книги2 / konf_15-24

Электронный архив УГЛТУ

Алгоритм, или инструкцию, последовательности действий создания имитационной модели процесса кузовного ремонта автомобилей в AnyLogic, представим следующим образом:

1.Определение целей моделирования. Например, оценить производительность процесса ремонта, оптимизировать распределение ресурсов или исследовать влияние изменений в процессе на результаты.

2.Сбор данных о процессе кузовного ремонта автомобилей, таких как время выполнения операций, количество доступных рабочих мест, статистика по поступлению автомобилей и т. д.

3.Создание модели с использованием блоков моделирования и элементов симуляции для разработки структуры модели. Создание блоков для механиков, рабочих мест, операций ремонта и т. д.

4.Определение параметров модели, таких как время выполнения операций, количество рабочих мест, скорость движения автомобилей и т. д. Установление начальных значений и распределение для этих параметров.

5.Создание агентов, таких как автомобили и механики. Определение их характеристик и поведения в соответствии с данными, собранными на предыдущем этапе.

6.Определение логики модели и последовательность операций, необходимых для ремонта автомобилей.

7.Визуализация. Добавление графиков, диаграмм.

8.Запуск и анализ модели для получения результатов моделирования

сиспользованием встроенных средств AnyLogic.

После добавления исходных данных в модель происходит ее запуск. После запуска модель выведет данные об эффективности ремонта в за-

висимости от повреждений, а также данные о загруженности рабочих на протяжении недели.

Реализация алгоритма в модели Anylogic представлена на рис. 2.

Рис. 2. Визуализация работы модели

Таким образом, моделирование процесса кузовного ремонта может быть адаптировано для решения различных задач и оптимизации процессов, что во много раз увеличит эффективность труда, поскольку имитационная модель визуализирует результаты кузовного ремонта.

501

Электронный архив УГЛТУ

Список источников

1.Зубарев А. А. Имитационное моделирование динамических систем

всреде AnyLogic : учебное пособие. Омск : Омский государственный технический университет (ОмГТУ), 2020. 82 с.

2.Сергеева А. С., Синявская А. С. Базовые навыки работы с программным обеспечением в техническом вузе. Пакет MS Office (Word, Excel, PowePoint, Visio), Electronic Workbench, MATLAB : учебное пособие. Новоси-

бирск : Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики, 2016. 263 с.

3.AnyLogic: имитационное моделирование для бизнеса [Электронный ресурс]. URL: https://www.anylogic.ru/ (дата обращения: 13.09.2023).

502

Электронный архив УГЛТУ

Научная статья УДК 630.6

RFID-МЕТКИ В КОЛЬЦЕВАНИИ ПТИЦ: НОВЫЙ ПОДХОД К ОТСЛЕЖИВАНИЮ МИГРАЦИИ

Диана Евгеньевна Веренцова1, Сергей Петрович Санников2, Артем Сергеевич Рычков3

1, 2, 3 Уральский государственный лесотехнический университет, Екатеринбург, Россия

1verentsovad@mail.ru

2SSP-2@mail.ru

3artyomhugy@gmail.com

Аннотация. Объектом исследований является отслеживание миграции перелетных птиц для выявления взаимосвязи природных факторов, влияющих на численность и разнообразие видов. Для этого сформулированы задачи исследований, а именно: создание общей информационной базы для станций кольцевания, благодаря которой можно будет производить дистанционный автоматизированный мониторинг с использованием передовых технологий RFID, и разработка датчика для кольцевания птиц.

Ключевые слова: перелетные птицы, популяция, беспроводная сеть, RFID-метка, дистанционный мониторинг, РФИД-технологии

Original article

RFID-TAGS IN BIRD BANDING: A NEW APPROACH

TO MIGRATION TRACKING

Diana E. Verencova1, Sergey P. Sannikov2, Artyom S. Rychkov3

1, 2, 3 Ural State Forest Engineering University, Yekaterinburg, Russia

1SSP-2@mail.ru

2verentsovad@mail.ru

3artyomhugy@gmail.com

Abstract. The object of research is to track the migration of migratory birds, to identify the relationship of natural factors affecting the number and diversity of species. To do this, the research tasks are formulated, namely, it is necessary to create a common information base for banding stations, thanks to which it will be possible to perform remote automated monitoring using advanced RFID-tech- nologies, and to develop a sensor for bird banding.

