Навигационные системы в логистике



В данной статье рассматривается использование различных навигационных систем в логистике с точки зрения движения материальных потоков с помощью автотранспорта, морских и авиаперевозок, а также современной транспортной логистики. Перечислены их основные задачи, функции.

Ключевые слова: транспортная логистика, GPS, ГЛОНАСС, навигационные системы, навигационный модуль, морской транспорт, авиаперевозки, автомобильный транспорт, GSM-модем, GSM-канал.

На протяжении львиной доли своей истории человечество при перемещении себя и грузов в пространстве на дальние и не очень расстояния использовало для определения своего местоположения Солнце, звезды, характерные (приметные) особенности местности, карты определенной степени точности (от откровенно сказочных — во времена становления цивилизации — до достаточно точных, полученных с помощью аэрофотосъемки), компас (от магнитного, изобретенного во времена династии Сун в древнем Китае, до гирокомпаса, созданного в начале XX века в Европе [1]), астролябию и секстант. В двадцатом веке ситуация с ориентацией в пространстве значительно улучшилась: например, благодаря развитию воздухоплавания в навигации стали использоваться радиомаяки (VOR/DME) и радиолокация. Однако качественный прорыв в навигации случился только в конце ХХ века, когда США и СССР/Россия полностью развернули свои глобальные спутниковые навигационные системы: в 1993 г. на вооружение встала система GPS (заказчик — Минобороны США), а в 1995 г. — ГЛОНАСС (заказчик на сегодня — Роскосмос, после фактического прекращения функционирования система восстановлена до полноценного работоспособного состояния к 2009–2010 гг.) [2,3,4].

В 1995 г., через два года после своего запуска, изначально военная система GPS, предназначенная для целеуказания при наведении ракет и боевых самолетов, была открыта для гражданского использования, что привело к фактической революции в обеспечении логистики системами навигации, когда местоположение транспортного средства (автомобиля, судна, самолета) стало возможным отслеживать с точностью до нескольких метров практически в любой точке нашей планеты [5].

По состоянию на сегодняшний день в мире функционируют две глобальные навигационные системы: GPS и ГЛОНАСС, а также одна региональная — китайская БейДоу [6]. Принципиально системы очень похожи и состоят из трех основных сегментов: космического, управляющего и абонентского (пользовательского) [7]. Космический сегмент представлен спутниками (около 30), вращающимися на определенных орбитах вокруг Земли, сигналы от которых поступают на абонентские устройства, что позволяет последним вычислять свои координаты в трехмерном пространстве с точностью до нескольких метров. Управляющий сегмент состоит из главной управляющей станции, которая отвечает за общее функционирование всей системы в целом, одной или нескольких резервных запасных управляющих станций, а также из наземных антенн и станций мониторинга1 [8]. Абонентский сегмент представлен десятками миллионов приемников GPS и GPS/ГЛОНАСС [9].

Все современные гражданские навигационные системы, которые используют GPS или ГЛОНАСС, решают одну из следующих задач:

 позволяют водителю транспортного средства (пилоту, штурману) планировать и далее контролировать или оптимизировать свой маршрут в режиме реального времени, т. е. в процессе перемещения в пространстве;

 обеспечивают в пассивном он-лайн режиме централизованный сбор информации о перемещении парка (флота) транспортных средств;

 позволяют осуществлять управление парком (флотом) транспортных средств в режиме реального времени в активном режиме (управление таксопарком с обработкой вызовов такси и назначением машины; управление работой такелажной техники на причале и т. п.).

Первая задача с успехом решается абонентскими навигационными системами, используемыми прежде всего в личных целях автомобилистами и образующими рынок персональных навигационных систем. В подавляющем большинстве случаев эти системы состоят из четырех частей: приемника спутникового сигнала (GPS или совмещенного GPS/ГЛОНАСС), процессора обработки данных, экрана и программного обеспечения для визуализации информации о движении и канала для получения данных от внешнего сервера (GSM-модем, канал Radio Data System, канал Real Time Traffic Information и т. д.). Внешний сервер обычно используется для предоставления актуальной карты местности (города), а также для получения информации о пробках и временных перекрытиях дорог (информация о пробках составляется на основе усредненных данных о скорости движения в привязке к участкам сетки дорог, получаемых от самих абонентских устройств, а также — в России — от различных муниципальных систем контроля и управления транспортом типа АСУД г.Москвы и с собственных стационарных датчиков коммерческих провайдеров «пробочного» контента типа российских Яндекса и Навитела).

