RU2589325C1 - Способ мониторинга перемещения и автоматического контроля легальности заготовки круглых лесоматериалов в цепи поставок - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к лесной промышленности и касается способа мониторинга перемещения лесоматериалов. Технический результат заключается в обеспечении автоматического мониторинга перемещения круглых лесоматериалов и контроля легальности заготовки круглых лесоматериалов в цепи поставок. Технический результат достигается за счет установки радиочастотных меток с уникальным идентификационным кодом с дополнительной информацией на каждый заготовленный круглый лесоматериал, считывания уникальных идентификационных кодов и сравнения их с уже имеющимися в базе данных кодами, при этом в состав дополнительной информации входят координаты устройства, выполняющего операции, получаемые с помощью системы глобального позиционирования ГЛОНАСС, а при считывании идентификационного кода метки получают информацию о расстоянии от считывателя до считанной метки. 18 ил., 9 табл.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к лесной промышленности и касается способа мониторинга перемещения лесоматериалов.

Уровень техники

Для оптимизации транспортных потоков и сокращения издержек на лесозаготовительном предприятии необходима оперативная и точная информация о передвижении, нахождении на участках цепи поставок, объеме круглых лесоматериалов (КЛМ), информационный поток и материальный должны быть объединены. Обмеры лесоматериалов на участках цепи поставок и их инвентаризация должны быть автоматизированы, так как такой метод оперативен, точен и связан с меньшими затратами, по сравнению с ручным трудом.

Всего этого можно достичь, используя автоматизированную систему мониторинга передвижения круглых лесоматериалов, основанную на их поштучной маркировке и идентификации. Кроме того, такая система может использоваться в качестве системы подтверждения легальности заготовки круглых лесоматериалов, тем самым вносить вклад в борьбу с незаконными рубками, выполнять требования Регламента ЕС №995/2010.

Такая система должна соответствовать требованиям новых правил учета и маркировки древесины, внесенным в Лесной кодекс РФ, в соответствии с законом 415-ФЗ.

Известна автоматизированная система учета оборота и контроля происхождения древесины - АИС «ЛУЧ-Регион», основанная на использовании специальных меток с визуальной и алфавитно-цифровой информацией, которые прикрепляются к торцам кряжей древесины ценных лесных пород (http://www.datascan.ru/systems/forrest/forrest.htm).

В этой системе используются специализированные пластиковые бирки, предназначенные для маркировки древесины твердолиственных пород; эти бирки забиваются специальным молотком в торец кряжа. На поверхность бирок предварительно наносится уникальный код, который дублируется в виде штрихового кода. Уникальность кодов бирок, использованных при маркировке, дает возможность отслеживать перемещения промаркированного кряжа от вывоза из леса до учета при вывозе на экспорт или переработку в РФ.

Основными недостатками системы учета оборота и контроля происхождения древесины - АИС «ЛУЧ-Регион» являются необходимость в прямой видимости метки, небольшое расстояние чтения, невозможность одновременного чтения нескольких меток, ручной труд (при установке метки, считывании информации, замерах), необходимость пространственной ориентации для считывания данных метки, штрихкоды на маркировочных бирках могут плохо читаться в условиях запыленности, загрязненности или повышенной влажности.

Известны технологии мониторинга перемещения и идентификации круглых лесоматериалов, основанные на применении систем радиочастотной идентификации (РЧИД).

Известны исследования Кортена и др., посвященные применению системы мониторинга перемещения и идентификации лесопродукции, основанной на применении РЧИД систем с пассивными транспондерами на интегральных схемах (ИС). РЧИД (англ. Radio Frequency Identification, радиочастотная идентификация) - способ автоматической идентификации объектов, в котором посредством радиосигналов считываются или записываются данные, хранящиеся в РЧИД - транспондерах (метках). Korten, S., Kaul, С. Application of RFID (radio frequency identification) in the timber supply chain, Croatian Journal of Forest Engineering, Vol. 29, No. 1, 2008, pp. 85-94. В которых испытывались высокочастотные (ВЧ) транспондеры в виде карт, представляющие собой метки, состоящие из РЧИД транспондера с ИС помещенного внутрь корпуса из пластика, которые устанавливались в торец сортиментов автоматически с помощью навесного устройства для харвестерной головки, метки считывались с помощью считывателей с рамочными антеннами, установленных в форвардерах, в лесовозах и на лесопильном заводе. Дальность считывания составила 0,5-1 м в зависимости от местоположения антенны. Считывание, как сообщается, было надежным (>95%).

Основными недостатками способа являются: недостаточная дальность считывания меток, которая не позволяет достичь необходимого (100%) уровня надежности при автоматическом считывании меток, считывание осуществляется не на всех участках цепи поставок, отсутствие отслеживания координат перемещения КЛМ, невозможность удаленного определения расстояния от считывателя до меток.

