Методология дистанционного мониторинга древостоев и транспортных потоков древесины

УДК

DOI:

Аннотация

Предложена система дистанционного мониторинга, основанная на  радиочастотной идентификации с использованием Radio Frequency Identification (RFID) меток. При мониторинге древостоев и перемещении древесины применяют информационные технологии сбора и переработки данных о состоянии древостоя и происхождении древесины. Цель работы – показать возможность использования радиочастотной технологии мониторинга древостоев и перемещения древесины по дорогам федерального и регионального значения. Основной задачей является установление технических возможностей радиочастотной идентификации в технологии лесопользования, а также определение основных критериев дистанционного контроля для оперативного управления лесным хозяйством и лесозаготовками в рамках устойчивого лесоуправления. В работе использованы методы математического моделирования распространения радиоволны в лесу, которые содержат инструмент для практической реализации данной концепции. Нами исследованы и оценены возможные особенности и варианты применения RFID устройств при дистанционном мониторинге древостоев и перемещении круглых лесоматериалов. Результаты, поясняющие методологию контроля перемещения лесоматериалов, представлены в виде графиков и формул. Рассмотрен ряд возможных направлений по применению RFID меток: автоматизированный контроль в целях предотвращения незаконной рубки отдельных лесных массивов, имеющих значительную коммерческую ценность;  информационное обеспечение поставок и  сохранности лесоматериалов с одновременным контролем законности их происхождения;  раннее предупреждение пожаров;  закладка постоянных пробных площадей с формированием «персонифицированной» базы данных  таксационных характеристик;  автоматизированный учет и таксация ресурсов древесины на локализованных участках леса;  навигация в системах управления технологическими машинами при реализации рубок, в том числе выборочных. Предлагаемый контроль древостоев на корню использует информационные технологии сбора и переработки данных о их состоянии, а также   данные о происхождении перемещаемых лесоматериалов.

Сведения об авторах

С.П. Санников, канд. техн. наук, доц., вед. науч. сотр.

Э.Ф. Герц, д-р техн. наук, проф. 

А.А. Дьячкова, асп.

Уральский государственный лесотехнический университет, Сибирский тракт, д. 37,

г. Екатеринбург, Россия, 620100; е-mail: SSP-54@mail.ru, gerz.e@mail.ru,

krasnowaanna@mail.ru

Ключевые слова

Литература

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Герц Э.Ф., Мехренцев А.В., Санников С.П. Автоматизированная система наведения манипулятора на дерево// Природные ресурсы и экология Дальневосточного региона: материалы Междунар. науч.-практ. форума, 25-26 окт. 2012 г., г. Хабаровск. Хабаровск, 2013. С. 67–70.

2. Лисиенко В.Г., Герц Э.Ф., Шлеймович Е.М., Санников С.П., Шипилов В.В., Суслова С.С., Суслов Д.Г. Система раннего предупреждения пожаров на основе мониторинга лесов// Проблемы окружающей среды и природных ресурсов. 2013. № 6.
С. 127–130.

3. Лисиенко В.Г., Санников С.П. Система обнаружения лесного пожара: пат. РФ
№ 2492891. 2013. Бюл. № 26.

4. Масляков В.Н. Основные итоги работы лесного хозяйства Российской Федерации в 2010 году и задачи на 2011 год. Режим доступа URL: http://www.rosleshoz.gov.ru/media/appearance/57/ Maslyakov_V.N._Sankt-Peterburg.pdf (дата обращения: 15.11.2014).

5. Санников С.П., Герц Э.Ф., Шипилов В.В., Серков П.А. Моделирование системы мониторинга перемещения лесосырьевых потоков и пожаров  на основе синергетической сети RFID датчиков// Вестн. МГУЛ–Лесн. вестн. 2014. № S2. С. 104–110.

6. Санников С.П., Серебренников М.Ю., Серков П.А. Влияние анизотропных характеристик леса на распространение радиочастотного сигнала RFID метки// Современные проблемы науки и образования. 2013. № 2. Режим доступа URL: www.science-education.ru/108-8623 (дата обращения: 19.03.2013).

7. Шимов С.В., Никитина Ю.В. Технология мониторинга вырубок леса с использованием космических снимков высокого пространственного разрешения// Геоматика. 2011. № 3. С. 47–52.

