Инфраструктура ИТС. Платформенный и сервисный подход

Действительно, исторически сложилось так, что при создании транспортных систем упор делался на цифровые сервисы, что приводило к активному накоплению разнообразных отдельных ИТ-решений. Их необходимо перевести из состояния хаотичных разрозненных внедрений в русло эффективного упорядоченного развития с минимизацией вкладываемых усилий и ресурсов. Кроме того, в ходе цифровизации транспортного сектора формируются большие объемы данных, которыми нужно эффективно управлять.

Источник: Минтранс РФ, 2020 г.

В частности, с этой целью в настоящее время под эгидой НП «ГЛОНАСС», федерального сетевого оператора в сфере навигационной деятельности, идет разработка федеральной платформы «Автодата». Дело в том, что данные, которые генерирует автомобиль, и информация о транспортном средстве разрознены и хранятся в большом количестве различных информационных систем. Речь идет об очень больших объемах данных – современные датчики позволяют снимать с транспортного средства около 6 тыс. типов параметров, что дает более 4 ТБ данных в день: навигационные сведения, скорость, параметры работы бортовых систем и др.

По прогнозам специалистов, объем входных данных за шестой год эксплуатации платформы превысит 15 ПБ, для их хранения с учетом резервирования потребуется более 170 ПБ емкости хранения.

Вся эта разнообразная информация поступает в сервисные и телематические платформы автопроизводителей и сервис-провайдеров телематических услуг. Согласно оценкам экспертов, более 70% коммерческого транспорта уже подключено к различным телематическим платформам. А информация о транспортном средстве, включая характеристики автомобиля, историю собственников, информацию о нарушениях и штрафах, количестве ДТП и т. д., хранится в государственных информационных системах.

Федеральная платформа «Автодата» призвана консолидировать данные из автотранспортной и дорожно-транспортной сферы: собирать «сырые» данные из сервисных и телематических платформ (более 50 источников), нормализовывать, обрабатывать и группировать данные, дополнять сгруппированные данные информацией из государственных информационных систем. Затем обработанные сведения будут предоставляться как услуга коммерческим потребителям и государственным органам власти, либо по запросу либо в автоматическое режиме межмашинных взаимодействий.

В пресс-службе НП «ГЛОНАСС» поясняют:

Платформа «Автодата» создается на принципах открытой децентрализованной платформы и входит в класс наиболее масштабных инновационных федеральных проектов. На ее основе можно создать целый ряд прикладных и востребованных услуг для государства, бизнеса и простых водителей.

Следует отметить также, что Минтранс РФ работает над дальнейшим развитием ИТ в области обеспечения безопасности на транспорте. В частности, создана Единая государственная информационная система обеспечения транспортной безопасности (ЕГИС ОТБ), в которой в режиме реального времени собираются данные о пассажирах из систем резервирования и продажи билетов, регистрации пассажиров, данные о транспортной инфраструктуре и транспортных средствах, а также данные о грузах. Свои данные передают в систему 8500 перевозчиков из 137 стран. В 2019 г. объем ЕГИС ОТБ перешагнул планку в 5 млрд. записей о пассажирах и перевозчиках содержит.

Кстати, именно эти миллиарды транзакций по оформлению пассажирских перевозок стали основой для вычисления инфицированных граждан и потенциального круга их общения во время пандемии ковид, пояснил Евгений Шабуров, главный конструктор ЕГИС ОТБ, директор дирекции по информационным технологиям ФГУП «ЗащитаИнфоТранс», подведомственный Минтрансу РФ оператор ЕГИС ОТБ.

Платформы и системы на транспорте содержат и создают огромный объем данных, они нуждаются в данных других платформ и взаимодействии друг с другом. Например, платформы грузовых перевозок, платформы сервисов для пассажиров, умная инфраструктура, подключенные (а в будущем и беспилотные) транспортные средства используют данные о транспортной инфраструктуре, данные позиционирования, интерактивные карты, информацию о маршрутной сети, остановочных пунктах, транспортных средствах,- говорил Виктор Парахин, замгендиректора «ЗащитаИнфоТранс» в интервью CNews летом 2020 г.

Создание такой информационной структуры - это сложнейший масштабный проект, который включает, как экономические, так и технологические аспекты.

Технико-экономические предпосылки создания гармоничной системы платформенных решений

Николай Клепиков, руководитель управления продуктового развития, директор продукта ИТС компании «Систематика» (входит в ГКС), напоминает, что повсеместное внедрение ИТС в России возможно при наличии факторов финансового и нормативного обеспечения. При этом в части финансирования таких проектов наблюдается стойкая зависимость распространения ИТС от наличия бюджетного субсидирования. Однако, полагает эксперт, при наличии в составе ИТС коммерческих сервисов становится перспективным и возможным реализация проектов по моделям государственно-частного партнерства.

