Интеллектуальная навигация для транспорта на ГМТ Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

Интеллектуальная навигация для транспорта на ГМТ

I

А.Ю. Климентьев, разработчик и руководитель нефтегазовых проектов, Экономическая лаборатория АлександрА КлиментьевА

В статье рассматривается интеллектуальная навигационная система для транспорта на газомоторном топливе (ГМТ).

Для транспортных средств (ТС) на газе требуется особенная система навигации и сигнализации о достаточности газа в баллонах для продолжения движения. В условиях слаборазвитой сети АГНКС транспортные средства не имеют оборудования для визуализации точного количества газа и возможных маршрутов движения.

Разрабатываемая система позволит водителю отслеживать остаток топлива и принимать верное решение о необходимости заправки, строить протяженные маршруты по всей стране. Она также позволит снизить порожний пробег и повысить эффективность эксплуатации техники на ГМТ.

__Ключевые слова:

газомоторное топливо, автомобильная газонаполнительная компрессорная станция, навигационная система, эффективность использования ГМТ.

тремление снизить экологическое воздействие транспорта, уити от зависимости от нефтяных видов топлива обусловливает широкое использование различных альтернативных топлив на ТС. При этом владельцы таких ТС сталкиваются с недостаточно развитой инфраструктурой для заправки, что увеличивает затраты на их эксплуатацию и ограничивает мобильность и свободу передвижения.

Это касается и транспортных средств, использующих метан.

Современные программные решения позволяют видеть станции заправки в ближайшем окружении, но не обладают функциями предикции, так как не имеют средств анализа и связи с информацией о количестве топлива и его расходе.

В качестве примера можно привести российское мобильное приложение Gaz Station (iOs, Android, web). В формате web-страниц подобные сервисы есть у компании «Газпром газомоторное топливо» и на www.agnks.ru.

Имеющиеся средства планирования маршрута транспорта на альтернативных топливах, в том числе зарубежные, показывают исключительно наличие объектов инфраструктуры для заправки вдоль кратчайшего маршрута и не позволяют оценить необходимость и точки заправки на протяжении всего маршрута следования. Таким образом, они не обеспечивают водителя информацией о достаточности топлива и возможности заправки газом для достижения конечной точки маршрута.

Разрабатываемая на основе приложения Gaz Station система оценки количества газа в баллонах позволяет предупреждать водителя о достаточности топлива для продолжения движения и выдает рекомендации по маршруту до ближайшей АГНКС.

При использовании интеллектуальных систем навигации ожидаемыми результатами являются следующие:

• постоянное наличие топлива в дороге;

14 • планирование маршрутов и расширение зоны покрытия для транспорта на

газомоторном топливе;

• снижение порожнего пробега;

• повышение безопасности и надежности эксплуатации транспорта на газе.

Системы интеллектуальной навигации позволяют водителю с максимальной

эффективностью использовать сеть АГНКС и не имеют аналогов в мире.

В ходе разработки интеллектуальной навигации были также решены следующие задачи:

1. Построены газовые коридоры для транспортных средств на ГМТ. Причем эти коридоры могут отличаться для каждого типа ТС.

2. Обнаружено несоответствие в паспортных показателях количества заправляемого газа для транспортных средств на ГМТ, производимых в России. Производители существенно занижают количество заправляемого газа, что приводит к сокращению возможного пробега. Реальные показатели на 10...20 % выше. Правильный учет количества газа позволит более эффективно использовать транспорт на ГМТ и послужит расширению рынка газомоторного транспорта.

Современное состояние рынка и место интеллектуальной навигационной системы

По последним оценкам, в России эксплуатируются около 120 тыс. автомобилей на метане, которые потребляют около 430 млн м3 природного газа в год. Этот парк обслуживают 270 АГНКС.

Основными операторами рынка АГНКС являются газовые компании. При этом ООО «Газпром газомоторное топливо» является безусловным лидером, который со временем усиливает свое доминирование на рынке.

