29 октября 2021 г.

Транспорт — один из вертикальных рынков, где внедрение цифровых решений идет наиболее активно. Сегмент транспорта крайне фрагментирован: согласитесь, автомобильные перевозки сильно отличаются от железнодорожных, морские — от авиационных и т. д. Авиационные мы рассматривать не будем — это закрытый сегмент, где могут работать только компании после строгой нишевой сертификации, а про некоторые общие особенности остальных сегментов транспорта поговорим чуть подробнее.

Автомобили и digital: история длиннее, чем кажется

Транспорт достаточно дорогой, и поэтому любая успешная оптимизация технологий или бизнес-процессов приводила к весомому результату и была экономически оправдана. Концепцию «подключенного автомобиля», например, начали внедрять еще во времена 2G-сетей! Заметим, что SMS как канал связи использовали как в коммерческом, так и в частном транспорте.

Канал обмена короткими сообщениями, которые содержали проприетарные коды, описывающие ситуацию в автомобиле, сложно назвать широким, но для ряда практических задач его было более чем достаточно.

Автосигнализации с SMS-информированием, устройства с дистанционным запуском двигателя или с дистанционной же блокировкой были доступны и для легковых авто. Конечно, они были дорогими в приобретении — по причине сочетания малой распространенности и проприетарности как самих решений, так и примененных в них датчиков/исполнительных механизмов — но технически были доступны еще на заре развития мобильной связи в ее современном понимании. Несмотря на дороговизну, они были востребованы у аудитории с платежеспособностью «выше среднего», так как обеспечивали очевидные удобства и обладали «вау-фактором».

Возможность развернуть подобные устройства на коммерческом транспорте «вау-фактора» не давала, зато обеспечивала значительную экономию, позволяя дистанционно контролировать основные параметры состояния как авто, так и груза. Внедрение таких решений позволяло резко уменьшить как «усушку-утруску», так и «перерасход топлива», а поэтому было достаточно популярно среди заказчиков из профильных бизнесов. Кроме очевидных анти-тефт-возможностей, становились доступны функции контроля параметров условий для перевозимых товаров — температурного режима, влажности, отсутствия резких торможений/ускорений и т. д. — что обеспечивало лучшую сохранность грузов.

С появлением в свободном доступе GPS стало актуальным сопряжение бортовых систем авто с решениями диспетчеризации — напомним, весь трафик по-прежнему шел в коротких сообщениях! — что уже позволяло оптимизировать управление автопарком. Возможность оперативного контроля — послать SMS-запрос и получить координаты авто в SMS же — позволяла как более точно отвечать на вопросы «где груз и когда он прибудет?», а также бороться с «левыми» рейсами. Это позволяло оптимизировать ряд бизнес-метрик и поэтому также было воспринято бизнесом с энтузиазмом.

Основные технические подходы, способные превратить транспортное средство в smart-устройство, отработаны в эпоху М2М-коммуникаций и без особых изменений перенесены на новые технологические платформы. Концепция авто как «подключенного устройства» является логичным продолжением решений, построенных на M2M-коммуникациях, история которых насчитывает уже более четверти века, только выполненное на ином технологическом уровне. Снижение стоимости компонент позволило увеличить количество датчиков и применять видеокамеры, развитие компьютеров — реализовать EDGE-вычисления, в том числе, для «компьютерного зрения» и видеоаналитики, а широкополосная беспроводная связь — сопрягать бортовые системы и «облако», получая решения, практически работающие в реальном времени.

Дальнейшее развитие концепции подключенных устройств в реализации для автотранспорта привело к разумной идее: «умный автомобиль» может получить дополнительные возможности, взаимодействуя с инфраструктурой «умной дороги»! Для автомобильного транспорта это идея относительно свежая, а вот в случае с железной дорогой — давняя, причем прекрасно развитая.

Разумеется, ИТ-решения в транспортных системах во многом похожи по функциям: контроль технического состояния, определение местоположения, мониторинг состояния водителя/машиниста/экипажа, контроль за состоянием груза, взаимодействие с EPR-системой компании и т. д. Но унификация пока не произошла, да и исторически акценты оказались расставлены по-разному. Рассмотрение позволит понять современное состояние, перспективы и возможности взаимодействия digital-элементов на транспорте с другими цифровыми решениями, как индустриальными, так и персональными.

В чем основные отличия подключенных поездов?