Поступила 09.12.15

Ссылка на английскую версию:

UDC 656

DOI: 10.17238/issn0536-1036.2016.3.109

Methodology of Remote Monitoring of Forest Stands and Transport Wood Flows

S.P. Sannikov, Candidate of Engineering Sciences, Associate Professor,

Senior Research Scientist 

E.F. Gerts, Doctor of Engineering Sciences, Professor

A.A. D'yachkova, Postgraduate Student

Ural State Forest Engineering University, Sibirsky tract, 37, Yekaterinburg, 620100,

Russian Federation; е-mail: SSP-54@mail.ru, gerz.e@mail.ru, krasnowaanna@mail.ru

The paper presents a remote monitoring system based on the radio-frequency identification with the use of the Radio Frequency Identification (RFID) tags. When stand monitoring and timber transfer we use the information technology of data acquisition and processing about the state of a stand and wood origin. The purpose of the work is the use of the RFID technology for forest stands monitoring and timber transfer by the federal and regional roads. The main objective is to establish the technical capabilities of the RFID technology in the forest management, as well as the identification of the main criteria of remote monitoring for the operational forest management and logging in the framework of sustainable forest management. We use the methods of mathematical modeling of the radio waves in a forest, which contain a tool for the practical implementation of this concept. We have investigated and evaluated the possible features and applications of the RFID devices for remote monitoring of the forest stands and round wood. The results explaining the methodology of the timber transfer control are presented in the form of graphs and formulas. The paper considers a number of feasible directions in the use of the RFID tags: an automated control to prevent the illegal felling of certain forest areas of significant commercial value; informational provision and supply of safety of wood with a simultaneous legality checking of origin; early fire prevention; establishment of the permanent samples with the formation of a “personified” database of the survivor characteristics; automated accounting and valuation of wood resources in the localized areas of a forest; navigation in the control systems of production machines in felling, including selective cutting. The proposed control of the standing crops uses the informational technologies of data acquisition and processing about their condition, as well as data of the transported timber origin.

Keywords: illegal felling, stand monitoring, legality checking of origin, timber transfer, RFID tag, radio frequency identification.

REFERENCES

1. Gerts E.F., Mekhrentsev A.V., Sannikov S.P. Avtomatizirovannaya sistema navedeniya manipulyatora na derevo [The Loader Automated Guidance System at a Tree]. Prirodnye resursy i ekologiya Dal'nevostochnogo regiona: materialy Mezhdunar. nauch.-prakt. foruma, 25-26 okt. 2012 g., Khabarovsk [Natural Resources and Ecology of the Far East Region: Proc. Int. Sci. Prac. Forum, October 25–26, 2012, Khabarovsk].  Khabarovsk, 2013, pp. 67–70.

2. Lisienko V.G., Gerts E.F., Shleymovich E.M., Sannikov S.P., Shipilov V.V., Suslova S.S., Suslov D.G. Sistema rannego preduprezhdeniya pozharov na osnove monitoringa lesov [The System of Early Fire Prevention Based on the Forest Monitoring]. Problemy okruzhayushchey sredy i prirodnykh resursov, 2013, no. 6, pp. 127–130.

3. Lisienko V.G., Sannikov S.P. Sistema obnaruzheniya lesnogo pozhara [Forest Fire Detection System]. Patent RF, no. 2492891, 2013.

4. Maslyakov V.N. Osnovnye itogi raboty lesnogo khozyaystva Rossiyskoy Federatsii v 2010 godu i zadachi na 2011 god [The Highlights of the Forestry of the Russian Federation in 2010 and the Tasks for 2011]. Available at: http://www.rosleshoz.gov.ru /media/appearance/57/ Maslyakov_V.N._Sankt-Peterburg.pdf (accessed 15.11.2014).

5. Sannikov S.P., Gerts E.F., Shipilov V.V., Serkov P.A. Modelirovanie sistemy monitoringa peremeshcheniya lesosyr'evykh potokov i pozharov  na osnove sinergeticheskoy seti RFID datchikov [Monitoring System Simulation of Timber Flows and Fires on the Basis of a Synergistic Network of the RFID Sensors]. Vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo universiteta lesa – Lesnoy vestnik [Moscow State Forest University Bulletin – Lesnoy Vestnik], 2014, no. S2, pp. 104–110.

6. Sannikov S.P., Serebrennikov M.Yu., Serkov P.A. Vliyanie anizotropnykh kharakteristik lesa na rasprostranenie radiochastotnogo signala RFID metki [Influence of the Forest Anisotropic Characteristics on the Distribution of the RFID Tag Radio-Frequency Signal]. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya [Modern Problems of Science and Education], 2013, no. 2. Available at: www.science-education.ru/108-8623 (accessed 03.19.2013).

7. Shimov S.V., Nikitina Yu.V. Tekhnologiya monitoringa vyrubok lesa s ispol'zovaniem kosmicheskikh snimkov vysokogo prostranstvennogo razresheniya [Deforestation Monitoring Technology with the Use of the High Spatial Resolution Satellite Images]. Geomatika [Geomatics], 2011, no. 3, pp. 47–52.

Received on December 09, 2015