Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка сетецентрической модели взаимодействия адаптивных планировщиков ресурсов для поддержки согласованной работы федерации (группы) региональных транспортных компаний и повышения эффективности междугородних грузовых перевозок

Докладчик: Скобелев Петр Олегович

Должность: генеральный директор, Директор по разработкам, генеральный директор

Цель проекта:
Описание проблемы, обоснование актуальности ПНИ: В последнее время на рынке транспортных компаний видна тенденция к образованию крупных «федераций» компаний, когда различные автономные перевозчики из регионов или подразделения одной компании, организованные как независимые бизнес-центры, получают возможность не толь-ко конкурировать, но и кооперировать между собой как внутри, так и вне своих домашних регионов в целях повышения качества услуг для потреби-телей, снижения затрат и минимизации рисков. Например, грузовик любой из компаний, заехавший в чужой регион, при этом хотел бы получить груз на обратную поездку, конкурируя с местными компаниями. Но, с другой стороны, может оказать им важную услугу, если флот домашних компаний находится в совершенно другом месте. В таком случае груз может быть перепродан с выгодой для всех участников в объединенной бизнес сети (shared networks), что повлечёт за собой уменьшение холостого пробега, повышение утилизации ресурсов, снижение выбросов CO2 и т.д. Аналогичная тенденция наблюдается и в других развитых странах, например, в США, где под брендом одной национальной компании могут работать тысячи автономных средних и малых компаний, получающих заказы от общего центра приема заказов. Данная прогрессивная модель бизнеса активно развивается в настоящее время в России в компании «Транс-Глобал», крупнейшем отечественном перевозчике, имеющем в своей структуре компанию «Лорри» из Екатеринбурга (более 1000 грузовиков) и ряд других. При этом вся трудоемкая работа по диспетчеризации зака-зов осуществляется полностью вручную. Это обусловлено тем, что существующие на рынке программные решения по управления грузовыми пе-ревозками (SAP, Антор, 1С и другие) не обеспечивают возможность решения задачи согласованного планирования ресурсов нескольких грузовых компаний в реальном времени, с учётом поступления новых заявок, движения грузовиков и т.д. В этой связи становится актуальной и значимой задача разработки новых методов и алгоритмов поиска согласованных решений по распределению поступающих в реальном времени заказов по транспортным ресурсам участников федерации, чтобы участники группы, продолжая конкурировать между собой за выгодные им заказы, имели также и возможность де-литься не выгодными им в текущей ситуации, но выгодными их партнерам по группе заказами, повышая суммарную эффективность всей федерации (группы) транспортных компаний. Для решения данной проблемы предлагается развитие сетецентрического подхода (системы систем), который бы обеспечивал согласованную работу сети адаптивных планировщиков ресурсов региональных транспортных компаний в единой базе заказов, с использованием общей для федерации шины данных. Предполагается, что в каждой входящей в федерацию транспортной компании, уже имеются собственные адаптивные планировщики ресурсов реального времени, работающие в целях повышения эффективности каждой из компаний. Главная задача проекта заключается в реализации возможности взаимодействия отдельных планировщиков друг с другом на принципах конкуренции и кооперации, выработав протоколы согласованного принятия решения в создаваемой «системе систем» за счет горизонтальных переговоров. Такое взаимодействие должно происходить по аналогии с существующими переговорами диспетчеров компаний, коммуницирующих между собой в случае возникновения проблемных зака-зов. В этих целях необходимо разработать новые методы согласованного распределенного адаптивного планирования. Следует отметить, что введение взаимодействия планировщиков неизбежно повлияет на структуру и функции существующих планировщиков компаний, поскольку каждый из диспетчеров принимает решения и коммуницирует с другими диспетчера-ми с учетом контекста ситуации приходящих заказов, позиции и планов своих грузовиков на заданный временной горизонт и т.д. Цель реализуемого проекта: Разработка сетецентрической модели взаимодействия адаптивных плани-ровщиков ресурсов для поддержки согласованной работы федерации (группы) региональных транспортных компаний и повышения эффектив-ности междугородних грузовых перевозок

Основные планируемые результаты проекта:
1. Краткое описание основных результатов:
Сетецентрическая модель взаимодействия «системы систем» адаптивных транспортных планировщиков для грузоперевозок будет разработана впервые. Кроме того, будут развиты методы и алгоритмы распределенного согласованного адаптивного планирования для моделирования междугородних грузовых перевозок и ряда других приложений, созданные и применявшиеся ранее лишь в более узких постановках для централизованного построения планов грузовых междугородних перевозок.
В результате проекта будет создан экспериментальный образец - прототип сетецентрической системы для поддержки согласованной работы федерации региональных транспортных компаний, который позволит оценить качество и эффективность предлагаемых новых моделей, методов и алгоритмов как на модельных, так и реальных данных.

