Новые возможности систем телематики для транспортных средств, строительной и специальной техники.

Общеизвестный факт, что современные транспортные средствах (ТС), включая строительную, специальную технику и самоходное оборудование сегодня просто напичканы электроникой, а современные легковые автомобили уже стали представлять собой просто «гаджеты на колесах»! Кроме потребительской привлекательности, как-то - удобство пользования, комфорт восприятия окружающей обстановки и помощь «цифровых ассистентов» водителю, а скорее уже – оператору, в управлении транспортным средством, встроенное датчиковое оборудование предоставляет информацию об условиях и режимах эксплуатации техники, техническом состоянии отдельных агрегатов,  что в свою очередь, при соответствующей обработке этого массива данных, позволяет оценить эффективность использования оборудования, а в дальнейшем и оптимизировать затраты на его обслуживание и ремонт.

Именно за сбор, первичную обработку и последующую передачу данных отвечают средства телематики – от обычных терминалов до программируемых бортовых телеметрических контроллеров. Соответственно, от функциональных возможностей применяемых телематических средств напрямую зависит объем собираемых данных. В простейшем варианте – это может быть стандартный геоинформационный пакет: местоположение и скорость ТС, получаемые посредством систем  глобального позиционирования, таких как GPS (США), ГЛОНАСС (Россия), Beidou  (КНР), Galileo (ЕС). В случае же  применения контроллеров, поддерживающих обмен данными по CAN-шине, а также обладающих возможностью получать данные с внешних датчиков (например, датчиков уровня топлива и т.п.), пакет данных кратно увеличивается, что уже предоставляет более широкие возможности для последующей обработке полученной информации. Не менее важным, а скорее даже – основополагающим - уровнем является используемая система мониторинга – т.е. уровень сбора, обработки и визуализации данных. От ее возможностей также, если не в большей степени зависит объем и качество получаемых и обрабатываемых данных. Подобные решения общеизвестны, широко и достаточно успешно эксплуатируются в нашей стране и за рубежом, но речь не о них. 

В данном материале хотелось бы рассмотреть дальнейшее развитие возможностей как самих средств телематики, так и платформ обработки телематических данных.

Стоит отметить, что до недавнего времени, вопрос использования систем мониторинга транспортных средств отдавался на откуп непосредственно эксплуатирующей организации, т.е. фактически - конечному пользователю. Но уже на протяжении нескольких лет ведущие производители автотранспорта, строительной, специальной (включая, сельскохозяйственную) техники устанавливают телематику не как опцию, а «по умолчанию» - т.е. она уже входит в базовую комплектацию. И здесь есть очень интересный момент, связанный с ее использованием – даже если телематика и присутствует, она не всегда активирована!

«Блок мониторинга действительно входит в стандартную комплектацию всех наших машин, хотя мы не активируем его до тех пор, пока клиент этого не хочет, [так как] он должен за это платить»  — вот так, например, комментирует данный факт г-н Марк Блондель, координатор по стимулированию сбыта в отделе развития европейского рынка Komatsu.

Не менее интересно выслушать утверждение  г-на Джона Томаса - Управляющего  по маркетингу и стратегическому развитию компании Construction Technology & Solutions Group, работающей с техникой Caterpillar:

«Они [блоки мониторинга] были добавлены из-за сочетания как требований клиентов со стороны крупных владельцев автопарка, так и в результате требований со стороны нашего [Caterpillar] инженерного состава, которому нужна была информация, помогающая нам создавать машины в будущем».

Caterpillar предлагает две версии собственной системы мониторинга  CareTrack — базовая и расширенная, отличающихся объемом предоставляемых данных. Данные предоставляются на основе подписки – вначале бесплатной, далее взымается плата. 

Аналогичные системы имеют и прочие производители строительной и специальной техники – это система Komtrax от Komatsu, LiveLink от JCB и прочие. Не отстают и производители коммерческого транспорта – и Volvo  и Scania имеют собственные мониторинговые системы.

В настоящее время функциональность телематики значительно расширилась с тех пор, как первые системы были добавлены более десяти лет назад, но некоторые базовые функции по-прежнему актуальны: определение местоположения и движения отдельных ТС по-прежнему актуально и все больший интерес клиенты обращают на мониторинг состояния технических систем машин, включая предупреждения о потенциальных неисправностях, текущих ремонтах и т.п.

Система Komtrax от Komatsu, например, предоставляет как оперативную информацию, так и также ежедневные , ежемесячные отчеты, которые позволяют подрядчику контролировать состояние машины и планировать профилактическое обслуживание.  Также пользователю доступны коды ошибок, характеризующих предаварийные и аварийные параметры – такие как, перегрев двигателя и\или трансмиссии и прочие. Система формирует отчеты о местоположение объекта, о его техническом состоянии и режимах работы  за отчетный период – сутки, месяц и т.п. Также системой учитывается расход топлива, ведутся графики температуры охлаждающей жидкости и масла в системах смазки.

