CC BY
120
УДК 528.9
ОПЫТ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ИНТЕРНЕТА ВЕЩЕЙ В НАВИГАЦИИ
Анастасия Александровна Вахрушева
Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, аспирант, тел. (983)130-54-92, e-mail: [email protected]
В данной статье рассмотрена одна из самых актуальных тенденций развития информационных технологий. Приводится обзор и анализ решений, разработанных в соответствии с концепцией Интернета вещей. Определена степень актуальности тех или иных IoT-решений на примере рынка России. Представлены ключевые проблемы развития данной концепции в навигации и пути их решений.
Ключевые слова: навигация, интернет вещей, межмашинное взаимодействие.
EXPERIENCE AND APPLICATION PROSPECTS OF INTERNET OF THINGS IN NAVIGATION
Anastasia A. Vakhrusheva
Siberian State University of Geosystems and Technologies, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., Graduate student, tel. (983)130-54-92, e-mail: [email protected]
This article discusses one of the most important trends in information technology. Provides an overview and analysis of solutions developed in accordance with the concept of the Internet of things. The degree of relevance of certain IoT solutions on the example of the Russian market. Presents key issues in the development of this concept in navigation and the ways of their solutions.
Key words: navigation, internet of things, machine-to-machine.
Интернет вещей является одним из самых значительных технологических трендов, которые мы сейчас наблюдаем. По прогнозам IT-экспертов в ближайшие пять лет эта технология приведёт к наибольшим изменениям наряду с самыми значительными возможностями. По данным аналитиков Ovum, инвестиции в эту область составили $33 млрд за период с 2011 по 2016 год. Интернет вещей — это будущее, которое уже наступило. Нас повсюду окружают устройства, которые используются в городской инфраструктуре, в автомобильных системах и даже в домах. Они постоянно собирают и генерируют данные, которые с помощью IT-инструментов можно собирать, сохранять и анализировать, извлекая новые знания для более эффективной эксплуатации техники [1, 2].
Интернет вещей (Internet of Things, IoT) - сеть сетей, состоящих из уникально идентифицируемых объектов (вещей), способных взаимодействовать друг с другом без вмешательства человека, через IP-подключение. Ключевым в этом определении является автономность устройств и их способность передавать данные самостоятельно, без участия человека [3].
При обсуждении рынка Интернета вещей часто происходит отождествление этого технологического явления с решениями, поддерживающими межма-
шинное взаимодействие (machine-to-machine, M2M), такими как телеметрия или наблюдения за состоянием производственных объектов.
Первые технологии межмашинного взаимодействия появились еще в 1989 году. С тех пор они получили широкое распространение в различных областях производства, в том числе на территории России. Уже сегодня компании, использующие технологии M2M, демонстрируют результаты оптимизации своих бизнес-процессов [4].
Процесс перехода от M2M к Интернету вещей подразумевает, что информация, полученная в ходе интеллектуального анализа данных, позволит быстрее и надежнее принимать решения, влиять на процессы без привлечения человека. Именно аналитика большого количества данных, которые создаются различными устройствами, выводит оптимизацию процесса на другой уровень. При М2М собранные данные обрабатывает человек, он лично регулирует систему — в IoT такая необходимость пропадает [5, 6].
Аналитическая система в составе IoT проводит анализ данных и понимает, какое действие нужно предпринять. Большое количество рутинных процессов (например, мониторинг данных с объекта и осуществление действий на основании этих данных) может происходить автоматически и существенно влиять на производительность и оптимизацию операционной деятельности [7].
Экосистема Интернет вещей
Все стадии развития Интернета вещей и взаимодействия между системами поддерживаются комплексным набором технологий и решений от большого количества поставщиков, входящих в экосистему рынка индустриального Интернета вещей.
С точки зрения технологий, индустриальный Интернет вещей включает в себя следующие компоненты [8, 9]:
- устройства и датчики, способные фиксировать события, собирать, анализировать данные и передавать их по сети;
- средства связи - гетерогенная сетевая инфраструктура, объединяющая разнородные каналы связи - мобильные, спутниковые, беспроводные (Wi-Fi) и фиксированные;
- платформы для индустриального Интернета вещей от различных ИТ-поставщиков и промышленных компаний, предназначенные для управления устройствами и связью, приложениями и аналитикой.
- приложения и аналитическое ПО - слой программного обеспечения, отвечающий за аналитическую обработку данных, создание предсказательных моделей и интеллектуальное управление устройствами;
- системы хранения данных и сервера, способные хранить и обрабатывать большие объемы различной информации.
- решения по безопасности, отвечающие не только за информационную безопасность всех компонентов решения, но и за безопасность операционного процесса.