В России, на сегодняшний день, единственным мобильным приложением с актуальной картой газовых заправок является приложение Gaz Station. На сайтах с открытым доступом (http://agnks.ru и http://gazprom-agnks.ru) содержатся исключительно данные о месте расположения станций заправок и отсутствуют инструменты оценки достаточности топлива для достижения этих станций или навигации.

Аналогичных алгоритмов навигации и сигнализации для ТС на альтернативном топливе нет нигде в мире. Хотя близкие решения используются в навигации для Tesla.

В отличие от стоимости строительства АГНКС интеллектуальная навигационная система имеет существенно меньшую цену и позволяет владельцу ТС получать эффект от использования в любой точке страны (табл. 1)

При более высокой топливной эффективности транспорта на ГМТ он сталкивается с проблемой слабой развитости сети АГНКС и сетей сервисного обслуживания. Без сомнения, для строительства даже приближенной к СУГ сети потребуются многие годы и колоссальные финансовые ресурсы. В то же время современные средства навигации и алгоритмы предикции позволяют снизить остроту проблемы.

Пример из практики, описанный в [1]. Порожний пробег автобуса АТП-5 в Санкт-Петербурге только на заправку составляет более 3600 км в год. В результате убыток от эксплуатации автобусов на ГМТ составляет 35 млн руб. по сравнению с использованием дизельных версий автобусов.

Таблица 1

Сравнение стоимости и зоны покрытия АГНКС и программного комплекса интеллектуальной навигации для ГМТ

Показатель Значение

Стоимость АГНКС интеллектуальная навигация 200...240 млн руб. (для АГНКС «Газпром ГМТ») До 30 млн руб.

Зона покрытия АГНКС интеллектуальная навигация В радиусе 200.300 км По всей сети АНГКС

Преимущества интеллектуальной навигации • Прямой контакт с каждым пользователем • Развитие сервисов в области ГМТ • Построение маршрутов следования транспорта на ГМТ и выбор точки размещения АГНКС с максимальной эффективностью • Проникновение ГМТ в область частного легкового транспорта

В вышеуказанной оценке использовались паспортные данные вместимости баков автобуса на ГМТ НЕФАЗ 5299-20-31, которая составляет 197 м3 газа [2]. Однако при температуре 20 °С и давлении 20 МПа топливная система может перевозить 236 м3 газа и при неснижаемом давлении в баллонах 2 МПа имеет полезный объем газа в 215 м3, что обеспечивает дополнительные 43 км пробега или 10 % от паспортного значения.

Точный учет газа в топливной системе позволит сократить число рейсов на заправку в среднем на 10 %, что означает снижение холостого пробега и вынужденную переработку водителей на те же 10 %.

Интеллектуальные алгоритмы навигации могут применяться на различных транспортных средствах, использующих любое топливо, в том числе водород, биотопливо, спирты, аммиак, СУГ, бензин, дизель и электричество.

Этапы развития системы

Выгоды и польза интеллектуальной системы навигации

Интеллектуальные системы позволяют достигать следующих целей для различных участников газомоторного рынка: владельцев транспортных средств

• снижение риска оказаться с пустыми баллонами в пути;

• снижение порожнего пробега для заправки ГМТ (энергоэффективность и топливная экономия);

• планирование маршрутов и расширение зоны покрытия для транспорта на ГМТ;

• повышение безопасности и надежности эксплуатации транспорта на ГМТ; сети АГНКС

• повышение загруженности;

• создание платформы для внедрения сервисов в секторе ГМТ (аварийная кнопка, мини-ПАГЗС, обслуживание и ремонт техники, программы лояльности и т.п.);

• мониторинг маршрутов движения транспорта на ГМТ (места и частота заправок, пробег, интенсивность эксплуатации) для оценки направлений развития сети и размещения АГНКС в соответствии с фактическим трафиком;

производителей транспортных средств и оборудования

• создание интеллектуальной интегрированной системы навигации и топливной системы для транспортных средств, использующих альтернативные виды топлив, в том числе на основе технологий промышленного интернета (технология, при которой оборудование или устройства самостоятельно обмениваются информацией и выдают пользователю сигналы о необходимости принятия решения).