Компьютеризация железнодорожного транспорта шла несколько иначе: цифровые решения прекрасно ложились поверх развитой автоматизации дорожной инфраструктуры, над которой инженеры работали с позапрошлого века. Мысль о том, что «умный локомотив» может и должен взаимодействовать с «умной инфраструктурой» в данном случае выглядит вполне логичной — инфраструктура уже достаточно smart.

В настоящее время digital-решения для локомотивов существенно более продвинуты, чем применяемые на большинстве авто. Принцип тот же — на устройства и механизмы локомотива установлены многочисленные датчики и исполнительные устройства, поток данных с которых используют для задач оперативного контроля, но данные также используют для анализа. Предиктивная аналитика позволяет минимизировать простои техники — снижает вероятность возникновения внезапных неисправностей, позволяя предсказать их заранее и направить локомотив на ремонт до возникновения поломки. Для большинства авто аналитика такого уровня пока недоступна, но для локомотивов ее внедряют массово.

Заметим, что кроме старого доброго предиктивного анализа для локомотивов все чаще применяют технологии «цифровых двойников». Digital twins позволяют шире смотреть на систему как единую комплексную сущность, а не только как на совокупность компонент. Это позволяет точнее определять причины, которые приводят к направлению «цифрового локомотива» в «цифровое депо».

Системы управления «умного депо» заранее знают, когда и какой локомотив будет направлен на ремонт, что позволяет оптимизировать загрузку производственных мощностей, заранее заказать нужные запчасти и компоненты, а также выполнить ряд других действий для оптимизации, значительная часть которых тоже оказывается предиктивными. Депо — часть инфраструктуры «умной дороги». Есть у «цифрового локомотива» взаимодействие и с другими элементами дороги, но они специфические, поэтому мы их рассматривать не будем, а только упомянем.

Заметим, что подвижной состав — это не только локомотивы, но и вагоны. Вагоны тоже могут быть подключенными устройствами! Это удобно как для обеспечения безопасности (противопожарной, антивандальной и т. д.), так и для контроля груза, который может быть скоропортящимся, ценным, ядовитым, взрывоопасным и проч. В случае с пассажирскими вагонами наличие широкополосного подключения позволяет обеспечить развлечения и скоростной интернет-доступ для пассажиров, что может выступать как опциональными платными услугами, так и, например, применено для повышения класса обслуживания — это уже зависит от маркетинга компании, выполняющей пассажирские перевозки. Отметим лишь, что подключенность открывает широкие возможности для вагонов разной специализации. Предикативная аналитика доступна и в этом случае, но технология «цифровых двойников» применяется гораздо реже, чем для локомотивов, в силу затратности самого процесса создания digital twin.

Водный транспорт: особенности и понимание DX

Все сказанное выше про важность подключенности для автомобильного и железнодорожного транспорта, справедливо и для водного. Современное судно получает большое количество датчиков, которые фиксируют параметры функционирования узлов и агрегатов, условия работы экипажа, параметры хранения груза и другие данные, из которых можно получить бизнес-значимую информацию. Набор задач, в принципе, тот же самый: от оперативного управления до тактического/перспективного планирования, от применения вычислений для прогнозирования и оптимизации до все того же анти-тефт (капитаны, бывает, и «левачить» пытаются, и топливо на сторону продают, и т. д.). Однако задачи цифровизации для водного транспорта имеют свою специфику.

Во-первых, применяемые компоненты должны отвечать ряду специфических характеристик — например, уверенно противостоять влажности и соленым брызгам — а также в ряде случаев иметь отраслевую сертификацию. Во-вторых, для судов обеспечение устойчивой связи является непростой задачей. Разумеется, эта связь спутниковая, причем работать она должна во всех положениях. Также следует помнить, что иногда надстройки и детали конструкции затеняют антенны, и связь со спутником может прерваться (вывод: нужно ставить дублирующие «тарелки»), а также про необходимость поддержания связи в условиях шторма (вывод: нужно устанавливать стабилизаторы для антенн). В-третьих, суда — дорогие устройства, оптимизация операционной деятельности может принести значительную выгоду, поэтому судовладельцы все активнее применяют дорогостоящие технологии для оптимизации, например, упомянутые выше «цифровые двойники».

В данном случае для повышения эффективности также полезно поддерживать связь «оцифрованного» транспортного средства со smart-инфраструктурой. При взаимодействии «умного судна» с «умным портом» есть своя отраслевая специфика. Но очевидно, что порту крайне полезна возможность заранее — за несколько часов до прибытия судна — получить информацию для подготовки, перераспределения и оптимизации ресурсов. Это позволит «цифровому порту» быстрее обслужить «цифровое судно», повысив пропускную способность и, соответственно, эффективность. По понятным причинам это оптимизирует всю цепочку, в которой задействованы разные транспортные компании и логистические сервисы.