Отдельным образом учитываются ситуации, связанные с действиями оператора, которые могут привести к  к выходу машины из строя, например,  включенное состояние стояночного тормоза во время движения.

Еще одно направление в использовании телематических данных – это оценка манеры управления техникой оператором – так например, аварийный сигнал перегрева тормозов может указывать на то, что оператор полагается исключительно на тормоза, и не использует режим торможения двигателем. Подобных сценариев система может обрабатывать множество – это и резкие ускорения/торможения, срабатывания антиблокировочной системы торможения, системы курсовой устойчивости и т.п. – данная функциональность фактически выделена в отдельную группу контролирующих оператора систем – т.н. экодрайвинг.  Их использование помогает эксплуатанту оптимизировать затраты, а также понимать возможную потребность в дополнительном обучении персонала.

В тоже время, техника, предназначенная  для транспортировки  грузов,  погрузочно-разгрузочных работ оснащаются  датчиками взвешивания, позволяющие предоставлять данные о весе перемещенной нагрузки в отчетный период, что вкупе с учетом количества поездок или моточасов, позволяет системе соизмерить полученные данные с расходом топлива и тем самым оценить топливную эффективность выполнения рабочих операций.

И, пожалуй, важнейшие  из проблем, которые позволяет обнаружить телематика – это простои оборудования , а также т.н. «наматывание» моточасов – т.е. ситуации, которые подрядчики выполнения работ изо всех сил стараются обуздать – так как это фактически «выкинутые деньги на ветер».

Как сказано выше, пользователь может пользоваться телематическим сервисом по подписке, например, через вэб-портал, если это предусмотрено производителем. Кроме этого некоторые производители техники просто предоставляют клиенту готовые отчеты (т.е. фактически не допускают его непосредственно в систему мониторинга), но подобные отчеты могут быть предоставлены и дилеру, продавшему технику данному клиенту, со всеми вытекающими вариантами – от планирование технического обслуживания до отказа от гарантийных обязательств в связи с нарушениями норм эксплуатации оборудования.

Компания Volvo, например, предоставляет клиентам свободный доступ только к строго определенным параметрам мониторинга – т.н. базовому пакету, доступ к более углубленной информации, включая аналитически обработанную – уже за отдельную плату.  Хорошей практикой является когда производитель предлагает первоначальный бесплатный период, но вводит плату через определенное время лет в надежде, что владельцы техники к тому времени смогут оценить ценность полученной информации.

Кроме оценки эффективности использования оборудования, системы телематики удобны для тех компаний, чей бизнес связан с предоставлением техники в аренду или лизинг. Например, система JCB LiveLink позволяет предупреждать прокатные компании о продолжающемся использовании оборудования, срок аренды которого предположительно истек.

Отдельная тема по использованию телематики, которую упоминаем вскользь связана с оптимизацией страховых взносов – установка средств телематики в совокупности с охранной сигнализацией позволяют серьезно снизить сумму страховки.

По мнению многих  производителей, телематика в секторе строительной техники будет становиться все более всеобъемлющей.

«Я думаю, что в будущем машины будут становиться все умнее и умнее, и мы увидим больше данных, поступающих от них», — говорит Джон Томас. «Для этого есть несколько причин: машины будут иметь больше датчиков и собирать больше информации. Кроме того, современные способы передачи данных позволяют быстро передавать данные большого объема».

Важно отметить, что производитель в свою очередь явно не документирует возможность  удаленного управления оборудованием, но в реальности (по оценке экспертного сообщества) такая возможность присутствует, что несет за собой  довольно серьезные последствия, но это тема для отдельного разговора.

А что же у нас, в России?

Естественно, что касается отечественных эксплуатантов техники известных западных и не только брендов, они также, наряду со всем «остальным цивилизованным  миром»  имели доступ к фирменным системам телематики, правда … до определенного момента времени – после начала проведения Специальной военной операции России на Украине, большинство западных производителей не только свернули бизнес в Российской Федерации, но и закрыли доступ к своим интерактивным сервисам, включая и мониторинг.  Эта ситуация и коснулась даже владельцев легкового, т.е. фактически на 90% индивидуального транспорта – интерактивные сервисы отключили и для них!

Что же могут предложить для исправления ситуации отечественные производители телематических средств и программных платформ мониторинга?

