CC BY
17УДК 656.62
Ю.В. Гусева, аспирантка ФГБОУВО «ВГУВТ» 603950, г. Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5 А.Ю. Платов, заведующий кафедрой ФГБОУ ВО «НГАСУ» 603950, г. Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65
МЕТОДЫ СБОРА ДИСЛОКАЦИИ ДЛЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ ФЛОТА
Ключевые слова: дислокация, информационная система, оперативное планирование.
В статье рассмотрены существующие методы сбора дислокации. Показано, что автоматизация сбора дислокации не даёт качественного улучшения процессов управления работой флота. Совершенствование этих процессов может быть получено только при автоматизации оперативного планирования и регулирования работой флота на базе информационной системы управления работой флота. Определены основные требования к подсистеме сбора дислокации в рамках информационной системы управления. Предложена конкретная программная архитектура подсистемы сбора дислокации и определена стоимость её разработки.
Одним из необходимых условий автоматизации задач планирования работы флота является обеспечение соответствующих информационных систем (ИС) оперативной информацией, важнейшей составляющей которой является дислокация флота. Неудачи многих проектов по автоматизации планирования работы флота были обусловлены, в том числе и невозможностью автоматизированного сбора данных о дислокации [1].
В настоящее время имеются все технические возможности по сбору данных дислокации. Однако практически приемлемая подсистема сбора таких данных, как будет показано ниже, в общем случае не может быть реализована с помощью какого-либо универсального решения или технологии.
Используемые в настоящее время методы сбора дислокации могут быть различными даже для судовых компаний, входящих в один холдинг. Примером могут служить компании, входящие в состав холдинга UCL HOLDING, который представляет собой международную транспортную группу предприятий, оказывающих услуги по перевозке грузов железнодорожным и водным транспортом, логистике, судостроению и круизной деятельности, а также перевалке грузов в портах [2]. В судоходный дивизион UCL HOLDING входят следующие судоходные компании: ООО «В.Ф. Танкер», ОАО «СК «Волжское пароходство», ОАО «Северо-Западное пароходство».
Процедура сбора дислокации в ООО «В.Ф. Танкер» реализуется в трёх разных формах. Согласно первой форме данные о дислокации передаются капитанами судов в 00 часов 00 минут в текстовой форме. Если доступен мобильный Интернет, то данные передаются через электронную почту, и затем они вручную вносятся диспетчером в базу системы «1С: Предприятие». Если Интернет недоступен, то передача осуществляется в виде телеграмм через систему ИНМАРСАТ, текст которых затем автоматически распознаётся программой «1С: Предприятие».
Вторая форма - это передача диспетчеру и менеджеру по флоту сообщений от агента при поступлении к нему судов (например, для оформления или передачи документов). Эти данные передаются по электронной почте в произвольной форме.
В третьей форме используются автоматизированная идентификационные системы (АИС), установленные на судах компании. Эти данные используются оперативно и нигде не хранятся.
В ОАО «СК «Волжское пароходство» сбор дислокации осуществляется с использованием ИС F/3, в составе которой имеется подсистема «Дислокация флота». Функции подсистемы следующие [3]:
- прием и обработка оперативных радиограмм с судов;
- контроль и оперативная корректировка информации о текущем местоположении судна и технических характеристиках рейса;
- регистрация грузоперевозок и рейсов, формирование отчетных документов, отображающих ход транспортного процесса.
На рис. 1 представлено рабочее окно этой подсистемы.
Рис. 1. Пример основного окна «Дислокация» подсистемы «Дислокация флота» в ИС F/3
Сведения о дислокации поступают от капитанов судов либо от несущих вахту членов командного состава экипажа судна, которые обязаны посылать сообщения о местонахождении во время несения капитанской вахты. Сообщения передаются с помощью спутникового канала связи ИНМАРСАТ и имеют определённый формат. Пример такого сообщения представлен на рис. 2.
ЕиЬ^лтэео
1/2С10В0"; ¿/КАЛАХиаКО 1/Зе.а 7/22^1 В ЙЕКЙГЛКЦ В/О2-2 0]-1 А/Ш2НЫЕКА\'5К|^ $(0.-2, аиХКЕИ-1 К? Л 5!М'1.'М1КОЧ-
Рис. 2. Пример сообщения по дислокации в ИС F/3
Сообщения имеет возможность отслеживать диспетчер. Полностью корректное сообщение автоматически разносится в ИС F/3 в соответствующую форму. В случае некорректности каких-либо данных диспетчер может эти данные откорректировать.
