CC BY
22
ISSN 1560-3644 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKIYREGION.
TECHNICAL SCIENCE. 2O2O. No 3
УДК 004.771 DOI: 10.17213/1560-3644-2020-3-86-91
МОБИЛЬНОЕ ПРИЛОЖЕНИЕ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ИМИТАТОРОМ КОНТЕЙНЕРА-ТРАНСФОРМЕРА «SMARTBOXCITY» ПРИ КАРАВАННОМ ДВИЖЕНИИ
© 2020 г. А.А. Короткий1, Г.А. Гальченко1, А.А. Масленников2, Д.А. Яковлева2, И.В. Головко2
1 Донской государственный технический университет, г. Ростов-на-Дону, Россия, 2Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия,
MOBILE APP FOR MANAGEMENT THE SIMULATOR CONTAINER-TRANSFORMER «SMARTBOXCITY» WHEN TRAVELING IN A CARAVAN
A.A. Korotkiy1, G.A. Galchenko1, A.A. Maslennikov2, D.A. Yakovleva2,1.V. Golovko2
1Don State Technical University, Rostov-on-Don, Russia, 2Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI), Novocherkassk, Russia
Короткий Анатолий Аркадьевич - д-р техн. наук, профессор, кафедра «Эксплуатация транспортных систем и логистика», Донской государственный технический университет, г. Ростов-на-Дону, Россия. E-mail: korot@novoch.ru
Гальченко Галина Алексеевна — канд. физ-мат. наук, доцент, кафедра «Эксплуатация транспортных систем и логистика», Донской государственный технический университет, г. Ростов-на-Дону, Россия. E -mail: ggalchenko@inbox
Масленников Алексей Александрович - канд. техн. наук, доцент, кафедра «Программное обеспечение вычислительной техники», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия. E -mail: maslennikov@tmc-center.ru
Яковлева Дарья Алексеевна — студент, кафедра «Программное обеспечение вычислительной техники», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия. E-mail: da-sha.yakovleva.2013@list.ru
Головко Илья Владимирович — студент, кафедра «Программное обеспечение вычислительной техники», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия. E-mail: ilya. golowko2017@yandex.ru
Korotkiy Anatoliy A. - Doctor of Technical Sciences, Professor, Department «Operation of Vehicles and Logistics», Don State Technical University, Rostov-on-Don, Russia. E-mail: ko-rot@novoch.ru
Galchenko Galina A. - Candidate of Physics and Mathematical Sciences, Assistant Professor, Department «Operation of Vehicles and Logistics», Don State Technical University, Rostov-on-Don, Russia. E-mail: ggalchenko@inbox
Maslennikov Aleksey A. - Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor, Department «Software Computer Engineering», Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI), Novocherkassk, Russia. E -mail: maslennikov@tmc-center.ru
Yakovleva Darya A. - Student, Department «Software Computer Engineering», Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI), Novocherkassk, Russia. E-mail: dasha.yakovleva.2013@list.ru
Golovko Ilya V. - Student, Department «Software Computer Engineering», Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI), Novocherkassk, Russia. E-mail: ilya. golowko2017@yandex.ru
Представлено разработанное авторами мобильное пользовательское приложение «SmartBoxCity» для работы с имитатором контейнера-трансформера, которое использовалось при проведении тестирования работы всей платформы управления заказами. Приложение упрощает, ускоряет и автоматизирует процессы отладки программной платформы администрирования от заказа, загрузки, доставки контейнеров, согласования работы водителей в системе караванного движения. Аппаратно-программный комплекс SmartBoxCity интегрируется с корпоративными информационными системами Яндекс.Маршрутизация с целью оптимизации логистических расходов транспортных предприятий. Аппаратная часть решения представлена контейнером-трансформером SmartBoxCity автоматически и автономно трансформирующимся как в рабочее, так и в сложенное состояние.
Ключевые слова: мобильное приложение; контейнер-трансформер; информационная платформа; удаленное администрирование; корпоративные системы.
ISSN 1560-3644 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKIYREGION.
TECHNICAL SCIENCE. 2020. No 3
The mobile user application developed by authors «SmartBoxCity» for work with the container-transformer simulator is presented. The appendix was used at carrying out of testing of work of all platform of management by orders. The appendix simplifies, accelerates and automates processes of debugging of a program platform of administration from the order, loadings, deliveries of containers, coordination of work of drivers in system caravan movements. Hardware-software complex SmartBoxCity is integrated with corporate information systems Yandex. Routeing for the purpose of optimisation of logistical expenses of transport agencies. The decision hardware is presented by container-transformer SmartBoxCity automatically and independently transformed both in working, and to the combined condition.