Аналогично финансовому обеспечению должна быть реализована и должная нормативная основа, которая позволит создавать разрозненные ИТС на дорожной сети муниципалитетов и регионов, а на федеральных трассах – не только совместимых технологически, но и информационно дополняющих друг друга,- говорит Николай Клепиков.

Данная нормативная основа должна учитывать зарубежные стандарты и практики, обеспечивая возможность трансграничных коридоров под управлением ИТС. А вот внедрение периферийной части ИТС в инфраструктурном плане зависит от наличия должного покрытия сетями связи и наличия точек электроснабжения. По оценке Николая Клепикова, сегодня обеспеченность инфраструктурой ИТС в муниципалитетах и на федеральных трассах достаточна для интенсивного внедрения ИТС, хотя, безусловно, не является всеобъемлющей.

Вопросы импортозамещения в транспортных программно-аппаратных решениях в свете недавних событий стали еще более актуальными, чем ранее. По оценкам отечественных экспертов, этот вопрос решается на хорошем уровне.

Если в 2014 году подавляющее большинство действительно эффективных программных средств были зарубежного производства, то в настоящее время большая часть ПО ИТС либо уже находится в реестре отечественного ПО, либо находится на этапе вхождения в реестр,- говорит Николай Клепиков.- Аналогично с аппаратными средствами. Хотя, без сомнения, требования по импортозамещению вкупе с микроэлектронным голодом создают определенную напряженность в реализации проектов ИТС в части обеспечения должных сроков поставки оборудования.

ИТ – важнейшая составляющая проектов в сфере ИТС, которая реализуется с профильными в этой области партнерами. Мы уверены в необходимости внедрения российских ИТ-разработок, архитектура которых основана именно на российском опыте и не нуждается в существенных доработках, в отличие от зарубежных систем. Внедряемая нами ИТ-система включена в реестр отечественных программных решений – она оптимальна для российских реалий и более того – проверена ими, - комментирует Иван Морданов, замдиректора по строительству, эксплуатации и развитию ИТС «Швабе-Москва» (холдинг «Швабе» Госкорпорации Ростех).

Осложняющим фактором является необходимость обеспечения готовности центров обработки данных к размещению серверных группировок ИТС, так как в рамках федерального субсидирования не предусматривается расход средств на обустройство подобных помещений,- добавляет Николай Клепиков.

А Александр Сёмкин, председателя совета кластера ГЛОНАСС, отмечает:

Решения российских компаний конкурируют на равных с программными продуктами лучших зарубежных разработчиков. С точки зрения реализации сервисов, всевозможных подсистем, беспилотного транспорта, наша страна - в числе лидеров. Вместе с тем наблюдается значительное отставание в обработке собираемых данных и в формировании концепций использования этих данных.

Иными словами, информация, получаемая от транспортных средств, дорожных камер и датчиков, должна превратиться в аналитику, из которой появятся рекомендации для улучшения обстановки на дорогах, подчеркивает эксперт.

Программно-аппаратный фундамент ИТС

Транспортная система подобна постоянно растущему организму, уверены специалисты компании «Шаркс Датацентр», поскольку она постоянно растет и развивается, обрастает новыми сегментами и расширяет существующие. Применительно к этим условиям наиболее подходящей архитектурой является гиперконвергентная. Так, гиперконвергентный ПАК SharxBase компании «Шаркс Датацентр», который предназначен для создания высокопроизводительной вычислительной инфраструктуры ЦОД с распределенным хранилищем данных, позиционируется, в частности, как фундамент ИТС.

Одним из наиболее известных проектов внедрения SharxBase для поддержки ИТС является Центральная кольцевая автодорога (ЦКАД): она поддерживает ИТ-систему, охватывающую все протяжение этой трассы федерального значения, обеспечивая работу и решения для оплаты проезда автотранспорта и задач по эксплуатации дорожной инфраструктуры ЦКАД.

Структура программно-аппаратной платформы виртуализации SharxBase

Источник: блог компании «Инфосистемы Джет» на habr.com

ПАК SharxBase включает серверный узел, серверную ОС на основе Linux, кластерное ПО собственной разработки, распределенное хранилище данных на базе стандартных SSD- и высокоскоростных NVMe-накопителей, сеть передачи данных, программный модуль защиты информации, а также ряд компонентов open source: подсистему управления виртуализацией, гипервизор KVM, виртуальный сетевой коммутатор, подсистему мониторинга и оповещения.

