CC BY
105
144
НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКИ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ
Список литературы:
1. Герц Э.Ф. Теоретическое обоснование технологий рубок с сохранением лесной среды: дис. ... д-ра техн. наук / Э.Ф. Герц. - 2004. - 304 с.
2. Ткаченко М.Е. Общее лесоводство: учеб. пособ / М.Е. Ткаченко. - 2-е изд. - М.; Л.: Гослесбумиздат, 1952. - 304 с.
МОНИТОРИНГ ЛЕСА ДЛЯ БОРЬБЫ С НЕЗАКОННОЙ ВЫРУБКОЙ С ПОМОЩЬЮ RFID ТЕХНОЛОГИЙ
© Петряев В.Е.1, Герц Э.Ф.2, Перепечина Т.А.1
Уральский государственный лесотехнический университет, Екатеринбург
В данной статье рассматривается один из вариантов борьбы с незаконной вырубкой лесов. Для этого предполагается применять RFID технологии, а именно метки. С помощью них можно будет узнать о факте совершения рубки, и шансы на поимку преступников увеличиваются.
Ключевые слова лес, незаконная рубка, RFID, метка, технологии.
Проблемы незаконной рубки лесов стоят перед каждым государством весьма остро. Ведь если одно незаконно срубленное дерево почти не наносит особого ущерба природе и экономике государства, то миллионы таких деревьев наносят ощутимый вред. Такой как не уплаченные налоги, неизвестное влияние на экологию данного участка. Также не происходит посадка новых деревьев, что уменьшает общий ресурс леса страны. Именно поэтому важно бороться с незаконной вырубкой.
Одним из способов борьбы с незаконной рубкой является использование RFID технологии. RFID (англ. Radio Frequency IDentification, радиочастотная идентификация) - способ автоматической идентификации объектов, в котором посредством радиосигналов считываются или записываются данные, хранящиеся в так называемых транспондерах, или RFID-метках [1].
Существует несколько способов систематизации RFID-меток и систем:
1) по рабочей частоте;
2) по источнику питания;
3) по типу памяти;
По рабочей частоте лучше всего подойдут метки диапазона UHF (860— 960 МГц), так как они обеспечивают наибольшую дальность регистрации (до 300м и больше) [3].
По источнику питания подойдут метки активные или полуактивные в зависимости от условия. Источника питания может работать до 10 лет, если это будет необходимо.
1 Аспирант.
2 Директор Института лесопромышленного бизнеса и дорожного строительства УГЛТУ.
По типу памяти подойдут метки с типом WORM (англ. Write Once Read Many) - кроме уникального идентификатора такие метки содержат блок однократно записываемой памяти, которую в дальнейшем можно многократно читать [2].
Незаконная вырубка лесов вредит не только государству, но и предприятиям, которые арендуют лес у государства. Ведь заплатив деньги, никто не хочет, чтобы у него вырубили часть деревьев, лишив прибыли.
Поэтому в первую очередь использовать RFID технологии должны арендаторы.
Смысл использования RFID меток заключается в следующем. Арендатор в наиболее подверженных вырубке местах расставляет считыватели меток и вокруг них ставит метки в деревья. Схема представлена на рис. 1.
Рис. 1
Далее считыватель считывает метки с определенной частотой и передает по выбранному каналу связи данные о количествах меток и информации
146
НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКИ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ
из них (идентификатор предприятия и информация об участке) в центр обработки информации, где идет анализ полученных данных. Центр представляет собой базу данных, которая хранит переданные данные. После происходит сравнение текущей информации с предыдущей. Если количество меток с данного участка уменьшилось - значит высока вероятность незаконной рубки на данном участке. Об этом незамедлительно уведомляется оператор, которые решает, что надо делать. Чаще всего он вызывает необходимые органы для расследования данного случая, а также оповещает ближайшие КПП, о том, что возможно сейчас проедет машина с незаконно срубленным лесом. Данная схема показана на рисунке 2.