Водный транспорт оказывается наиболее передовым, так как в его решениях уже присутствует понимание необходимости в сквозной автоматизации, пронизывающей всю цепочку поставок. В данном случае особенно хорошо видно, что судно — лишь часть данной цепочки, важная, но не единственная, вместе с другими задействованная в создании единой ценности. Цифровизация способствует «цифровой трансформации» (DX) как отдельных элементов, так и всей цепочки поставок.

Что дальше?

Развитие digital-составляющей в сегменте транспорта неизбежно начнет «драйверить» несколько направлений в ИТ. Кроме интеграции и телекома, создания систем видеоаналитики и неизбежного расширения вычислительных мощностей — как в EDGE, так и на стороне серверов/"облаков" — влияние будет распространяться еще на несколько направлений.

Интеграция с «умной инфраструктурой», которая касается взаимодействия транспортных средств, получивших smart-функции с различными элементами. Для автомобиля это значит возможность наладить взаимодействие — как по команде от шофера, так и самостоятельно, на уровне «цифрового тумана» — от сервисных служб до гаражных «умных ворот», от «умного дома» до smart-сигнализации. Для коммерческого автотранспорта этот список будет дополнен, например, возможностями обмена данными с «цифровым складом».

Синергия от взаимодействия систем будет проявляться и на более высоких уровнях, например, при взаимодействии «умного транспорта» с «умным городом». Примером может служить обратная связь навигаторов в авто, которые передают обезличенные данные о местоположении и скорости движения, на основании чего строят оперативные карты загрузки дорог, информация с которых нужна как для оперативного реагирования (изменения схемы работы светофоров, коррекции доступных скоростей на трассах, переключения реверсивных полос и т. д.), а также для дальнейшего анализа.

Инфобезопасность в данном случае приобретает особое значение: транспортные системы в силу своей повышенной опасности и распределенности в пространстве находятся под пристальным вниманием хакеров. В обеспечении их защиты есть ряд особенностей. Например, цифровые решения на транспорте часто не могут быть защищены от хакеров физически — злоумышленник может приблизиться на расстояние действия беспроводных интерфейсов, подключиться к кабелям и т. д. В данном случае показательна история про взлом автомобиля Tesla, который «белые хакеры» выполнили с дрона — при этом была использована уязвимость в коммуникационном модуле. Дрон сопровождал взломанной автомобиль для поддерживания Wi-Fi-соединения с бортовой системой, над которой был захвачен контроль.

Кастомизация становится крайне востребована: ведь коммерческий транспорт придется подключать как инфраструктурам, так и к системам управления бизнес-процессами — причем разных предприятий! — а это требует большого количества настроек. Далеко не все могут быть решены средствами low-code, поэтому в ряде случаев потребуется разработка. К разработке в данном случае будут предъявлены повышенные требования, поэтому значение различных аспектов в DevOps — прежде всего, TestOps и DevSecOps — сильно возрастает.

Вместо заключения

Напомним, что в сфере транспорта находится один из классических и наиболее выразительных кейсов «цифровой трансформации» — история с таксопарками, которая началась с Uber и привела к полному переформатированию сегмента. Не менее прекрасна история с возникновением и развитием каршеринга в современном понимании. На наших глазах каршеринг возникает, и развивается сервис «авто по подписке» и т. д. Есть все основания предполагать, что и новые кейсы «цифровой трансформации» в транспорте будут столь же масштабны и значимы.

Внедрение цифровых решений на транспорте — как и в любых других сегментах экономики — не самоцель, а средство оптимизации бизнес-процессов и повышения эффективности. Фронт работ для внедрения digital-решений на транспорте — причем как цифровизации, так и «цифровой трансформации» — огромен и сложен. На всех этапах решения задач — от постановки до реализации обслуживания — нужно помнить про нишевую специфику, которая в транспортных задачах крайне разнообразна.

Заметим, что сказанное в этом материале не связано ни с электрификацией транспорта, которая представляет выраженный тренд, ни к внедрению автопилотов. Заметим, что автопилоты в ряде сегментов уж стали обыденностью. Вопросы автопилотирования относятся не только к транспорту, но и к нишам: погрузчикам, сельхозтехнике, роботизированным доставщикам (а-ля робот-курьер от «Яндекса») и т. д. Но об этом поговорим в следующий раз.

Источник: Александр Маляревский, внештатный обозреватель CRN/RE