Развитие транспортно-логистических отраслей Европейского Союза: открытый BIM, Интернет Вещей и кибер-физические системы

Развитие транспортно-логистических отраслей Европейского Союза: открытый BIM, Интернет Вещей и кибер-физические

системы

В.П.Купряновский, В.В.Аленьков, А.В.Степаненко, О.Н.Покусаев, Д.В. Катцын, А.В. Акимов, Н.А.Уткин, Ю.И.Волокитин, Д.Е.Намиот, М.А.Шахраманьян, И.М. Власова

Аннотация— В статье рассматриваются вопросы развития транспортных и логистических отраслей в Европейском Союзе (ЕС). В статье речь идет о таких инструментах как открытый BIM, приложения Интернета Вещей и более общее направление - кибер-физические системы. В работе отмечается важность управления инфраструктурами. Отмечается, что именно состояние инфраструктур является сдерживающим фактором развития транспорта и логистики. И именно проблемы управления этими инфраструктурами, как в оперативном плане, так и в жизненном цикле активов, с целью получения максимальных экономических и иных выгод оказываются основной целью внедрения новых информационных технологий в транспортно-логистической отрасли. При этом все решения должны учитывать развитие современных цифровых и иных технологий и интеграцию всех видов транспорта. Особое внимание уделено онтологическими и семантическими системами стандартизации.

Ключевые слова—транспорт, логистика, BIM, онтологии, IFC.

I. Введение

ЕС является крупнейшей единой экономикой в мире: единый рынок, основанный на убеждении, что свободный движение товаров, капитала, услуг и людей

Статья получена 10 января 2018.

В.П.Куприяновский - Национальный центр цифровой экономики МГУ

В.В. Аленьков - АСЭ ГК Росатом; buildingSmart Россия

А.В. Степаненко - Союз строителей железных дорог

О.Н.Покусаев - Центр цифровых высокоскоростных транспортных систем РУТ

Н.А.Уткин - ТК "Кибер-физические системы", РВК

Ю.И.Волокитин - ООО ТАС

М.А.Шахраманьян - НИИ «АЭРОКОСМОС»

способствует процветанию. Строительная отрасль рассматривается в ЕС как инструмент реализации именно этих задач. В работе [20] справедливо говорилось о едином цифровом рынке ЕС, а в работах [31-40, 47-54] о едином транспортно-логистическом рынке.

В транспортной отрасли, например, автодороги, необходимы для перевозки людей и грузов автомобильными средствами, которые производятся в разных странах и следуют набору международных стандартов, которые регламентируют как параметры автомобилей, так и параметры грузов. Это, в свою очередь, закладывается в параметры автодорог. Изменяются движущиеся средства - изменяется и инфраструктура. Все это должно учитываться в возможностях развития этих изменений и BIM должным образом [55], как и особенности действия норм и правил, специфичных для строительства в любой стране и в ЕС, в частности. В работе [55] была показана динамика взаимодействия инфраструктур железных дорог и самих движущихся средств, а в [32] - то же самое для автодорог и автомобилей на них. Все сказанное в [32,55] о таком взаимодействии справедливо для всех видов транспорта. Изменение движущихся средств меняет транспортную инфраструктуру, но сегодня становится верным и обратное: изменение инфраструктур приводит и к изменениям движущихся средств. При этом сегодня именно состояние инфраструктур является сдерживающим фактором развития транспорта и логистики. Вместе проблемы управления этими инфраструктурами, как в оперативном плане, так и в жизненном цикле активов, с целью получения максимальных экономических и иных выгод оказываются в центре внимания. При этом все решения должны учитывать развитие современных цифровых и иных технологий и интеграцию всех видов транспорта.

В 2017 году эти вопросы не только обсуждались на различных форумах ЕС, но и были отражены в организационных решениях и научных исследованиях. Для удобства читателя мы привели наиболее значимые в библиографии к данной работе. При анализе этой информации выяснилось, что наряду с традиционными источниками информации по логистике и транспорту,

большое значение приобрели исследования и работы по цифровым технологиям, сгруппировавшиеся вокруг тем кибер-физических систем, в части оперативного управления транспортом и транспортными инфраструктурами и онтологическими открытыми BIM решениями для поддержания оптимального управления собственно физических инфраструктур в их жизненном цикле. И хотя это деление в цифровом мире может быть весьма условным, мы решили его в этой работе его придерживаться.