© Веренцова Д. Е., Санников С. П., Рычков А. С., 2024 503

Электронный архив УГЛТУ

Keywords: migratory birds, population, wireless network, RFID tag, remote monitoring, RFID technologies

Птицы – это удивительные существа, которые каждый год преодолевают огромные расстояния для миграции. Однако в последние годы их численность и разнообразие видов уменьшилось из-за различных факторов, включая загрязнение окружающей среды, потерю среды обитания и изменение климата [1].

Кольцевание птиц является одним из основных методов изучения их миграции и экологии. Однако традиционные методы кольцевания, когда кольца надеваются на лапы птиц, не всегда дают полную информацию об их перемещениях.

В современном мире, где технологии играют все более важную роль, дистанционный мониторинг становится неотъемлемой частью нашей жизни. Одним из наиболее эффективных инструментов для этого являются радиочастотные идентификационные метки (РФИД). Они позволяют автоматически идентифицировать объекты на расстоянии с помощью радиосигналов, которые считывают или записывают данные, хранящиеся в этих метках.

РФИД-технология представляет собой устройство, состоящее из считывателя и транспондера. Считыватель принимает радиосигналы от RFIDметки и передает информацию на компьютер или другое устройство для обработки. Транспондер – это сама метка, которая может быть активной или пассивной.

Как правило, пассивные метки не имеют собственного источника питания и могут работать только в непосредственной близости от считывателя. Они обычно используются для отслеживания предметов, которые не требуют частого обновления данных.

Активные RFID-метки имеют собственный источник питания и могут передавать информацию на большие расстояния. Они идеально подходят для мониторинга объектов, которые движутся или находятся на значительном расстоянии от считывателя, таких как транспорт, животные или даже люди [2].

RFID-метка – это метод автоматической идентификации, который использует радиосигналы для считывания или записи данных, хранящихся в метках. Этот метод широко используется в различных отраслях, включая сельское хозяйство и экологический мониторинг. Одним из возможных применений RFID-меток является отслеживание передвижения перелетных птиц [3].

Для решения поставленных задач больше всего подходит отслеживание передвижения птиц с помощью активных RFID-меток, которые имеют свой источник питания и передают информацию на дальние расстояния. Эти метки могут быть прикреплены к птицам, что позволит ученым отслеживать

504

Электронный архив УГЛТУ

их перемещение и изучать маршруты миграции. Но такие метки должны обладать определенными весовыми и качественными характеристиками, что активными метками будет трудно реализовать [4].

Для этого сначала необходимо разработать специальные RFID-метки, которые будут легкими, прочными и способными выдерживать суровые условия перелета. Затем эти метки нужно прикрепить к птицам таким образом, чтобы они не мешали их передвижению и не вызывали дискомфорта. Больше всего для этой задачи подойдут пассивные RFID-метки, так как они легкие, гибкие и могут занимать очень малое пространство, а также не потребуется последующих замен источников питания. Для оптимального радиуса считывания предлагается увеличить радиус действия пассивной метки до 100 м и вшить их в пластиковое кольцо. Принцип таких меток наглядно можно увидеть в бесконтактной работе банковских карт и терминалов.

Рассмотрим несколько возможных вариантов установки устройств считывания:

1)установка ридеров рядом с сетками для отлавливания птиц, благодаря этому можно будет в автоматизированном режиме засечь птицу, которая была окольцована ранее. Мы узнаем о траектории ее перемещения

иизменении ее физических характеристик, если такие были зафиксированы ранее;

2)установка устройств считывания рядом с вышками сотовой связи – благодаря этому можно упростить их техническое обслуживание;

3)в чащах леса, на смотровых площадках, на базе МЧС;

4)в местах кормушек для птиц;

5)в особо защищенных природных зонах.

Необходимо понимать, что у разных птиц разная высота полета. И исходя из этого необходимо устанавливать устройства считывания на разных уровнях. Также радиус устройства считывания можно увеличить путем установки промежуточных антенн.

Для наиболее эффективной работы системы необходимо создание единой информационной базы, куда будут поступать все обнаруженные сигналы с меток. Также доступ к этим данным должны иметь сотрудники орнитологических служб – для ручного ввода данных о птицах, занося их качественные характеристики, такие как рост, вес, масса, оперение, жир, длина крыльев, длина клюва, вид птицы и т. д. Возможно внесение дополнительных данных и необходимой информации в режиме разработчика или админа. Для получения наиболее полной информации о передвижении перелетных птиц можно охватить как территорию одной страны, так и содружество стран. Далее информационную систему можно дорабатывать, например: просматривать конкретные станции кольцевания и их показатели,

505

Электронный архив УГЛТУ

отслеживать конкретные виды птиц, места их обитания, отслеживать количественный учет уже окольцованных птиц и т. д.