Высокая производительность платформы, рассказывают специалисты, достигается как за счет быстрых накопителей, так и благодаря распределенной структуре и параллелизации процессов ввода-вывода. Главная архитектурная особенность SharxBase - отсутствие единой точки отказа: в системе отсутствуют компоненты, существующие в единственном экземпляре и привязанные только к конкретному серверу. ПАК SharxBase, обеспечивающий катастрофоустойчивость «из коробки», устанавливается на различные географически разнесенные площадки, как основную, так и резервные.

Благодаря тесной интеграции с серверными платформами российского производства реестра Минпромторга РФ, отсутствуют законодательные ограничения по использованию SharxBase в государственных закупках и конкурсах.

К числу важных свойств ИТ-инфраструктуры ИТС следует отнести ее территориальную распределенность и иерархическую структуру информации.

В будущих платформах ИТС информация не будет разрозненной и замкнутой внутри региона, как это происходит сейчас,- говорит Игорь Кравченко, заместитель директора по инновационным рынкам компании «Рексофт».- Она будет подниматься от региона на федеральный уровень. Причем на местном уровне информация будет подробная и прикладная, а на федеральный уровень будут передаваться уже обобщенные данные. Здесь информация будет использоваться для определения стратегических задач по направлениям развития.

Из этого тезиса вытекают два существенных следствия. Во-первых, важным блоком ИТС станут системы комплексной аналитики от всех классов систем ИТС-платформы. Во-вторых, многоуровневые данные ИТ-системы будут храниться в распределенных ЦОДах.

Нынешние СХД в принципе готовы к такому распределенному хранению,- отмечает Игорь Кравченко.

Иван Морданов, замдиректора по строительству, эксплуатации и развитию ИТС «Швабе-Москва» подтверждает:

Одна из главных задач ИТС – предоставить комплексную информацию для принятия управленческих решений соответствующим городским службам. Соответственно, внедряемая ИТ-система должна собираться и аккумулировать информацию из множества различных подсистем и приводить ее к единому наглядному визуальному формату в режиме реального времени. В свою очередь обеспечение работоспособности подобной системы требует хранения и обработки сотни терабайт данных в специализированных Data-центрах.

По его мнению, ближайшее будущее ИТС связано с внедрением таких цифровых платформ, которые могут интегрировать любые подсистемы, приводить данные к единому формату и работать на открытых протоколах API с возможностью получения информации из других внешних информационных систем.

Наша ИТ-платформа уже сейчас полностью соответствует этим принципам работы,- замечает представитель «Швабе».

Вячеслав Лукин, CEO компании EdgeVision, говорит о том, что правильная организация обработки данных на периферийных участках (Edge computing) позволяет кратно снизить общую стоимость проекта.

Это существенно, так как реализация крупных инфраструктурных проектов не всегда заканчивается успешно, в то время как капитальные затраты на инфраструктуру требуется вложить на самом старте проекта,- подчеркивает специалист.- В нашем случае достаточно дооснастить, например перекресток одним или несколькими одноплатными компьютерами, чтобы получить эффект. Это не только снижает стоимость, но и сроки реализации проекта.

В русле данной идеи ИТ-решения EdgeVision можно запускать на существующих камерах видеонаблюдения, что исключает необходимость в подключении к высокоскоростному Интернету.

Игорь Кравченко добавляет, что для платформенной синхронизации также важна работа всех ИТС по единым стандартам. В Европе они существуют, замечает эксперт, и каждый год дополняются и развиваются, Россия следует именно европейской логике стандартов с некоторой национальной адаптацией.

Передовая инфраструктура связи для распределенных транспортных систем

Помимо программно-аппаратных решений, критически важным элементом распределенной инфраструктуры ИТС являются каналы связи, которые должны обеспечивать высокопроизводительный отмен транспортными данными.

Летом 2021 г. состоялся первый «квантовый звонок» между Москвой и Санкт-Петербургом. Магистральная квантовая сеть Москва – Санкт-Петербург протяженностью около 700 км – это самая крупная в Европе и вторая по величине в мире. Она создана на базе оригинальных отечественных решений в рамках партнерства правительства Санкт-Петербурга и компании «РЖД», которая в рамках национальной программы «Цифровая экономика» является ответственной за развитие высокотехнологичной области «Квантовые коммуникации».

В процесс организации квантовой сети было вовлечено большое количество партнеров – от малых инновационных и научных институтов до больших корпораций»,- рассказал Дмитрий Чернышенко, заместитель председателя Правительства Российской Федерации.