Наиболее близким прототипом предлагаемого изобретения является проект Indisputable Key. В нем в качестве рабочей частоты РЧИД системы была выбрана ультравысокая (УВЧ). В рамках проекта была разработана специальная УВЧ метка http://patents.justia.com/patent/20110315777, не оказывающая негативного влияния на варку целлюлозы. Материал корпуса метки ARBOFORM®, изготовленный Tecnaro GmbH, состоит из смеси лигнина, натуральных волокон и технологических добавок. Метки устанавливались вручную и автоматически в торец сортиментов. Метки идентифицировались специально разработанными считывателями, установленными в харвестерах и на лесопильном заводе, а также ручными считывателями. В рамках проекта была разработана информационная система передачи и получения данных мониторинга и идентификации.

Максимальная дальность считывания в лабораторных условиях составила 2,5 м. Процент надежности при идентификации составил 95%.

В число недостатков проекта Indisputable Key следует занести недостаточную надежность, невозможность удаленного определения месторасположения промаркированных сортиментов в лесу (в зимнее время), считывание осуществляется не на всех участках цепи поставок, отсутствие отслеживания координат перемещения КЛМ.

Известна система радиочастотной идентификации на поверхностно-акустических волнах компании RF SAW Inc., состоящая из транспондера на ПАВ и считывателя, работающего в сверхвысокочастотном (СВЧ) диапазоне (2,4 ГГц), внешнего устройства управления (ПК), отладочного и пользовательского ПО (http://www.rfsaw.com/Documents/501%20Reader%20-%20Data%20Sheet.pdf).

Транспондер на поверхностно-акустических волнах (ПАВ) - это однопортовое устройство, состоящее из встречно-штыревого преобразователя и нескольких отражающих полосок - рефлекторов, которые могут быть созданы с помощью структур плоских электродов на пьезоэлектрических подложках.

Принцип действия ПАВ транспондера основан на преобразовании опрашивающего радиосигнала СВЧ диапазона (2,4 ГГц) считывающего устройства непосредственно в поверхностно-акустические волны на поверхности ПАВ транспондера. Антенна метки напрямую связана с ВШП (Встречно-Штыревым Преобразователем), который использует пьезоэлектрический эффект материала подложки (пьезоэлектрического монокристалла, например ниобата лития LiNboO₃), чтобы конвертировать радиоволны в поверхностно-акустические и обратно. Созданная акустическая волна затем проходит мимо кодированного набора рефлекторов, которые взаимодействуют, чтобы произвести уникальную последовательность импульсов акустической волны. Эти импульсы непосредственно преобразуются в закодированный радиоволновой сигнал ответа, который отправляется обратно к считывателю.

Известен глобальный ПАВ транспондер компании RF SAW Inc., основанный на методе цифровой модуляции 13. Hartman C.S., Brown P., Bellamy J. Design of Global SAW RFID Tag Devices, Second Int. Symp. on Acoustic Wave Devices for Future Mobile Communication Systems. Chiba Univ., Japan, March 2004. Благодаря созданному алгоритму кодирования и процессу производства стало возможным производство транспондеров со 128 битами памяти для уникального кода метки. ГПТ (глобальный ПАВ транспондер) имеет достаточный объем памяти для соблюдения требований кодирования стандарта ЕРС.

Основные преимущества ПАВ РЧИД транспондеров, по сравнению с транспондерами на ИС:

- низкая требуемая мощность для создания сигнала от ПАВ метки позволяет достичь большей дальности считывания;

- процесс чтения по своей сути восстанавливает время прихода ответного сигнала, определение времени прибытия сигнала непосредственно предоставляет информацию о расстоянии между считывателем и меткой;

- поскольку ПАВ транспондеры состоят только из пьезоэлектрического кристалла и металлических компонентов, они являются очень надежными при использовании в суровых условиях (воздействие гамма-лучами, высокие и низкие температуры);

- максимально возможная дальность считывания в ПАВ РЧИД системе по сравнению с системой РЧИД с дистанционно питаемыми транспондерами на ИС приблизительно в 30 раз больше. Эта разница является результатом фундаментальных физических различий между двумя технологиями.

Таким образом в нашем предлагаемом способе за основу взята более совершенная технология РЧИД, основанная на применении меток на ПАВ по сравнению с системой, используемой в прототипе.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение направлено на решение технических задач по реализации автоматической системы мониторинга перемещения круглых лесоматериалов в цепи поставок за счет использования системы радиочастотной идентификации на поверхностно-акустических волнах, системы глобального позиционирования, информационно-коммуникационной технологии (ИКТ), а также технической задачи автоматического контроля легальности заготовки круглых лесоматериалов в цепи поставок за счет использования принципа «запрос-ответ-сравнение с данными в базе данных» в режиме задействования информационного массива ИКТ, доступ к которому имеют различные пользователи, например участники цепи поставок и государственные структуры.

Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении эффективности управления транспортно-технологическими схемами перемещения круглых лесоматериалов в цепи поставок, а также в повышении объективности контроля и сокращении сроков определения легальности заготовки круглых лесоматериалов.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе мониторинга перемещения и автоматического контроля легальности заготовки круглых лесоматериалов в цепи поставок:

- радиочастотную метку с уникальным идентификационным кодом размещают на каждый заготовленный круглый лесоматериал на участках цепи поставок;

- считывают идентификационные коды меток;

- ассоциируют идентификационные коды меток с дополнительной информацией, получаемой в момент выполнения операций с промаркированным круглым лесоматериалом;

- передают идентификационные коды меток и ассоциированную с ними информацию в базу данных, в которой анализируют и обрабатывают полученную информацию;

- при необходимости получают информацию о круглых лесоматериалах из базы данных;

- контроль легальности заготовки круглых лесоматериалов определяют путем сравнения идентификационного кода метки, нанесенной на круглый лесоматериал, с кодом, имеющимся в базе данных, и при совпадении кодов выдают сообщение о подлинности данного круглого лесоматериала;

- в качестве радиочастотной метки используют пассивную радиочастотную опознавательную метку - транспондер на поверхностно-акустических волнах;

- считывание, ассоциация идентификационных кодов с дополнительной информацией, получаемой в момент выполнения операций с промаркированным круглым лесоматериалом, передача полученной информации в базу данных происходит на всех участках цепи поставок круглых лесоматериалов;

- в состав дополнительной информации, получаемой в момент выполнения операций с промаркированным круглым лесоматериалом, входят координаты устройства, выполняющего операции, получаемые с помощью системы глобального позиционирования ГЛОНАСС;

- при считывании идентификационного кода метки получают информацию о расстоянии от считывателя до считанной метки;

- при определении легальности заготовки получают подробную информацию о происхождении КЛМ и его перемещениях в цепи поставок;

- все процессы получения и передачи данных выполняются автоматически в реальном времени.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

Рис. 1. Пример цепи поставок.

Рис. 2. Порядок выполнения операций на лесосеке.

Рис. 3. Поток данных на лесосеке.

Рис. 4. Порядок выполнения операций определения месторасположения пачек круглых лесоматериалов форвардером в зимнее время.

Рис. 5. Порядок выполнения операций по погрузке круглых лесоматериалов на лесосеке форвардером.

Рис. 6. Поток данных погрузки форвардера на лесосеке.

Рис. 7. Порядок выполнения операций по разгрузке круглых лесоматериалов на верхнем складе форвардером.

Рис. 8. Поток данных разгрузки форвардера на верхнем складе.

Рис. 9. Порядок выполнения операций по погрузке круглых лесоматериалов автопоездом на участке цепи поставок.

Рис. 10. Поток данных погрузки автопоезда на участке цепи поставок.

Рис. 11. Порядок выполнения операций по разгрузке круглых лесоматериалов автопоездом на участке цепи поставок.

Рис. 12. Поток данных разгрузки автопоезда на участке цепи поставок.

Рис. 13. Порядок выполнения операций по штабелевке круглых лесоматериалов на терминале передвижным краном.

Рис. 14. Поток данных штабелевки на терминале.

Рис. 15. Порядок выполнения операций по погрузке круглых лесоматериалов на терминале в железнодорожные вагоны передвижным краном.

Рис. 16. Поток данных погрузки круглых лесоматериалов в железнодорожные вагоны на терминале.

Рис. 17. Схема автоматического контроля легальности заготовки круглых лесоматериалов в цепи поставок.

Рис. 18. Архитектура информационно-коммуникационной технологии.

Осуществление изобретения

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения приведенной совокупностью существенных признаков требуемого технического результата.

В примере рассматривается простейшая цепь поставок КЛМ (рис. 1), когда заготовитель является поставщиком. Материальный поток характеризуется следующим образом: поставщик ведет заготовку КЛМ на нескольких лесосеках 1, откуда они поступают на верхние склады 2. КЛМ из верхних складов поступают на промежуточные склады 3, терминалы 4 и напрямую потребителям 5. КЛМ из промежуточных складов поступают на терминалы 4 и напрямую потребителям 5.

