Три барьера цифрового моделирования РЖД: единый язык, коммерческая тайна и нехватка специалистов
0
2
Начальник департамента информатизации ОАО «Российские железные дороги» Кирилл Семион отметил, сегодня в РЖД вводится понятие «цифровая инфраструктура», но не в ИТ-смысле (серверы и компьютеры), а в железнодорожном. «Цифровая инфраструктура является полноценной частью железнодорожной инфраструктуры. Без цифровой железнодорожная функционировать эффективно не может», – заявил К. Семион.
Перед РЖД, по словам К. Семиона, стоят две большие задачи. Первая – долгосрочное моделирование развития инфраструктуры, увязанное с инвестиционным процессом и экономическими эффектами для страны и компании. Вторая – оперативная: уже сегодня в компании существует динамическая модель загрузки инфраструктуры, которая планирует грузопотоки «здесь и сейчас». Основным разработчиком этой модели стал Петербургский государственный университет путей сообщения.
Однако при переходе от теоретических моделей к практическому взаимодействию возникают три барьера. Первый и самый неожиданный – единые понятия. «Чтобы мы все говорили на едином языке, и когда мы говорим о провозной способности или пропускной способности, мы все понимали об этом одинаково, считали бы одинаково», – пояснил К. Семион. Второй барьер – коммерческая тайна. Не вся информация о грузопотоках может передаваться между системами и уровнями, поэтому данные приходится обезличивать и агрегировать. Третий – информационная безопасность, ставшая «очень важным трендом везде и всюду».
Что касается математического аппарата, то здесь, по признанию К. Семиона, ситуация парадоксальна. Методы решения транспортной задачи существуют уже почти 100 лет, они детерминированы и прекрасно работают. Проблема в размерности: для задач с тысячами корреспонденций требуются вычислительные мощности, которые не всегда доступны. Именно поэтому РЖД дополняют классическую математику методами искусственного интеллекта. Результат, по словам К. Семиона, «дает удивительно эффективные результаты – позволяет снизить нагрузку и получить хорошие счетные результаты за приемлемое время». А время критично: корпоративная система управления данными РЖД оперирует «несколькими петабайтами данных и 48 миллионами показателей, которые рассчитываются практически в онлайне». Главные требования к этим данным – точность, достоверность и своевременность.
Генеральный директор АО «Институт экономики и развития транспорта» Сергей Румянцев показал, как эти принципы воплощаются в конкретном продукте – Цифровой Генеральной схеме (ЦГС), разработанной по заказу РЖД. Система работает на российском софте: операционная система «РЭДОС», СУБД «ПОСГРСПРО», открытый код, полное соответствие требованиям Минцифры. В расчете, который сейчас выполнен, «впитаны 17 тысяч корреспонденций станция – станция». Это реальные и прогнозные грузопотоки, проложенные по ребрам сети железных дорог с учетом плана формирования и маршрутизации.
После прокладки система в автоматическом режиме подсвечивает узкие места – буквально красным цветом. «Можно в каждый проваливаться, смотреть, что является препятствием, какой элемент инфраструктуры», – объяснил С. Румянцев. Система опирается на паспорт наличной пропускной способности, где по каждому перегону собраны сотни параметров.
Сейчас ЦГС развивается вместе с Министерством транспорта: добавляются графы автодорог и внутренних водных путей. Конечная цель – транспортно-экономический баланс страны. «Мы можем оценивать каждый проект с точки зрения, а где его выгоднее провести – по железной дороге, по речке или по автодороге», – сказал С. Румянцев.
Однако тут же возник резонный вопрос: как верифицировать данные, если каждый грузоотправитель заявляет отправку, а каждый терминал – приемку, причем терминалы часто открываются с профицитными мощностями? По словам эксперта, в РЖД верификация происходит в автоматизированном режиме через баланс трех составляющих: заявки грузоотправителя, мощности принимающего терминала и макростратегии – энергетической, отраслевой, экспортной.
Руководитель направления «Цифровое развитие» Центра экономики инфраструктуры Александр Малахов добавил к этой картине важные ограничения. Да, существуют уже реализованные системы математического моделирования, которые анализируют огромное количество параметров. Но, во-первых, они, как правило, заточены на конкретную предметную область или уровень. «Если система умеет моделировать потоки на уровне мира или страны, как правило, она не справляется с моделированием точных станций, пунктов пропуска, таможенных блоков», – пояснил А. Малахов. Во-вторых, даже имея простые интерфейсы в виде дашбордов для руководителей, сами математические инструменты остаются сложными и рассчитанными на специалистов. «Проигрывание огромного количества сценариев ограничивается не только наличием данных и вычислительными мощностями, но также квалификацией подготовки тех людей, которые за настройку моделей отвечают», – констатировал он.
Выход А. Малахов видит в семантической интероперабельности – совместимости данных по смыслу, а не по техническому соответствию. Это позволило бы «прокидывать данные между различными моделями» и моделировать одновременно изменение грузопотоков, пассажиропотоков и загруженности сетей. Идеал – цифровой двойник, предназначенный именно для управленца, который может динамически пересчитать сценарий при изменении макроэкономики или спроса. «В единой системе происходит очередность пересчета всех этих моделей. Получается единая точка правды, автоматически синхронизированная между друг другом», – добавил эксперт.
Но для этого, подчеркнул он, государству необходимо обеспечить широкое применение подобных моделей не только в крупных госкомпаниях, но и в более мелких институциях. «Чем шире распространяются инструменты, тем чаще они применяются, а для этого они должны быть достаточно просты. За функциональной и интерфейсной простотой использования лежит большая работа по сложным техническим и методологическим реализациям», – заключил А. Малахов, предложив опираться на принцип микросервисной архитектуры, где каждый модуль выполняет свою небольшую функцию и передает сведения между ними.