Функции интеллектуальной навигационной системы

Интеллектуальная навигационная система создается на основе мобильного приложения «Gaz Station-карта газовых заправок» (http://www.gazstation.net). Приложение имеет более 11 тыс. пользователей, содержит информацию о более чем 800 АГНКС в России и за рубежом (рис. 1), более 6 тыс. АГЗС.

Рис. 1. Карта АГНКС России и Европы приложения Gaz Station

Экономическая лаборатория АлександрА КлиментьевА

В ходе проекта информационное приложение становится интеллектуальным, и в него встраиваются алгоритмы оценки расстояния поездки с учетом количества топлива, функции планирования маршрута и заезда на газовую заправку.

В разрабатываемую систему встраиваются следующие функции:

• информирования и сигнализации (уровень топлива, его расход, визуализация возможного пробега и зоны покрытия, предупреждение о критическом уровне топлива для продолжения движения без заезда на заправку);

• планирования на протяженных и сложных маршрутах (оценка необходимого времени движения);

• коммуникации между зарегистрированными пользователями и участниками системы (связь с сервисными центрами, передача информации о маршрутах для последующего анализа развития сети АГНК);

• предикции (учет индивидуальных особенностей транспортного средства и особенностей стиля вождения, возможность достижения конечной точки маршрута, предложения об оптимальных вариантах заправки транспортного средства).

Этапы развития и уровни системы

1 уровень - оценка дальности пробега и выдача рекомендаций о времени и месте заправки.

2 уровень - навигация по выбранному маршруту с указанием места заправки для гарантированного пробега до выбранной точки и возврата к ближайшей АГНКС.

Достоверность прогнозирования зависит от качества исходных данных для оценки пробега или навигации. На начальном этапе данные вводятся водителем или пользователем вручную (рис. 2):

«на глаз» - по паспортным данным автомобиля и данным заправки определяется дальность пробега, затем система выдает рекомендации к заправке или оценивается пробег до следующей станции;

по оценке вместимости баллонов - по давлению, внешней температуре определяется объем топлива в баке; из расчета среднего фактического расхода топлива для данного автомобиля вычисляется дальность пробега и оценивается пробег до следующей станции заправки.

3 уровень - интеграция с топливной системой автомобиля, создание интеллектуальной системы контроля обеспеченности топливом и гарантированного пробега транспорта.

На третьем уровне ручного ввода данных не требуется, и информация поступает непосредственно с топливной системы. Полученная и аналитическая информация выводится на операторский пункт (планшет, смартфон).

Пользователь вводит данные о давлении и паспортном или фактическом расходе по опыту эксплуатации техники на ГМТ. Приложение в зависимости от внешних условий рассчитывает объем газа в баллонах и выдает оценки о достаточности топлива для продолжения движения.

На втором и последующих запусках системы водитель самостоятельно вводит данные о давлении, пробеге и расходе или на основании функции совмещения точек локации ТС и АГНКС выводится сообщение о необходимости ввода данных в программу (рис. 3).

Рис. 2. Схема ввода информации при первом запуске программы

Экономическая лаборатория АлександрА КлиментьевА

Рис. 3. Схема ввода информации при использовании программы

Экономическая лаборатория АлександрА КлиментьевА

Интегрированная система исключает ввод данных со стороны водителя. Интеллектуальная навигационная система получает необходимую информацию в постоянном режиме от бортового компьютера или от топливной системы автомобиля и выводит для водителя данные об остатке топлива и возможном пробеге на нем или о маршруте (рис. 4).

Рис. 4. Схема интегрированной навигационной системы с топливной системой ТС

Экономическая лаборатория АлександрА КлиментьевА, заявка на изобретение № 057683 [3]

При получении данных от АГНКС у водителя будет дополнительная информация о ценах на газ и наличии очередей на заправке (рис. 5).

