CC BY
14
УДК 614.842 DOI: 10.53374/1993-0135-2023-1-24-32
Хвойные бореальной зоны. 2023. Т. XLI, № 1. С. 24-32
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ШИРОКОПОЛОСНОГО РАДИОДОСТУПА И ТЕХНОЛОГИЙ ДИСТАНЦИОННОГО МОНИТОРИНГА ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ ТУШЕНИЕМ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ
С. Н. Долматов1, П. Г. Колесников1, Д. Ю. Черников2, В. Ф. Гарифулин3
1 Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газеты «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: pipinaskus@mail.ru, mfsibgtu@mail.ru 2Институт инженерной физики и радиоэлектроники СФУ Российская Федерация, 660074, г. Красноярск, ул. Киренского, 28 E-mail: dchernikov@sfu-kras.ru 3АО НПО «Радиосвязь» Российская Федерация, 660009, г. Красноярск, ул. Декабристов, 19 E-mail: vadimgar@mail.ru
Повышение оперативности обнаружения и ликвидации очагов лесных пожаров - важная задача, стоящая перед работниками органов лесного хозяйства, сил оперативного реагирования МЧС. Особенно актуальна такая задача для регионов России, имеющих значительные лесные массивы, где ведется интенсивное лесопользование, заготовка и переработка лесной продукции. Несовершенство средств обнаружения и оперативного управления ликвидацией лесных пожаров приводит к катастрофическим последствиям, ущербу, измеряемому в миллиардах рублей, и человеческим жертвам в случаях перехода лесных пожаров на территории поселений.
В исследовании приведены результаты экспериментального тестирования автономного передвижного комплекса управления тушением лесных пожаров. Комплекс предназначен для обеспечения связи и координации ресурсов, необходимых для обнаружения и ликвидации лесного пожара. Проведен анализ факторов, оказывающих существенное влияние на обеспечение устойчивой связи и управления обнаружением и ликвидацией лесных пожаров. Обобщена информация по технической применимости технологий широкополосного радиодоступа и технологий спутникового дистанционного мониторинга поверхности Земли в интересах органов лесного хозяйства и лесопожарных центров. Экспериментально подтверждена высокая эффективность обеспечения связи с использованием технологий широкополосного оперативного радиодоступа не территориях, где отсутствует покрытие сетями сотовой связи. Предлагаемые решения, совместно с технологиями дистанционного зондирования и спутникового мониторинга поверхности Земли. позволят существенно снизить ущерб, причиняемый лесными пожарами, который в России ежегодно составляет более 11 млрд руб.
Полученные результаты могут быть использованы при организации служб мониторинга лесных пожаров, работе служб и организаций, занятых ликвидацией лесных пожаров.
Ключевые слова: лесосырьевые ресурсы; лесной пожар, обнаружение, мониторинг, широкополосный радиодоступ, автономный комплекс управления тушением лесных пожаров.
Conifers of the boreal area. 2023, Vol. XLI, No. 1, P. 24-32
USE OF BROADBAND RADIO ACCESS AND REMOTE MINITORING TECHNOLOGIES FOR DETECTION AND FOREST FIRE EXTINGUISHING CONTROL
S. N. Dolmatov1, P. G. Kolesnikov1, D. Yu. Chernikov2, V. F. Garifulin3
:Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: pipinaskus@mail.ru, mfsibgtu@mail.ru 2Institute of Engineering Physics and Radioelectronics Siberian Federal University 28, Kirensky st., Krasnoyarsk, 660074, Russian Federation E-mail: dchernikov@sfu-kras.ru 3AO NPO Radiosvyaz 19, Decembrists st., Krasnoyarsk, 660009, Russian Federation E-mail: vadimgar@mail.ru
Increasing the efficiency of detection and elimination offorest fires is an important task facing the employees of the forestry authorities, the emergency response forces of the Ministry of Emergency Situations. This task is especially relevant for the regions of Russia with significant forest areas, where intensive forest management, harvesting and
processing of forest products is carried out. The imperfection of means for detecting and operatively managing the elimination of forest fires leads to catastrophic consequences, damage measured in billions of rubles, and human casualties in cases of forest fires crossing the territory of settlements. The study presents the results of experimental testing of an autonomous mobile forest fire extinguishing control system. The complex is designed to provide communication and coordination of resources necessary for the detection and elimination of a forest fire. The analysis of the factors that have a significant impact on the provision of sustainable communication and management of the detection and elimination of forest fires has been carried out. The information on the technical applicability of broadband radio access technologies and technologies of satellite remote monitoring of the Earth's surface in the interests offorestry authorities and forest fire centers is summarized. The high efficiency of providing communication using technologies of broadband operational radio access has been experimentally confirmed in areas where there is no coverage by cellular networks. Proposed solutions, together with technologies of remote sensing and satellite monitoring of the Earth's surface. will significantly reduce the damage caused by forest fires, which in Russia annually amounts to more than 11 billion rubles. The results obtained can be used in the organization offorest fire monitoring services, the work of services and organizations involved in the elimination offorest fires.