Персональные навигационные системы, как правило, в настоящий момент реализуются на:

1. Смартфонах и планшетах, т. к. они обладают всеми необходимыми компонентами: GPS-приемником, большим цветным экраном, процессором и GSM-каналом для получения данных о пробках и для загрузки обновленных карт;

2. Интегрированных модулях, встраиваемых в приборную панель автомобилей.

С точки зрения логистики материальных потоков с помощью автотранспорта данные персональные навигационные системы интересны прежде всего при организации перевозок грузов с центральных складов в конечные точки его реализации в черте крупных мегаполисов (Москва, Санкт-Петербург, Казань, Краснодар и т. д.), а также при организации перевозки между городами на большие расстояния, когда водитель ранее не осуществлял вывоз и (или) доставку груза по требуемому маршруту.

С точки зрения логистики морских и авиаперевозок подобного рода системы плотно интегрированы непосредственно в системы управления судами, где они обязательно дублируются другими системами, например, в авиации — с VOR/DME (навигация по системе радиомаяков и радиомаячная система инструментального захода самолетов на посадку, она же курсо-глиссадная система). Это обусловлено тем, что, во-первых, точность позиционирования GPS/ГЛОНАСС-систем хуже, чем даже у курсо-глиссадных систем первого, т. е. низшего, класса, а, во-вторых, GPS/ГЛОНАСС являются системами двойного назначения и в военных целях в любой момент могут быть отключены (или начнут выдавать искаженные данные) для гражданских абонентов как в целом на всей территории планеты, так и в отдельном регионе.

С точки зрения современной транспортной логистики очень большой интерес представляет использование навигационных систем на базе GPS или ГЛОНАСС для решения задач сбора информации о перемещениях автотранспорта и морских судов. Если авиасообщение достаточно жестко и детально контролируется государствами и собственниками флота (подаются и согласовываются полетные планы, самолеты видны на радарах и т. д.), то с автотранспортом и, в несколько меньшей степени, морскими судами ситуация иная: только собственник с помощью навигационной системы может обеспечить контроль за точным прохождением маршрута силами его транспортной единицы.

Следует отметить, что подобного рода системы появились еще до того, как GPS был запущен в эксплуатацию вообще. Примером является система Euteltracs (начала функционировать в 1992 г.), которая построена на базе своей системы геостационарных спутников и управляющих станций, включая сервера обработки данных. Данная система раз в минуту снимает текущие координаты с автомобиля или судна, на котором установлено ее абонентское оборудование, обеспечивает двухстороннюю связь между диспетчером и водителем (капитаном), поддерживает систему гарантированной доставки сообщений водителю (капитану) с подтверждением их прочтения, обеспечивает функцию тревожной кнопки и т. д. Число абонентских устройств (единиц автотранспорта и морских судов) — около 400,000 [10]. Пожалуй, единственная проблема — это зона покрытия, которая ограничивается Европой и Западной Сибирью, что является прямым следствием построения сети всего на двух спутниках (второе следствие — точность позиционирования в 100 м, что существенно хуже, чем у систем на базе GPS/ГЛОНАСС) [9].

Естественно, большинство современных систем контроля за движением автотранспорта и морских судов построено на базе GPS/ГЛОНАСС. Это позволяет разработчикам систем сосредоточится прежде всего на развитии функционала систем и удобства их использования, оставив вопросы привязки к координатам местности одному из двух упомянутых лидеров систем геопозиционирования. Из российских систем для использования на автотранспорте можно упомянуть следующие: «Автотрекер», «GLOBAL», «МСС ГЛОНАС» и т. д., а также решения от ведущих сотовых операторов МТС («Мобильные сотрудники») и Билайн («Автомониторинг транспорта GPS или ГЛОНАСС»).

В принципе, все системы подобного рода однотипны:

1. В качестве навигационного модуля используется абонентский блок GPS/ГЛОНАСС, устанавливаемый скрытно под капот, приборную панель и т. д. с подключением к бортовой сети электропитания автомобиля и резервированием питания через собственный аккумулятор;

2. Для передачи данных на сервер обработки информации используется GSM-модем;

3. Сервер обработки информации — свой (реже) или арендованный (чаще);

4. В зависимости от функционала на системы автомобиля устанавливаются дополнительные датчики (открывания крышки бензобака, капота, дверей и т. д.) или осуществляется подключение к бортовому компьютеру для снятия иной необходимой информации (расхода топлива и т. п.).