В их числе - Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (ИТМО), «Специальный Технологический Центр», «СМАРТС-Кванттелеком», «Амикон».

По словам Дмитрия Чернышенко, большой спрос на технологии высокопроизводительных и защищенных квантовых коммуникаций наблюдается со стороны не только государственных органов, но и со стороны бизнеса.

Мы будем развивать эту технологию, чтобы защищенные сети квантовых коммуникаций были по всей стране. До 2024 года будет создано 7 тыс. км, продолжение реализации проекта обеспечено финансированием»,- подчеркнул Дмитрий Чернышенко.

По дорожной карте мы должны реализовать 120 проектов, 75 продуктов и сервисов, – добавил глава ОАО «РЖД» Олег Белозеров.

Развитие данного направления позволит закрыть внутренние нужды ОАО «РЖД» в производственных процессах, требующих обеспечения защиты информации. Кроме того, «РЖД» примет участие в проектах внедрения отечественных программных коммуникационных систем в деятельность исполнительных органов государственной власти Санкт-Петербурга. Также пользователями квантовых коммуникаций могут стать операторы телекоммуникационных услуг, органы власти, финансовые организации, учреждения здравоохранения, операторы объектов критической инфраструктуры и центры обработки данных.

Варианты платформенных решений для управления транспортной системой

От холдинга «Швабе» Ростеха в разработке единой платформы управления транспортной системой (ЕПУТС) участвует отдельная компания. Там рассказывают о принципах, положенных в ее основу:

Важно понимать, что ИТС — это сложносоставной комплекс различных подсистем, который нельзя выстроить, просто набрав кучу разрозненных систем на рынке, и попытавшись их объединить в рамках одного действующего госконтракта. Такая система не заработает эффективно. Мы давно перешли на модульную структуру и ушли от монолитных систем.

Следуя этой философии, компания вкладывала много сил в разработку такой системы верхнего уровня, которая работает с любым интеллектуальным оборудованием.

Компания «Швабе-Москва» рекомендует заказчикам использовать модульные системы, которые могут взаимодействовать с любыми системами с помощью открытых API и обеспечивать тем самым возможности легкой кастомизации под требования заказчика. Нужные модули будут подключаться по мере расширения круга решаемых задач и роста потребностей, в том числе, новые аналитические модули. В русле этого подхода, например, сервисы Москвы компания адаптировала под требования Федерального дорожного агентства, а затем поставила и зарегистрировала в Минцифры России.

Москва — это лучший полигон для тестирования сложных ИТ-решений в сфере транспорта из-за сложности и загрузки всех видов транспортной инфраструктуры: от метро до речного судоходства, и многие проекты впервые апробируются именно здесь с целью дальнейшего масштабирования, добавляет Георгий Лагода, замгендиректора компании «Программный Продукт».

В портфеле ГК «Навигатор» - две платформы управления интеллектуальными транспортными системами региона: «Навигатор-С2020» и «Навигатор-ИТС».

Линейка программного обеспечения «Навигатор-С» во многом уникальна для рынка ИТС, рассказывает Александр Сёмкин: программные продукты этой серии работают уже более 20 лет, за это время из десктопных клиент-серверных решений они превратились в облачную веб-платформу, которая решает задачу организация процессов управлениями парками транспортных средств в интересах заказчиков из разных отраслей.

«Навигатор-ИТС» - это платформа управления транспортной системой, которая отвечает за организацию процессов дорожного движения на уровне городских агломераций или регионов. Платформа обеспечивает сбор и анализ данных, поступающих со всех развернутых в городе или регионе подсистем ИТС, позволяет управлять транспортной системой региона, оперативно реагировать на изменения дорожной обстановки, принимать обоснованные управленческие решения. Эта платформа работает, в частности, в Туле, Орле, Новокузнецке, Курске.

Михаил Белов, заместитель начальника управления интеллектуальных транспортных систем ФАУ «РОСДОРНИИ», отмечает в своей статье в журнале «Интеллектуальные транспортные системы России», что комплексные ИТС всегда имеют сложную структуру. Они включают локальные подсистемы, которые решают локальные задачи. Например, комплексная подсистема управления транспортными потоками может включать несколько инструментальных подсистем: светофорного управления, мониторинга параметров транспортного потока, пополосного управления, обеспечения приоритета движения транспортных средств и т.д. Популярный вариант интеграции – объединение интеллектуальной системы управления освещением с системой АСУДД.