Использование технологии позволяет владельцам АГНКС получить следующее:

• рост интенсивности эксплуатации ТС на ГМТ, что ведет к росту числа заправок и потребления ГМТ;

• отслеживание маршрутов ТС на ГМТ для планирования развития сети АГНКС, обнаружение мест для новых АГНКС;

Рис. 5. Схема взаимодействия АГНКС и интеллектуальной навигационной системы

Экономическая лаборатория АлександрА КлиментьевА

• развитие сервисов (программы лояльности, в том числе по методам геолокации, обслуживание техники, создание миниПАГЗ и т.п.);

• обратная связь с водителями и владельцами транспорта на ГМТ;

• инструменты планирования времени заправки транспорта на АГНКС (распределение нагрузки в течение дня, ликвидация очередей).

Математическая модель

Проведенный анализ паспортных данных транспортных средств на метане, выпускаемых в России, показал, что все производители при оценке вместимости газовых баллонов используют закон Бойля - Мариотта для идеальных газов:

р1У1 = р2У2,

где р1 - давление в начальных условиях; У1 - объем в начальных условиях; р2 - конечное давление; У2 - конечный объем.

При этом в «Руководстве по организации эксплуатации газобаллонных автомобилей, работающих на компримированном природном газе. РД 031121941095-03» [4] в разделе 8.3 приведена таблица для определения количества КПГ в баллонах при различных температурах и давлении, данные которой существенно отличаются от данных, используемых производителями техники [2].

Все дело в том, что поведение реальных газов существенно отличается от идеальных газов, и Руководство это учитывает. Тем более при высоком сжатии. Коэффициент сжимаемости (г) является характеристикой, которая описывает отличие реальных газов от идеальных [5].

Коэффициент сжимаемости изменяет уравнение Клайперона - Менделеева до следующего вида

рУ = гвЯТ,

где р - давление, Па; У - объем газа, м3; г - коэффициент сжимаемости; О - масса газа, кг; Я - газовая постоянная, Дж/(кг-К); Т - абсолютная температура, К.

20

Характер изменения коэффициента сжимаемости 2, который показывает отношение объема реального газа к объему идеального при одних и тех же условиях, с изменением температуры и давления можно установить, учитывая отличия реальных газов от идеальных. В последних молекулы занимают незначительный объем (по сравнению с объемом газа) и не испытывают сил притяжения друг к другу. Молекулы же реальных газов обладают определенными размерами, массой и взаимодействуют друг с другом. Поэтому реальный газ приближается к идеальным при низких давлениях, когда число молекул в единице объема невелико. Следовательно, при низких давлениях величина коэффициента сжимаемости должна быть близка к единице. С повышением давления молекулы газа сближаются, и силы притяжения между ними начинают помогать внешним силам, сжимающим газ. Вследствие этого реальные газы должны сжиматься сильнее, чем при тех же условиях сжимаются идеальные газы. Поэтому с ростом давления коэффициент сжимаемости 2 должен вначале уменьшаться. Когда углеводородный газ сжат до такой степени, что он приближается по свойствам к жидкостям, межмолекулярные расстояния уменьшаются настолько, что начинают проявляться взаимоотталкивающие силы между молекулами, препятствующие дальнейшему уменьшению объема газа. В этих условиях углеводородный газ должен сжиматься меньше, чем при малых давлениях, то есть значения 2 вновь возрастают при увеличении давления.

Коэффициент сжимаемости определяют по экспериментальным графикам, часто называемым графиками Брауна (рис. 6).

На АГНКС поступает газ, как правило, из трубопроводной системы, в которой транспортируется смесь углеводородных газов (табл. 2). Для смеси углеводородных газов с долей метана более 95 % можно с высокой достоверностью использовать коэффициенты сжимаемости для метана.

Таблица 2

Исходные данные по составу газа и параметры основных компонентов

Компонент Относительная молярная масса ркрр МПа V К Доля газа

Метан СН4 16,04 4,63 190,55 97 %

Этан С2Н6 30,07 4,87 305,45 3 %

Источник: Экономическая лаборатория АлександрА КлиментьевА.