В целом, RFID-технология является перспективным направлением для дистанционного мониторинга и автоматизации процессов. Она позволяет существенно сократить время и затраты на сбор и обработку информации, а также обеспечивает высокую точность и надежность данных.

Благодаря внедрению RFID-системы ученые смогут отслеживать передвижение птиц с помощью специальных считывателей и меток. Это позволит получить информацию о маршрутах миграции, местах зимовки и других аспектах жизни птиц. Полученные данные могут быть использованы для разработки мер по сохранению и восстановлению популяций перелетных птиц, а также для изучения влияния климатических изменений на их миграцию. Таким образом, использование RFID-меток для отслеживания передвижения перелетных птиц может стать важным инструментом для сохранения биоразнообразия и изучения экологии нашей планеты.

Список источников

1.Численность птиц снижается катастрофически // Коммерсантъ : [сайт]. URL: https://www.kommersant.ru/doc/4141092 (дата обращения:

18.09.2023).

2.Веренцова Д. Е., Санников С. П. Актуальность создания ПоисковоТуристического радиодатчика для особо охраняемых природных территорий России – на примере Байкальского государственного природного биосферного заповедника // Научное творчество молодежи – лесному комплексу России. Екатеринбург : ФГБОУ ВО УГЛТУ, 2022. С. 513.

3.Санников С. П., Побединский В. В., Мехренцев А. В. Мониторинг леса электронными средствами : учебное пособие. Екатеринбург : УГЛТУ,

2017. 21 с.

4.Санников С. П., Побединский В. В., Побединский А. А. Модель рассеивания радиоволн в лесной среде // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. Пензенский государственный университет, Научно-исследова- тельский институт физических измерений, 2017. № 3 (21). С. 42.

506

Электронный архив УГЛТУ

Научная статья УДК 004.94

ПРИМЕНЕНИЕ API PYTHON В 3D-МОДЕЛИРОВАНИИ BLENDER

Анастасия Юрьевна Чевардина1, Владимир Викторович Побединский2

1, 2 Уральский государственный лесотехнический университет, Екатеринбург, Россия

1chevardinaayu@m.usfeu.ru

2pobed@e1.ru

Аннотация. В данной статье рассмотрена интеграция API Python в популярную систему для трехмерного моделирования Blender, достоинства и недостатки языка Python. Представлено средство интеграции Python в Blender – модуль bpy, в который входит набор классов, методов и функций, а также основные используемые подклассы. Приведены примеры применения кода на языке Python в Blender.

Ключевые слова: информационные технологии, 3D-моделирование,

Рython, Blender, скрипт

Original article

APPLICATION OF THE API PYTHON IN 3D MODELING BLENDER

Anastasia Yu. Chevardina1, Vladimir V. Pobedinsky2

1, 2 Ural State Forest Engineering University, Yekaterinburg, Russia

1chevardinaayu@m.usfeu.ru

2pobed@e1.ru

Abstract. This article discusses the integration of the Python API into the popular system for three-dimensional modeling Blender. Advantages and disadvantages of Python. A tool for integrating Python into Blender is presented - the bpy module, which includes a set of classes, methods and functions, as well as the main using subclasses. Examples of using Python code in Blender are given.

Keywords: information technology, 3D modeling, Python, Blender, script

Информационные технологии прочно укоренились в жизни и быту даже самых отстраненных от компьютерных технологий людей. В большинство электрических приборов сегодня встраивается программное обеспечение. Ежедневно выпускается огромное количество разнообразных приложений,

асистемы искусственного интеллекта совершенствуются на базе обработки

©Чевардина А. Ю., Побединский В. В., 2024

507

Электронный архив УГЛТУ

больших данных ежечасно. Средствами трехмерного моделирования, наряду с действительностью реального мира, создается виртуальная реальность, которая стремится к тому, чтобы ее сложно было отличить от действительности. Все перечисленные передовые технологии настоящего времени объединяют языки программирования, на которых они базируются. Одним из наиболее популярных и востребованных на сегодняшний день является Python.