Keywords: the mobile appendix; the container-transformer; systems.
Введение
В настоящее время развитие эффективного производства обеспечивается как при помощи внедрения новых технологических процессов производства, так и за счет улучшения управлении процессами - применения информационных технологий, расширения информационно-технологической базы [1 - 4]. В условиях рыночной экономики такие экономические показатели, как прибыль, уровень рентабельности производства, позволяют проводить оценку эффективности предприятия. Внедрение новых информационных технологий максимально увеличивает эти показатели. Один из современных подходов повышения эффективности - использование продуктов категории промышленного Интернета вещей (Industrial Internet of Things - IIoT) [5 - 7]. Контейнер-трансформер (SmartBoxCity) [8] предназначен для перевозки штучных грузов, а при дополнительных опциях - для наливных и сыпучих грузов, - он выступает как элемент интеллектуальной городской мобильности с применением технологии беспроводной связи и IIoT.
Актуальность, научная значимость вопроса обусловлены тем, что существует логистическая проблема, связанная с перевозкой пустых грузовых контейнеров в городской среде - в качестве возвратной тары. Учитывая тот факт, что пустой грузовой контейнер занимает столько же места, как и полный, перевозка огромного объема пустых контейнеров транспортными средствами приводит к большим расходам на топливо, трудовые ресурсы, амортизацию транспортных средств, повышает загруженность дорог, оказывает огромную нагрузку на экологическую среду.
Авторами была поставлена задача - разработать программное обеспечение для мобильного приложения, имитирующего контейнеры-трансформеры «SmartBoxCity», с целью проверки работоспособности программной платформы с использованием технологии беспроводной связи
an information platform; remote administration; corporate
и IIoT. Имитационные данные о параметрах кон-тейнеров-трансформеров, такие как вес, температура, освещенность, влажность с одновременной фотофиксацией, передаются на сервер и фиксируются в базе данных. Мобильное приложение имеет возможность производить настройки, имитирующие «поведение» контейнера-транс-формера. Данные, полученные имитатором, используются для отладки программной платформы логистических задач оптимизации грузоперевозок.
Теоретическая часть
Разработано мобильное пользовательское приложение имитатора «SmartBoxCity» контей-нера-трансформера. Приложение использовалось при проведении тестирования работы всей платформы управления заказами, отслеживания местоположения и физического состояния кон-тейнера-транформера. Применение контейнеров данного типа актуально при перевозках на автомобильном, железнодорожном, водном транспорте и особенно эффективно в агропромышленном комплексе для унификации перевозимых штучных, наливных и сыпучих грузов в сочетании с караванным движением, осуществляемом в урбанизированной среде.
Представленное в данной статье программное обеспечение приложения для имитатора позволяет моделировать:
- параметры датчиков (температура, освещенность, влажность, параметры сигнала сети);
- GPS координаты контейнера в режиме онлайн;
- состояние двери (открыта/закрыта);
- состояние контейнера (сложен/разложен);
- фотофиксация (видеофиксация) груза в контейнере;
- тревогу (протечка жидкости, превышение веса, несанкционированное срабатывание концевого датчика двери и др.);
- местоположение контейнера (на складе, на автомобиле, у заказчика).
ISSN 1560-3644 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKIYREGION.
TECHNICAL SCIENCE. 2020. No 3
Практическая значимость, предложения, результаты внедрений и экспериментальных исследований
Аппаратно-программная платформа БтаМ-БохСг^у интегрируется с корпоративными информационными системами (Яндекс.Маршру-тизация, Яндекс.Касса и др.) с целью оптимизации логистических расходов транспортных предприятий. В отличие от караванного движения грузовых автомобилей на крупных междугородних автомагистралях в системе «БтаНБохС^» технологическое и информационное взаимодействие осуществляется непосредственно не с автомобилями, а с водителями, которые принимают возможные дискретные состояния при непрерывном времени нахождения в них. На основе встроенных ^^/-инструментов проведена интеграция Яндекс.Маршрутизации в систему «БтаНБохС^» с возможностью применения большегрузных автомобилей-самопогрузчиков, позволяющих одновременно транспортировать различные сочетания загруженных и порожних контейнеров. При завершении каждого этапа перевозки данные обновляются и передаются на сервер Яндекс.Маршрутизации для следующего расчёта.
Аппаратная часть решения представлена контейнером-трансформером «БтаНБохСЩ», автоматически и автономно трансформирующимся как в рабочее, так и в сложенное состояние.