Для использования графика Брауна для метана (см. рис. 6) необходимы приведенные параметры давления и температуры газов: приведенная температура

Т

Т =-

ПР у т '

¿-¡1 1 кр1

где Ткр!. - критическая температура /-го газа, К; ш/ - объемная доля /-го газа в смеси, %; приведенное давление

_ Р

РПР " ХЛ^ ,

где ркр/ - критическое давление /-го газа, МПа.

Для моделирования использовались давление 20 МПа и температура 20 °С (табл. 3, рис. 6).

Таблица 3

Расчет приведенного давления и температуры для коэффициента сжимаемости

Показатель Значение

Давление, МПа 20

Приведенное давление, МПа 4,312947

Температура, °С 20

Приведенная температура, °С 1,511106

Источник: Экономическая лаборатория АлександрА КлиментьевА.

Рис. 6. График коэффициентов сверхсжимаемости метана и его гомологов (приведенное давление и температура)

В отличие от жидких топлив количество и давление природного газа сильно зависит от температуры окружающей среды. При наличии сведений о давлении в баллонах общее количество газа следует рассчитывать по формуле [4]

^ Ру б

1000 г

где р - давление в баллонах, МПа; Уб - суммарный объем баллонов, л; 2 - коэффициент коррекции по суперсжимаемости и температуры окружающей среды; Q - количество топлива в баллонах, м3.

Для определения расхода следует использовать формулу [4]

0 =(0 -о )121

ч;расх Чч;нач ч;кону ^ з

где Qрасх - расход газа на 100 км, м3; Qнач - количество топлива в баллонах в начале пути, м3; Qкон - количество топлива в баллонах в конце пути, м3; $ - расстояние, пройденное транспортным средством, км.

Моделирование алгоритмов системы интеллектуальной навигации для транспорта на ГМТ

Для моделирования работы системы и построения газовых коридоров использовались данные по различным транспортным средствам, включая легковые автомобили (Лада Ларгус, УАЗ-3163), автобусы (ПАЗ-320302-11, НЕФАЗ 529940-51), грузовики (КАМАЗ-43118-32 и ГАЗ-33026), а также паспортные данные производителей техники. Для сравнения приведены значения объема газа в баллонах и пробега в идеальном случае с учетом сжимаемости метана и неснижаемого остатка в баллонах техники на ГМТ при давлении 2 МПа (табл. 4).

Таблица 4

Транспортные средства на ГМТ для моделирования алгоритмов системы ГМТ Ш

Автомобиль V и о н о л л а л и о н о л л а б 8 н О ¡3 1 бП 5 1 со О и т с ом & 1 о * ¡4 о и о а ^ п м 1-н я Пробег на КПГ, км Учет сверхсжимаемости 2=0,8 (20 МПа, 20 °С) С учетом неснижаемого остатка в баллоне (2=0,8, шпф МПа, 20 °С)

б о сл и СГ ем £ б О й <ч ^ а мр еп \о О л а 1= о к ^ № расчетный по данным производителя объем газа в баллонах, м3 пробег, км объем полезного газа в баллонах, м3 расчетный пробег, км

Лада Ларгус 1 90 18 6,4 281 280 23 352 21 323

УАЗ 3163 4 200 40 12,5 320 50 400 46 368

ПАЗ-320302-11 6 360 90 27,5 327 350 90 327 83 301

НЕФАЗ-5299-40-51 8 984 197 55 358 360 246 447 226 411

ГАЗ-33026 (бортовая платформа с однорядной кабиной и стандартной базой) 4 212 42,4 10,5 404 300 53 505 49 464

КАМАЗ-43118-32 (6x6) 16 1420 284 55 516 410 355 645 327 594

Источники: каталог ООО «Газпром ГМТ», Экономическая лаборатория АлександрА КлиментьевА.

Во всех случаях количество газа, заправляемого в баллоны, существенно превышает паспортные показатели, которые не учитывают сжимаемость метана. Исключение составляет лишь техника ПАЗ-320302-11, в паспортных данных которой корректно указан объем заправляемого газа. 23

Интеллектуальная навигационная система имеет две основные задачи:

• сигнализация водителю о достаточности топлива для продолжения движения;

• построение маршрута из точки А в точку Б с учетом используемого вида топлива и необходимости содержания в баллонах газа, достаточного для следования из точки Б к ближайшей АГНКС.