В силу того, что сообщение о местонахождении судна посылается только один раз в сутки, то единовременной картины дислокации флота нет.
В ОАО «Северо-Западное пароходство» так же, как и в ОАО «СК «Волжское пароходство», при сборе дислокации используется система F/3, однако, отличие этого использования состоит в использовании так называемого «Судового модуля», с помощью которого капитаны судов в полуавтоматическом режиме передают радиотелеграммы через канал спутниковой связи ИНМАРСАТ. Данные с АИС также используются в оперативном режиме, то есть с помощью АИС можно узнать, где судно находится в конкретный момент времени, и не более того.
Кроме внутрифирменных способов получения дисклокации можно пользоваться также общедоступными средствами. К ним относятся, во-первых, открытые или платные сервисы в сети Интернет. Примером бесплатного сервиса является сайт Marine Traffic, с помощью которого мониторинг местоположения морских судов реализуется в реальном режиме времени на базе АИС, устанавливаемых на все суда согласно Конвенции SOLAS [4]. В качестве другого открытого источника данных о дислокации могут стать сайты бассейновых управлений [5]. Примером платного сервиса может служить система мониторинга «Виктория», которая реализуется на базе системы ИНМАРСАТ [6].
Как можно видеть, полностью автоматизированного способа сбора дислокации не реализовано. Вследствие этого в каждый момент времени, отличный от момента передачи данных, судовая компания располагает только приблизительной прогнозной дислокацией.
Автоматизация сбора дислокации возможна, например, на базе АИС. Между тем едва ли можно утверждать, что технологически самый совершенный сбор дислокации на базе АИС вытеснит в будущем другие способы сбора дислокации.
Во-первых, и это главное, применение системы ИНМАРСАТ, которая будет использоваться АИС на большом удалении от берега, остаётся дорогим. Автоматизированная передача координат судна через короткие промежутки времени для морских судов бессмысленна, а для всех судов - сравнительно дорогая.
Во-вторых, потребности в информации конкретных судоходных компаний могут превышать возможности, предоставляемые серийно выпускаемыми АИС. Ясно, что дислокация - это не все необходимые данные, и потому целесообразно их передачу совмещать с передачей дислокации. В настоящее время АИС могут кроме координат передавать ряд других данных: осадку судна, прогнозное время прибытия, курс, данные о грузе и т.д. Но не исключено, что в целях управления потребуется передавать какой-то дополнительный набор данных, не поддерживаемый серийными приборами.
В-третьих, малые судоходные компании могут иметь потребности как в наборе данных, так и в их частоте сбора намного меньшие, чем получаемые с помощью АИС.
Эти соображения позволяют предположить, что несмотря на удешевление технологий в ближайшем будущем судовые компании будут ориентироваться на использование разных способов сбора дислокации.
С организационной точки зрения можно различить два способа передачи дислокации:
1) неавтоматизированный, при котором капитаны судов регулярно или нерегулярно передают информацию диспетчеру;
2) автоматизированный, при котором данные регулярно передаются специальной судовой коммуникационной системой.
Также можно видеть два способа приёма дислокации:
1) неавтоматизированный, при котором диспетчер читает телеграммы или осуществляет визуальный контроль дислокации с помощью геоинформационной программы, подобной [4].
2) автоматизированный, при котором данные попадают напрямую в базу данных. Для этого в судоходной компании используются учётные системы типа 1С или F/3.
С технической точки зрения могут использоваться следующие способы передачи данных.
1) Передача через систему ИНМАРСАТ.
2) Радиопередача через УКВ.
3) Звуковое сообщение по мобильному телефону.
4) Передача через мобильный Интернет.
5) Определение координат мобильного телефона по базовым станциям GSM.
Использование системы ИНМАРСАТ гарантирует, что с судна точно будет отправлено сообщение, которое затем будет получено адресатом. Также судно гарантировано получит такое сообщение. Сообщение может передаваться с судна на берег и в обратном направлении. Кроме того, использование этого канала связи регламентировано Правилами Российского Речного Регистра. Кроме того, ИНМАРСАТ не имеет ограничений по местоположению судна.