Обзор рынка Интернета вещей в России
Степень актуальности тех или иных 1оТ-решений во многом зависит от уровня развития производства, состояния ИТ- и телекоммуникационной инфраструктуры, управленческой культуры на государственном уровне и нормативных стандартов страны. Внутриотраслевая конкурентная среда, степень вовлеченности представителей бизнеса в процессы принятия решений, связанных с новыми технологиями, также играют не последнюю роль. И все же, несмотря на перечисленные факторы, существуют типовые сценарии применения индустриального Интернета в отдельных отраслях, лежащие в основе оценки объема и потенциала роста рынка [10, 11].
Российский рынок находится в начале освоения технологий Интернета вещей, при этом промышленные внедрения лидируют и занимают большую часть рынка. В большинстве случаев эти внедрения приходятся на автоматизированный сбор данных с устройств, расположенных на промышленных объектах. Такая практика существует в горнодобывающей отрасли, атомной энергетике и машиностроении. Анализ распределения рынка интернет вещей представлен на рисунке.
Всего = 53 млрд, 553 мпн
Рис. Рынок интернета вещей в России по сегментам в 2016 г.
Развивается и область межмашинного взаимодействия. Основные российские провайдеры мобильной связи фиксируют у себя рост М2М-трафика в корпоративном сегменте, особенно среди транспортных компаний, активно использующих навигационные системы [12].
В России основным центром, отвечающим за разработку и внедрение интернет вещей в промышленную отрасль производства, является фонд «Сколко-во». На данный момент под руководством фонда создана Российская Ассоциации Интернета вещей, которая к настоящему времени объединяет 12 корпоративных партнеров и более 30 стартапов. Компетенции собранных в Ассоциации проектов закрывают все направления: от устройств до аналитических систем. В целом, более 100 компаний-резидентов «Сколково» занимаются направлением 1оТЛ^шйа! 1оТ. Многие из них пришли в «Сколково» благода-
ря дважды проводившемуся всероссийскому конкурсу «Интернет вещей - IT Challenge».
Применение интернет вещей в навигации.
Индустриальный Интернет без сомнения затронет все отрасли в ближайшие 3-5 лет. Рассмотрим возможное применение интернет вещей в навигации [13, 14].
Оптимизация логистики. В условиях большой страны очень важно сократить расходы на логистику, которые занимают большую долю в себестоимости продукции, а так же иметь контроль над перемещением объекта. Использование технологий Интернета вещей для мониторинга передвижения груза и состояния объекта в режиме реального времени помогает ускорить и удешевить доставку товаров. Интеграция данных о перемещении грузов с другими источниками информации добавляет возможности оптимизации за счет взаимодействия с организациями и компаниями, которые непосредственно не участвуют в логистическом процессе, а так же возможность контролировать перемещение объекта на маршруте.
Селъское хозяйство. Модернизация уже работающих аграрных компаний и создание новых может сразу строиться по принципу «умного производства». На данный момент это связано с использованием датчиков на всем жизненном цикле продукции, от выращивания до доставки конечному потребителю. Кроме этого применяется технология «умного агропроизводства», для определения площади участка и расчета оптимального маршрута обработки сельхоз угодий. Уже сегодня существуют российские разработки для создания комплексной информационной системы мониторинга сельхозтехники и посевов, включая мониторинг процесса обработки полей.
Система экстренного реагирования при авариях «ЭРА-ГЛОНАСС». В случае аварии необходимая информация о транспортном средстве, включая его точные координаты, время ДТП, данные о тяжести аварии, автоматически передается в серверный центр системы мониторинга и передает данные об аварии по каналам сотовой связи оператору, который предпринимает дальнейшие действия.
Применение информационно-навигационных технологий позволит решить задачи в области обеспечения безопасности дорожного движения, включающие техническую поддержку безопасной эксплуатации автомобиля; сокращение негативных последствий ДТП (освобождение дорог); экстренное реагирование при авариях и предупреждение об опасности на дороге; взаимодействие с си-стемой-112, а также другими информационными системами по обмену данными о ДТП и результатах реагирования на происшествие.
Факторы, замедляющие развитие
Существует ряд объективных факторов, которые препятствуют быстрому развитию индустриального Интернета в стране [15, 16]:
1. Сопротивление конечных пользователей. Индустриальный Интернет вещей обеспечивает сквозную автоматизацию и детальную информацию в режиме реального времени, что позволяет контролировать удаленные процессы,
местонахождение сотрудников и состояние выполняемых ими работ. Люди нередко сопротивляются внедрению новых технологий, в особенности тех, что расширяют возможности контроля над их деятельностью.
2. Отсутствие набора единых стандартов для отраслей и кросс-платформенных решений. Устройства должны уметь взаимодействовать между собой. Для этого необходим согласованный протокол и стандарты, регулирующие взаимодействие. Российским компаниям предстоит либо выбрать международные стандарты, либо начать разрабатывать свои.
3. Стирание грани между ИТ и производственным процессом создает проблемы, с которыми раньше не приходилось сталкиваться. В первую очередь, это проблема безопасности ИТ-систем и физических объектов, управляемых ими. Повышение рисков связано с тем, что поставщики ИТ-решений не умеют решать проблемы производственной безопасности.