Кибер-физические системы (CPS) - это интеграция вычислений с физическими процессами [21]. Встроенные компьютеры и сети контролируют и отслеживают физические процессы, как правило, с петлями обратной связи, где физические процессы влияют на вычисления и наоборот. Кибер-физические системы (CPS) определяются как преобразующие технологии управления взаимосвязанными системами между его физическими активами и вычислительными возможностями. Связь между физическими процессами и кибер-миром все больше переходит на различного рода электронные устройства (RFID, LEU, радары, сенсоры и т.п.), часто объединяемые уже названием Интернет Вещей (IoT), хотя многие электронные устройства под эту классификацию никак не подпадают. Для того, чтобы провести такое объединение на более высоком уровне был введен термин кибер-физические системы. Сегодня в Европе в этом направлении наиболее активна Platforms4CPS, в работе которой цифровые решения для транспорта занимают одно из центральных мест [22-27]. Кроме собственно публикаций были проведены три крайне насыщенных конференции (@Platforms4CPS - Market Landscape Workshop, Amsterdam, 09th of May 2017, @Platforms4CPS Cyber-Physical Systems Roadmapping Workshop, ICE/ITMC Conference, Madeira Island, 28th of June 2017, @Platforms4CPS Cyber-Physical Systems Roadmapping Workshop, Paris, 23th of October 2017), материалами которых мы также воспользовались. В ЕС практическое продвижение кибер-физических систем стало прерогативой Platforms4CPS.

Platforms4CPS ставит перед собой технологическую задачу решения проблем, связанные с основами разработки CPS как архитектуры и платформы. Основная цель Platforms4CPS - «Создать видение и стратегию», «содействовать развитию платформы» и «Создать экосистему». Будет развит целостный подход, учитывающий совместный опыт научных кругов и промышленности.

Platforms4CPS разработают стратегический анализ рынка и экосистемы, обновят дорожные карты CPS, проведут анализ пробелов и разработают стратегии будущих совместных действий. Также необходимо увеличить сотрудничество и осведомленность среди практиков в сообществе во избежание недоиспользования прошлых и текущих проектов.

Platforms4CPS имеет целью собирать результаты,

предоставлять хранилище компонент (строительных блоков) и поддерживать обмен информацией (PlatForum), чтобы разрешить обмен знаниями, опытом и передовой практикой в этом секторе.

Platforms4CPS будут взаимодействовать с широкими и разнообразными заинтересованными сторонами с целью достижения консенсуса, повышения осведомленности и диалога с обществом по социальным и правовым вопросам, связанным с развертывание CPS. Основная цель будет заключаться в предоставлении заслуживающих доверия предложений по тому, как устранить барьеры путем сбора информации от международных лидеров в научных кругах, правительств и частного сектора.

II. Логистика в ЕС

Но любой транспорт имеет четко выраженных заказчиков. В промышленном секторе ЕС транспортная отрасль занимает одну из самых важных позиций, так как именно в ней реализуется сверхзадача ЕС - создание единого транспортного пространства, которое влияет практически на все стороны жизни Европы. Логистические и транспортные векторы развития цифровой экономики чрезвычайно важны [38]. Так, в рамках подготовки мирового экономического форума в 2018 году, WEF опубликовал в 2017 году два примечательных документа [29, 30], и оба они, фактически, были подготовлены в Европе. В первом их них [29], подготовленном очень уважаемыми в мире немецкими логистами совместно с WEF, уже вводится в оборот на мировом уровне понятие Логистика 4.0. Приведем цитату из [29]: "Разрушающие технологии трансформируют все сквозные шаги в производстве и бизнес-модели в большинстве секторов экономики. Продукты, которые потребители требуют, заводские процессы и их последствия, а также управление глобальных цепочек поставок переформируются в беспрецедентной степени и беспрецедентным темпом. Промышленные лидеры, с которыми проводились консультации, считают, что новые технологические решения, объявленные Четвертой промышленной революцией - такие как усовершенствованная робототехника, автономные системы и добавочные производства - революционизируют традиционные способы создания стоимости. Поскольку расходы на развертывание технологии продолжают падать, международные различия в расходах на рабочую силу больше не будут решающим фактором при выборе места производства".

