Intensifying a heuristic forest harvest scheduling search procedure with 2-opt decision choices

Forest management problems with even-flow and adjacency considerations are difficult to solve optimally. A heuristic search intensification process, which uses two types of decision procedures, changes to single-decision choices (1-opt moves) and changes to two-decision choices simultaneously (2-opt moves), was used in an attempt to locate feasible and efficient solutions to these problems. One-opt moves involve changing the timing of timber harvests for a single land unit and are commonly used in heuristic techniques. Two-opt moves involve swapping the harvest timing between two land units, which intensify the search process. We apply the procedures to two management problems, one with 40 land units and the other with 700 land units. The goal is to achieve the highest, and most even, flow of timber volume over five time periods, with adjacent units being unavailable for harvest in the same period. One-opt moves, used alone, allowed the search process to produce good feasible solutions to these management problems and to generate a relatively even spread (number) of harvests over the planning horizon. The use of 2-opt moves resulted in better solutions, although the number of harvests per time period remained static. These procedures, used alone, may not be appropriate for all problems, because of their nature and limitations. Résumé : Les problèmes d’aménagement forestier pour lesquels des contraintes de contiguïté des superficies et d’uniformité des volumes doivent être prises en compte sont difficiles a résoudre de façon optimale. Un processus heuristique d’amélioration successive, utilisant deux types de procédures de prise de décision : le premier type comportait des changements vers des choix à option unique (1-opt) et l’autre des changements vers des choix à deux options simultanées (2-opt), a été utilisé dans une tentative visant à générer des solutions réalisables et efficientes pour ce type de problèmes. La procédure 1-opt est couramment utilisée dans les heuristiques et elle implique un changement dans le moment prévu pour la récolte du bois provenant de la même unité territoriale. La procédure 2-opt implique une permutation des moments prévus pour la récolte de deux unités territoriales ce qui intensifie le processus de recherche de solutions. Les deux procédures sont appliquées pour résoudre deux problèmes d’aménagement, un premier cas impliquant 40 unités territoriales et l’autre 700 unités territoriales. Le but est d’atteindre un volume de bois récolté le plus élevé et le plus uniforme possible durant une période de 5 ans, tout en s’assurant que des unités adjacentes ne soient pas récoltées au cours de la même période. La procédure 1-opt, utilisée seule, a permis au processus de recherche de produire des solutions acceptables et réalisables à ces problèmes d’aménagement tout en générant une répartition relativement uniforme du nombre de récoltes au cours de la période. La procédure 2-opt a donné de meilleurs résultats, bien que le nombre de récoltes par unité de temps soit demeuré statique. La nature et les limites de ces procédures font qu’elles peuvent ne pas convenir à tous les problèmes d’aménagement lorsqu’elles sont utilisées