Частью решения является информационная система удаленного администрирования, сценарного управления с использованием сервера, пользо-
вательского веб-интерфейса и мобильных приложений. Данная информационная платформа позволяет идентифицировать заказчика, передавать показания датчиков о перемещаемом грузе по массово-объемным характеристикам, производить удаленный расчет за услуги, в том числе отслеживать его местонахождение в пространстве и времени. Компонентами программного обеспечения являются мобильные приложения, которые разработаны для реализации задач взаимодействия объектов (контейнеров) и субъектов (перевозчиков, заказчиков).
Первое приложение - это имитатор контейнера для отслеживания и моделирования состояний и значений входящих в него датчиков. Данные контейнера передаются на сервер и фиксируются в базе данных, что позволяет просмотреть состояния объектов в реальном времени. Второе мобильное приложение в составе общего комплекса программного обеспечения - мобильное приложение для водителя и для клиента, между которыми происходит взаимодействие во время выполнения заказа на перевозку груза.
Мобильные приложения разработаны на платформе Xamarin, которая предназначена для создания современных производительных приложений для iOS, Android. В качестве языка программирования был выбран язык C#. База данных для хранения информации строится на основе системы управления реляционными базами данных - Microsoft SQL Server на рис. 1 представлена функциональная схема архитектуры программной платформы.
Рис. 1. Функциональная схема программной платформы / Fig. 1. Function chart of a program platform
ISSN 1560-3644 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKIYREGION.
TECHNICAL SCIENCE. 2020. No 3
Разработанные программные продукты соответствуют следующим требованиям: мобильное приложение - на базе ОС Android, целевая платформа, на которой строится мобильное приложение для запуска - Android 8.1 (Oreo). Минимальная версия для запуска: Android 5.0 (Lolipop), минимальный объём памяти от 32 Гб и оперативной памяти от 2 Гб.
В процессе создания приложения использовалась среда разработки Visual Studio Code, основанная на Electron-фреймворк с использованием Node.js. Имитатор разработан на платформе Xamarin с открытым исходным кодом для построения производительных приложений для iOS, Android и Windows с .NET. Данная платформа обеспечивает управление взаимодействием между общим кодом и кодом базовой платформы. На рис. 2 представлено начальное меню для входа в приложение и навигационное меню.
ъ й а & В*
б
Рис. 2. Начальное меню: а - вход в мобильное приложение; б - навигационное меню / Fig. 2. Initial menu: a - input in the mobile; б - the navigating menu
Пользователю доступны 5 кнопок, с помощью которых можно перемещаться по страницам, описывающим различные параметры контейнера: «Значения датчиков», «GPS координаты», «Состояние контейнера», «Фотофиксация» и «Выход». На рис. 3 представлены страницы мобильного приложения, описывающие физические параметры (а) и местоположение контейнера (б). Пользователю представляются GPS-координаты контейнера. Отслеживаются дата и время изменения координат. Через равные промежутки времени происходит обращение к серверу, при котором отправляются координаты контейнера.
На рис. 4 показаны страницы мобильного приложения. На странице фотофиксации отображаются последние зафиксированные пользова-
телем изменения (значения датчиков, состояния контейнера, С^-координаты), а также сделанные фото.
&
В |>
Параметры контейнера
(865556037518979)
Нес фуав' 2^7,0
Температура. «ML
■an as
Датчик света. 342 ям
О 1МО
Влажность. _
0 юо
'Заряд батареи _ И
16
-63
го
ВЫЗВАТЬ ТРЕВОГУ
б
Рис. 3. Страница «Значения датчиков»: а - параметры контейнера; б - местоположение контейнера / Fig. 3. Page of «Value of gauges»: а - ^nl^ner parameters; б - the location of the container
а б
Fig. 4. Страницы мобильного приложения: а - состояние контейнера; б - фотофиксация / Fig. 4. Pages of the mobile appendix: а - container condition; б - photofixing
Таким образом, можно сделать вывод, что пользователь с помощью приложения-имитатора получает возможность осуществлять полноценное физическое моделирование контейнера-трансформера при отладке программной платформы взаимодействия всех составляющих элементов технологического процесса доставки грузов на основе технологии IIoT, учитывающей особенности караванного движения в урбанизированной среде с целью обеспечения высокого уровня технологической надежности логистической цепи при низком уровне логистических издержек.
а
а
ISSN 1560-3644 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKIYREGION. TECHNICAL SCIENCE. 2020. No 3
Заключение
Разработанные в составе приложения-имитатора компоненты являются основой тестирования информационной платформы, предназначенной для реализации информационной составляющей программного обеспечения автотранспортной инфраструктуры для поддержки и оптимизации логистических задач.