Благодаря технологиям, которые приносит четвертая промышленная революция, меняется не только то, как мы производим и управляем цепочкой поставок, а также генерация новых цепочек создания стоимости. Открывается цифровая связь для совершенствования новых форм сотрудничества между компаниями на разных этапах цепочки создания стоимости. Ожидается, что следующее развитие событий будет играть важную роль в этом процессе продвижения вперед [29]:

• Открытые инновации, то есть большая открытость компаний к привлечению как других компаний, так и их клиентов в процесс инноваций и развития

• Распределенное производство как подход к комплексной децентрализации производственных структур и устранению классических производственных парадигм

• Новые модели сотрудничества между компаниями, преимущественно горизонтальные, но также могут быть

и вертикальные модели.

Динамика роста пользователей интернета и эволюция концепций и инструментов совместного создания стоимости показана на рисунке 1, а явления, приводящие к Логистике 4.0, сгруппированы на рисунке 2.

rvûlutlfin ûf ïiJ-ldlilry fürti^pt^

UififMirt arfton Adunli

kr«-

Lfemin*-- H-k

^КД I .UÏ£H

y W

* Inlriitlrw

ЧИипх'чМ!

IfiOttWLbllK

lifi

I гтнп- U;-tm In'-.^Y i!-рп j

№нГ ClIAÎMÎ ?

ma -S Й5 Г X

N ïtnu rkn д

MfflUMfft

m?

Ûpuifomni miiji;^ _

/ Wl

rhf t jllupi-jl к! mtflJNr

MAMALAD — fJWAW ¿V-ï

awj wmis^ ut

_— V- ¿ЮЛ/il

SUMHMfH

^m-r-anh-bavd f>'i ^ jJîf- Iii-' ПГЫКЦЕ

K»!

4

ИХК

TÎrtilMfflkbl

ШНШШЬОЫОО' ll^Vill-'l J ПК

Tethnologitjl evolution

1п1ь-т.(Ь AIW.M : |Г,Г,М'

№] №

J ЧУ* IhttOBMin

ofwrj! V

mtMüsx, »91

Mlbcd v ÏVAJi №1

ttfNttVLEt Ii«

i-mjj

-l'KI

UHüa

iSSJ

KW)

Üprn ^OfjPIf С1Г

^ Ltnbxirtr m --

Ю flAlrt у

_________

Щ

КМ JÎ

Apport л1г pLbnc'iMW

tiïcr

ЧиГпЬсгоПп^гпйии^ 240 к М0гт1 2.5-Ьп

Рис. 1. Эволюция эклектических концепций и инструментов совместного создания стоимости [29]

Рис. 2. Актуальность текущих тенденций в логистике и управлении цепочками поставок [29].

Когда товары и услуги пересекают границы в международной торговле, информация должна быть передана между соответствующими сторонами, будь то частные компании или государственные органы, включая поставщиков, поставщиков логистических услуг, таможенных, нормативных агентств, продавцов и покупателей. Безбумажная торговля [30] относится к оцифровке этих информационных потоков, включая то, что делает их доступными и позволяющими обменяться данными, связанными с торговлей и документами в электронном виде. Менее формально можно думать об этом, как о трансграничных торговых операциях с использованием электронных данных вместо бумажных документов.

Преобразованием того, что традиционно было основано на бумаге или системы документации в электронный формат может ускорить торговлю и снизить затраты на ведение бизнеса в современном взаимосвязанном мире. Узкие места в управлении цепочками поставок и нормативная документация могут

быть особенно сложными для небольших предприятий или электронных трейдеров с меньшим опытом и ресурсами. Безбумажная торговля [30], следовательно, служит многообещающим средством борьбы с логистическими проблемами электронной торговли и, в частности, небольшими поставками через границы. В целом, она быстро становится существенным компонентом правительственных усилий по улучшению эффективности таможенного контроля и управления процессами торговли и обеспечения

конкурентоспособности торговли в быстро оцифровываемом мире.

В удивительно хорошо сделанном издании [30], ООН и WEF не только приведен детальный разбор мировой стандартизации в области глобальной безбумажной торговли, но сделан следующий удивительный прогноз ее цены (увеличение мировой торговли на 1 триллион долларов и, в том числе, за счет планируемого внедрения блокчейна [30]). Приведем цитату из [30]:

«TFA ВТО, многосторонняя сделка, которая вступила в силу в Феврале 2017 года, содержит ряд положений, потенциально относящихся к безбумажной торговле.