Инструментальные системы в составе ИТС могут консолидировать информацию, поступающую от периферийного оборудования (станций метеомониторинга, датчиков интенсивности транспортного потока и т.д.). Комплексных подсистем в составе ИТС может быть до десятка, замечает специалист, а инструментальных — существенно больше. Более того, одна инструментальная подсистема может быть включена в различные комплексные подсистемы ИТС.

Решением, позволяющим обеспечить интеграцию данных, собираемых различными подсистемами ИТС, их хранение и обработку, является интеграционная платформа интеллектуальной транспортной системы,- подчеркивает Михаил Белов.- Именно на этом этапе интеллектуальная транспортная система городской агломерации или субъекта Российской Федерации начинает быть по-настоящему интеллектуальной, обеспечивая весь широкий функционал, ради которого создается ИТС: от агрегирования и обработки текущих и ретроспективных данных, визуализации текущего состояния транспортной системы и корректировки работы подсистем ИТС до определения режима функционирования транспортной системы и управления транспортной системой.

Иван Морданов добавляет:

В перспективе одной из основных задач региональных и городских ИТС станет интеграция и взаимосвязанная работа уже существующих подсистем в рамках единой платформы с возможностью дальнейшего развития и интеграции.

Один из примеров интеграционной платформы – система КУПОЛ компании «Сандракс», которая, по мнению ее гендиректора Александра Плахова, позволяет создать «умную дорогу».

Платформа КУПОЛ позиционируется как интеллектуальная система поддержки принятия решений по управлению объектами транспортной инфраструктуры: она агрегирует и анализирует данные, полученные от различных систем и сервисов, что позволяет прогнозировать развитие ситуации и выдавать рекомендации для принятия обоснованных решений. Также на базе получаемых данных можно создавать и запускать сценарии, соответствующие дорожной обстановке, информировать участников дорожного движения, оптимизировать процессы эксплуатации объектов инфраструктуры и т.д. – собственно, таки выглядит «умная дорога» в представлении специалистов «Сандракс».

А для расширения возможностей платформы и ее адаптации под конкретные задачи заказчика реализована возможность подключения дополнительных модулей, в том числе для межсервисного и межсерверного взаимодействия – это обеспечивает получение данных от систем сторонних производителей.

В целом, Георгий Лагода ожидает, что рынок решений ИТ-инфраструктуры транспортных сервисов будет расти в ближайшие годы высокими темпами. Ключевыми стимулами этого роста эксперт считает активные процессы цифровизации транспортного сектора, в том числе, переход на сервисную модель предоставления услуг.

В русле сервисной модели компания «Датапакс» развивает возможности тиражирования своей платформы региональных мобильностей. Эта платформа обеспечивает, в первую очередь, мобильность населения на региональном уровне, поддерживая также возможность предоставлять межрегиональные маршруты и оформлять билеты. Платформа обеспечивает подключение необходимого набора модулей системы (в том числе, разных вендоров), обеспечивает хранение и обработку больших данных для решения транспортных задач.

Ограничений в объемах нет, решение быстро масштабируется как внутри региона, так и с точки зрения подключения новых регионов,- рассказывает Андрей Черемных, руководитель рабочей группы по цифровизации пассажирских перевозок Ассоциации «Цифровой транспорт и логистика».

По его оценкам, это решение можно рассматривать как высокий стандарт регионального уровня и пример национального уровня:

Принцип национального уровня базируется на открытости систем и интеграционном взаимодействии. Технология платформы «Датапакс», если будет стоять такая задача, способна обеспечить федеральный охват.

Помимо Тверской области, данное решение внедрено в Таганроге (первая региональная концессия на электротранспорт), пилотируется более чем в 10 регионах страны. Интерес регионов Андрей Черемных объясняет тем, что платформа региональных мобильностей – хороший выбор для тех территорий, которые не имеют возможностей серьезных финансовых инвестиций в собственное развитие транспортных решений, но готовы реализовать развитые сервисы.

Следующий материал обзора >>>

Главная страница обзора >>>

Другие материалы обзора

• Интеллектуальная транспортная система России: курс - на национальный масштаб
• Специфика ИТС
• Городские и региональные ИТС
• Безопасные и качественные автодороги: от фотовидеофиксации ДТП – к комплексному интеллектуальному управлению автодорогами
• Передовые методы управления дорожным движением
• Управление общественным транспортом
• Цифровая логистика
• Передовые телематические решения и умная доставка грузов
• Сервисы интеллектуальной транспортной системы
• Создание национальной ИТС
• Цифровая дорога
• Перспективное развитие ИТС: беспилотный транспорт