2. Основные характеристики планируемых результатов
Для применения разработанного прототипа на предприятиях индустриального партнера будет создан общий центр приема заявок, в котором от-дельные компании группы будут обязаны размещать свои заявки. Версии различных систем адаптивного планирования, размещенные и настроенные на своих серверах для каждой компании (или в общем дата-центре группы), будут постоянно конкурировать за данные заявки, с учетом по-ступающих заявок, ситуативного положения грузовиков и их планов на заданный горизонт, предлагая решения с меньшей стоимостью перевозок и другими значениями критериев (сроки, риски и другие), обеспечивая при этом прибыль по всей группе компаний.
Для запуска прототипа предлагается следующая структура организации и обмена информацией между системами в рамках сстецентрического под-хода:
- в каждой компании будут находиться собственные автономные синхронизированные базы данных клиентов и грузовиков, процесс синхронизации реализуется на базе встроенных в них модулей асинхронного обмена данными;
- полная синхронизация данных будет поддерживаться только по следующим объектам:
1) Организации;
2) Водители;
3) Тягачи;
4) Прицепы;
5) Заявки.
- в каждой компании будет также доступ к общей базе клиентов, ресурсов и заявок группы. Однако доступ к заявкам «чужих» компаний будет толь-ко для «локального» модуля планирования, чтобы он мог планировать все заявки ГК на доступные ему «свои» грузовики. В самой системе будет сто-ять жесткий фильтр, и пользователь системы в одной компании не сможет увидеть заявку в другой системе и наоборот, что решит проблему недостаточной мотивации менеджеров, которые беспокоятся только за своих клиентов и не хотят искать варианты увеличения общей эффективности по группе в целом;
- остальные объекты системы: путевые листы, данные фактических место-положений грузовиков и др. не будут подлежать общей синхронизации, т.е. в каждой компании они будут своими. Сама площадка для взаимодействия систем будет развернута на отдельном, синхронизованном со всеми сервере, на котором будут вестись торги и переговоры между системами группы.
Работа сетецентрической системы происходит следующим образом:
• Все заявки подразделений группы компаний выгружаются в «общий котел» на торги;
• Подразделения забирают выгодные им заявки по текущим ценам (цена сравнивается с затратами, рассчитанными каждой дочкой в своей системе);
• Для расчета затрат каждая компания, входящая в группу, использует свой автономный планировщик, работающий исключительно с собственным автопарком;
• Цены заявок используются для внутрикорпоративных расчетов;
• Также планируется подключение к площадке и внешних перевозчиков, которые могли бы участвовать в торгах, предлагая свои цены, а также забирать заказы невыгодные для выполнения компаниям группы.



3. Оценка элементов новизны научных
В разработке будут использованы результаты работ по созданию и внедрению базовой версии мультиагентной системы планирования и управления междугородними транспортными грузоперевозками Smart Trucks, которая уже была успешно внедрена в компании индустриального партнера, акт подтверждающий внедрение прилагается. В данном проекте несколько таких автономных систем будут взаимодействовать в рамках создаваемой сетецентрической модели «системы систем» через общую шину данных, что потребует существенной переработки данной системы.
В исследовании будут также использованы результаты, полученные ранее заявителями при выполнении работ по государственному контракту №14.514.11.4080 от 20 июня 2013 на выполнение поисковых научно-исследовательских работ в рамках федеральной целевой программы "Ис-следования и разработки по приоритетным направлениям развития науч-но-технического комплекса России на 2007-2013 годы" по теме «Разработка прототипа SaaS версии интеллектуальной системы управления сборными грузовыми перевозками, интегрированной с интеллектуальным терминалом водителя и информационно-аналитической подсистемой расчета показателей эффективности грузоперевозок в реальном времени», в которой начата разработка новой системы Smart Logistics для консолидации грузов при развозках со складов в магазины.
В ходе данного проекта проведенные разработки будут интегрированы в рамках мультиагентной «системы систем» транспортных планировщиков, что будет показано также впервые.


4.Сопоставление с результатами аналогичных работ, определяющими мировой уровень.
Имеющиеся в наличии традиционные методы оптимизации и планирования ресурсов обладают рядом важных ограничений:
– Не учтены сложности современного бизнеса, который оперирует тысячами взаимодействующих заказов, условий и ресурсов, обладающих множеством особенностей;
– Не обеспечены возможности адаптационного планирования в реальном времени, потому как данные возможности требуют перспектив для динамического поиска и выявления конфликтных ситуаций в имеющемся графике;
– Можно предположить, что имеющиеся ресурсы и заказы идентичны в том смысле, что обладают схожими наборами критериев, ограничений и предпочтений, в процессе практического применения зачастую требуется индивидуально работать с критериями, ограничениями и предпочтениями, в том числе и меняя их в ходе работы системы;
– Нет возможности осуществлять поддержку баланса интересов для различных сторон, которые участвуют в планировании, уровень сервиса гибко адаптируется к прибыли, рискам, временным ограничениям;
– Не предоставляются средства для учета специфических знаний (которыми обладает каждое предприятие), оказывающих определенное влияние на качество планов;
– Не дает возможности диспетчеру легко оперировать предлагаемыми решениями и также легко их модифицировать.
Из этого следует вывод, что наличие предпосылок к созданию сетецентрической модели взаимодействия адаптивных планировщиков ресурсов для поддержки согласованной работы федерации (группы) региональных транспортных компаний и повышения эффективности междугородних грузовых перевозок, ориентированных на практическое использование технологий в сфере управления транспортными ресурсами, на данный момент не существует.
Реализация поставленной цели НИР возможна за счет усовершенствования процессов системы принятия решений в области управления, за счет применения актуальных технологий обработки и представления информации (баз знаний и онтологий), а также за счет практической реализации сетецентрического подхода в процессе построения автоматизированной системы обеспечения оперативного реагирования на текущие события, согласованного взаимодействия и гибкого планирования.
В связи с этим работы по данному проекту нацелены на анализ современных технологий в сфере логистики, построения транспортных систем и применения ИТ на базе сетецентрических технологий, выбор направления теоретических исследований и ведения исследовательской работы по оценке возможности использования мультиагентного подхода для формирования модуля планирования, который можно будет использовать для построения интеллектуальной транспортной системы.