4. Практически все рассмотренные технологии 1оТ, необходимое аппаратное и программное обеспечение, а также сами устройства разработаны и реализованы зарубежными поставщиками. Сертифицированных средств, пригодных к использованию в 1оТ, в подавляющем большинстве случаев не имеется. В условиях отсутствия сертифицированных средств и недостатка нормативно-правовой базы на практике в качестве вынужденной меры наиболее эффективным способом обеспечения безопасности является риск-менеджмент, который в ряде случаев может позволить свести риски применения новой технологии к приемлемому уровню.
Выводы
Интернет вещей представляет собой энергично развивающуюся отрасль, с возможностью применения в разных сегментах жизни людей. Однако, имеется ряд факторов, тормозящих активное внедрение в повседневную жизнь.
В виду незначительного опыта в развитии данного сегмента, вырисовываются существенные перспективы развития и активное применение интернет вещей для учета геопространтсвенных данных объектов для целей навигации.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Восков Л. С., Пилипенко Н. А. Web вещей - новый этап развития интернета вещей // Качество. Инновации. Образование. - 2013. - № 2. - С. 44-49.
2. Бородин В. А. Интернет вещей - следующий этап цифровой революции // Образовательные ресурсы и технологии. - 2014. - № 2 (5). - С. 178-181.
3. Сырецкий Г. А. Искусственный интеллект и производственная безопасность: настоящие и будущее // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2016. XII Междунар. науч. конгр. : Между-нар. науч. конф. «Недропользование. Горное дело. Направления и технологии поиска, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых. Геоэкология» : сб. материалов в 4 т. (Новосибирск, 18-22 апреля 2016 г.). - Новосибирск : СГУГиТ, 2016. Т. 4. - С. 112-117.
4. Рынок М2М-коммуникаций в России и мире: ноябрь 2013 года и прогноз развития // Мобильные телекоммуникации. - 2013. - № 9. - С. 32-33.
5. Лисицкий Д. В. Перспективы развития картографии: от системы «Цифровая Земля» к системе виртуальной геореальности // Вестник СГГА. - 2013. - Вып. 2 (22). - С. 8-16.
6. Лисицкий Д. В. Пользовательский сегмент единого территориального геоинформационного пространтсва // Вестник СГУГиТ. - 2016. - Вып. 4 (36). - С. 89-98.
7. Дубровский А. В. Геоинформационные системы: управление и навигация : учеб.-метод. пособие. - Новосибирск : СГГА, 2013. - 96 с.
8. Дроздов С., Золотарев С. Eurotech, «интернет вещей» и «облако устройств» // Control Engineering Россия. - 2012. - № 8 (78). - С. 18-24.
9. Васильков А. Микрокомпьютеры для интернета вещей: от умного дома к поумневшему окружению // Компьютерра, 14 июня 2013 г.
10. Лисицкий Д. В., Радченко Л. К. Навигационная картография - проблемы и задачи // Интерэкспо ГЕ0-Сибирь-2016. XII Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия» : сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 18-22 апреля 2016 г.). - Новосибирск : СГУГиТ, 2016. Т. 1. - С. 91-93.
11. Середович С. В., Дубровский А. В. Цифровые навигационные карты в структуре РИПД // Интерэкспо ГЕ0-Сибирь-2012. VIII Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Экономическое развитие Сибири и Дальнего Востока. Экономика природопользования, землеустройство, лесоустройство, управление недвижимостью» : сб. материалов в 4 т. (Новосибирск, 10-20 апреля 2012 г.). - Новосибирск : СГГА, 2012. Т. 3. - С. 180-185.
12. Храмцов П. Всеобъемлющий Интернет: прогнозы и реальность // Открытые системы. СУБД. - 2013. - № 4. - С. 19-22.
13. Колесников А. А., Кикин П. М., Создание виртуальных моделей местности и зданий // Интерэкспо ГЕ0-Сибирь-2016. XII Междунар. науч. конгр. : 7-я Междунар. конф. «Раннее предупреждение и управление в кризисных ситуациях в эпоху "Больших данных"» : сб. материалов (Новосибирск, 18-22 апреля 2016 г.). - Новосибирск : СГУГиТ, 2016. - C. 45-49.
14. Кикин П. М., Колесников А. А. Способы навигации при использовании устройств виртуальной реальности // Интерэкспо ГЕ0-Сибирь-2016. XII Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия» : сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 18-22 апреля 2016 г.). - Новосибирск : СГУГиТ, 2016. Т. 1. - C. 197-201.
15. Стандартизация Интернета вещей / М. Ю. Самсонов, А. Ю. Гребешков, А. В. Росляков, С. В. Ваняшин // Электросвязь. - 2013. - № 8. - С. 10-13.
16. Коржов В. Опасный Интернет вещей // Открытые системы. СУБД. - 2013. -№ 4. - С. 29-30.
© А. А. Вахрушева, 2017