Это относится к электронным обменам данными и документами, электронному представлению, связанному с торговлей документов, электронным платежным системам, электронным системам с одним окном и международным стандартам для безбумажной торговли. Некоторые конкретные ссылки подробно описаны в Таблице 1 (ниже), хотя другие могут также рассматриваться. Рассматривая аспекты, связанные с безбумажной торговлей, текстовый язык TFA оставляет много места для ВТО. Члены организации формируют свои собственные системы и правовые рамки.

TFA также используется для учета индивидуальных страновых ситуаций и возможностей. Чтобы воспользоваться выгодами от специального положения и положениями о дифференциальном фондировании, содержащиеся в соглашении, члены ВТО должны классифицировать и уведомлять об этом, когда выполняют каждое положение и могут сигнализировать о необходимости поддержки для реализации. Оценки предполагают, что полная реализация TFA, которая включает, но выходит за рамки безбумажного положения о регулировании торговли - могли бы

сократить торговые расходы в среднем на 14,3% и увеличить глобальную торговлю на 1 триллион долларов США в год. В подходе, основанном на процессе, цепочки обмена информацией будут рассматривать каждый обмен в рамках контекста других обменов, связанных с той же обработкой. Каждое электронное сообщение только в цепочке должно содержать новую информацию, а не повторять избыточную информацию. Подход подразумевает переосмысление того, как осуществляется обмен информацией. Он также более точно соответствует к однократной записи данных, вызываемой в отдельных окнах, как это определено в Рекомендации 33 ЕЭК ООН, и является более близким к концепциям технологии blockchain. UN / CEFACT выпустила эталонные модели данных, которые поддерживают это подход ».

Нам представляется, что эти решения, а главное -экономические преимущества, достижимые через новые соглашения и технологии касаются и необходимы России, как, впрочем, и всем остальным странам, и мы проводим ниже таблицу 1 по основным положениям безбумажной торговли.

ОиМПу О-Р Слгчрог! JnfrUtruetur*

ЯН* HnltMlintclw* UHd tlfnitlKllin bAMhiHtwt AM Irjnwgrl hnfr—twctiTP

äigA л jéliA IS J jrf

А 1zJr 1 ж* fc é V ' éA mm A tf жЩ WÊ Л

uflHL m " LpÇm **JÊÏ\ » т м^г, » x ^

Щ ijjrtiin firt»] ТО j Т Щ wrtwiMO  t I лI

Рис. 3. Рейтинги стран Европы по видам транспорта (Источник: https://ec.europa.eu/transport/facts-

fundmgs/scoreboard/compare/mvestments-infrastructure/quality-roads_en)

Так как логистику, в первую голову, волнуют свои проблемы доставки, то приводим ряд рисунков, отражающих состояние ЕС именно с этой точки зрения. Так на рисунке 3 показаны рейтинги стран Европы по видам транспорта, основанные на обзоре Всемирного экономического форума, с использованием шкалы от 1 (крайне слабо развитой) до 7 (обширной и эффективной). Примерно также построены рисунки 4, 6 и 7. Особняком стоят рисунки 5 и 8, на которых отражены инновации в транспорте и возможности появления синхромодального европейского транспорта. По сути, все изложенное в этой части нашей работы мы

рассматриваем как постановку задачи для понимания следующих разделов.

Таблица 1: Положения ВТО

безбумажной торговли [30]

по TFA, касающиеся

Article

Article 7.1

Article 7.2

Article 10.2

Article 10.3

Article 10.4

Provision

"Each Member shall, as appropriate, provide for advance lodging of documents in electronic format for pre-arrival processing of such documents."

"Each Member shall, to the extent practicable, adopt or maintain procedures altowing the option of electronic payment for duties, taxes, fees, and charges collected by customs incurred upon importation and exportation."

"Each Member shall, where appropriate, endeavour to accept paper or electronic copies of supporting documents required for import, export, or transit."

Encourages Members to "use relevant international standards or parts thereof as a basis for their import, export, or transit formalities and procedures" which in theory would apply to standards relevant for e-commerce as well.

"Members shall endeavor to establish or maintain a single window, enabling traders to submit documentation and/ or data requirements for importation, exportation, or transit of goods through a single entry point to the participating authorities or agencies." The article further stipulates that "Members shall, to the extent possible and practicable, use information technology to support the single window."

Рис. 4. Наличие станций электрической зарядки тяжелых грузовых автомобилей в ЕС.