Сигнализация

Принципиальное отличие от действующих систем сигнализации, которые основываются на абсолютной величине остатка топлива, принцип сигнализации для ТС на альтернативном топливе основывается на величине соотношения между пробегом на остатке топлива и расстоянием ТС до АГНКС.

В случае расчета по паспортным данным для «Лады Ларгус» с газовым баллоном на 280 км при следовании из Москвы до Суздаля (240 км) через Владимир без дозаправки в течение всего маршрута в районе Владимира система выдает водителю следующие сигналы:

• при остатке топлива, достаточного для пробега расстояния, превышающего в четыре раза расстояние от местоположения ТС до АГНКС, - зеленый круг с радиусом, равным половине пробега на остатке топлива (рис. 7);

• при остатке топлива, достаточного для пробега расстояния, превышающего в 2-4 раза расстояние от местоположения ТС до АГНКС, - оранжевый круг с центром в точке местоположения и радиусом, равным расстоянию от ТС до АГНКС;

• при остатке топлива менее двух расстояний - красный круг с радиусом, равным расстоянию пробега до ближайшей АГНКС (красный круг означает отсутствие возможности продолжения движения и необходимость немедленно следовать на АГНКС).

а б в

Рис. 7. Моделирование работы системы сигнализации ГМТ 1№

а - остаток пробега больше 4 расстояний до заправки; б - остаток пробега больше 2-4 расстояний до заправки; в - остаток пробега меньше двух расстояний до заправки

Экономическая лаборатория АлександрА КлиментьевА

24

Рис. 8. Карты покрытия для ТС разных видов на газомоторном топливе: а - «Лада Ларгус»; б - «УАЗ-Патриот»; в - КАМАЗ

Gaz Station

Зоны покрытия транспортом на ГМТ и газовые коридоры1

На основе системы сигнализации возможно построение карты покрытия для транспорта на ГМТ в зависимости от вместимости бака и расхода топлива. Каждый круг имеет радиус, равный половине максимального пробега, что обеспечивает движение транспортного средства и возвращение его к АГНКС для заправки (рис. 8).

Пересечение кругов означает возможность гарантированного перемещения ТС из зоны покрытия одной АГНКС в зону покрытия другой. Таким образом, создается общая карта покрытия для отдельного вида ТС, в рамках которой имеются газовые коридоры для свободного перемещения транспортного средства с использованием ГМТ.

На основе программных решений и базы данных по АГНКС, имеющейся в приложении Gaz Station, построены зоны покрытия и газовые коридоры для «Лады Ларгус», «УАЗ Патриот» и КАМАЗа.

Навигация

Традиционные навигационные системы оптимизируют маршрут, решая задачи минимизации расстояния и времени движения. Интеллектуальная навигация заключается в дополнительных требованиях и ограничениях. Это связано с тем, что размещение АГНКС не является равномерным, и на маршрутах, построенных традиционными методами навигации, могут отсутствовать места заправок.

При моделировании оценивались три маршрута. Для построения типичного маршрута использовался сайт ООО «Газпром ГМТ» (синий маршрут) и оценивалось расстояние между АГНКС, которое сравнивалось с пробегом, указанным производителем. Для сравнения строился альтернативный маршрут (рис. 9, табл. 5).

Рис. 9. Маршруты:

синий - построенный обычной навигационной системой; серый - построенный с учетом интеллектуальной навигации с гарантией прохождения его на метане; красный - участок маршрута, для преодоления которого недостаточно ГМТ

1 Поскольку в приложение Gaz Station в настоящее время внесены не все станции, для некоторых ТС газовый коридор не полностью охватывает возможные маршруты.