В примере на участке заготовки 1 КЛМ используются валочно-сучкорезно-раскряжевочные машины (ВСРМ или харвестеры), трелевка осуществляется форвардерами. Харвестер оснащается как минимум следующим дополнительным оборудованием: маркировочным устройством для автоматического нанесения меток на поверхность торцевого конца ствола дерева, удерживаемого захватными элементами, обоймой меток транспондеров на ПАВ, РЧИД считывателем СВЧ-диапазона, модулем системы глобального позиционирования ГЛОНАСС, приемником спутникового интернета и модемом или GSM/GPRS модемом, дополнительное оборудование связано в единую сеть с бортовым компьютером. Роль внешнего устройства управления РЧИД ПАВ системой выполняет бортовой компьютер с установленным программным обеспечением (ПО).

Захватно-срезающее устройство (ЗСУ) харвестера содержит маркировочное устройство для автоматического нанесения меток на поверхность торцевого конца ствола дерева, удерживаемого захватными элементами. Таким образом, бревно, образованное из ствола дерева, которое обрабатывается посредством ЗСУ, может быть обеспечено маркировкой посредством этого маркировочного устройства. Метка наносится на переднюю концевую поверхность бревна до отрезания бревна от ствола дерева и падения на землю из ЗСУ.

Для маркировки КЛМ используются ПАВ РЧИД транспондеры, соответствующие стандарту ЕРС со 128 битами памяти, с уникальными идентификационными кодами (ИК), с корпусом, соответствующим следующим требованиям: формой и материалом исполнения, позволяющими надежно и быстро прикреплять его к торцу КЛМ с помощью автоматического аппликатора; способностью выдерживать механические воздействия при нанесении и операциях, выполняемых над КЛМ, оставаясь читаемым; материалом исполнения дешевым при массовом производстве. Некоторое количество меток, достаточное для маркировки всех КЛМ, заготовляемых в день, находится в обойме маркировочного устройства.

РЧИД считыватель СВЧ-диапазона, мощностью сигнала в исполнении с антенной до 10 мВт, устанавливается на ЗСУ харвестера. Рабочая мощность выбирается таким образом, чтобы дальность считывания превышала 1 м. Исполнение корпуса считывателя должно позволять выдерживать вибрационные и ударные нагрузки, степень защиты оболочки считывателя должна составлять не менее 67.

Модуль системы глобального позиционирования ГЛОНАСС определяет местоположение подконтрольного объекта с использованием отечественной спутниковой системы глобального позиционирования ГЛОНАСС, обменивается навигационной информацией и служебными сообщениями с бортовым компьютером.

Спутниковый или GSM/GPRS модем выбирается в зависимости от зоны проведения работ, если она покрывается сотовыми сетями, то выбирается GSM/GPRS модем, в противном случае приемник спутникового интернета и модем. Служит для передачи полученной информации в ИКТ.

Порядок выполнения операций на лесосеке харвестером принят в следующей последовательности (рис. 2): передвижение к дереву 6, валка 7, передача координат месторасположения в момент валки в ПО бортового компьютера 8, отчистка от сучьев 9, автоматическое нанесение метки 10, раскряжевка с получением информации об объемных характеристиках КЛМ с помощью технических средств ЗСУ харвестера 11, считывание уникального идентификационного кода метки 12, передача информации в базу данных (БД) ИКТ 13. Операции с 10 по 13 повторяются до последнего КЛМ получаемого из сваленного дерева включительно. Ему соответствует следующий информационный поток данных (рис. 3): передача координат валки дерева в ПО бортового компьютера 14, передача качественных характеристик КЛМ в ПО бортового компьютера 15, считывание и передача в ПО бортового компьютера уникального идентификационного кода ПАВ РЧИД метки 16, ассоциирование качественных характеристик КЛМ, с координатами валки, с ИК метки и передача полученной информации по средствам сети интернет в БД мониторинга 17.

Анализ и обработка полученной информации осуществляются в ИКТ. По данным, полученным с участков заготовки, формируется БД с как минимум следующими графами (табл. 1): №ВСРМ - шифр харвестера, Tag ID - уникальный ИК метки, V - объем КЛМ, L - длина КЛМ, D - диаметр в верхнем отрезе, d - диметр в нижнем отрезе, Р - порода, N/E - географические координаты, № лесосеки - шифр лесосеки, Т - время отправления информации, Доп. Информация - дополнительная информация, указываемая по желанию заготовителя, например наименование подрядчика, выполняющего работы.

Наличие координат валки дерева в БД позволяет узнать, в каком месте велась заготовка, автоматически определяя лесосеку, на которой ведется заготовка, что позволяет бороться с незаконными рубками.

Трелевка на участке заготовки выполняется форвардерами. Форвардер оснащается как минимум следующим дополнительным оборудованием: РЧИД считывателем СВЧ-диапазона, модулем системы глобального позиционирования ГЛОНАСС, приемником спутникового интернета и модемом или GSM/GPRS модемом, дополнительное оборудование связано в единую сеть с бортовым компьютером. Роль внешнего устройства управления РЧИД ПАВ системой выполняет бортовой компьютер с установленным ПО.