Keywords: timber resources; forest fire, detection, monitoring, broadband radio access, autonomous forest fire extinguishing control complex.
ВВЕДЕНИЕ
Эффективность лесного сектора и его вклад в валовый национальный продукт определяется, прежде всего, наличием лесных ресурсов и возможностью их промышленной эксплуатации. Российская Федерация обладает максимальными объемами лесных площадей среди десятка стран - лидеров лесного сектора [1]. Однако само наличие лесных ресурсов является лишь необходимым, но не достаточным условием высокой доходности лесного сектора. Наряду с фактором обладания значительными лесными запасами, на современном этапе важнейшую роль играет качество лесопользования и лесоохраны, наличие современных средств и приемов комплексного рачительного использования природных богатств. Колоссальный ущерб для лесного комплекса, экономики страны и региональной и мировой экологической ситуации наносят лесные пожары.
Предварительный ущерб от лесных пожаров в 2021 году в России составил 10,6 млрд рублей. 2021 год стал рекордным по площади, пройденной огнем. На землях лесного фонда возникло почти 15 тыс. лесных пожаров на площади свыше 10 млн гектаров. По данным Рослесхоза, в 2019 году ущерб составил более 13 млрд рублей, в 2020 году - порядка 11,5 млрд рублей [2].
Негативные последствия лесных пожаров затрагивают, как правило, таежную зону СФО и ДВО. Существенные площади лесных ресурсов Красноярского края гибнут в лесных пожарах, становятся ослабленными и интенсивно заселяются лесными вредителями. Согласно данным [3] основными причинами ослабления и гибели лесов за период с 2009 по 2018 г.г. являлись лесные пожары и вредные организмы, площадь лесных массивов, поврежденных этими факторами, составила 84,7 % (625 804,7 га) от общей площади поврежденных насаждений (738 601,1 га). За последние 9 лет наблюдений в Красноярском крае площадь поврежденных древостоев увеличилась более чем в 2 раза и составила 738 601,1 га. Средняя площадь погибших насаждений за последние 9 лет (2009-2017 годы) составляет 32 406,9 га. Контрольные обследования 2017 г., проведенные в очагах повреждения, подтвердили необходимость проведения
восстановительных мероприятий на площади 887,7 тыс. га. Основная причина гибели насаждений - лесные пожары. Колоссальные потери лесных территорий от воздействия лесных пожаров характеризуются повсеместным распространением очагов пожаров и сложностями их обнаружения и ликвидации, обусловленными удаленностью и малообжитостью региона, несовершенством средств лесного мониторинга и оперативного управления, отсутствием или труд-нопроходимостью дорог, малочисленностью профессиональных специалистов [4].
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
Цель исследования: Анализ перспектив применения широкополосного доступа и технологий дистанционного зондирования Земли для обнаружения и управления тушением лесных пожаров.
Задачи исследования:
1. Оценить применимость технологий широкополосного радиодоступа и дистанционного зондирования Земли в интересах обнаружения и управления тушением лесных пожаров.
2. Провести анализ возможностей и доложить о результатах экспериментальных испытаний автономного передвижного комплекса управления тушением лесных пожаров (АПКТ).
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Объектом исследования служили данные о гори-мости лесов России и Красноярского края, применяемых технологиях обнаружения и управления тушением лесных пожаров. Данные федеральных и муниципальных систем контроля и мониторинга лесного хозяйства. Объектом исследования являлся автономный передвижной комплекс управления тушения лесных пожаров (АПКТ). Использовались источники, расположенные в свободном доступе. В качестве методов исследования использовались натурный эксперимент, анализ данных, метод обобщения, систематизации и построения гипотез.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Согласно [5] передовые системы обнаружения и ликвидации лесных пожаров в процессе своего разви-
тия требуют ряда современных решений и технологий, к которым можно отнести следующие:
1. Применения приборов для инструментального контроля состояния пожара и результатов тушения.