Стоимость такой связи зависит от тарифа, используемого судоходной компанией. По опыту эксплуатации можно оценить затраты на ИНМАРСАТ порядка 10 тыс. рублей на судно за навигацию.
Радиопередача на УКВ, на которую ориентированы АИС, возможна в ограниченных пределах - там, где имеется сеть УКВ-передатчиков в прямой видимости. Как можно видеть из [4], это все прибрежные моря и - потенциально - все реки. Следует заметить, что сервис [4] предоставляет программный интерфейс, с помощью которого возможно автоматизированное получение дислокации, а также иной информации, доступной через АИС. Стоимость такой услуги в 2016 г. - более 17 тыс. руб. за одно судно за навигацию при интервале запроса в 1 час.
Остальные три способа передачи - не специализированные и в силу этого они будут самыми дешёвыми. Последний способ пригоден только для передачи координат.
По нашему мнению для тех процедур принятия решений по оперативному управлению, которые используются в настоящее время в СК, неавтоматизированный сбор дислокации достаточен в большинстве случаев. Повышение точности и объёма данных по дислокации за счёт автоматизации сбора дислокации не изменит принципиально качество решений по оперативному управлению, пока последнее само осуществляется менеджерами или диспетчерами в неавтоматизированном режиме.
Главная проблема неавтоматизированного сбора - приблизительность дислокации - имеет значение только при условии оперативного планирования работы флота на базе уточнённых методов моделирования работы флота, которые в силу объёма вычислений могут проводиться только с помощью специальных компьютерных программ.
Таким образом, мы имеем в настоящее время ситуацию, прямо противоположную той, которая складывалась до середины 2000-х годов: возможности коммуникационных технологий превышают возможности их использования в рамках имеющихся методов оперативного управления и, следовательно, не дают от своего использования той отдачи, которая может быть теоретически достигнута.
Полноценное использование современного технологического потенциала требует внедрения в работу судоходных компаний систем поддержки принятия решений в дополнение к тем учётным системам (типа 1С или F/3), которые уже применяются на практике. Дальнейшее внедрение более развитых коммуникационных технологий без совершенствования процессов управления работой флота может быть обусловлено или оправдано только удешевлением этих технологий или же особыми требованиями государства или международных организаций.
Примерами систем поддержки принятия решения, для которых сбор дислокации должен быть и непрерывным, и автоматическим, могут быть системы оптимального нормирования или непрерывного оперативного планирования, применение которых может давать ощутимый экономический эффект [7].
Однако даже для таких систем неавтоматизированный способ передачи дислокации должен применяться наряду с неавтоматизированным. Он потребуется для фиксации моментов начала-завершения операций, учёт которых имеет значение для опе-
ративного планирования: прибытия или отправления судов, ввода судов в эксплуатацию, вывода на плановый ремонт и т.д. Эти важные моменты никаким образом не фиксируются в рамках системы автоматической идентификации.
Для автоматизации приёма дислокации данных должен использоваться текстовый протокол передачи, при котором возможна автоматическая обработка поступившей информации. Это обеспечит автоматизированный приём дислокации. Заметим, что производители АИС уже используют специальный протокол NMEA.
Для реализации автоматизированного планирования на базе непрерывного сбора дислокации имеет принципиальное значение ещё один вопрос. Дело в том, что географические координаты бесполезны для задач автоматизированного планирования работы флота. Для таких задач внутренние водные пути представляются в виде ориентированного графа, морские и озёрные маршруты - в виде матрицы расстояний. Поэтому необходима реализация алгоритмов перевода географических координат в графовые и наоборот.
Рассмотрим возможную архитектуру подсистемы сбора и обработки дислокации в составе ИС управления работой флота. Всего потребуется три программных модуля типа клиент-сервер и один разделяемый модуль.
В составе такой подсистемы, во-первых, предусматривается модуль, с сервером для автоматического (полуавтоматического) сбора дислокации. Техническая его реализация будет зависеть от метода получения данных. Если ориентироваться на сбор данных со станций GSM, то сервер будет работать через SMS-модем. В полуавтоматическом режиме капитан судна будет использовать программу для смартфона (например, GPStoSMS для Android), которая будет передавать координаты по SMS. Полностью автоматический режим требует создания специального программного обеспечения для вычисления географических координат через триангуляцию по базовым станциям.