РЧИД считыватель СВЧ-диапазона, мощностью сигнала в исполнении с антенной до 10 мВт, устанавливается в месте крепления манипулятора с корпусом форвардера. Рабочая мощность выбирается таким образом, чтобы дальность считывания была не менее расстояния вылета стрелы. Исполнение корпуса считывателя должно позволять выдерживать вибрационные и ударные нагрузки, степень защиты оболочки считывателя должна составлять не менее 67.

Так как процесс чтения ИК ПАВ транспондера по своей сути восстанавливает время прихода ответного сигнала. Определение времени прибытия сигнала непосредственно предоставляет информацию о расстоянии между считывателем и меткой, что позволяет определять месторасположение пачек КЛМ форвардером (рис. 4) в зимнее время. Порядок выполнения операций следующий: ридер, установленный на форвардер, считывает и передает в ПО бортового компьютера ИК меток, находящихся в зоне считывания, и расстояния до них 18, посредством сети интернет полученная информация передаются в БД мониторинга 19, откуда в ПО бортового компьютера поступает дополнительная информация о КЛМ с соответствующими ИК метками (табл. 1), на экран бортового компьютера оператора форвардера выводится полученная информация, объединенная с расстояниями до меток 20. Координаты валки, полученные при заготовке харвестером, используются для определения направления движения к пачке КЛМ. Считывание выполняется в непрерывном режиме с выводом данных на экран бортового компьютера, что позволяет оператору находить пачки КЛМ даже в ситуациях, когда они полностью занесены снегом.

Порядок выполнения операций по погрузке КЛМ на лесосеке форвардером принят в следующей последовательности (рис. 5): передвижение к пачке КЛМ 21, погрузка КЛМ 22, передача координат месторасположения в момент погрузки в ПО бортового компьютера 23, регистрирование уникальных ИК меток погруженных КЛМ 24, передача информации в БД мониторинга 25.

Регистрирование уникальных ИК меток погруженных КЛМ может осуществляется разными способами, например, следующим: при остановке форвардера перед пачкой загружаемых КЛМ, те КЛМ, расстояние от считывателя до меток которых резко уменьшается, регистрируются как погруженные.

Порядку выполнения операций по погрузке соответствует следующий информационный поток данных (рис. 6): передача координат месторасположения в момент погрузки в ПО бортового компьютера 26, считывание и передача в ПО бортового компьютера уникальных ИК ПАВ РЧИД меток, регистрирование ИК меток погруженных КЛМ 27 и передача полученной информации посредством сети интернет в БД мониторинга 28.

Анализ и обработка полученной информации осуществляется в ИКТ. По данным, полученным с участков погрузки КЛМ на лесосеках, формируется БД с как минимум следующими графами (табл. 2): № форвардера - шифр форвардера, Tag ID - уникальный ИК метки, N/E - географические координаты, № лесосеки - шифр лесосеки, Т - время отправления информации, Доп. Информация - дополнительная информация, указываемая по желанию заготовителя, например наименование подрядчика, выполняющего работы.

Наличие координат погрузки КЛМ в БД позволяет автоматически определить лесосеку, на которой велась погрузка КЛМ в форвардер.

Порядок выполнения операций по разгрузке КЛМ на верхнем складе форвардером принят в следующей последовательности (рис. 7): передвижение к штабелю КЛМ 29, разгрузка КЛМ 30, передача координат месторасположения в момент разгрузки в ПО бортового компьютера 31, регистрация ИК меток разгруженных КЛМ 32, передача информации в БД мониторинга 33.

Регистрирование уникальных ИК меток разгруженных КЛМ может осуществляется разными способами, например, следующим: при остановке форвардера перед штабелем КЛМ, те КЛМ, расстояние от считывателя до меток которых резко увеличивается, регистрируются как разгруженные.

Порядку выполнения операций по разгрузке соответствует следующий информационный поток данных (рис. 8): передача координат месторасположения в момент разгрузки в ПО бортового компьютера 34, считывание и передача в ПО бортового компьютера уникальных ИК ПАВ РЧИД меток, регистрирование ИК меток разгруженных КЛМ 35, передача полученной информации по средством сети интернет в ИКТ 36.

Анализ и обработка полученной информации осуществляется в ИКТ. По данным, полученным при разгрузке форвардеров на верхних складах, формируется БД с как минимум следующими графами (табл. 3): № форвардера - шифр форвардера, Tag ID - уникальный ИК метки, N/E -географические координаты, Место разгрузки - шифр верхнего склада, Т - время отправления информации, Доп. Информация - дополнительная информация, указываемая по желанию заготовителя, например наименование подрядчика, выполняющего работы.