Urban 11Лп»рсчГл1Юл %

H

pes* ilAP

DI

ГВЕ V . Rf SC Ц№41

пнннли

NüiHitdn ïàrilpDrtilHn

саг

Рис. 5. Ожидаемые нововведения в городских и внегородских перевозках.

m % #

MiOft

Li. . • * . ; Г

• • » V * •

Q CLOSCD

ф OTHtn НШОЦНв F ACUITY

Рис. 6. Интермодальные терминалы в Европе

fe

jT

w%

м

X,

ïb

Global potential accoisibility freight (2011):

Ьу r«ll tO ¡rttííCOrttirterttíl Container throughput Of EurOp6«rt Ы* pOrtt Ipnreengage of avengo accMalblltty by rail of all area*)

o-zso

» I -750 7S I  >000 toot 1250 125 t  1500 1501.1150 1751 2000 ZOO .

mc: il 11 mi i Tf-ирои itvMi

Рис. 7. Глобальная потенциальная доступность для контейнеров в Европе.

Г

Г

Optimal utilisation multimodal netvtfç

Г

Рис. 8. Модель роста для синхронного транспорта [1]

III Транспортные программы ЕС

В ЕС довольно много транспортных программ, как на европейском уровне, так и на национальном.

Транспортные задачи могут решаться в программах, формально не относящихся к транспорту, и поэтому мы приводим их только выборочно, следуя логике объявленной во введении.

А. Программа ЕС - ТЕЫ-Т

В качестве конкретного шага к реализации потенциала единого транспортного рынка, в 1994 году ЕС инициировала свою трансъевропейскую политику в области транспортных сетей (TEN-T) [28, 42, 43, 45]. В 2013 году Европейская комиссия учредила сеть из девяти основных транспортных коридоров, которая связывает всех государств-членов ЕС. Его цель -закрыть пробелы между транспортными сетями стран, удалить узкие места, которые препятствуют плавному функционированию внутреннего рынка и преодоления технических барьеров, таких, как несовместимые стандарты для железнодорожного транспорта. Это особое внимание уделяется модальной интеграции (разработка всех транспорта и связи между ними, поскольку также системы управления движением и информацией), совместимость и согласованное развитие инфраструктуры. Планы второго поколения TEN-T и коридорные работы были утверждены в декабре 2016

года, для завершения фундамента сети к 2030 году. На рисунке 9 показана актуальная общая схема TEN-T. Детальные исследования по транспортным коридорам можно посмотреть в [31-40, 47-54]. Однако все они касались в основном технических вопросов размещения собственно транспортных коридоров и не затрагивали всей современной транспортно-логистической политики Европы в свете [42, 43, 45]. На рисунке 9 приведены общие цели ЕС на всех видах транспорта, определенные решением ЕС от 2017 года [43]. К 2030 году планируется сократить выборы С02 на транспорте на 20%, внедрить конкретные комплексные цифровые системы (о некоторых из них смотри публикации [31-40]), вдвое уменьшить смертность от транспорта к 2020 году и провести за 2014-2020 огромный объем централизованных инвестиций ЕС, наравне с вкладами стран и частно-государственным партнерством.

sation ^j^f^ri^^^^yn \lisation

INNOVATION

тЯБ^К:

GLOBAL LEADERSHIP

I VESTMENT Й) ^^ PEO

Рис. 9. Общие цели ЕС на всех видах транспорта [43]

Приведенная карта всех коридоров TEN-T (рисунок 10) показывает и страны, не входящие в ЕС (например, Швейцарию и Норвегию, Великобритания на карте показана как страна ЕС, так ее выход из союза не завершен).

Для иллюстрации сказанного об интеграции всех видов транспорта в ЕС и учета технологических изменений приведем несколько примеров по видам транспорта и смешанным вариантам.

B.Морские автодоржные магистрали

Инициатива «Морские автодорожные магистрали» (МОС) была включена в программу TEN-T в 2004 году. Она была разработана специально для создания новых межмодальных морских логистических цепочек по всей Европе, улучшения доступа к рынкам на всем континенте; сократить расходы на фрахт, создав конкурентоспособную альтернативу перегруженной дорожной системе и лучше интегрировать европейские транспортные сети. ЕС остается самым важным экспортером глобально и вторым по величине импортером, что означает морской транспорт и все, связанные с этим морские перевозки, необходимы для того, чтобы помочь европейским компаниям

конкурировать на мировом рынке. Инициатива «Три моря», входящая в ТБ^Т, может основываться на морские соединения, как создание альтернативы к доминированию автомобильных перевозок по всему региону, и помогает подключить регион по всему миру. MoS стремится увеличить объем перевозимых грузов на судах, путем разработки эффективных портов и улучшения инфраструктура между портами и внутри страны. Это поможет смягчить перегруженность и недостатки наземных транспортных связей в районе трех морей, которые наносят ущерб сплоченности и динамичному внутреннему рынку, крупнейшему в мире торговому блоку, а также и спросу для транспортных услуг. Схема МоS приведена на рисунке 11.