Язык Python развивается уже более двух десятков лет. Однако наибольшую популярность он сыскал в последнее время. На данном языке программирования обрабатывают большие данные, разрабатывают приложения

ивеб-сайты, его используют для разработки искусственного интеллекта

итестирования других программ. Такая востребованность данного языка неслучайна. К достоинствам Python относят кроссплатформенность, минималистичный синтаксис, совместимость с другими языками программирования, например с Java, C и C++, а также обширная библиотека, предлагающая пользователям ряд готовых решений практических задач. Применению данных материалов на практике способствует поддержка модульной системы в Python. Таким образом, благодаря разработчикам языка программирования и другим пользователям в некоторых случаях можно подключить готовые модули и правильно их скомбинировать. Python относится к интерпретируемым языкам программирования, поэтому написанный на нем код исполняется с определенной задержкой и расходом дополнительных ресурсов компьютера, что относят к главному недостатку данного языка программирования [1].

Программный комплекс Blender является свободно распространяемым инструментом для трехмерного моделирования. В данную программную среду изначально входит большое количество режимов работы, инструментов, функций и расширений. Однако несмотря на этот факт в программный комплекс внедрен еще один очень полезный инструмент – интеграция с API Python, позволяющая производить многие преобразования в сцене программным путем. Для подобных работ заложен режим Scripting, представленный на рис. 1.

Рис. 1. Режим работы Scripting в меню выбора редакторов

508

Электронный архив УГЛТУ

В режим Scripting входят:

–текстовый редактор;

–консоль Python;

–справка.

Модуль, в который входит набор классов, методов и функций, относящихся к Blender в Python, называется bpy.

Можно выделить основные подклассы модуля bpy:

–bpy.context – определение вызываемой части пользовательского интерфейса (сцена/объект/коллекция);

–bpy.data – доступ к внутренним данным Blender;

–bpy.path – путь к данным Blender;

–bpy.types – все типы, работающие в Blender. Наиболее часто используется для регистрации операторов и элементов пользовательского интерфейса;

–bpy.ops – доступ Python к вызывающим операторам, включая операторы, написанные на C, Python или макросы. Операторы имеют ряд своих классов, таких как texture, scene, sculpt, uv, particle, mesh, object и др. Также можно создавать собственные подклассы, но важно помнить, что в Blender операторы контекстно зависимы, то есть зависят от того места, откуда происходит вызов данного оператора;

–bpy.рrops – свойства и параметры объектов в Blender;

–bpy.utils – содержит служебные функции, специфичные для Blender, но не связанные с внутренними данными блендера [2].

Модуль bpy устроен таким образом, чтобы программно можно было обратиться к любому объекту, его свойству или параметру и задать ему необходимые настройки.

Программный комплекс Blender изначально позволяет создавать

ианимировать модели различной сложности и гибко настраивать пользовательский интерфейс. Однако работа с трехмерной графикой достаточно трудоемкая и занимает большое количество времени. Задачу автоматизации в Blender позволяет решить Python. С помощью программного кода можно обратиться к любой к точке/кривой/мешу/объекту/сцене или коллекции объектов и задать размеры, локализацию или вращение, установить связи

игенерацию новых элементов в рабочей области. Данные возможности значительно облегчают и ускоряют работу пользователя в тех случаях, если однородных объектов в сцене большое количество, либо для процесса моделирования требуется периодическая генерация элементов с заданными параметрами. Также для удобства пользователя можно создать собственную панель с необходимыми полями, параметрами и кнопками. В принципе

своем предустановленные и свободно распространяемые расширения в Blender являются теми же скриптами, написанными на языке Python. Разница между аdd-on (расширением блендер) и скриптом состоит в том,

509

Электронный архив УГЛТУ

что аdd-on имеет специальное описание и структуру, где указан автор, применение и прочие параметры.

Примеры применения скрипта на языке Python в программном комплексе Blender представлены на рис. 2–4 [2].

Рис. 2. Примеры применения кода на языке Python в Blender

Рис. 3. Пример применения кода на языке Python в Blender

Можно сделать вывод, что режим Scripting в Blender позволяет выполнять программным путем базовые действия, связанные с элементами классического моделирования, анимацией сцены, настройкой имитации света и рендера, накладыванием текстуры на объект и другие основные инструменты работы Blender, при этом позволяя автоматизировать трудоемкий процесс построения 3D-модели средствами API Python. Blender дает возможность обратиться к любому объекту в рабочей области, будь то отдельная точка, грань, полигон или группа объектов, чтобы произвести над ними

510