Наличие координат разгрузки КЛМ форвардером в БД позволяет автоматически определять, на каком верхнем складе находятся КЛМ.

Транспортировка КЛМ от верхних складов (ВС) до промежуточных складов (ПС), терминалов и потребителей, а также от ПС до терминалов и потребителей и частично от терминалов до потребителей выполняется лесовозными автопоездами с гидроманипуляторами. Основные объемы транспортировки КЛМ от терминалов до потребителей также выполняются с помощью железнодорожного транспорта. Лесовозный автопоезд оснащается как минимум следующим дополнительным оборудованием: РЧИД считывателем СВЧ-диапазона, модулем системы глобального позиционирования ГЛОНАСС, приемником спутникового интернета и модемом или GSM/GPRS модемом, дополнительное оборудование связано в единую сеть с бортовым компьютером. Роль внешнего устройства управления РЧИД ПАВ системой выполняет бортовой компьютер с установленным ПО.

РЧИД считыватель СВЧ-диапазона, мощностью сигнала в исполнении с антенной до 10 мВт, устанавливается в месте крепления манипулятора с корпусом автопоезда. Рабочая мощность выбирается таким образом, чтобы дальность считывания была не менее расстояния вылета стрелы. Исполнение корпуса считывателя должно позволять выдерживать вибрационные и ударные нагрузки, степень защиты оболочки считывателя должна составлять не менее 67.

Порядок выполнения операций по погрузке КЛМ автопоездом на участке цепи поставок принят в следующей последовательности (рис. 9): передвижение к штабелю КЛМ 37, погрузка КЛМ 38, передача координат месторасположения в момент погрузки в ПО бортового компьютера 39, регистрирование уникальных ИК меток погруженных КЛМ 40, передача информации в БД мониторинга 41.

Регистрирование уникальных ИК меток погруженных КЛМ может осуществляется разными способами, например, следующим: при остановке автопоезда перед штабелем загружаемых КЛМ, те КЛМ, расстояние от считывателя до меток которых резко уменьшается, регистрируются как погруженные.

Порядку выполнения операций по погрузке соответствует следующий информационный поток данных (рис. 10): передача координат месторасположения в момент погрузки в ПО бортового компьютера 42, считывание и передача в ПО бортового компьютера уникальных ИК ПАВ РЧИД меток, регистрирование ИК меток погруженных КЛМ 43, передача полученной информации посредством сети интернет в ИКТ 44.

Анализ и обработка полученной информации осуществляются в ИКТ. По данным, полученным от лесовозных автопоездов, формируется БД с как минимум следующими графами (табл. 4): № автопоезда - шифр автопоезда, Tag ID - уникальный ИК метки, N/E - географические координаты, Место погрузки - шифр места погрузки КЛМ, Т - время отправления информации, Доп. Информация - дополнительная информация, указываемая по желанию заготовителя, например наименование подрядчика, выполняющего работы.

Наличие координат погрузки КЛМ автопоездом в БД позволяет автоматически определять, на каком участке цепи были загружены КЛМ.

На терминалах разгрузка автопоездов выполняется передвижными кранами на всех остальных участках цепи гидроманипуляторами автопоездов.

Порядок выполнения операций по разгрузке КЛМ на участке цепи поставок автопоездом принят в следующей последовательности (рис. 11): передвижение к штабелю КЛМ 45, разгрузка КЛМ 46, передача координат месторасположения в момент разгрузки в ПО бортового компьютера 47, регистрирование уникальных ИК меток разгруженных КЛМ 48, передача информации в БД мониторинга 49.

Регистрирование уникальных ИК меток разгруженных КЛМ может осуществляется разными способами, например, следующим: при остановке автопоезда перед штабелем КЛМ, те КЛМ, расстояние от считывателя до меток которых резко увеличивается, регистрируются как разгруженные.

Порядку выполнения операций по разгрузке соответствует следующий информационный поток данных (рис. 12): передача координат месторасположения в момент разгрузки в ПО бортового компьютера 50, считывание и передача в ПО бортового компьютера уникальных ИК ПАВ РЧИД меток, регистрирование ИК меток разгруженных КЛМ 51, передача полученной информации посредством сети интернет в ИКТ 52.

Анализ и обработка полученной информации осуществляются в ИКТ. По данным, полученным при разгрузке автопоездов на участках цепи поставок, формируется БД с как минимум следующими графами (табл. 5): № автопоезда - шифр автопоезда, Tag ID - уникальный ИК метки, N/E - географические координаты, Место разгрузки - шифр места разгрузки КЛМ, Т - время отправления информации, Доп. Информация - дополнительная информация, указываемая по желанию заготовителя, например наименование подрядчика, выполняющего работы.