Предложенная функциональная схема программной платформы, представленная на рис. 1, прошла проверку на поддержку работы со множеством имитаторов контейнеров-трансформеров, показала устойчивость к нагрузкам и полноту функционала для решения и оптимизации логистических задач, учитывающей особенности движения в урбанизированной среде.
Реализация программного обеспечения потребовала создания веб-сервера для обработки информации, получаемой от разработанного мобильного приложения-имитатора контейнера-трансформера, при этом была организована подсистема взаимодействия с реальными датчиками, входящими в состав объекта.
Имитатор, с помощью которого пользователь может моделировать поведение контейнера и отслеживать всевозможные показания его датчиков, является неотъемлемой частью создаваемого программного обеспечения для его отладки и тестирования при организации единого пространства по контролю и оптимизации грузоперевозок с использованием «умных» контейнеров-трансфор-меров при оказании транспортных услуг населению и юридическим лицам в урбанизированной среде.
Созданная программная платформа позволяет оптимизировать маршруты доставки товара (продукции), возможность работать с перемещаемым грузом без остановки транспортного средства, что значительно снизит логистическую составляющую, тем самым и стоимость перевозки [9 - 13].
Предложенный подход и разработанные программные продукты могут быть использованы и в образовательных целях как виртуальная студенческая лаборатория по оптимизации и моделированию транспортных процессов для студентов и магистрантов по направлению «Организация транспортных процессов».
Литература
1. Короткий А.А., Попов С.И. [и др.] Использование SmartBox контейнера для оптимизации логистических процессов в аграрно-промышленном комплексе // E3S Web of Conferences 175, 13019 (2020), Interagromash 2020, 1-7.
2. Короткий А.А., Попов С.И. [и др.] Программный комплекс построения оптимального маршрута при караванном движении транспортных средств // Инновационные технологии в науке и образовании (ИТН0-2019): сб. rp.Vn Междунар. науч.-практ. конф., посвященной 90-летию ДГТУ (РИСХМ). Ростов н/Д., 2019. С. 68 - 71.
3. Короткий А.А., Гальченко Г.А., Иванов В.В. Информационно-коммуникационная логистическая система для оптимизации транспортных маршрутов в урбанизированной среде // Вестн. Брянского гос. тех. унта. 2018. № 4 (65). С. 63 - 67.
4. Короткий А.А., Гальченко Г.А., Дроздов Д.С. Оптимизации грузоперевозок в логистической структуре АПК // Состояние и перспективы развития агропромышленного комплекса: сб. науч. тр. XII Междунар. науч.-практ. конф. в рамках XXII Агропромышленного форума юга России и выставки «Интерагромаш» / Донской государственный технический университет, Аграрный научный центр «Донской». Ростов н/Д., 2019. С. 721 - 723.
5. Пат №2725576 РФ. Контейнер-трансформер (Sтаг1БохС0у) / А.А. Короткий, А.В. Панфилов, Н.Н. Николаев и др. / Опубл. 02.07 2020, бюл. №19
6. Попов С.И., Гальченко Г.А., Дроздов Д.С. Использование математических методов и прикладных программных продуктов для расчета оптимизации дорожного движения // Исследование и проектирование интеллектуальных систем в автомобилестроении, авиастроении и машиностроении («ISMCA 2019»): материалы 3-й Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием. Таганрог: ЭльДирект, 2019. С. 117 - 121.
7. Марченко Ю.В., Гальченко Г.А. Программный комплекс
моделирования движения автотранспортных средств в городских условиях // Изв. вузов. Сев. -Кавк. регион. Техн. науки. 2018. № 1 (197). С. 132 - 136.
8. Гальченко Г.А., Денисова М.И., Алейникова А.В.
Современные системы регулирования дорожного движения // Науч.-техн. прогресс: актуальные и перспективные направления будущего: сб. статей 4-й Междунар. науч.-практ. конф. Западно-Сибирского научного центра. 30 ноября 2016. Кемерово, С. 177 - 179.
9. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2020613286. Программа имитации контейнера-трансформера SmаrtBоxCity для транспортно-логистических услуг в условиях урбанизированной среды / А.А. Короткий, А.А. Масленников, Д.А. Яковлева и др. / Дата государственной регистрации в Реестре программ для ЭВМ 12.03.2020 г.
10. Дроздова О.Н., Гальченко Г.А., Детистова А.А. Расчет основных характеристик транспортного потока на участке ул. Орбитальная - ул. Беляева, г. Ростов-на-Дону // Безопасность, дорога, дети: практика, опыт, перспективы и технологии: материалы форума. СПб.: Лик, 2015. С. 138 - 141.
