CC BY
68Специфика внедрения технологии блокчейн на железнодорожном транспорте
со см о см
со
о ш т
X
<
т о х
X
Акимов Александр Евгеньевич
аспирант, кафедра «Информационные системы цифровой экономики», РУТ (МИИТ), grace.akimov@gmail.com
Статья посвящена обзору и анализу блокчейн-технологии в применении к системам организации работы железной дороги. Отмечается, что блокчейн-технология выступает концептуальным и технологическим фундаментом Четвертой Промышленной революции; на ее базе реализуются многие современные технологии, определяющие вектор развития транспорта и логистики. Приведены основные направления внедрения блокчейн в железнодорожной отрасли: управление активами, управление цепочкой поставок, смарт-контрактинг, продажа билетов и платежи, обмен данными, формирование графиков и расписаний, сертификация грузов. Рассмотрены вопросы интеграции технологии блокчейн и Интернета вещей. Представлена пофазная структура процесса перехода на блокчейн на железной дороге. Идентифицированы ключевые принципы, которым нужно следовать при внедрении блокчейн в железнодорожный сектор.
Ключевые слова: транспорт, логистика, грузоперевозки, блокчейн, железнодорожная отрасль, автоматизация, цифровиза-ция, смарт-контракт
Все чаще в медийном и научном дискурсе звучат мнения о том, что Интернет входит в новый этап своей эволюции, что, в свою очередь, обусловлено технологиями искусственного интеллекта и блокчейн. Как отмечает О. Н. Покусаев с соавт., в течение нескольких десятилетий человечество училось функционировать в среде так называемого «Интернета Информации», который к сегодняшнему дню трансформировался в «Интернет Стоимости». «Интернет Информации» стал феноменом, который кардинально изменил механизмы развития социально-экономических систем за счет конвергенции вычислительных и коммуникационных технологий; «Интернет Стоимости», в свою очередь, есть сочетание криптографии, математики, искусственного интеллекта, поведенческой экономики и социальной инженерии [8, с. 43].
Как указывают многие исследователи, одной из причин перехода Сети в новое качество стала технология ЫосксНв/'п (распределенная регистрационная технология). Влияние технологии ЫосксНв/'п на развитие социальных и экономических систем так велико, что она, по указанию О. Н. Покусаева, «обещает оживить бизнес, моделирует и разрушает отрасли <.. .> дает нам беспрецедентные способности создавать и торговать ценностью в обществе» [8, с. 43]. Данная технология выступает концептуальным и технологическим фундаментом Четвертой Промышленной революции, на базе которого реализуются технологии искусственного интеллекта, машинного обучения, Интернета вещей, робототехники.
В информационно-аналитическом обзоре «Перспективы использования технологии блокчейн в организации железнодорожных перевозок», подготовленном группой специалистов ERAI (Индекс транзитных железнодорожных перевозок), блокчейн дефинируется следующим образом: «распределённый децентрализованный публичный реестр», цепочка из блоков, «где блоки - это информация в цифровом виде, а цепочка - публичная, общедоступная база данных». Блоки, в свою очередь, состоят из трех компонентов: данные о транзакции; сведения об участниках транзакции; уникальный идентификатор («хэш»), разделяющий блоки [7, с. 4].
Пионером в области имплементации технологии блок-чейн стала финансовая отрасль, где возможности данного инструмента оказались весьма полезными с точки зрения безопасности производимых финансовых операций. В последнее время все чаще звучат мнения о том, что второй сферой, где блокчейн сможет сыграть столь же значимую роль, станет транспорт и логистика. Особый интерес приобретает изучение цифровых изменений на железнодорожном транспорте «в условиях коренного реформирования железнодорожной отрасли» [4, с. 64].
Цифровизация железнодорожного транспорта, происходящая практически в большинстве стран мира, подразумевает имплементацию передовых технологий в процессы организации перевозок, переоборудование подвижного состава и объектов инфраструктуры с целью (1) сохранения конкурентных позиций на глобальном рынке транспортно-логистических услуг; (2) эффек-
тивизации перевозок и функционирования транспортной сферы государства как неотъемлемого компонента социально-экономической системы стран; (3) повышения качества жизни населения за счет предоставления возможности использования комфортным, быстрым, безопасным транспортом.
По мнению А. С. Ковальчук и С. И. Коваля, блокчейн позволяет укрепить трансграничное транспортно-логи-стическое сотрудничество (и, как итог - производственное и торговое партнерства стран), развивать интегрированные системы логистических услуг, формировать сети мультимодальной транспортно-логистической инфраструктуры [4, с. 64]. А. Н. Ларин и И. В. Ларина указывают, что лидерами отрасли сегодня могут стать лишь те компании - частные или государственные - которые инвестируют существенный объем средств в ди-джитализацию. Тем не менее, степень «оцифровки» российской транспортной отрасли крайне невысок; средний же показателей внедрения цифровых инструментов по другим отраслям составляет 83% [5, с. 110].
Обратимся к трудностям и барьерам, которые сегодня имеют место в области организации грузовых и пассажирских железнодорожных перевозок. Железнодорожные операторы и их клиенты сталкиваются со множеством препятствий в сопровождении грузов, что приводит ко вполне обоснованному мнению о том, что железнодорожный способ перевозок априори является ненадежным и трудоемким. В ряде случаев мультимо-дальные перевозки оформляются бумажными документами, направляемыми грузоотправителям по почте предоставляются диспетчерам мультимодальной перевозки до совершения конечной поставки. Внесение изменений, исправлений и дополнений в документации требует, соответственно, повторного направления бумажных оригиналов. Кроме того, как указано в аналитическом отчете ERAI, транспортно-логистическая система по-прежнему является коррупциогенной и содержит множество примеров недобросовестной практики [7, с. 6]. Дача взятки, к примеру, позволяет избежать процедуры бумажного оформления сопроводительной документации, осуществить подлог груза и т. п.
Многие из барьеров могут быть успешно преодолены за счет имплементации технологии блокчейн в железнодорожную отрасль. Опираясь на анализ текущей практики железнодорожных компаний и современные российские и зарубежные научные публикации [2; 3; 6; 8; 9 и др.], приведем несколько способов использования блокчейн в железнодорожной отрасли.
(1) Управление активами (Asset Management): железнодорожная отрасль функционирует за счет колоссального объема крупных и дорогостоящих материальных активов, таких как локомотивы, вагоны, пути и другое оборудование. Блокчейн может быть использован в целях создания распределенного реестра для всех подобных активов; данный реестр можно обновлять в режиме реального времени по мере того, как активы приобретаются, продаются или передаются. Данная мера позволит железнодорожным компаниям эффективнее управлять своими активами и снизить риск их кражи или потери.
(2) Управление цепочкой поставок (Supply Chain Management). Железнодорожная отрасль действует в условиях сложных цепочек поставок, в которую входят поставщики, производители, службы технического обслуживания и ремонта. Блокчейн может быть использован в целях создания прозрачной и безопасной цепочки поставок,
позволяющеи железнодорожным организациям отслеживать приобретаемые/реализуемые товары и оказываемые услуги от локации отправления до локации поставки.
(3) Смарт-контракты (Smart Contracts). З. Г. Мухаме-дова с соавт. определяет категорию «смарт-контракт» следующим образом: «протоколы (математические алгоритмы), используемые для проверки обязательств между участниками системы» [6, с.146]. Их сущность заключается в том, что участник смарт-контракта не может получить актив до тех пор, пока не выполнит условиях каждого из этапов исполнения контракта. Технология смарт-контрактинга может быть использована в целях автоматизации различных процессов в железнодорожной отрасли, включая приобретение товаров и оплату услуг, техническое обслуживание и ремонт оборудования, а также оплату труда сотрудников и поставщиков. Смарт-контракты могут быть запрограммированы таким образом, что их исполнение происходит автоматически при выполнении определенных договорных условий, что, в свою очередь, снижает потребность в мониторинге усилиями работников железнодорожной компании. Исключение человека из процесса контроля за исполнение контракта, помимо прочего, снижает уровень коррупциогенности процессов исполнения работ по договору.
(4) Продажа билетов и платежи (Ticketing and Payments). Технология блокчейн имплементируется в целях формирования безопасной и прозрачной системы продажи билетов, позволяющей железнодорожным структурам снизить уровень мошенничества и повысить качество обслуживания клиентов. Блокчейн, помимо прочего, упрощает процедуры проведения платежей между железнодорожными компаниями и их поставщиками, исключает потребность в посредниках и ускоряет движение денежных средств. Примером успешной имплементации технологии блокчейн в сферу обилечивания пассажиров является техническая стратегия Network Rail, инициированная в Великобритании в 2013 г. Уже тогда началось внедрение «умных» систем покупки и проверки билетов, интегрированных в системы организации работы других видов транспорта [10, с. 2]. Внедрение протокола блокчейна в работу Центра расчетов и управления системой, указывает С. А. Алексеев, позволит безошибочно фиксировать данные об оплате проезда, номер маршрута, направление движения и номер остановки посадки, дебетованную стоимость поездки и т. д. В конце рабочей смены «умные» валидаторы смогут оценить все параметры электронного билета, передать в систему консолидированные данные о полученной оплате и осуществить возвраты избыточной стоимости [1, c. 40].
(5) Обмен данными (Data Sharing). Железнодорожная отрасль генерирует большой объем данных, включая данные о движении поездов, пассажиропотоках и графиках технического обслуживания. Блокчейн можно использовать для безопасного обмена этими данными между железнодорожными организациями, что позволяет им более эффективно сотрудничать и принимать более взвешенные решения.
(6) Формирование графиков и расписаний (Scheduling). Блокчейн-технологии позволяют формировать графики движения поездов посредством сбора данных о текущей локации подвижного состава и его статусе. Эффективность организации движения грузовых и пассажирских поездов на основе блокчейн-технологии обусловлена высоким уровнем безопасности хранения данных, ясности и понятности их обмена, быстрого поиска [Ларин, с. 122].
X X
о го А с.
X
го m
о
2 О M
со
fO
es о es
pi
о ш m
X
<
m О X X
(7) Сертификация грузов (Goods' Certification) - тот участок организационной системы, где технология блок-чейн крайне необходима. В сочетании с IoT блокчейн позволит достичь полной автоматизации процесса сертификации, гарантировать подлинность сертификата и товара, избежать доступа третьих лиц к процессам сертификации [7, с. 9-10].
Таким образом, представленный выше перечень дает нам представление о широком спектре возможностей, открываемых технологией блокчейн для управленцев железнодорожного сектора. Данная технология обладает существенными преимуществами в железнодорожной отрасли, позволяя более эффективно управлять активами, цепочками поставок, автоматизировать организационные процессы, связанные с обилечиванием и оплатами, ускорить и упростить обмен данными. Тем не менее, внедрение блокчейн в железнодорожной отрасли требует тщательного планирования и координации между подразделениями железнодорожной компании, а также колоссального объема инвестиций в технологии и инфраструктуру (что, собственно, во многих странах замедляет переход на блок-чейн на железной дороге).
Отметим, что обработка и генерация документации, а также проведение платежей и контроль за исполнением контрактов - лишь малая часть потенциала применения технологии блокчейн в рассматриваемой нами отрасли. Особый интерес в сфере развития железнодорожной отрасли представляет интеграция двух новейших технологий - блокчейн и Интернет вещей. К примеру, при помощи радиочастотных устройств и датчиков данные о перемещении отгруженного товара или подвижного состава блокчейн получает возможность фиксации всех значимых процессов, происходящих на железной дороге. Система, сочетающая в себе достижения данных двух типов тихнологий, позволит информировать перевозчиков и грузоотправителей о форме обращения с грузом, погодных условиях, осмотре вагонов, состоянии железнодорожного полотна, исправности оборудования и иных событиях и состояниях.
Внедрение технологии блокчейн, как отмечено выше, представляет собой достаточно трудоемкий процесс, серию спланированных мероприятий. Соответственно, переход на блокчейн на железной дороге можно представить в виде пофазного процесса:
1. Идентификация спектра подотраслей, где требуется внедрить блокчейн. Первым шагом при внедрении блокчейн на железных дорогах должно быть определение конкретных вариантов применения данной технологии, выявление организационных секторов, где блокчейн сможет обеспечить значительные преимущества. Подобными секторами могут быть: управление активами, управление цепочками поставок, смарт-контракты, продажу билетов и платежи, обмен данными и проч.
2. Выбор блокчейн-платформы: после того, как сферы имплементации технологии определены, следует выбрать оптимальную платформу. На текущий момент существует множество различных блокчейн-плат-форм, каждая из которых обладает собственной спецификой, преимуществами и недостатками. Важно выбрать платформу, которая подходит для конкретных процессов и, что особенно важно для железнодорожной отрасли, обладает необходимыми функциями масштабируемости и обеспечения безопасности.
3. Концептуализация и проектирование блок-чейн-решения. Следующим шагом будет разработка
блокчейн-решения с учетом конкретных требований подотрасли (инфраструктура, смарт-контрактинг, обилечива-ние и т. п.). Это потребует разработки смарт-контрактов, настройки узлов и валидаторов, а также определения правил проверки данных и обработки транзакций.
4. Разработка блокчейн-решения. Данный этап подразумевает программирование смарт-контрактов, разработку ПО для настройки узлов системы и проч. Данный этап предполагает также тестирования блок-чейн-решения (к примеру, на базе виртуальных двойников железной дороги) либо в виде пилотного проекта на определенном участке железнодорожного полотна.
5. Интеграция блокчейн-системы с существующими системами: после того, как блокчейн-решение будет разработано и протестировано, требуется интегрировать его в существующую организационную схему работы предприятия. Данный этап предполагает разработку интерфейсов, позволяющих обмениваться данными между блокчейн-решением и иными системами.
6. Подготовка и/или переквалификация кадров. Последним шагом внедрения блокчейн-системы выступает обучение персонала работе с блокчейн-системой. Уполномоченные сотрудники должны уметь корректно использовать данную технологию, интерпретировать данные, сгенерированные блокчейн-системой, включать результаты работы системы в процессы принятия управленческих решений.
По мнению авторов информационно-аналитического обзора «Перспективы использования технологии блокчейн в организации железнодорожных перевозок», существует три ключевых принципа, которым нужно следовать при внедрении блокчейн в железнодорожный сектор. Во-первых, для успешной имплементации блок-чейн-технологий на железной дороге должен сформироваться высокий уровень доверия ключевых участников рынка; во-вторых, доверие стейкхолдеров позволит обеспечить вовлечённость всех сторон в реализацию инновации; в-третьих, для внедрения блокчейн-технологии требуется унифицировать и стандартизировать все аккумулируемые данные и данные, которые будут сгенерированы в будущем [7, с. 910]. Систему, безусловно, нельзя обучить работать в условиях разрозненных гетерогенных данных различного формата и объема.
Следование данным очевидным и простым, на первый взгляд, принципам, в реальной практике оказывается весьма сложной задачей. К примеру, внедрение технологии блокчейн в железнодорожную сферу напрямую зависит от успешной стандартизации информации, что в больших железнодорожных компаниях, филиалы и узлы которых расположены в совершенно разных регионах страны, представляется практически невыполнимым (если говорить о российских реалиях). Тем не менее, некоторые успехи в области стандартизации разрозненных данных, собранных на большом территориальном пространстве со множества узлов системы, продемонстрировала компания Bita, которой удалось объединить информационные массивы ведущих американских логистических компаний США и внедрить общую концепцию и стандарты, на основе которых все участники рынка строят новые бизнес-системы на фундаменте блокчейн-реальности. Таким образом, общестра-новая интеграция железнодорожной системы вполне возможна; при этом, общемировая интеграция железнодорожных систем до сих пор представляется недости-
жимой задачей; в качестве одной из объективных причин этому выступает наличие разных стандартов (ANSI ASC X12 в США, Odette и Edigas в Европе и т. п.).
В заключение рассмотрим отечественный опыт внедрения блокчейн-технологий в железнодорожную отрасль. Безусловно, единственным игроком в рассматриваемой нами предметной области выступает ОАО «Российские железные дороги». Как сообщают А. В. Биленко и О. В. Медникова, к 2025 г. «РЖД» планирует провести крупнейшие изменения в двух векторах управления: внешнем - при оказании клиентам транспортных и «околотранспортных» услуг; и внутренний - при оптимизации логистических цепочек, контролируемых «РЖД» [2, с. 133]. Кроме того, уже были предприняты некоторые инициативы по использовании технологии блокчейн в железнодорожном секторе. Одним из показательных примеров является использование блокчейн-техноло-гии с целью повышения прозрачности и эффективности грузовых перевозок. В 2018 г. холдинг «Российские железные дороги» объявил о запуске пилотного проекта по использованию технологии блокчейн для отслеживания грузовых перевозок. Таким образом была создана прозрачная и безопасная система отслеживания движения товаров, снижающая риск мошенничества. Проект включал использование смарт-контрактов на основе блок-чейна. Смарт-контракты также применялись при мониторинге движения товаров в режиме реального времени, сообщающем данные обо всех сторонах, участвующих в процессе транспортировки. В 2019 г. ОАО «РЖД» и государственная технологическая корпорация «Ростех» подписали меморандум с целью совместного изучения возможностей использования технологии блокчейн в управлении железнодорожной инфраструктурой. Проект направлен на использование блокчейна для создания безопасной и прозрачной системы отслеживания работ по техническому обслуживанию и ремонту железнодорожной инфраструктуры [7, с. 15]. В рамках Концепции «Цифровая железная дорога холдинга «РЖД» уже сегодня реализуются принципы «цифрового бизнеса», и это позволяет постепенно встраивать цифровую бизнес-модель холдинга в интеллектуальные логистические системы грузоотправителей и обеспечить их «бесшовное соединение» [9, с. 127].
Литература
1. Алексеев, С. А. Перспективы внедрения и использования инновационных интеллектуальных технологий в современных транспортных системах / С. А. Алексеев // International Journal of Open Information Technologies. -2018. - №6. - С. 38-43.
2. Биленко, А. В. Цифровизация на транспорте: обеспечение возможностей для развития / А. В. Би-ленко, О. В. Медникова // Вестник Московской международной академии. - 2020. - №1-2. - С. 128-135.
3. Власов, А. И. Системный анализ технологии обмена и хранения данных blockchain / А. И. Власов, А. А. Карпунин, И. П. Новиков // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - 2017. - №3 (55). - С. 75-83.
4. Ковальчук, А. С. Стратегические направления цифровизации железнодорожного транспорта / А. С. Ко-вальчук, С. И. Коваль // Экономика и бизнес: теория и практика. - 2022. - №5-2. - С. 63-66.
5. Ларин, А. H. Цифровизация автотранспортной и железнодорожной отраслей как ключевой элемент цифровой экономики / А. H. Ларин, И. В. Ларина // Известия Транссиба. - 2021. - №4 (48). - С. 109-129.
6. Mухамедова, З. Г. Перспективы использования технологии блокчейн в организации перевозочного процесса и цепочке поставок / З. Г. Mухамедова, В. Д. Осад-чук, А. У. Тулаев // Известия Транссиба. - 2022. - №2 (50). - С. 142-156.
7. Перспективы использования технологии блок-чейн в организации железнодорожных перевозок. Информационно-аналитический обзор ERAI. - ERAI, 2018. - 23 с.
8. Покусаев, О. H. Блокчейн на цифровой железной дороге Германии / О. H. Покусаев, В. П. Куприяновский, Д. Е. Hамиот, В. С. Лазуткина, А. В. Зажигалкин, П. В. Куприяновский // International Journal of Open Information Technologies. - 2018. - №2. - С. 43-53.
9. Силкина, Г. Ю. Информационно-технологическое согласование моделей транспортно-логистического бизнеса в системе смарт-контрактинга / Г. Ю. Силкина // Известия СПбГЭУ. - 2020. - №2 (122). - С. 122-129.
10. Preece, J. A Review of Prospective Applications of Blockchain Technology in the Railway Industry / J. Preece, J. Easton / Railway Industry. - 2018. - 9 р.
Specifics of the implementation of blockchain technology in railway
transport Akimov A.E.
RUT
JEL classification: D20, E22, E44, L10, L13, L16, L19, M20, O11, O12, Q10, Q16, R10, R38, R40, Z21, Z32_
The article is devoted to the review and analysis of blockchain technology as applied to railway work organization systems. It is noted that blockchain technology is the conceptual and technological foundation of the Fourth Industrial Revolution; on its basis, many modern technologies are being implemented that determine the vector of development of transport and logistics. The main directions of blockchain implementation in the railway industry are given. asset management, supply chain management, smart contracting, ticketing and payments, data exchange, scheduling and schedules, cargo certification. The issues of integration of blockchain technology and the Internet of things are considered. The phase-by-phase structure of the process of transition to the blockchain on the railway is presented. The key principles that need to be followed when implementing blockchain in the railway sector are identified. Keywords. transport, logistics, cargo transportation, blockchain, railway
industry, automation, digitalization, smart contract References
1. Alekseev, S. A. Prospects for the implementation and use of innovative
intelligent technologies in modern transport systems / S. A. Alekseev // International Journal of Open Information Technologies. - 2018. - No. 6. -S. 38-43.
2. Bilenko, A. V. Digitalization in transport. providing opportunities for
development / A. V. Bilenko, O. V. Mednikova // Bulletin of the Moscow International Academy. - 2020. - No. 1-2. - S. 128-135.
3. Vlasov, A. I. System analysis of blockchain data exchange and storage
technology / A. I. Vlasov, A. A. Karpunin, I. P. Novikov // Modern technologies. System analysis. Modeling. - 2017. - No. 3 (55). - S. 75-83.
4. Kovalchuk, A. S. Strategic directions of digitalization of railway transport /
A. S. Kovalchuk, S. I. Koval // Economics and business. theory and practice. - 2022. - No. 5-2. - S. 63-66.
5. Larin, A. N. Digitalization of motor transport and railway industries as a key
element of the digital economy / A. N. Larin, I. V. Larina // Izvestiya Transsib. - 2021. - No. 4 (48). - S. 109-129.
6. Mukhamedova, Z. G. Prospects for the use of blockchain technology in the
organization of the transportation process and the supply chain / Z. G. Mukhamedova, V. D. Osadchuk, A. U. Tulaev // Izvestiya Transsib. -2022. - No. 2 (50). - S. 142-156.
7. Prospects for the use of blockchain technology in the organization of rail
transportation. Information and analytical review of ERAI. - ERAI, 2018.
8. Pokusaev, O. N. Blockchain on the digital railway of Germany / O. N.
Pokusaev, V. P. Kupriyanovsky, D. E. Namiot, V. S. Lazutkina, A. V. Zazhigalkin, P. V. Kupriyanovsky // International Journal of Open Information Technologies. - 2018. - No. 2. - S. 43-53.
9. Silkina, G. Yu. Information and technological coordination of transport and
logistics business models in the system of smart contracting / G. Yu. Silkina // Izvestia of St. Petersburg State University of Economics. - 2020. - No. 2 (122). - S. 122-129.
10. Preece, J. A Review of Prospective Applications of Blockchain Technology in the Railway Industry / J. Preece, J. Easton / Railway Industry. - 2018. - 9 p.
X X
о
го А
с.
X
го m
о
2 О
to
M