Наличие координат разгрузки КЛМ автопоездом в БД позволяет автоматически определять, на каком участке цепи были разгружены КЛМ.

Складские работы по штабелевке и погрузке железнодорожных вагонов выполняются передвижными кранами на терминалах. Передвижной кран оснащается как минимум следующим дополнительным оборудованием: РЧИД считывателем СВЧ-диапазона, модулем системы глобального позиционирования ГЛОНАСС, приемником спутникового интернета и модемом или GSM/GPRS модемом, дополнительное оборудование связано в единую сеть с бортовым компьютером. Роль внешнего устройства управления РЧИД ПАВ системой выполняет бортовой компьютер с установленным ПО.

РЧИД считыватель СВЧ-диапазона, мощностью сигнала в исполнении с антенной до 10 мВт, устанавливается в месте крепления захвата к стреле манипулятора. Рабочая мощность выбирается таким образом, чтобы дальность считывания была не менее 7 м. Исполнение корпуса считывателя должно позволять выдерживать вибрационные и ударные нагрузки, степень защиты оболочки считывателя должна составлять не менее 67.

Порядок выполнения операций по штабелевке КЛМ на терминале передвижным краном принят в следующей последовательности (рис. 13): перемещение манипулятора к автопоезду с КЛМ 53, захват КЛМ грейфером 54, считывание уникальных ИК меток КЛМ, захваченных грейфером 55 (считывание проводится автоматически через 30-50 сек после захвата КЛМ, для подтверждения того, что считываются ИК именно находящихся в грейфере КЛМ), укладка КЛМ в штабель 56, передача координат месторасположения грейфера в момент укладки КЛМ в штабель в ПО бортового компьютера 57, передача информации в ИКТ 58.

Порядку выполнения операций по штабелевке соответствует следующий информационный поток данных (рис. 14): считывание и передача в ПО бортового компьютера уникального ИК ПАВ РЧИД метки 59, передача координат месторасположения грейфера в момент укладки КЛМ в штабель в ПО бортового компьютера 60, передача полученной информации посредством сети интернет в ИКТ 61.

Анализ и обработка полученной информации осуществляются в ИКТ. По данным, полученным от кранов, формируется БД с как минимум следующими графами (табл. 6): № крана - шифр крана, Tag ID - уникальный ИК метки, N/E - географические координаты, Место штабелевки - шифр терминала, № штабеля - шифр штабеля на терминале, Т - время отправления информации, Доп. Информация - дополнительная информация, указываемая по желанию заготовителя, например наименование подрядчика, выполняющего работы.

Наличие координат штабелевки КЛМ краном в БД позволяет автоматически определять, на каком терминале и в какой штабель были уложены КЛМ.

Порядок выполнения операций по погрузке КЛМ на терминале в железнодорожные вагоны краном принят в следующей последовательности (рис. 15): передвижение к штабелю КЛМ 62, захват КЛМ грейфером 63, погрузка КЛМ в железнодорожный вагон 64, передача координат месторасположения грейфера в момент погрузки КЛМ в вагон в ПО бортового компьютера 65, считывание ИК меток погруженных КЛМ в ИКТ 66, передача информации в БД мониторинга 67.

Порядку выполнения операций по погрузке КЛМ на терминале в железнодорожные вагоны соответствует следующий информационный поток данных (рис. 16): передача координат месторасположения грейфера в момент погрузки КЛМ в вагон в ПО бортового компьютера 68, считывание и передача в ПО бортового компьютера уникального идентификационного кода ПАВ РЧИД метки 69, передача полученной информации посредством сети интернет в БД мониторинга 70.

Анализ и обработка полученной информации осуществляются в ИКТ. По данным, полученным при погрузке железнодорожных вагонов на терминале, формируется БД с как минимум следующими графами (табл. 7): №крана - шифр крана, Tag ID - уникальный ИК метки, N/E - географические координаты, Место погрузки - шифр терминала, № вагона - шифр состава и вагона, Т - время отправления информации, Доп. Информация - дополнительная информация, указываемая по желанию заготовителя, например наименование подрядчика, выполняющего работы.

Наличие координат погрузки КЛМ в железнодорожные вагоны краном в БД позволяет автоматически определять, на каком терминале и в какой состав/вагон были погружены КЛМ.

Автоматический контроль легальности заготовки круглых лесоматериалов в цепи поставок реализуется за счет использования принципа «запрос-ответ-сравнение с данными в базе данных» (рис. 17) в режиме задействования информационного массива ИКТ, доступ к которому имеют различные пользователи, например участники цепи поставок и государственные структуры.