11. Гальченко Г.А., Дроздова О.Н., Мищенко Д.А. Применение метода электромоделирования к расчету основных характеристик транспортных потоков // Безопасность, дорога, дети: практика, опыт, перспективы и технологии: материалы форума. СПб.: Лик, 2015. С. 141 - 145.
12. Дроздова О.Н., Гальченко Г.А. Использование информационных технологий для повышения качества образования в области организации транспортных процессов // Инновационные технологии в науке и образовании: сб. науч. тр. конф., посвященной 85-летию ДГТУ. Ростов н/Д., 2015. С. 97 - 101.
ISSN 1560-3644 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKIYREGION. TECHNICAL SCIENCE. 2020. No 3
13. Логвинов В.И., Гальченко Г.А. Элементы оптимизации технологии и инновации / Белгородский гос. технол. ун-т транспортных процессов как фактор формирования им. В.Г. Шухова. Белгород, 2014. С. 144 - 149. практической компетентности студентов // Наукоемкие
References
1. Korotkiy A.A., Popov S.I., etc. Use SmartBox of the container for optimisation of logistical processes in agrarian-industrial complex // E3S Web of Conferences 175, 13019 (2020), Interagromash 2020, P. 1 - 7.
2. Korotkiy A.A., Popov S.I., etc. The Program complex of construction of an optimum route at caravan movement of vehicles // The col. of works Innovative technologies in science and education (ITNO-2019). The col. of works of VII Intern. scient. pract. conf., devoted to 90 anniversary GGTU (RISHM). Rostov-on-Don, 2019. P. 68-71.
3. Korotkiy A.A., Galchenko G.A, Ivanov V.V. Century of Century information-communication logistical system for optimisation of transport routes in the urbanised environment // the Bulletin Bryansk state tecn. univ. 2018. No. 4 (65) P. 63 - 67
4. Korotkiy A.A., Galchenko G.A, Drozdov D.S. Optimization's Ouzels of a cargo transportation in logistical structure of agrarian and industrial complex // Col.: A condition and prospects of development of agriculture) // The col. of conf. scient. works of XII Internat. scient.-practical conf. Within the limits of XXII agroindustrial forum of the south of Russia and an exhibition "Interagromash". The Don state technical university, Agrarian centre of science "Don". 2019. P. 721-723.
5. The pat. №2725576 The Stalemate Russian Federations, publ. 02.07 2020, The bul. №19. The Container-transformer (SmartBoxCity).
6. Popov S.I., Galchenko G.A, Drozdov D.S. Use of mathematical methods and applied software products for calculation of optimisation of traffic // Col.: research and designing of intellectual systems in motor industry, aircraft engineering and mechanical engineering ("ISMCA ' 2019") Mater. III Vseross. Scien. pract. conf. with internat. partic. 2019. P. 117 - 121.
7. Marchenko J.V., Galchenko G.A. A program complex of modelling of movement of vehicles in city conditions // Higher educational institutions. The North Caucasian region. A series: Tech. Sciences. 2018. No. 1 (197). P. 132 - 136.
8. Galchenko G.A, Denisov M.I, Aleynikov A.V. Modern of system of regulation of traffic. Scientifically-tehn. Progress: actual and perspective directions of the future // The col. Articles 4. Internat. scient.-practical conf. Western - the Siberian centre of science, on November, 30th 2016. P. 177 - 179.
9. The Certificate on the state registration of the program for computer №2020613286. 3/12/2020. The program of imitation of container-transformer SmartBoxCity for transportno-logistical services in the conditions of the urbanised.
10. Drozdova O.N, Galchenko G.A, Detistova A.A. Calculation of the basic characteristics of a transport stream on a street site Orbital - street Beljaeva Rostov-on-Don // In col.: safety, road, children: practice, experience, prospects and technologies. Forum Work. 2015. P. 138 - 141.
11. Galchenko G.A, Drozdova O.N, Mishchenko D.A. Primenenie of a method of electromodelling to calculation of the basic characteristics of transport streams. In col.: safety, road, children: practice, experience, prospects and technologies // The col. of work of forum. 2015. P. 141 - 145.
12. Drozdova O.N, Galchenko G.A. Use of information technology for improvement of quality of formation in the field of the organisation of transport processes. In col.: Innovative technologies in science and education // The col. of works of conf., devoted to 85 anniversary DGTU. 2015. P. 97 - 101.
13. Logvinov V.I, Galchenko G.A. Elements of optimisation of transport processes as the factor of formation of practical competence of students // The col. High technologies and innovations. Belgorod the state techn. univ. of V.G. Shuhova. 2014. P. 144 - 149.
Поступила в редакцию /Received 18 августа 2020 г. /August 18, 2020