2. Автоматизация работы систем обнаружения пожаров и их интеграция с иными системами в рамках единой информационной среды.
3. Автоматизированные системы управления (АСУ) и системы поддержки принятия решений руководителем тушения лесного пожара.
Техническая реализация современных решений и средств обнаружения и ликвидации лесного пожара сопровождается постоянным и нарастающим темпом использования различных технологий, средств связи и доступа. Оперативное управление тушением лесного пожара возможно только при наличии устойчивого канала подачи и приема информации от центра управления тушением до непосредственного ликвидатора очага возгорания. Такой канал связи (КС) может быть реализован на основе использования средств сотовой связи общего пользования (СС) или при наличии канала специальной ведомственной связи (ВС). В том или ином случае ликвидатор лесного пожара должен находиться в зоне уверенного покрытия радиоволнами этих систем связи.
Системы сотовой связи получили широчайшее распространение и имеют такие преимущества как доступность связи, низкие тарифы и возможность обеспечения абонентов средствами связи в виде стандартных сотовых телефонов стандартов 3,4в, ЬТБ. СС системы преимущественно ориентированы на обеспечение доступного средства обмена информации неограниченного объема абонентов, т. е. массового сектора потребления. Поэтому традиционное расположение точек приема-передачи, базовых станций и ретрансляторов имеют прямую корреляционную связь с плотностью населения и фактическим и потенциальным платежеспособным спросом, имеющим тесную увязку с физическим наличием абонентов. На рис. 1 [6] изображен фрагмент карты покрытия сетями сотовой связи СФО. Исходя из данных зоны покрытия, можно сделать вывод, о том, что сотовая связь будет работать на расстояниях не более чем 30...50 км от крупных населенных пунктов.
Если говорить о традиционных районах интенсивной лесозаготовительной деятельности, к которым можно отнести районы Ангаро-Енисейской группы, то ситуация с покрытием и обеспечением уверенного приема сигналов сотовой связи выглядит еще более удручающе (рис. 2) [7].
Рис. 1. Зона покрытия мобильной связи Ростелеком (Зона приема сигнала отмечена красным цветом)
Рис. 2. Зона покрытия мобильной связи Богучанского района Красноярского края (Зона приема сигнала отмечена красным цветом)
Административно-регулятивными постановлениями предусмотрен ряд мер по обеспечению устойчивого управления отраслями добывающей промышленности РФ. В ноябре 2021 г. было подписано Распоряжение Правительства РФ [8], определяющее стратегические направления преобразования российской обрабатывающей промышленности, которую ожидает масштабная цифровая трансформация. Документ предусматривает активное внедрение в производственную практику искусственного интеллекта, робототехники, интернета, технологий дополненной реальности, новых производственных и коммуникационных технологий. Они в свою очередь помогут повысить производительность труда, снизят себестоимость продукции и ускорят вывод товаров на рынок. По данным J'son & Partners Consulting к концу 2021 года в России функционировало более 30 сетей LTE и 5G частного управления. Основные отрасли потребителей: горнодобывающая, нефтегазовая, энергетика, транспортно-логистические узлы (ж/д станции). Лидером в области честных сетей и проектов Private LTE является компания МТС, которая организовала работу более 10 проектов для компаний «Сибур», «Северсталь». Крупный проект сетей Private LTE реализуется в Республике Саха на месторождениях по добыче золота. По прогнозам J'son & Partners Consulting, объем российского рынка частных сетей LTE/5G будет расти на 36,3 % в год и в 2025-м достигнет 3,2 млрд рублей [8].
Относительно задач оперативного управления тушением лесных пожаров применение технологий сотовой связи и LTE/5G сетей практически малореали-зуемо, поскольку действует рад объективных факторов, делающих применение подобных решений неоправданными. К таким факторам следует отнести:
1. Недостаточное покрытие зон устойчивого приема сигнала сотовой связи в лесной таежной зоне.
2. Стохастический характер возникновения очагов лесных пожаров.
3. Значительные (миллионы гектар) площади, где потенциально может возникнуть лесной пожар.
4. Невозможность энергообеспечения автономно работающих станций - ретрансляторов сигнала из-за транспортной недоступности значительной части лесных массивов.
5. Чрезвычайно низкая плотность дорог и транспортных путей и их ограниченная проходимость и зависимость от природно-климатических явлений, атмосферных осадков, сезона года и т. п.