Не смотря на то, что на отечественном рынке представлено достаточно много и конечных устройств, и систем мониторинга. Уже указывалось выше, что для получения полноценных данных от средств мониторинга требуется как минимум работа с шиной CAN. В целом, и  таких устройств достаточно, но и здесь есть важное замечание – как правило, производитель техники либо предоставляет описание CAN-профиля (т.е.  списка контролируемых параметров) в урезанном виде (только основные и контрольные параметры), либо не предоставляет совсем! Так как было указано выше – мониторинг для них это часть бизнеса, так и хочется добавить: «просто бизнес и ничего личного»!
Таким образом, для реализации подобных систем требуется высокая специализация в области работы с шиной CAN, большой опыт, в том числе и в области «реинжениринга», и, что немаловажно – собственное производство электронных устройств.  Ярким примером подобных устройств является универсальный программируемый считыватель данных (логгер) CAN-LOG, производства ООО «Фарватер».  

Рисунок 1 - Универсальные программируемые логгеры CAN-LOG

Устройство широко применяется для внедрения в системы охраны и сигнализации автомобилей и хорошо известно компаниям установщикам подобных систем.  Также оно используется и для работы в системах мониторинга личного и коммерческого транспорта, но, как не странно, не многим известно, что помимо CAN-профилей легковых автомобилей и легкого комтранса,  CAN-LOG умеет работать и с седельными тягачами и с широкой линейкой строительной, сельскохозяйственной, коммунально-уборочной и прочей спецтехникой – в настоящий момент поддерживаются более 3000 видов различной техники и оборудования! CAN-LOG программно совместим с большинством терминалов и контроллеров телематики, а компания разработчик постоянно добавляет новые CAN-профили, включая технику китайских производителей, которая более чем широко эксплуатируется в нашей стране.

Закономерным развитием серии CAN-LOG стало появление линейки модулей программируемых универсальных, представляющие собой мультиинтерфейсные преобразователи данных:

• МПУ-01- имеет интерфейсы: CAN, Rs485, Rs232, UART
• МПУ-02- имеет интерфейсы: CAN1, CAN2, Rs485, Uart, Bluetoot, WIFI 

Рисунок 2 –  Модули программируемые МПУ-01 и МПУ-02

Важно отметить, что кроме работы с CAN-шиной, большую популярность завоевала поддержка передачи данных по последовательным интерфейсам промышленного стандарта RS232 и RS485, причем движение в данном направлении двухстороннее – в качестве примера можно привести  систему дистанционного контроля дизельных и газопоршневых электростанций СДК-ДГУ  (также разработки ООО «Фарватер»).

Рисунок 3 – Блок мониторинга дизельных и газопоршневых электростанций

В составе системы используется универсальный телематический контроллер с МПУ-01, позволяющий работать с панелью управления энергогенерирующей установкой  по интерфейсу RS232/485 в формате протокола обмена MODBUS RTU, что позволяет получать практически все параметры, связанные с режимами работы установки, как контрольные, так и измерительные, такие как: напряжение и сила тока по фазам, общая выработка электроэнергии, расход топлива и т.д.

Еще одним примером использования возможностей МПУ-01 является решение по считыванию с CAN-шины данных об уровне топлива в баке и передача параметра в протоколе LLS (стандартный протокол датчиков уровня топлива (ДУТ), поддерживается большинством телематических терминалов) по интерфейсу RS485. Данное решение наиболее актуально в тех случаях, когда нет возможности установить нештатный ДУТ, например, на легковых автомобилях, спецтехнике и т.д., но в которых параметр уровня топлива в баке реализован в CAN-профиле устройства.

Как уже говорилось выше CAN-LOG, а также и МПУ-01/02 совместимы с большинством телематических терминалов различных производителей, но у производителя есть и собственная разработка – универсальный бортовой контроллер серии CAN-WAY. В настоящий момент в серийном производстве находятся версии:

• CAN-WAY V - имеющий сразу 3 интерфейса CAN, и по одному 1-Wire, RS-232, RS-485
• CAN-WAY M/MR/MC – в зависимости от версии могут иметь по одному интерфейсу CAN или RS-RS-485

Оба устройства для определения местоположения объекта, скорости и направления его движения  используют системы позиционирования ГЛОНАСС/BeiDo/GPS/Galileo, а передача накопленных данных происходит посредством сети сотовой связи стандарта GSM в режимах GPRS/3G/LTE, причем доступна передача одновременно на 4 сервера систем мониторинга с поддержкой протоколов Wialon IPS, Wialon Combine, EGTS, NDTP и др.

                         CAN-WAY V                                                                    CAN-WAY M/MR/MC

Рисунок 5 – Универсальные бортовые программируемые контроллеры

Таким образом, подведем промежуточный итог – средства телематики отечественного производства не только существуют, активно применяются, но и закрывают важную задачу – обеспечивают универсальных подход при работе с разнотипным оборудованием, в отличие от «фирменного» телематического оборудования производителей техники, которое рассчитано на работу только с собственным оборудованием.