Кроме собственно визуализации того, где на карте города (местности) находится единица автотранспорта, а также отображения пройденного маршрута в привязке к временным координатам, подобные системы предоставляют интересные сервисные возможности, например, рассылку смс-сообщений на список сотовых телефонов в случае наступления какого-либо предустановленного события. В перечень таких событий входит: выезд за предварительно очерченную область на карте (вообще или в какой-то запрещенный временной период, например, в нерабочее время — ночью и субботу и воскресенье); простой на месте с работающим или неработающим двигателем более установленного времени в рабочие часы и т. д.

Очевидно, что применение подобных навигационных систем контроля за автопарком резко сужает возможности осуществлять «левые» рейсы, сливать топливо, а также повышает трудовую дисциплину.

Современные гражданские навигационные системы, которые используют GPS или ГЛОНАСС, могут также обеспечивать и управление в режиме реального времени логистикой пассажирских перевозок (такси) и логистикой погрузочно-разгрузочной техники на складах и в порту.

Системы управления таксопарком реализуются независимыми разработчиками, которые не аффилированы с автопроизводителями. Среди подобных российских систем можно упомянуть следующие: М2М-ТАКСИ (сейчас фактически не существует), SeDi, ПАК Тракт-TAXI ГЛОНАСС/GPS

Данные системы позволяют реализовать следующие функции:

 ГЛОНАСС/GPS мониторинг местоположения, скорости, направления движения и технического состояния транспортных средств в режиме реального времени;

 спутниковый мониторинг, GPS-слежение и контроль находящегося «на линии» транспорта с сохранением в базу данных необходимых параметров: эффективный (с заказом) и «холостой» (без заказа) пробег транспортного средства, техническое состояние автомобиля и т. д.;

 автоматический поиск ближайших к адресу вызова транспортных средств;

 двухсторонний обмен стандартизированными статусными сообщениями между водителем и диспетчером;

 частично/полностью автоматизированное назначение машины для выполнения заказа;

 передача на машину, подтвердившую заказ, полного формуляра заказа;

 управление статусами заказов;

 закрытие заказа в формате, обеспечивающем получение всей необходимой для базы данных информации;

 ГЛОНАСС/GPS контроль входа машины в зону заказа;

 контроль всех стадий выполнения заказа с помощью обмена сообщениями между водителем и диспетчером;

 тотальный спутниковый контроль, ГЛОНАСС/GPS слежение за соблюдением водителем его графика работы

 сбор, анализ и хранение информации в базе данных системы;

 ведение различных справочников (транспортных средств, персонала, автомобильных навигаторов и мн.др.).

Все подобные российские системы позволяют выдавать информацию водителю на портативный планшет, установленный на автомобиле, что исключает необходимость звонков диспетчеру и, соответственно, позволяет водителю полностью сосредоточиться на дорожной ситуации. Ряд упомянутых российских систем также предусматривают тесную интеграцию с бухгалтерской информационной системой таксопарка.

В заключение обзора навигационных систем, используемых в логистике, хочется отметить, что крупнейшие зарубежные производители портовой и складской погрузочно-разгрузочной техники, такие как Liebherr, Krupp, Kawasaki, Acta, Aker и т. д. комплектуют свою современную продукцию различными системами автоматического управления с элементами навигации на базе GPS, позволяющими технике «разъезжаться» на ограниченных площадках, а также выстраиваться в некое подобие производственного конвейера [11].

Литература:

1. Коваленко А. П. Приключения путеводной стрелки. — М.: МАИК «Наука/Интерпериодика», — 2001 г.
2. United States Updates Global Positioning System Technology. By Cheryl Pellerin, Washington File Staff Writer. Режим доступа: http://web.archive.org/web/20080129150600/http://www.america.gov/st/washfile-english/2006/February/20060203125928lcnirellep0.5061609.html
3. ФЦП «Глобальная навигационная система» (Постановление Правительства РФ от 20 августа 2001 г. № 587).
4. А.Сердюков. Материалыконференции: United Nations/Azerbaijan/European Space Agency/United States of America Workshop on the Applications of Global Navigation Satellite Systems 11–15 May, 2009, Baku, Azerbaijan.
5. Официальный сайт АО «НТЦ «Интернавигация». Режим доступа: http://www.internavigation.ru/page.phtml?p=68
6. Официальныйсайт BeiDou Navigation Satellite System. Режим доступа: http://www.beidou.gov.cn/2012/12/14/201212142e8f29c30e0d464c9b34d6828706f81a.html
7. http://www.globalsecurity.org/space/systems/gps_3-ocx.htm
8. Официальный сайт GPS (http://www.gps.gov)
9. М. Н. Григорьев, Логистика — Базовый курс, — М: Юрайт, — 2012 г.)
10. Официальный сайт Euteltracs (http://www.euteltracs.ru)
11. Официальный сайт Liebherr (www.liebherr.com)