В таких условиях решать вопрос оперативного обнаружения, управления тушением и ликвидацией лесных пожаров можно с использованием сочетания технологий дистанционного зондирования поверхности Земли (ДЗЗ), спутниковой связи и применения систем широкополосного радиодоступа, например на основе транкинговых сетей [9]. В случае реализации широкополосного доступа в системе транкинговой сети схема работы системы будет соответствовать рис. 3 [9].
Структурная схема транкинговой системы основана на совокупности нескольких пользователей, объединенных в общую сеть базовых станций (БС). Такая архитектура позволяет строить сеть связи различной конфигурации и масштаба. Это может быть простая сеть с небольшим территориальным охватом или крупная территориальная сеть. Важен фактор возможности оперативного централизованного управления такой сетью. Транкинговые системы связи имеют ряд характерных особенностей, отличающих их от систем СС, и делающих перспективными применяемые технические решения для систем ВС:
1. Обеспечение группового режима доступа и связи.
2. Доступность приоритетных и аварийных вызовов.
3. Возможность группировки и динамического управления абонентами.
4. Высокая скорость соединения.
Рис. 3. Структура транкинговой сети (источник [9])
Транкинговая система широкополосного радиодоступа состоит из стационарного оборудования и абонентских станций. Основной частью стационарного оборудования транкинговой сети является базовая станция с системой антенн, контроллеров, коммутационных устройств и управляющего сервера. Подсистема транкинговой связи представленная системой широкополосного доступа основана на технологии McWill [9], имеющей характерные признаки, связанные с передачей пакетных данных при коммутации по протоколам TCP/IP. При этом имеется возможность индивидуального и группового управления, передачи видео, речи и текстовых сообщений и их диспетчеризация. Система имеет возможность оперативного расширения и наращивания. Радиостанциями могут быть оборудованы как стационарные объекты, так и подвижные системы, например транспортные средства [10].
Применительно к технологии оперативного обнаружения и управления тушением лесных пожаров, на основе принципов доступа посредством широкополосной радиосвязи совместными усилиями СибГУ имени М.Ф. Решетнева, ОА НПП «Радиосвязь», Сибирского Федерального Университета был разработан автономный передвижной комплекс управления тушения лесных пожаров (АПКТ) (рис. 4), входящий
как один их основных компонентов в эту систем оперативного обнаружения и управления ликвидацией лесных пожаров (рис. 5).
Технология обнаружения и управления ликвидацией лесных пожаров может работать в нескольких режимах и состоять из необходимого числа компонентов, необходимых для обеспечения мониторинга на уровне спутникового, авиационного, тепловизион-ного, визуального наблюдения. При работе с использованием технологии ДЗЗ искусственный спутник Земли, находясь на орбите при помощи видеонаблюдения с фиксацией соответствующих длин волн и интенсивности излучения, распознает и фиксирует термоточку, которая с высоким уровнем достоверности является источником теплового излучения или лесным пожаром. В автоматическом режиме информация о местоположении, географических координатах термоточки передается в центр ДЗЗ и/ или Региональную диспетчерскую службу (РДС). В РДС анализируются имеющиеся доступные средства для оперативной ликвидации лесного пожара. При этом учитывается местоположение возгорания, наличие транспортной сети, покрытие сетями связи, наличие техники и личного состава. Принимается решение о выделении сил и техники для тушения лесного пожара.
Рис. 4. Разработанный комплекс АПКТ в транспортном положении
Рис. 5. Схема технологии оперативного обнаружения и управления ликвидацией лесных пожаров
При наличии термоточки на территориях, имеющих ограниченное покрытие стандартными средствами связи, ДЗЗ и РДС связывается с АПКТ используя спутниковый канал связи. При этом передается информация, необходимая для оперативного визуального обнаружения лесного пожара и управления его ликвидацией. АПКТ выдвигается к месту лесного пожара и развертывается из транспортного положения в рабочее. Время развертывания АПКТ составляет 1 час. АПКТ становится оперативным штабом управления ликвидацией лесного пожара. Для установления границ лесного пожара, потенциальных факторов способствующих или ограничивающих лесной пожар, а также тактике его тушения используется беспилотный летательный аппарат (БПЛА), которым укомплектован АПКТ. Исследованиями ряда авторов [11; 12] установлена высокая эффективность применения БПЛА при обнаружении и управлении ликвидацией лесных пожаров.