2
1 - центр приема информации; 2 - база данных; 3 - сервер обработки информации;
4 - оператор; 5 - необходимые государственные учреждения
Рис. 2
Центр обработки данных является универсальным. Ведь информация, поступающая в центр, может идти как о метках, так и о других методах мониторинга леса от незаконной рубки.
Но данный метод мониторинга леса имеет недостаток. Радиоволны проходя через различные препятствия накладываются друг на друга, что приводит к искажению сигнала. Радиоволны от радиопередатчика сканирующего устройства (станции опроса) к приемнику RFШ-датчика и обратно в систему сбора информации о лесе проходят путь как по прямой видимости, так и сильно закрытым препятствиям, например, стволами и кроной деревьев. В таком радиоканале передачи данных имеют множество случайных параметров. Моделирование, проектирование радиоканала - очень сложная задача. Оно в основном выполняется статистически с использованием данных экспериментов, выполненных порой именно для такой же или аналогичной системы.
Механизм распространения радиоволн в системах связи различен, но в основном может быть представлен отражением, дифракцией и рассеянием. Большинство систем работают в местах с отражающими элементами, где нет прямой видимости антенн передатчика и приемника, а наличие высоких
5
деревьев вызывает большие дифракционные потери. Благодаря многократным отражениям от различных объектов, радиоволны проходят различный путь, накладываются друг на друга, т.е. создают шумы. Интерференция этих волн вызывает сильное изменение уровня сигнала от положения сканирующего устройства и RFID-датчика.
Моделирование распространения радиоволн основано на предсказании среднего уровня принимаемого сигнала, на расстоянии от излучателя, а также в определении разброса его значений в зависимости от конкретной ситуации на радиотрассе. Расчет радиолинии позволяет определить зону обслуживания станции опроса и RFID-датчика, т.е. места их расположения [4].
Поэтому при определенной доработке системы есть возможность научить систему определять не только унос дерева из зоны сканирования, но и определить факт его перемещения сразу после спиливания, что в свою очередь позволит обнаружить факт незаконной рубки сразу же. И поймать преступников с поличным на месте преступления. А также это убережет другие деревья от спиливания на участке.
Существуют возможности для развития метода мониторинга леса с помощью RFID технологий. Необходимо дать предприятиям возможность задавать в ЕГАИС учета древесины и сделок с ней свой идентификатор RFID меток. И на КПП поставить считыватели меток, которые стоят в деревьях. И при проверке транспортной накладной сверить идентификатор меток в ЕГАИС и в перевозимых деревьях.
Данный способ мониторинга леса может помочь преприятиям, арендуемым леса у государства, защитить свои участки от незаконных вырубок, что позволить не потерять прибыль. Также снизить затраты на возобновление леса. Ведь вырубленные, даже и незаконно, леса надо заменять новыми посадками. Что становится сложно, ведь деньги приходится брать из других мест, а не с продажи древесины, срубленной на этом месте.
Список литературы:
1. Бхуптани М. RFID-технологии на службе вашего бизнеса [Электронный ресурс] / М. Бхуптани, Ш. Морадпур- Электрон. дан. - М.: Альпина Паблишер, 2007. - 280 с. - Режим доступа: http://e.lanbook.com/books/ele-ment.php?pl1_id=32307.
2. Финкенцеллер К. RFID-технологии. Справочное пособие [Электронный ресурс]: справочник. - Электрон. дан. - М.: ДМК Пресс, 2010. - 489 с. -Режим доступа: http://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_id=61013.
3. Власов М. RFID: 1 технология - 1000 решений: Практические примеры использования RFID в различных областях. - М.: Альпина Паблишер, 2014. - 218 с.
4. Герц Э.Ф. Использование радиочастотных устройств для мониторинга экологической ситуации в лесах / Э.Ф. Герц, С.П. Санников, В.М. Соловьев // Аграрный вестник Урала. - АВУ 2012. - Вып. 1. - С. 37-39.