Таблица 5

Сравнение маршрутов Москва - Санкт-Петербург для ТС на ГМТ и нефтяном топливе

Маршрут по данным сайта «Газпром ГМТ» Альтернативный маршрут

Этапы маршрута Расстояние между АГНКС на маршруте, км Этапы маршрута Расстояние между АГНКС на маршруте, км

Москва - Тверь 153 Москва - Сергиев Посад 76

Тверь - Великий Новгород 360 Сергиев Посад -Ярославль 200

Ярославль - Череповец 260

Великий Новгород - 200 Череповец - Бабаево 180

Санкт-Петербург Бабаево - Тихвин 180

Тихвин -Санкт-Петербург 200

ИТОГО 713 1096

Тип ТС Возможность прохождения маршрута на метане Возможность прохождения маршрута на метане Топливная эффективность ГМТ, руб.

Лада Ларгус - + 779

УАЗ 3163 - + 666

ГАЗ-33026 (бортовая платформа с однорядной кабиной и стандартной базой) - + 1 439

ПАЗ-320302-11 - + - 1 513

НЕФАЗ-5299-40-51 - + 639

КАМАЗ-43118-32 (6x6) + + 109

Примечание: + - да, — нет.

Экономическая лаборатория АлександрА КлиментьевА

На трассе Москва - Санкт-Петербург имеются инфраструктурные ограничения для передвижения транспорта на ГМТ. Из выбранных для моделирования образцов техники без использования ПАГЗС только КАМАЗ может достигнуть цели по кратчайшему маршруту. Но имеется маршрут, который позволит всем транспортным средствам на ГМТ достичь Санкт-Петербурга, используя исключительно стационарную сеть АГНКС.

На трассе Москва - Краснодар имеются инфраструктурные ограничения для передвижения транспорта на ГМТ (рис. 10, табл. 6). Из выбранных образцов техники без ограничений и использования ПАГЗС только КАМАЗ может достигнуть цели по кратчайшему маршруту. Однако также имеется маршрут, который позволит технике достичь Краснодара, используя исключительно стационарную сеть АГНКС (за исключением «Лады»).

Рис. 10. Маршруты:

синий - построенный обычной навигационной системой; серый - построенный с учетом интеллектуальной навигации с гарантией прохождения его на метане; красный - участок маршрута, для преодоления которого недостаточно ГМТ

1Т-технологии

ж\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\ч

Таблица 6

Сравнение маршрутов Москва - Краснодар для ТС на ГМТ и нефтяном топливе

Маршрут по данным сайта «Газпром ГМТ» Альтернативный маршрут

Этапы маршрута Расстояние между АГНКС на маршруте, км Этапы маршрута Расстояние между АГНКС на маршруте, км

Москва - Тула 180 Москва - Тула 180

Тула - Воронеж 340 Тула - Липецк 240

Воронеж - Россошь 210 Липецк - Воронеж 140

Россошь - Шахты 380 Воронеж - Россошь 210

Шахты - Кущевская 160 Россошь -Алексеевская 270

Кущевская -Краснодар 240 Алексеевская -Волгоград 290

Волгоград -Волгодонск 310

Волгодонск - Сальск 160

Сальск - Тихорецк 170

Тихорецк -Краснодар 150

ИТОГО 1510 2120

Тип ТС Возможность прохождения маршрута на метане Возможность прохождения маршрута на метане Топливная эффективность ГМТ, руб.

Лада Ларгус - - 1 869

УАЗ 3163 - + 1 837

ГАЗ-33026 (бортовая платформа с однорядной кабиной и стандартной базой) - + 3 989

ПАЗ-320302-11 - + - 1 325

НЕФАЗ-5299-40-51 - + 1 712

КАМАЗ-43118-32 (6x6) + + 2 111

Примечание: + - да, — нет.

Экономическая лаборатория АлександрА КлиментьевА

На трассе Москва - Пермь тоже имеются инфраструктурные ограничения для передвижения транспорта на ГМТ (рис. 11, табл. 7). Ни одно транспортное средство не может достичь цели по кратчайшему маршруту. Но имеется маршрут, при следовании по которому все транспортные средства на ГМТ могут достичь Перми, используя исключительно стационарную сеть АГНКС.