Автономность действия БПЛА АПКТ составляет 45 минут летного времени. За это время можно обследовать территорию в радиусе до 6 км. Полет БПЛА может проводится по сценарию полета, либо в ручном управлении. Устойчивая связь АПКТ с БПЛА и передача видеосигнала обеспечивается на удалении до 2 км. Для устойчивой связи на большем удалении необходимо применение усилителя сигнала, которым запланировано укомплектовать АПКТ. Личный состав, задействованный на ликвидации лесного пожара, имеет индивидуальные приемо-передатчики с возможностью обмена сигналами речи, видео и текстовой информации. Штаб ликвидации пожара в АПКТ имеет возможность протоколирования источника передачи и приема информации, отслеживания координат местоположения приемо-передающего устройства и соответственно номера пожарного расчета. Запланировано оснащение каждого работника, задействованного на ликвидации лесного пожара, индивидуальным браслетом жизненных показателей. Такой браслет позволит автоматически проводить мониторинг жизненных показателей ликвидатора пожара и при необходимости, в случае критического ухудшения этих показателей, оперативно эвакуировать работника их зоны поражения факторами лесного пожара (высокая температура, задымление). АПКТ ведет активный радиообмен с пунктом ДЗЗ и РДС, используя спутниковый канал связи. При этом идет корректировка действий штаба ликвидации с учетом вновь выявленных факторов, включая новую информацию, полученную со спутников наблюдения системы ДЗЗ.
АПКУ смонтирован на шасси автомобиля КаМАЗ 4310. Автомобиль повышенной проходимости, имеет колесную формулу 6*6. В составе радиотехнического оборудования АПКУ находится автономный фрагмент станционного оборудования ядра системы служебной радиосвязи Маквилл [9; 10], а также базовая станция (БС) данной системы. Общая балансовая стоимость АПКУ составила 37 млн руб.
Основная проблема устойчивого радиообмена при прохождении радиоволн через лесной массив - существенное ослабление сигнала. Установлено, что лесная среда, как и сложный рельеф местности, является одними из основных факторов, затрудняющих прохождение
радиосигнала, причем во всех диапазонах частот [1315]. Для обеспечения устойчивого радиообмена приемопередающая антенна АПКУ смонтирована на телескопической мачте (рис. 6). Выдвижение телескопической мачты осуществляется при помощи пневматического привода. Пневматический привод состоит из автономного компрессора, фитингов и приборов управления. Привод установлен внутри фургона базового автомобиля. Подъем антенны производится на высоту 18 метров. Поскольку АПКУ потенциально пригоден для развертывания на неподготовленных площадках, где имеются местные неровности почвы, предусмотрен винтовой упор подпятника телескопической мачты (рис. 6). При установке винтового упора практически исключается негативное влияние перемещений рессорно-балансир-ной подвески базового автомобиля. Кроме того, предусмотрены тросовые растяжки мачты. Растяжки крепятся к анкерам, забиваемым в землю, либо к деревьям.
В транспортном положении антенная разбирается на отдельные штанги и кольца-основания. Монтажный комплект антенны крепится на крыше фургона базового автомобиля. Для возможности доступа на крышу и перемещений предусмотрена складная лестница и площадки с ограждениями (рис. 7). Приемопередающая антенна спутниковой системы установлена на крыше в передней части фургона и заключена в пластиковый кожух.
н
4
3
и
Рис. 6. Телескопическая мачта АПКУ (фото слева) и винтовой упор блокирования работы подвески автомобиля-базы (фото справа)
В соответствии расчетами и техническим заданием АПКУ обеспечивает уверенное покрытие радиосигналом в радиусе до 30 км. При этом должен быть обеспечен непрерывный радиообмен до 100 абонентов с возможностью передачи речи, текстовых сообщений и видеосигнала. Кроме того, АКПУ позволяет получать точный маркер с координатами местоположения абонентов с указанием на карте их геопозиции.
Для проверки возможностей осуществления широкополосного радиодоступа и работ по обнаружению и ликвидации лесного пожара средствами БПЛА 29 марта 2022 года на территории Учебно-опытного лесхоза Сибирского государственного университета науки и технологий имени М.Ф. Решетнева (Красноярск ул. Лесная, 158) проводился эксперимент в условиях, приближенных к реальным.
Рис. 7. Антенна АПКУ в нижнем положении мачты, видна площадка доступа и лестница (фото слева), АКПУ в развернутом положении, установлены тросовые растяжки (фото справа)
На территории лесных насаждений Учебно-опытного лесхоза был условно смоделирован очаг возгорания. Для этого площадь размером 0,1 га была обозначена при помощи флажков (рис. 8). В соответствии с принятым порядком эксперимента была принята установка о получении из центра ДЗЗ сигнала о фиксации термоточки с определёнными координатами. Физически спутниковая связь не отрабатывалась из-за наличия определенных ограничений гражданско-правового характера. Затем в зону расположена
предполагаемого лесного пожара был произведен запуск БПЛА (рис. 9).