Перейдем к уровню диспетчеризации и мониторинга – и здесь отечественным разработчикам есть что предложить!
Не будем останавливаться на широко известных системах мониторинга транспорта – их откровенно говоря в избытке, хотя хотелось бы отметить следующий факт, что компания GURTAM, разработчик популярной и широко используемой в России системы мониторинга WIALON, объявила себя западной и ведет откровенную антироссийскую политику, заявляя о своей финансовой помощи вооруженным формированиям Украины.

Главной особенностью существующих систем мониторинга транспорта можно назвать их узкая специализация, хотя некоторые имеют уже не только функции отслеживания объектов и работают с алгоритмами учета расхода топлива (в большинстве своем с использованием внешних датчиков уровня топлива), но и имеют подключаемые модули контроля манеры вождения водителя (экодрайвигн).

В этом плане в стороне стоит довольно интересное и достаточно новое программное  решение «Фарватер.Онлайн» - облачная система дистанционного контроля режимов и параметров работы объектов малой генерации, строительной, коммунальной, сельскохозяйственной техники и транспортных средств. Основным отличием от классических систем мониторинга, хотя «Фарватер.Онлайн»  позиционируется именно как система диспетчеризации, близкая к формату SCADA-систем (SCADA - от англ. Supervisory Control And Data Acquisition — диспетчерское управление и сбор данных), является ее открытость и универсальность.

Открытость – реализуется за счет реализации  возможности пользователю самостоятельно формировать информационные панели и визуальный формы предоставления данных, большинство требуемых задач можно сделать без помощи программиста – т.е. используя принципы low-code программирования! 

(* Low code — термин, используемый для описания типа программной платформы, которая позволяет создавать и развертывать пользовательские проекты  без обширных знаний в области программирования).

Универсальность – реализована прежде всего типизаций подхода к обработке и представлению данных. Так, к примеру,  пользовательский интерфейс выполнен на базе информационных панелей «дашбордов» и «виджетов» - т.е. масштабируемых элементов визуализации данных, что позволяет пользователю индивидуально настраивать их форму и содержание под свои требования. 

Типовой вид экрана автопарка приведен на рисунке 6 – каждому виду техники может соответсвовать своя визуальная форма представления информации – т.н. «виджит».

Рисунок 6 - Типовой вид главного экрана автопарка

В виджете вида техники приводятся значимые параметры – это могут быть как пробег ТС, количество моточасов, контрольные индикаторы и т.п. Для просмотра подробных параметров есть соотвествующая информационная панель (дашборд), пример которой приведен на рисунке 7.

Рисунок 7 – Примеры панелей с подробными параметрами техники

На данном дашборде данные приводятся также в виде стандартизованых виджитов – местоположение, график, видеорегистратор, SCADA-документ и др.

Встроенные в систему редакторы SCADA-документов и  отчетов позволяют воспользоваться как уже предопределенными формами документов, так и сделать свои собственные, в том числе в форматах документов предприятия. 

Кроме задач типовой диспетчеризации параметров, платформа позволяет реализовать пользовательские проекты – подобные приведеным выше Komtrax от Komatsu, LiveLink от JCB и подобных.

В системе уже реализованы или находятся в конечной стадии реализации следующие проекты:

• Учет расхода топлива по получаемым с CAN-шины параметрам текущего, общего расхода топлива и контроля уровня топлива в баке – данная функциональность позволяет пользователям видеть фактический расход топлива и позволяет оптимизировать затраты на него.
• Учет моточасов способствуют улучшению планирования технического обслуживания машин, позволяя выбирать наиболее удобное время в соответствии с графиком работ.
• Контроль работы на холостом ходу и фактов «намотки» моточасов – позволяет эффективно бороться с нарушением регламентов работы на технике.
• Учет проведенного технического обслуживания – позволяет следить за своевременным проведением ТО, а также эффективно его планировать .
• Мониторинг и контроль режимов работы дизельных генераторых уставновок постоянного и резервного энергоснабжения – позволяет контролировать параметры установок, включая уделенное управление 
• Контроль прицепного оборудования  - позволяет контролировать  местоположение и параметры (нагрузка на оси, износ и температура  тормозных колодок, давление в шинах и т.п.) прицепного оборудования  (прицепы, цистерны, платформы и т.д.), а также  сообщать о несанкционированном доступе к объекту контроля.

Совместно с заинтересованными компаниями в стадии опытной отработки находятся проекты по экодрайвингу и контролю эффективного использования арендного парка вилочных погрузчиков.  

Что касается «подкапотного пространства» программной платформы – это полностью отечественная разработка с использованием современных программных технологий

Подводя итог, отметим, что отечественные разработчики средств телематики и программного обеспечения систем мониторинга и диспетчеризации ничем не уступают западным компаниям, а в некоторых моментах и опережают их, но главное – российские компании стремятся делать решения, которые прежде всего адаптированы к отечественному  рынку и реальным финансовым и производственным возможностям клиентов.