Во-вторых, необходим программный модуль, с помощью которого географические координаты будут переводится в графовые. Именно графовые будут сохранятся в базе данных ИС для дальнейшего использования в алгоритмах прогнозирования, анализа и планирования работы флота. Это модуль реализуется как разделяемый объект.
Для перевода географических координат некоторой заданной точки в графовые должна быть создана база данных с географическими координатами отрезков линейных маршрутов. По этой базе будет осуществляться поиск ближайшего отрезка к заданной точке. Поскольку в оперативной памяти эта база будет храниться в отсортированном виде (критерий сортировки - удаление от северного полюса), то можно будет использовать эффективный бинарный поиск с асимптотической сложностью O(log N).
Третий модуль будет отвечать за визуализацию дислокации. Наиболее простой путь реализации этого модуля состоит в использовании открытых карт, доступных через интернет-сервисы. Таким сервисом является, например Яндекс. Карты. В этом случае модуль визуализации реализуется в виде Web-сервера, пересылающего по запросу географические координаты всех судов судовой компании, а также некоторые данные о судах, и Web-клиента на языке JavaScript, который посылает упомянутые запросы серверу и с помощью программного интерфейса Яндекс. Карты специальными маркерами отображает местоположение судов.
Задача четвёртого модуля состоит в сборе данных о судах, передаваемых неавтоматизированным способом. Обычно это сообщения агентов или капитанов о начале (окончании) транспортных операций. Модуль также состоит из клиента, который реализуется на судовом компьютере или смартфоне и позволяет посредством простой экранной формы передать некую информацию, и Web-сервера, получающего переданную информацию и сохраняющего её в базе данных ИС.
Объём кода перечисленного программного обеспечения можно оценить сверху 20 тыс. строк кода на языке С. Согласно [8] это соответствует примерно одному челове-
ко-месяцу разработки. То есть стоимость разработки подсистемы сбора дислокации составит около 200 тыс. руб. В эту сумму не входит стоимость оборудования: GSM-модем, сервер и при необходимости смартфоны. Также не учитывается стоимость базы данных по водным путям, которая будет использована при преобразованиях географических координат.
Таким образом, можно утверждать, что система сбора дислокации для решения задач управления работой флота технически полностью реализуема и доступна даже для средних судоходных компаний.
Список литературы:
[1] Платов А.Ю., Платов Ю.И. Проблемы внедрения аналитических информационных технологий на речном транспорте / А.Ю. Платов, Ю.И. Платов // Наука и техника транспорта. - 2010. -№ 3 - С. 43-45.
[2] Universal Cargo Logistics Holding [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.uclholding.ru.
[3] Громов С.В Применение корпоративной информационной системы в судоходном дивизионе UCL HOLDING / Вестник Волжской государственной академии водного транспорта. Выпуск 35. - Н. Новгород: Изд-во ФБОУ ВПО «ВГАВТ», 2013. - 342с.
[4] Карта в реальном времени - AIS - движение судов и позиции [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.marinetraffic.com/ru/.
[5] ФБУ «Администрация «Волго-Балт». Дислокация [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.volgo-balt.ru/page/20
[6] Виктория: спутниковый мониторинг судов в реальном времени [Электронный ресурс]. -Режим доступа: https://victoria.lrit.ru/index_rus/index.html.
[7] Платов А.Ю. Методология оперативного планирования работы речного грузового флота в рыночных условиях / Речной транспорт (XXI век). - М., 2010. - № 1. - С. 77-79.
[8] Макконнел, С. Сколько стоит программный проект / С. Маконнел. - СПб.: Питер, 2007. -297 с.
METHODS OF COLLECTING DISLOCATION FOR INFORMATION SYSTEM IN FLEET OPERATION MANAGEMENT
J. V. Guseva, A.J. Platov
Key words: dislocation, information system, operational planning
The article describes the current methods of collecting dislocation. It is shown that the automation of the collecting of fleet tracking does not give the qualitative improvement of management processes of fleet working. Improvement of these processes can be obtained only in the automation of operational planning and management of the fleet working on the basis of the information system of the fleet operation management. The basic requirements for the subsystem of collecting dislocation are determined within the information management system .The authors offer a specific software architecture of collecting dislocation subsystem and the price of its development is determined.
Статья поступила в редакцию 30.06.2016 г.