Оператор БПЛА после успешного обнаружения площадки, имитирующей пожар, передал координаты пожара оператору АКПУ. Оператор АКПУ, рабочее место которого показано на рисунке 10, запротоколировал факт обнаружения лесного пожара, присвоил ему порядковый номер и посредством широкополосного радиодоступа связался абонентами - лесными пожарными. Основной целью проведения данного испытания в полевых условиях являлось тестирование качества передачи различных видов информации и проверка точности определения местоположения абонентов. Одна из групп находилась на территории ботанического сада СибГУ имени М.Ф. Решетнева по адресу Красноярск Свердловский район, Сад Крутов-ского-1. Удаленность Сада Крутовского от АПКУ составила 6,5 км. Радиосигнал проходил через территорию лесного массива, а также городскую застройку и р. Енисей. В таких условиях оператор АПКУ зафиксировал запланированный протоколом испытаний видеоматериал, передаваемый из Сада Крутовского, т. е. был обеспечен уверенный прием видеосигнала. С другими участниками-абонентами поддерживался речевой контакт. Оператор АПКУ наблюдал, как точки, обозначающие геопозицию абонентов-лесных пожарных приближаются в отмеченной точки лесного пожара. На экране ноутбука оператор АПКУ наблюдал и фиксировал физическое положение абонентов -участников эксперимента (рис. 11).
Рис. 8. Имитация очага возгорания флажками
Рис. 9. Момент запуска БПЛА
Рис. 10. Рабочее место оператора АПКУ
Рис. 11. Положение групп абонентов-участников эксперимента на карте
Местоположение группы было получено на карте-схеме на ноутбуке в АПКУ с точностью в несколько метров. После того, как лесные пожарные достигли и обнаружили имитационный лесной пожар, оператор АПКУ получил и зафиксировал сообщение о времени прибытия и пожарного расчета. Далее оператор АПКУ транслировал указания штаба тушения лесного пожара и персонализировано мог протоколировать действия каждого участника тушения.
Трансляция радиосигнала шла в полосе частот 340 МГц на участке выделенного спектра около 2МГц. При этих показателях наличие лесного массива, сложного рельефа (перепады высот до 160 м) и городской застройки не оказали влияние на качество связи. Учитывая заявленную дальность связи в 30 км, достаточно обоснованно можно предположить о возможности выполнения этого показателя. Кроме того, имеется возможность по увеличению используемой полосы частот до величины в 5 МГц.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Оценить применимость технологий широкополосного радиодоступа и дистанционного зондирования Земли в интересах обнаружения и управления тушением лесных пожаров.
2. Провести анализ возможностей и доложить о результатах экспериментальных испытаний автономного передвижного комплекса управления тушением лесных пожаров (АПКТ).
Современные тенденции широчайшего внедрения информационных технологий и средств высокоскоростного обмена данными и оперативной связи проникают и закрепляются практически во всех сферах деятельности и промышленного производства. Обеспечение устойчивыми каналами связи работников лесной промышленности, лесного хозяйства, лесоавиа-охраны, сил и средств МЧС, всех тех ресурсов, которые могут быть задействованы для обнаружения и ликвидации лесных пожаров - актуальная задача, решение которой позволит кардинально снизить ущерб от лесных пожаров, который ежегодно составляет более 11 млрд руб. Решение этой задачи ведется по двум направлениям:
1. Развитие дистанционного зондирования и спутникового мониторинга поверхности Земли.
2. Обеспечение широкополосного оперативного радиодоступа не территориях, где отсутствует покрытие сетями сотовой связи.
Разработанный и экспериментально апробированный автономный передвижной комплекс управления тушением лесных пожаров (АПКТ) сочетает возможности этих двух направлений. Дальнейшие, уже запланированные, работы по промышленному испытанию этого комплекса в условиях реальных лесных пожаров сезона лета 2022 года позволит провести полную комплексную оценку эффективности его работы, определить методологию и тактику, экономическую эффективность применения современного дорогостоящего оборудования.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЕ ССЫЛКИ
1. Глобальная оценка лесных ресурсов: страновые доклады. 2018 / Продовольственная и сельскохозяйственная ООН. URL: http://www.fao.org/forest-resources-assessment/fra-2020/country-reports/ru/ (дата обращения: 03.05.2022).
