area, a unilateral decision to rebuild and maintain all roads would result in a net increase in transport costs ofR 2 million/year. When compared to the cost of ad hue road improvements for the same area of R 8 million it is obvious that proper road management is a better option. It was shown that 75% of the reduction in total cost is generated by improving only 31 % of the provincial road surface. Consequently, by improving selected roads (20% of the total provincial road network for the area) it was possible to generate a net cost R 2.9 million lower than if the roads were left as they are. If reductions in operating costs are included the net cost to the forest industry is R 3.1 million/year lower than leaving the roads as they are. In addition to the cost being lower, an improved road network would be in place and the current ad hue spending would be unnecessary. On a larger scale it was estimated that poor provincial road management costs the industry as a whole R 26 million or R 1.52/m3/year. This money can be used to offset the costs of maintaining and upgrading roads. It is therefore concluded that the South African forest industry needs to assess its policy on provincial road management and become more active in the managing of these roads. The tool developed and presented is intended as a prototype decision support tool in developing future policies.

AFRIKAANSE OPSOMMING: Die inhoud van hierdie studie handelaar die verval van provinsiale paaie as gevolg van die regering se onvoldoende fondse vir die instandhouding van die paaie. Hierdie paaie word as gevolg van hulle publieke aard deur 'n wye verskeidenheid kommersiële en private belange gebruik, wat bydra tot 'n verskeidenheid van asladings. Daar was geen inligting oor die bosbou maatskappye se gebruik van paaie of die toestand van die paaie beskikbaar nie. Gevolglik is 'n opname gemaak 0111 die kondisie en lengte van elke segment van die paaie wat deur die bosbou maatskappye gebruik word, vas te stel, asook die volume hout wat oor die paaie vervoer word. Data oor ander verbruikers van die paaie is verder ingesamel, asook hul bydrae tot die volume wat oor die paaie vervoer word. Die vraelys het aangedui dat die provinsiale paaie in 'n baie swak toestand is. 'n Literatuurstudie het getoon dat 'n beduidende daling in die totale vervoerkoste moontlik is deur hierdie paaie te onderhou afoor te bou. Die Suid-Afrikaanse bosbou maatskappye voorsien die meerderheid van die swaarste asladings op hierdie paaie en moet dus verantwoordelikheid neem vir beskadigde paaie, 'n Verskeidenheid bosbou maatskappye gebruik die paaie; gevolglik is gesamentlike studies tussen die maatskappye ook nodig. 'n Aangepaste Dijkstra algoritme is gebruik om die effek van die toestand van Suid- Afrikaanse provinsiale paaie op die effektiwiteit van die vervoer van bosbou produkte, vas te stel. Hierdie model benodig digitale inligting oor die hoofen bosbou paaie, asook die spesifikasies van die voertuie wat gebruik word. Die resultaat van die model is die optimale roetes vanaf alle bronpunt oorspronge tot by 'n enkele bestemming, die totale volume vervoer oor al die padnodusse en die totale koste verbonde aan die verwydering van alle hout uit 'n afgemerkte seksie op die kaart. Hierdie produk of result ate stel bestuurders in staat 0111 kritieke paaie vir aandag te identitiseer en om tentatiewe voorspellings van moontlike afname in die totale kostes te maak indien die toestande van paaie verbeter sou word. Die bestuurder kan die sensitiwiteit van die oplossing vir variasie in die veranderlikes toets en sodoende 'n beter geheelbeeld kry van die interaksie binne die sisteem. Die resultate van die model en n beter begrip daarvan, kan insterte lewer in meer spesitieke studies en gesamentlike studies tussen maatskappye. Suid Afrikaanse bosbou bestuurders kan teen die swak provinsiale padnetwerk optree deur ad hoc instandhouding toe te pas op hierdie paaie om te voorkom dat hulle totaal en alonbegaanbaar word. Ofhulle kan die paaie restoureer tot hul oorspronklike toestand en hulle dan in stand hou. Die kostes daaraan verbonde om nie op te tree nie, is dat hierdie paaie uiteindelik on-gaanbaar sal word. Die padnetwerkmodel het gewys dat vir die spesitieke studie area, 'n eenparige besluit 0111 alle paaie te herbou en onderhou, 'n algehele toename in vervoerkostes van R2 miljoen/jaar tot gevolg sal hê. Wanneer dit vergelyk word met die R8 miljoen wat die ad hoc padverbeterings kos, is dit duidelik dat geskikte padbestuur 'n beter opsie is. Daar is bewys dat 75% van die daling in totale kostes genereer kan word deur verbeteringe aan die oppervlaktes van slegs 31% van die provinsiale paaie te maak. Gevolglik was dit moontlik om netto kostes van R2,9 miljoen ruinder te genereer as vanneer geen instandhouding gedoen is nie. Dit is bewerkstellig deur verbeteringe aan geselekteerde paaie aante bring (20% van die totale provinsiale padnetwerk vir die area.) As die daling in bedryfskoste ingesluit is, sal die netto koste vir die bedryf R3.1 millioen/jaar ruinder wees as om die paaie so te los sonder enige aandag. Verder, tot laer koste sal daar 'n verbeterde pad netwerk in plek wees en die huidige ad hoc spandeering aan die paaie nie meer nodig wees nie. Op groot skaal, is die benaderd voorspelling dat 'n swak provinsialepadbestuurstelsel die bosbou bedryf R26 millioen of R 1.52/m3 uit die sakjaag. Hiedie misbruikde geld kan eerder teruggeploeg word in pad onderhoud en opgradeerings werksaamhede. Dit is dus nodig dat die bosbou bedryf sy beleid weer in oonskou moet neem in verband met die bestuur van provinsiale paaie en ook meer aktief die voortou sal moet neem in die instandhoudind van provinsiale paaie. Die metodiek hier ontwikkel kan 'n inleidende doel dien in die ontwikkeling van toekoemstige besluit neeming rakend die bestuur van provinsiale paaie.

Please refer to this item in SUNScholar by using the following persistent URL: http://hdl.handle.net/10019.1/50146
This item appears in the following collections: