Економіка/11.Логістика

Доктор геогр., наук Смирнов І.Г.

Київський національний університет імені Тараса Шевченка

ГЕОІНФОРМАЦІЙНІ СИСТЕМИ В ЛОГІСТИЦІ

За допомогою інформаційно-навігаційних систем можливо вирішувати задачі геомаркетингу та логістики на основі використання геокарт місцевості. Основні дослідження та публікації з теми поки що нечисленні. Зокрема слід відзначити статті Вдовенко В. [2;3], монографію Смирнова І.Г. [8,312-322]. Проте на важливість інформаційно-навігаційних систем та їх зв’язок з ГІС вказується у багатьох сучасних виданнях та посібниках з картографії [1;9 та ін.], а також і з логістики [4; 5; 7]. Метою статті є класифікація та характеристика інформаційно-навігаційних систем, що застосовуються в логістиці.

Розвиток логістики в сучасних умовах тісно пов’язаний з застосуванням інформаційно-навігаційних систем, які забезпечують можливості ефективного використання транспортних засобів з метою оптимального планування робіт та перевезень, оперативного контролю місцезнаходження об'єктів та стану бортових пристроїв, ефективного управління транспортними потоками. Вже зараз використання глобальних систем навігації є неофіційним стандартом руху транспортних засобів всіх солідних транспортно-логістичних компаній, у тому числі, присутніх в Україні, як міжнародних (UPS, FedEx - США; TNT - Голландія; DHL, Schenker - BTL, Spaarman GmbH, Militzer & Munch - ФРН; Kuehne & Nagel, Panalpina - Швейцарія; Geodis, FM -Logistic - Франція), так і українських ( Рапід, Орлан - Транс, Укрінтеравтосервіс, УДЦТС “Ліски” та ін.). Подібні системи дають можливість не лише “бачити” місцезнаходження вантажу на всій території земної кулі, а й надають ще цілу низку переваг. По-перше, можливо точно планувати процес доставки, за необхідності втручаючись у хід перевезень. По-друге, відслідковуючи переміщення вантажів, стає легше планувати завантаженість своїх складських приміщень, чи взагалі продавати товар “з колес”. Так, на Заході багато фірм це вже успішно впроваджують, працюючи без накопичувальних складів, що істотно зменшує витрати. По-третє, інформаційно-навігаційні системи підвищують ефективність роботи персоналу – як екіпажів транспортних засобів, так і менеджерів. Власне тому питання про можливість отримання інформації про місцезнаходження свого вантажу (а саме таку можливість надають інформаційно-навігаційні системи) є одним з переліку десяти контрольних питань, які пропонується поставити потенційному перевізнику, щоб не помилитися у виборі транспортно-логістичної фірми до доставки товару [6]. Інформаційно-навігаційні системи в логістиці включають (рис. 1): 1) супутникові системи зв'язку (ССЗ); 2) системи супутникового позиціонування (ССП); 3) системи автоматизованого визначення місцеположення транспортного засобу - AVL (Automatic Vehicle Location System).

Першими були ССЗ. Їх виникнення пов’язане з тим, що засоби УКХ та КХ – зв’язку не могли забезпечити надійний зв’язок диспетчера з транспортними засобами та постійний контроль їх руху. Так, засоби УКХ – радіозв’язку діють лише на дуже невеликих відстанях (десятки км). Спроби створення мережі ретрансляторів в УКХ – діапазоні наштовхуються на значні технічні та фінансові труднощі, оскільки це вимагає значних одночасних та експлуатаційних витрат. Засоби КХ - діапазону в принципі забезпечують зв’язок на великих відстанях, але такий зв’язок дуже нестабільний та можливий лише у певні періоди доби. До того ж устаткування і антени КХ – радіозв’язку достатньо громіздкі, а більш досконалі зразки надто коштовні. Що стосується мобільного (стільникового) зв’язку, то він навіть в Західній Європі не охоплює всю територію, а в Україні та країнах СНД – покриває поки що лише окремі великі міста та ділянки шляхів. Отже, найкраще відповідають потребам транспорту та логістики у цьому відношенні супутникові системи зв’язку. В них зв’язок з транспортним засобом здійснюється безпосередньо через супутник, тому зона зв’язку є надзвичайно широкою. Так система “Euteltrucks” охоплює зону від Північного Льодовитого океану до Африки та від Атлантики до Уралу. З 2000 року зона її дії поширилася на схід і в перспективі охопить весь Сибір. В експлуатації системи, подібні “Euteltrucks”, надійні, прості у поводженні та зручні. Зв’язок з транспортним засобом та спостереження за його рухом здійснюються безпосередньо в офісі транспортно-логістичної компанії або в диспетчерській службі автотранспортного підприємства. Але при цьому необхідне дотримання низки вимог (рис. 1). У транспортно–логістичних компаніях та на автотранспортних підприємствах, де використовується системи типу “Euteltrucks”, ефективність використання рухомого складу зростає на 15-20% Такі результати забезпечують насамперед наступні чинники (див. рис. 1). Це лише основні чинники. Є ще велика кількість інших, які дозволяють досягти відчутних результатів. Досвід роботи як зарубіжних, так і українських транспортних закладів показує, що в сучасних умовах кошти, вкладені в систему зв’язку логістики і управління, приносять прибуток значно більший, ніж засоби, спрямовані лише на збільшення кількості рухомого складу без таких систем. Варто додати, що система Euteltrucks була запроваджена у 1992 році і має нині велику кількість мобільних терміналів, що експлуатуються, в усьому світі, так тільки в Україні зареєстровано 100 терміналів, в Росії - 300. Мобільний термінал в цій системі має розміри, що в 2-3 рази перевищують розміри терміналу Inmarsat, але для встановлення на вантажні машини це не є перешкодою. Розробка Euteltrucks велась під егідою європейської міжнародної організації EUTELSAT. До інших ССЗ належать американські системи Inmarsat, ORBCOMM, Iridium, Globalstar та інші. Порівняльна характеристика деяких з цих систем наводиться в табл. 1.

Таблиця 1. Порівняльна характеристика ССЗ

Показники	Види ССЗ
	Inmarsat	Iridium	Orbcomm
Кількість супутників	5	79	36
Робочий діапазон частот, Гц	1,53-1,545	2,5	1,8
Швидкість надання даних, бит/с	600	2400	4800
Наявність апаратури GPS	+	+	+
Підтримка мобільного зв’язку (станд.GSМ, AMPS/CDMA)	+	+	-
Точність визначення координат, м	750	450	1100

До сучасних засобів координатно-часового визначення різноманітних об’єктів, у тому числі транспортних засобів, відносяться системи супутникового позиціонування (ССП).

Супутникове позиціонування – метод визначення координат об’єкту в транспортному просторі з використанням супутникових систем. Особливо важливою рисою цих систем є можливість їх інтеграції з геоінформаційними системами. Транспортний засіб, оснащений таким приймачем, переміщуючись по місцевості, автоматично фіксує свої координати. Може бути здійснене введення додаткової інформації. При цьому дані накопичуються в цифровому вигляді у відповідних форматах та можуть бути виведені на екран в цілях візуалізації та контролю.

Зараз у світі використовуються дві системи супутникового позиціонування – американська GPS (Global Positioning System), або як її називали на початковому етапі створення “NAVSTAR” та російська “ГЛОНАСС” (переважно у сфері авіа та морських перевезень). Свою систему глобальної навігації у даний час створює Євросоюз та Європейська космічна агенція (ESA) під назвою “Galileo” (у перший етап її будівництва, що закінчився у 2006р., інвестовано ЕUR 1,1 млрд.). Ця система складається з 30 супутників - 27 активних та 3 резервних, що обертаються на трьох кругових орбітах висотою 2360 км над Землею.

Рис. 2 Інформаційно-навігаційні системи в логістиці: принципова схема

Примітка: КА - космічний апарат, УКХ - ультракороткі хвилі.

“Galileo” зможе забезпечити більш точну комерційну навігацію, дозволяючи користувачам визначати своє місцеположення з точністю до одного метру. “Бортові” годинники супутників будуть синхронізовані з 20-тю наземними станціями слідкування, двома командними пунктами та 15-тю станціями зв'язку. Через супутники можна буде приймати та надавати сигнали SOS. Запуск першого супутника здійснений у 2005 p., а вся система буде готова до роботи в 2008 р. [2].

Найбільш поширеною сьогодні на Землі та найбільш підходящою для потреб логістики, зокрема для обслуговування автомобільного транспорту, частка якого складає більше 2/3 всієї сукупності транспортно-логістичних послуг, є глобальна супутникова навігаційна система GPS. Технологія глобального позиціонування GPS (її повна назва “Мережева супутникова радіонавігаційна система” – МСРНС) пов’язана з американською розробкою GPS NAVSTAR (Global Positioning System/ Navigation Satellite with Time And Ranging), яка виконана фірмою Rockwell і в 1993 p. виведена на проектну потужність Це супутникова навігаційна система другого покоління[1], що представляє собою новітню геоінформаційну технологію точного визначення положень об'єктів на земній поверхні [9, 236]. Система GPS створена і застосовується Збройними силами США, однак за спеціальною угодою вона доступна для цивільних організацій, у т.ч. інших країн. Залізничні компанії використали GPS до першої в історії точної зйомки залізниць США та слідкування за рухом потягів. Транспортно-логістичні компанії використовують GPS до контролю руху вантажів та для відповідного інформування своїх клієнтів. За допомогою GPS були точно визначені висоти багатьох гірських вершин, включаючи Монблан. GPS має великий потенціал та можливості до інтеграції з іншими геоінформаційними технологіями. Так, в лабораторії ГІС Ягеллонського університету (Краків, Польща) працює GPS Base Station (Базова станція GPS), що пропонує замовникам послуги з просторового аналізу та технологій, у тому числі, для потреб логістики, на своєму сайті [10]. В Україні різноманітне устаткування до супутникових навігаційних систем продукує ДП “Орізон-Навігація” (м. Сміла Черкаської обл.), у т.ч. інтегровану супутникову навігаційну апаратуру, авіаційні та персональні навігаційні приймачі, судові карт-плоттери (приймачі), геодезичну апаратуру тощо. Послуги з міжнародного супутникового моніторингу автотранспортних потоків пропонують нині компанії “Скайлок – Україна”, що належать до корпорації MVP, відомої завдяки своєму бренду “MUL-Т-LOCK” та “BENISH GPS UKRAINE”. На порядку денному - питання про створення національної радіонавігаційної системи України [3].

В системах автоматизованого визначення місцеположення (АВМП) транспортного засобу - AVL (Automatic Vehicle Location System) місцеположення ТЗ визначається автоматично в міру його переміщення в межах певного географічного ареалу (території). Система AVL звичайно складається з підсистеми АВМП, підсистеми надання даних і підсистеми управління і обробки даних. AVL – системи поділяються за призначенням та за розміром території її дії (див. рис. 1).

З точки зору реалізації функцій визначення місцеположення (ВМ) AVL – системи характеризуються такими технічними параметрами, як точність місцевизначення та періодичність уточнення даних. Ці параметри залежать від території дії AVL – системи: чим менша територія, тим вища точність ВМ. Так, для зональних систем, що діють на території міста, вважається допустимою точність ВМП у 100-200 м. Деякі спеціальні системи вимагають точність в одиниці метрів, для глобальних систем буває достатньо точності в декілька км. Щодо періодичності уточнення даних, то для зональних та регіональних систем ідеальним вважається отримання даних про місцеположення рухомого об’єкту до одного разу на хвилину. Системи дистанційного супроводження вимагають більшої частоти оновлення інформації.

Методи ВМП, що використовуються в AVL – системах, поділяють на три основні категорії: зональні; навігаційного зчислення та методи ВМП за радіочастотою. Зональні методи, або методи наближення, полягають у тому, що на території міста створюється мережа контрольних зон, які включають велику кількість контрольних пунктів, точне місцеположення яких фіксується в системі. Місцеположення ТЗ визначається в міру проходження ним контрольних пунктів. Зональні системи є складними і дорогими, особливо якщо вони охоплюють великі території. Подібні системи застосовуються ДАІ, зокрема у м. Києві.

Методи навігаційного зчислення полягають у вимірюванні параметрів руху ТЗ за допомогою датчиків прискорень, кутових швидкостей, пройденого шляху та напряму. На підставі цих даних вираховується поточне місцеположення ТЗ відносно відомої початкової точки. В цілому дані методи можуть використовуватися в системах, де застосовуються методи радіонавігації. Основна перевага методів навігаційного зчислення – незалежність від умов прийому навігаційних сигналів бортовою апаратурою. Недоліками цих методів є необхідність корекції помилок виміру параметрів руху, що накопичуються, великі габарити бортової апаратури, складність обробки параметрів руху з метою визначення координат у бортовому обчислювачі. Найбільш перспективним напрямком застосування цих методів вважається їх спільне використання з радіонавігацією, що дозволяє компенсувати недоліки, притаманні обом методам.

Методи ВМП за радіочастотою передбачають вимір різниці відстані від ТЗ до трьох чи більше радіомаяків. Цю групу методів поділяють на дві підгрупи: методи радіопеленгації та методи радіонавігації. За першими абсолютне або відносне місцеположення ТЗ визначається за прийомом радіосигналу, що ТЗ надає, мережею стаціонарних або мобільних приймальних пунктів. Прикладом AVL – системи, заснованої на методах радіопеленгації, може бути система “Скиф” (Росія), принципом дії якої є прийом сигналу, що надає малогабаритний маяк на ТЗ, мережею стаціонарних радіоприймальних центрів та розрахунки місцеположення ТЗ. При цьому точність розрахунків залежить від щільності розміщення стаціонарної радіоприймальної мережі на території і складає декілька метрів в режимі безперервного слідкування та коригування даних з використанням ГІС. Нині розроблена і складська система радіоідентифікації місцезнаходження товару (рис. З) і навіть новітня технологія радіочастотної ідентифікації товару (Radio Frequency Identification, RFID), що становить альтернативу технології штрихового кодування товарів, яка широко використовується нині. Радіомітка, якою позначається товар RFID, містить в 20 разів більше інформації, ніж штрих-код, причому ця інформація може бути доповнена, змінена або повністю замінена на іншу в процесі руху товару. Її зчитування здійснюється автоматично за будь-якого положення мітки, на значній (до 10 м) відстані, за високої швидкості руху об’єктів ( до 100 од./сек.). Радіосигнали мітки без проблем проходять через деревину, папір, картон, пластмасу, скло; їм не перешкоджають бруд, пил, пара. Ці переваги вже нині забезпечили високі потреби у RFID – технологіях до оптимізації логістичних ланцюгів з сторони відомих міжнародних компаній, таких як Wal-Mart (США), Benetton (Італія), Philips Semiconductors (Голландія). RFID – технології широко використовуються також у військових структурах США та ЄС, зокрема в комплексі програм з анти терористичної діяльності [7].

Рис. 3. Складська система радіоідентифікації

місцезнаходження товару [4, 352]

Методи радіонавігації полягають у визначенні координат за результатами прийому спеціальних радіосигналів від супутників на борту рухомого об’єкту. Ці методи на даний час характеризуються найкращими показниками точності ВМП, а саме – в стандартному режимі – 50 – 100 м, а з застосуванням спеціальних методів обробки інформаційних сигналів в режимі фазових визначень або диференціальної навігації - декілька метрів. Як правило, устаткування такої системи складається з бортового навігаційного обчислювача, радіостанції УКХ – радіозв’язку або стільникового телефону (рис.4). У диспетчерському центрі встановлюється комп’ютер з електронною картою і програмне забезпечення системи диспетчеризації та моніторингу автотранспорту на території міста. Головною проблемою при впровадженні цих систем є недостатній розвиток в Україні інфраструктури мобільного зв’язку для організації надійного каналу надання інформації між бортовим та центровим устаткуванням на території великих міст. Певні зрушення в цій сфері можна очікувати з розширенням площі покриття та збільшенням потужностей центрів комутації даних, що використовують стандарти цифрового стільникового зв'язку GSM.

Рис. 4. Схема AVL — системи, що оснащена радіо модемом стільникового зв'язку

Висновок. Навіть короткий огляд методів і прийомів ВМП наведений у статті, дозволяє зробити висновок, що не існує універсальної системи, що здатна задовольнити всі вимоги користувача. Завдання створення ефективно працюючих систем ВМП виявляється значно ширшим, ніж вибір конкретного методу. Мікростільникова структура систем зв’язку може стати основою для побудови зональних, регіональних, національних систем ВМП або дозволить вирішувати питання ВМП радіонавігаційними та радіопеленгаційними методами. Окремо стоять питання створення електронних карт [1, 276], призначених для експлуатації з AVL - системами. Перевагу будуть мати ті системи, в яких організована оперативна корекція дорожньої обстановки, аж до врахування інформації про затори на окремих ділянках транспортних магістралей. А у недалекому майбутньому передбачається поява супутникових навігаційних систем, що будуть в стані регулювати швидкість та інтенсивність руху транспорту у всіх великих містах України.

Література:

1. Берлянт A.M. Картография. - М., 2002. - 336с.

2. Вдовенко В. Спутниковая навигация в Украине // Транспорт. - 2002. - №35 (203). - С.52.

3. Вдовенко В. Требуется координация: развитие спутниковых навигационных технологий в Украине// Укравтоконтинент. - 2002. - №1. - С.28-31.

4. Джонсон Дж., Вуд А. и др.Современная логистика. Пер. с англ.- М.,2002.-624 с.

5. Николаев А.Б, и др. Автоматизированные системы обработки информации и управления на автомобильном транспорте. - М., 2003. - 224с.

6. Орлан. Торговий випуск концерну “Орлан”. Спецвипуск. - 2002, 8 жовтня. - 4с.

7. RFID на службе управления поставками// Логистика. - 2004. - №3. - с.29.

8. Смирнов І.Г. Логістика: просторово-теріторіальний вимір.- К., 2004. - 335 с.

9. Шмаль С.Г, Військова топографія. - К., 2003. - 280с.

10. http://Beskid.geo.uj.edu.pl

---

[1] До першого покоління супутникових систем ВМП відносять системи, які розроблялись до 1970-х pp. та використовувались більше 20 poків: NNSS (США), ЦИКАДА (СРСР). NNSS (Navy Navigation Satellite System) спершу призначалася ВМС США. Пізніше отримала назву TRANSIT; в експлуатації з 1964р.; з 1967р. відкрита для цивільного комерційного використання. У 1970-х pp. з'явились порівняльно малогабаритні приймачі GEOCEIVER, які дозволили визначати координати з дециметровою точністю. До 1980р. багато тисяч споживачів різних країн світу користувались послугами цієї системи [5, 123].