Напомним, что 29 апреля РЖД-Партнер проведет конференцию «Цифровизация на железнодорожном транспорте». Подробности по ссылке.
Перед РЖД, по словам К. Семиона, стоят две большие задачи. Первая – долгосрочное моделирование развития инфраструктуры, увязанное с инвестиционным процессом и экономическими эффектами для страны и компании. Вторая – оперативная: уже сегодня в компании существует динамическая модель загрузки инфраструктуры, которая планирует грузопотоки «здесь и сейчас». Основным разработчиком этой модели стал Петербургский государственный университет путей сообщения.
Однако при переходе от теоретических моделей к практическому взаимодействию возникают три барьера. Первый и самый неожиданный – единые понятия. «Чтобы мы все говорили на едином языке, и когда мы говорим о провозной способности или пропускной способности, мы все понимали об этом одинаково, считали бы одинаково», – пояснил К. Семион. Второй барьер – коммерческая тайна. Не вся информация о грузопотоках может передаваться между системами и уровнями, поэтому данные приходится обезличивать и агрегировать. Третий – информационная безопасность, ставшая «очень важным трендом везде и всюду».
Что касается математического аппарата, то здесь, по признанию К. Семиона, ситуация парадоксальна. Методы решения транспортной задачи существуют уже почти 100 лет, они детерминированы и прекрасно работают. Проблема в размерности: для задач с тысячами корреспонденций требуются вычислительные мощности, которые не всегда доступны. Именно поэтому РЖД дополняют классическую математику методами искусственного интеллекта. Результат, по словам К. Семиона, «дает удивительно эффективные результаты – позволяет снизить нагрузку и получить хорошие счетные результаты за приемлемое время». А время критично: корпоративная система управления данными РЖД оперирует «несколькими петабайтами данных и 48 миллионами показателей, которые рассчитываются практически в онлайне». Главные требования к этим данным – точность, достоверность и своевременность.
Генеральный директор АО «Институт экономики и развития транспорта» Сергей Румянцев показал, как эти принципы воплощаются в конкретном продукте – Цифровой Генеральной схеме (ЦГС), разработанной по заказу РЖД. Система работает на российском софте: операционная система «РЭДОС», СУБД «ПОСГРСПРО», открытый код, полное соответствие требованиям Минцифры. В расчете, который сейчас выполнен, «впитаны 17 тысяч корреспонденций станция – станция». Это реальные и прогнозные грузопотоки, проложенные по ребрам сети железных дорог с учетом плана формирования и маршрутизации.
После прокладки система в автоматическом режиме подсвечивает узкие места – буквально красным цветом. «Можно в каждый проваливаться, смотреть, что является препятствием, какой элемент инфраструктуры», – объяснил С. Румянцев. Система опирается на паспорт наличной пропускной способности, где по каждому перегону собраны сотни параметров.
Сейчас ЦГС развивается вместе с Министерством транспорта: добавляются графы автодорог и внутренних водных путей. Конечная цель – транспортно-экономический баланс страны. «Мы можем оценивать каждый проект с точки зрения, а где его выгоднее провести – по железной дороге, по речке или по автодороге», – сказал С. Румянцев.
Однако тут же возник резонный вопрос: как верифицировать данные, если каждый грузоотправитель заявляет отправку, а каждый терминал – приемку, причем терминалы часто открываются с профицитными мощностями? По словам эксперта, в РЖД верификация происходит в автоматизированном режиме через баланс трех составляющих: заявки грузоотправителя, мощности принимающего терминала и макростратегии – энергетической, отраслевой, экспортной.
Руководитель направления «Цифровое развитие» Центра экономики инфраструктуры Александр Малахов добавил к этой картине важные ограничения. Да, существуют уже реализованные системы математического моделирования, которые анализируют огромное количество параметров. Но, во-первых, они, как правило, заточены на конкретную предметную область или уровень. «Если система умеет моделировать потоки на уровне мира или страны, как правило, она не справляется с моделированием точных станций, пунктов пропуска, таможенных блоков», – пояснил А. Малахов. Во-вторых, даже имея простые интерфейсы в виде дашбордов для руководителей, сами математические инструменты остаются сложными и рассчитанными на специалистов. «Проигрывание огромного количества сценариев ограничивается не только наличием данных и вычислительными мощностями, но также квалификацией подготовки тех людей, которые за настройку моделей отвечают», – констатировал он.
Выход А. Малахов видит в семантической интероперабельности – совместимости данных по смыслу, а не по техническому соответствию. Это позволило бы «прокидывать данные между различными моделями» и моделировать одновременно изменение грузопотоков, пассажиропотоков и загруженности сетей. Идеал – цифровой двойник, предназначенный именно для управленца, который может динамически пересчитать сценарий при изменении макроэкономики или спроса. «В единой системе происходит очередность пересчета всех этих моделей. Получается единая точка правды, автоматически синхронизированная между друг другом», – добавил эксперт.
Но для этого, подчеркнул он, государству необходимо обеспечить широкое применение подобных моделей не только в крупных госкомпаниях, но и в более мелких институциях. «Чем шире распространяются инструменты, тем чаще они применяются, а для этого они должны быть достаточно просты. За функциональной и интерфейсной простотой использования лежит большая работа по сложным техническим и методологическим реализациям», – заключил А. Малахов, предложив опираться на принцип микросервисной архитектуры, где каждый модуль выполняет свою небольшую функцию и передает сведения между ними.
Напомним, что 29 апреля РЖД-Партнер проведет конференцию «Цифровизация на железнодорожном транспорте». Подробности по ссылке.