2. В Минприроды оценили экономический ущерб от лесных пожаров в России в 2021 году. URL: https://tass.ru/ekonomika/13265341 ?utm_source=google. com&utm_medium=organic&utm_campaign=google.com &utm_referrer=google.com (дата обращения: 03.05.2022).
3. Об утверждении стратегии развития лесного комплекса Красноярского края до 2030 года [Электронный ресурс]. URL: http://mlx.krskstate.ru/dat/File/ 57/dokumenty/Proekt%20Strategii.pdf (дата обращения: 11.04.2022).
4. Ковалев Р. Н., Долматов С. Н. Анализ сырьевого потенциала поврежденных лесов Красноярского края в целях промышленного производства древесно-цементных композитов // Хвойные бореальной зоны. 2021. Т. 39. № 6. С. 483-491.
5. Коршунов Н.А., Мартынюк А.А., Савченкова В.А., Калинин М.С. Оценка состояния средств тушения лесных пожаров и экономической эффективности их применения // Лесохозяйственная информация. 2019. № 1. С. 77-88.
6. Зона покрытия мобильной связи Ростелеком URL:https://krasnoyarsk.rt.ru/map_mvno (дата обращения 22.04.2022).
7. Схема территориального планирования Богу-чанского района URL: https://pandia.ru/text/80/280/ 88005-46.php (дата обращения: 22.04.2022).
8. Беспроводные сети Wi-Fi и private LTE/5G в промышленности. URL: https://json.tv/ict_telecom_ analytics_view/besprovodnye-seti-wi-fi-i-private-lte5g-v-promyshlennosti-20211229090304 (дата обращения: 22.04.2022).
9. Войцеховский В. Н., Черников Д. Ю. Подсистема транкинговой связи в составе мультисервисной сети широкополосного радиодоступа McWILL // Современное состояние и перспективы развития специальных систем радиосвязи и радиоуправления : сборник докладов Всероссийской юбилейной научно-технической конференции, посвященной 60-летию образования Омского научно-исследовательского института приборостроения, Омск, 03-05 октября 2019 года. Омск : Омский научно-исследовательский институт приборостроения, 2018. С. 28-34.
10. Липовка М. А., Черников Д. Ю. Использование систем широкополосного радиодоступа для управления транспортным обслуживанием // Инновации в информационных технологиях, машиностроении и автотранспорте : сборник материалов III Международной научно-практической конференции, Кемерово, 14-17 октября 2019 года / редколлегия: Д.М. Дубинкин [и др.]. Кемерово: Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева, 2019. С. 109-112.
11. Wildfire Front Monitoring with Multiple UAVs using Deep Q-Learning Viseras, Alberto & Meißner, Michael & Marchal, Juan. (2021). Wildfire Front Monitoring
with Multiple UAVs using Deep Q-Learning. IEEE Access. Pp. 1-1. 10.1109/ACCESS.2021.3055651.
12. Коптев С. В., Скуднева О. В. О возможностях применения беспилотных летательных аппаратов в лесохозяйственной практике // Изв. вузов. Лесн. журн. 2018. № 1. С. 130-135.
13. Li L.W., Yeo T. S., Kooi P. S., Leong M. S. Radio wave propagation along mixed paths through a four -layered model of rain forest: an analytical approach / IEEE Trans. Antennas and Propagat. Vol. 46, No. 7, 1098-1111, 1998.
14. Басанов Б. В., Ветлужский А. Ю., Калашников В. П. Метод определения эффективной диэлектрической проницаемости лесного полога // Журнал радиоэлектроники. 2010. № 4. С. 34-40.
15. Meng Y. S., Lee Y. H., Ng B. C. Study of propagation loss prediction in forest environment. PIER B. 2009. Vol. 17. Рр. 117-133.
REFERENCES
1. Global'naya otsenka lesnykh resursov: stranovyye doklady. 2018 / Prodovol'stvennaya i sel'skokhozyayst-vennaya OON. URL: http://www.fao.org/forest-resour-ces-assessment/fra-2020/country-reports/ru/ (data obrash-cheniya: 03.05.2022).
2. V Minprirody otsenili ekonomicheskiy ushcherb ot lesnykh pozharov v Rossii v 2021 godu. URL: https:// tass.ru/ekonomika/13265341?utm_source=google.com&u tm_medium=organic&utm_campaign=google.com&utm_ referrer=google.com (data obrashcheniya: 03.05.2022).