ИК меток, доставляемых потребителю КЛМ, считываются РЧИД ПАВ считывателем, управляемым стационарным компьютером, в месте приемки потребителя 71, полученные ИК посредством сети интернет передаются в БД мониторинга 72, где они сравниваются с кодами, имеющимися в базе данных, и при совпадении кодов выдают сообщение о легальности заготовки данных круглых лесоматериалов 73, при необходимости в ПО ПК поступает полная информация о месте заготовке и перемещениях КЛМ с соответствующими ИК метками.

Для реализации способа необходимо создание информационно-коммуникационной технологии, необходимой для хранения и передачи данных, для обеспечения эффективного использования собранной информации различных субъектов в цепи поставок. Пример такой технологии представлен на рис. 18.

Архитектурно ИКТ состоит из: РЧИД ПАВ транспондеров с уникальными ИК для маркировки оригинальных КЛМ 75, РЧИД СВЧ считывателей для наблюдения за перемещением промаркированных КЛМ 76, программного обеспечения внешних устройств управления РЧИД ПАВ системой для регистрации ИК меток КЛМ, получения и ассоциирования дополнительной информации с ИК меток КЛМ, передачи информации в БД мониторинга, получения информации из БД мониторинга, вывода информации в пользовательский интерфейс 77, источников дополнительной информации для передачи дополнительной информации в ПО внешних устройств управления РЧИД ПАВ системой 78, системы передачи информации (СПИ) для связи баз данных с внешними устройствами управления РЧИД ПАВ системами и пользовательскими интерфейсами 79, баз данных и служб мониторинга для анализа и использования информации мониторинга 80, пользовательских интерфейсов для предоставления информации в необходимом формате пользователю 81. Источниками дополнительной информации являются механические и программные средства ВСРМ, а также модули ГЛОНАСС. Между архитектурными элементами данные передаются с помощью соответствующих интерфейсов.

Обновляемые в реальном времени БД и службы мониторинга позволяют анализировать информацию мониторинга и выводить необходимую для управления транспортно-технологическими схемами перемещения круглых лесоматериалов в цепи поставок информацию, такую как, например, ведомости объемов на участках цепи поставок и в транспортных средствах (табл. 8-9) (на текущий момент времени) с как минимум следующими графами: Участок цепи - шифр участка цепи, V - объем КЛМ на участке цепи, Лесная машина - шифр лесной машины, V - объем загруженных в транспортное средство КЛМ.

При необходимости можно получить и другие ведомости, например отчет по передвижению определенного КЛМ, список находящихся на участке цепи или в транспортном средстве КЛМ с их ИК и характеристиками.

Использование данного способа позволит повысить эффективность управления транспортно-технологическими схемами перемещения круглых лесоматериалов в цепи поставок, а также повысить объективность контроля и сократить сроки определения легальности заготовки круглых лесоматериалов.

Используемая в способе технология ПАВ РЧИД вкупе с ИКТ дадут возможность пользователям не проводить инвентаризацию участков цепи поставок, оперативно принимать решения, полагаясь на достоверную информацию мониторинга.

Claims (1)

1. Способ мониторинга перемещения и автоматического контроля легальности заготовки круглых лесоматериалов в цепи поставок, состоящий в том, что размещают радиочастотную метку с уникальным идентификационным кодом на каждый заготовленный круглый лесоматериал на участках цепи поставок, считывают идентификационные коды меток, ассоциируют идентификационные коды меток с дополнительной информацией, получаемой в момент выполнения операций с промаркированным круглым лесоматериалом, передают идентификационные коды меток и ассоциированную с ними информацию в базу данных, в которой обрабатывают полученную информацию, при необходимости получают информацию о круглых лесоматериалах из базы данных, контроль легальности заготовки круглых лесоматериалов определяют путем сравнения идентификационного кода метки, нанесенной на круглый лесоматериал, с кодом, имеющимся в базе данных, и при совпадении кодов выдают сообщение о подлинности данного круглого лесоматериала, отличающийся тем, что радиочастотная метка является пассивной радиочастотной опознавательной меткой - транспондером на поверхностно-акустических волнах, считывание, ассоциация идентификационных кодов с дополнительной информацией, получаемой в момент выполнения операций с промаркированным круглым лесоматериалом, передача полученной информации в базу данных происходит на всех участках цепи поставок круглых лесоматериалов, в состав дополнительной информации, получаемой в момент выполнения операций с промаркированным круглым лесоматериалом, входят координаты устройства, выполняющего операции, получаемые с помощью системы глобального позиционирования ГЛОНАСС, при считывании идентификационного кода метки получают информацию о расстоянии от считывателя до считаной метки, при определении легальности заготовки получают подробную информацию о происхождении круглого лесоматериала и его перемещениях в цепи поставок, все процессы получения и передачи данных выполняются автоматически в реальном времени.

Images