5. Пути и способы достижения заявленных результатов, ограничения и риски.
В результате выполнения проекта появится прототип системы, который будет разработан и протестирован в модельной среде, приближенной к реальным применениям, и далее на реальных данных.
Разработанная платформа и технологии будут в дальнейшем доработаны до промышленной версии и использованы в ОАО «Лорри», имеющей 4 базовых филиала в Новосибирске, Томске и других городах.
Результаты разработок могут быть коммерциализованы следующими путями:
• продажа лицензий на готовую к использованию систему;
• продажа технологии работы системы - посредством уступки патента и передачи исходных кодов;
• получение средств на новые специализированные НИОКР проекты;
• получение средств для построения специальных промышленных применений;
• продажа сервисов (как новый оператор услуг на рынке).
Результаты будут представлены на отраслевых тематических транспортных выставках и конференциях в нашей стране и за рубежом.
Будут подготовлены публикации, индексируемые в Scopus и Web of Science.
Результаты проекта будут востребованы как на российском, так и мировом рынках, имеются предварительные договоренности с финским партнером.
Особенно перспективным представляется вариант создания специального облачного сервиса по модели «Software as a Service», который будет доступен потенциальным заказчикам с условием оплаты по результату.
Методы и средства, разработанные в проекте, будут патентоспособными.


Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1. Описание областей применения планируемых результатов:
Результаты проекта найдут применение как в грузоперевозках, так и во многих других приложениях, связанных с мобильными ресурсами, где со-здание централизованной системы планирования ресурсов затруднено или невозможно или где требуется переход к распределенным системам с согласованным взаимодействием их автономных частей.
Так же ожидается, что разработанные модели, методы и средства позволят повысить оперативность, гибкость и эффективность, производительность, масштабируемость, надежность создаваемых систем.

2. Описание практического внедрения планируемых результатов или перспектив их использования:
Предлагаемая система управления транспортными ресурсами может быть использована в транспортно-логистических холдингах разного масштаба: от группы небольших региональных филиалов одной компании - до больших национальных и международных групп транспортных компаний.

3. Оценка или прогноз влияния планируемых результатов на развитие научно-технических и технологических направлений
В дальнейшем данная технология может быть применена для создания промышленных версий системы интеллектуальных систем для поддержки согласованной работы федерации (группы) региональных транспортных компаний и повышения общей эффективности перевозок.

Текущие результаты проекта:
На момент проведения презентации все пункты ТЗ выполнены в полном объеме.
1. Проведен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы по вопросам создания и функционирования автоматизированных систем согласованной работы федерации (группы) региональных транспортных компаний и повышения эффективности междугородних грузовых перевозок, в том числе обзор научных информационных источников: статьи в ведущих зарубежных и (или) российских научных журналах, монографии) - не менее 15 научно-информационных источников за период 2009 – 2013 гг. Подготовлен соотв отчет по данному пункту.

2. Проведены патентные исследования, в рамках которого проведена сравнительная оценка вариантов возможных решений исследуемой проблемы с учетом результатов прогнозных исследований, проводившихся по аналогичной тематике; Проведение сравнительной оценки вариантов возможных решений исследуемой проблемы с учетом результатов прогнозных исследований, проводившихся по аналогичной тематике. Подготовлен соотв отчет по данному пункту.

3. По результатам взаимодействия с индустриальным партнером разработаны требований к сетецентрическим системам и способам согласованного взаимодействия адаптивных планировщиков транспортных
ресурсов. Подготовлен отчет по данному пункту.

4. Команда проекта участвовала в мероприятиях, направленных на освещение и популяризацию промежуточных и окончательных результатов НИР. Подготовлен соотв отчет по данному пункту.

5. Организована и проведена рекламная кампания, изготовление печатной и электронной рекламной продукции, ведение интернет-сайта, видео и других материалов. Подготовлен соотв отчет по данному пункту.

6. подана заявка на публикацию по результатам исследований и разработок в научный журнал, индексируемый в базе данных Scopus или в базе данных "Сеть науки" (WEB of Science).

7. Создан промежуточный отчет о НИР освещающий все выполненные работы на первом этапе.