3. Ob utverzhdenii strategii razvitiya lesnogo komp-leksa Krasnoyarskogo kraya do 2030 goda [Elektronnyy resurs]. URL: http://mlx.krskstate.ru/dat/File/57/ dokumenty/Proekt%20Strategii.pdf (data obrashcheniya: 11.04.2022).
4. Kovalev R. N., Dolmatov S. N. Analiz syr'yevogo potentsiala povrezhdennykh lesov Krasnoyarskogo kraya v tselyakh promyshlennogo proizvodstva drevesno-tsementnykh kompozitov // Khvoynyye boreal'noy zony. 2021. T. 39. № 6. S. 483-491.
5. Korshunov N.A., Martynyuk A.A., Savchenkova V.A., Kalinin M.S. Otsenka sostoyaniya sredstv tusheniya lesnykh pozharov i ekonomicheskoy effektivnosti ikh primeneniya // Lesokhozyaystvennaya informatsiya. 2019. № 1. S. 77-88.
6. Zona pokrytiya mobil'noy svyazi Rostelekom URL:https://krasnoyarsk.rt.ru/map_mvno (data obrashcheniya 22.04.2022).
7. Skhema territoriaTnogo planirovaniya Boguchan-skogo rayona. URL: https://pandia.ru/text/80/280/88005-46.php (data obrashcheniya: 22.04.2022).
8. Besprovodnyye seti Wi-Fi i private LTE/5G v promyshlennosti. URL: https://json.tv/ict_telecom_ analytics_view/besprovodnye-seti-wi-fi-i-private-lte5g-v-promyshlennosti-20211229090304 (data obrashcheniya: 22.04.2022).
9. Voytsekhovskiy V. N., Chernikov D. Yu. Podsis-tema trankingovoy svyazi v sostave mul'tiservisnoy seti shirokopolosnogo radiodostupa McWILL // Sovre-mennoye sostoyaniye i perspektivy razvitiya spetsial'nykh sistem radiosvyazi i radioupravleniya : sbornik dokladov Vserossiyskoy yubileynoy nauchno-tekhnicheskoy konfe-rentsii, posvyashchennoy 60-letiyu obrazovaniya Omskogo nauchno-issledovatel'skogo instituta priboros-troyeniya, Omsk, 03-05 oktyabrya 2019 goda. Omsk : Omskiy nauchno-issledovatel'skiy institut priborostroye-niya, 2018. S. 28-34.
10. Lipovka M. A., Chernikov D. Yu. Ispol'zovaniye sistem shirokopolosnogo radiodostupa dlya upravleniya transportnym obsluzhivaniyem // Innovatsii v informa-tsionnykh tekhnologiyakh, mashinostroyenii i avtotrans-porte : sbornik materialov III Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, Kemerovo, 14-17 oktyabrya 2019 goda / redkollegiya: D.M. Dubinkin [i dr.]. Kemerovo : Kuzbasskiy gosudarstvennyy tekhnicheskiy universitet imeni T.F. Gorbacheva, 2019. S. 109-112.
11. Wildfire Front Monitoring with Multiple UAVs using Deep Q-Learning Viseras, Alberto & Meißner, Michael & Marchal, Juan. (2021). Wildfire Front Monitoring with Multiple UAVs using Deep Q-Learning. IEEE Access. Pr. 1-1. 10.1109/ACCESS.2021.3055651.
12. Koptev S. V., Skudneva O. V. O vozmozhnos-tyakh primeneniya bespilotnykh letatel'nykh apparatov v leso-khozyaystvennoy praktike // Izv. vuzov. Lesn. zhurn. 2018. № 1. S. 130-135.
13. Li L.W., Yeo T. S., Kooi P. S., Leong M. S. Radio wave propagation along mixed paths through a four - layered model of rain forest: an analytical approach / IEEE Trans. Antennas and Propagat. Vol. 46, No. 7, 10981111, 1998.
14. Basanov B. V., Vetluzhskiy A. Yu., Kalashni-kov V. P. Metod opredeleniya effektivnoy dielektri-cheskoy pronitsayemosti lesnogo pologa // Zhurnal radioelektroniki. 2010. № 4. S. 34-40.
15. Meng Y. S., Lee Y. H., Ng B. C. Study of propagation loss prediction in forest environment. PIER B. 2009. Vol. 17. Rr. 117-133.
© Долматов С. Н., Колесников П. Г., Черников Д. Ю., Гарифулин В. Ф., 2023
Поступила в редакцию 10.07.2022 Принята к печати 10.01.2023