Рис. 11. Маршруты:

синий - построенный обычной навигационной системой; зеленый - построенный с учетом интеллектуальной навигации с гарантией прохождения его на метане; красный - участок маршрута, для преодоления которого недостаточно ГМТ

Таблица 7

Сравнение маршрутов Москва - Пермь для ТС на ГМТ и нефтяном топливе

Маршрут по данным сайта «Газпром ГМТ» Альтернативный маршрут

Этапы маршрута Расстояние между АГНКС на маршруте, км Этапы маршрута Расстояние между АГНКС на маршруте, км

Москва - Орехово-Зуево 100 Москва - Орехово-Зуево 100

Орехово-Зуево - Владимир 100 Орехово-Зуево - Владимир 100

Владимир - Иваново 100 Владимир -Нижний Новгород 240

Иваново - Кострома 110 Нижний Новгород -Чебоксары 240

Кострома - Киров 620 Чебоксары - Казань 160

Киров - Пермь 500 Казань - Набережные Челны 240

Набережные Челны - Ижевск 200

Ижевск - Пермь 280

ИТОГО 1530 1560

Тип ТС Возможность прохождения маршрута на метане Возможность прохождения маршрута на метане Топливная эффективность ГМТ, руб.

Лада Ларгус - + 2 533

УАЗ 3163 - + 3 111

ГАЗ-33026 (бортовая платформа с однорядной кабиной и стандартной базой) - + 6 791

ПАЗ-320302-11 - + 4 157

НЕФАЗ-5299-40-51 - + 2 785

КАМАЗ-43118-32 (6x6) - + 7 637

Примечание: + - да, — нет.

Экономическая лаборатория АлександрА КлиментьевА НП «Национальная газомоторная ассоциация» (НГА)

30

Заключение

Государственная политика масштабного использования газа в качестве газомоторного топлива обеспечивает рост числа транспортных средств на газе и развитие сети АГНКС. В то же время навигационные системы и системы оценки достаточности топлива отсутствуют не только в России, но и в мире.

Интеллектуальные навигационные системы обеспечивают надежность использования техники на ГМТ и повышают эффективность такой техники. В целом система ориентирована на повышение активности использования природного газа в качестве моторного топлива.

Технология имеет потенциал зарубежной экспансии в странах, где газ широко используется в качестве ГМТ. Как правило, позиции Газпрома в этих странах (ЕС, Турция, Иран) сильны или у компании имеются долгосрочные бизнес-контакты (Боливия, Китай). Сотрудничество с производителями газа в России также является фактором быстрой и эффективной зарубежной экспансии.

Интегрирование топливной и навигационной систем с сигнализацией достаточности топлива и планированием маршрутов на конкретном виде топлива является инновацией мирового уровня. Участие в проекте российских автопроизводителей позволит создать систему планирования маршрутов и контроля за расходом топлива, аналогов которой нет ни у одного мирового производителя автомобилей.

Интеллектуальная навигационная технология является элементом создания беспилотных транспортных средств. Она легко тиражируется по миру и в направлении прочих, помимо метана, альтернативных видов топлива: СУГ; электроэнергия; биотопливо; этанол; водород и др.

_ Литература

1. А.А. Евстифеев, А.Е. Ермолаев. Влияние холостых пробегов газовых городских автобусов на показатели производственно-хозяйственной деятельности // Транспорт на альтернативном топливе. - 2016. - № 4 (52). - С. 23-30.

2. ООО «Газпром газомоторное топливо». Каталог газомоторной техники», 2015.

3. А.Ю. Климентьев, И.А. Климентьев. Автоматизированная система построения и корректировки маршрута движения транспортного средства. Заявка на изобретение № 057683.

4. Руководство по организации эксплуатации газобаллонных автомобилей, работающих на компримированном природном газе. РД 03112194-1095-03 (утв. Минтрансом РФ).

5. Ш.К. Гиматудинов. Физика нефтяного и газового пласта. - М.: Недра, 1971.