-¿5V 'ТТ

Рис. 11. Схема MoS [28]

A. Увеличение емкости железных дорог ЕС в два раза

и другие цели, Shift2Rail

Рост спроса на транспорт, перегруженность, безопасность энергоснабжения и изменение климата являются одними из основных проблем, с которыми сталкиваются Европейский Союз и все более широкий мир. Решение этих проблем требует, чтобы в ближайшие несколько десятилетий железнодорожный сектор приобрел большую долю спроса на транспорт. Поэтому развитию именно железных дорог ЕС в TEN-T уделяется огромное влияние, и иногда TEN-T считают только железнодорожным проектом, что не так, но отражает важность именно железнодорожного транспорта для Европы. Причина этого в том, что Европейская комиссия работает над созданием Единого европейского железнодорожного района (SERA) и продвигает модальный переход от автомобильных дорог к железнодорожному транспорту, чтобы достичь более конкурентоспособной и ресурсоэффективной европейской транспортной системы. Однако доля железных дорог на европейских рынках грузовых и пассажирских перевозок все еще не является удовлетворительной. Поэтому исследования и инновации в этой области ЕС помогают начинать

железнодорожным компаниям играть новую, более широкую роль на глобальных транспортных рынках, как путем решения неотложных краткосрочных проблем, которые сводят на нет операции на железнодорожном транспорте, так и помогая сектору завоевать более сильные рыночные позиции.

Исследования и разработки по этой амбициозной и сложной задаче координирует Shift2Rail (смотри его сайт). Shif2Rail способствует внедрению на рынок лучших поездов (более тихий, более комфортный, более надежный и т. д.), которые надежно работают с инновационной инфраструктурой железнодорожной сети с первого дня внедрения сервиса при более низких жизненных циклах, при этом более способность справляться с ростом спроса на пассажирские и грузовые перевозки. Все это разработано европейскими компаниями, что повышает их конкурентоспособность на мировом рынке. Shift2Rail также способствует парадигме модального сдвига, чтобы привлечь пользователей к железнодорожному транспорту. Для пассажиров ЕС это означает больше возможностей для путешествий, большего комфорта и повышенной пунктуальности. Для экспедиторов / грузоотправителей железнодорожные перевозки предлагают более экономичный, пунктуальный и прослеживаемый вариант отгрузки. Shift2Rail способствует:

• сокращению стоимости жизненного цикла

железнодорожных перевозок на целых 50%;

• удвоению пропускной способности железной

дороги;

• увеличению надежности и пунктуальности на

целых 50%.

Эти амбициозные задачи мы показали на рисунке 12, так как их решение - это один из основных столпов европейской транспортной политики. На рисунках 13, 14 и 15 отражены некоторые детали этого грандиозного плана. Читатель может так же почерпнуть дополнительную информацию в [31, 36-39, 48, 55-58, 59] .

COST

EFFICIENCY

50% reduction erf lib-eye la costs of the railway tyttam

CAPACITY

100% rrtcraasa in capacity

OPERATIONAL EFFICIENCY

50% mcruM in reliability and punctuality

Рис. 12. Единая Железнодорожная зона ЕС и ее привлекательность & конкурентоспособность. Европейская железнодорожная система - лидерство на глобальном рынке

Shift2Rail

Single European Railway Area

Attractiveness and

competitiveness

Leadership on the global market

improved services and customer quality

Reduced system Enhanced costs Interoperability

Simplified business processes

improved reliability

Lower investment costs

Respect and adaptation of TSIs

improved standardisation

Enhanced capacity

Customer e*perlence

Reduced operating costs

Externalities

Removal of remaining open points

Simplified autorisation

and certification

Рис. 13. Составляющие успеха построения единой Madrid - 21 September 2017 Capacity for Rail C4R, железнодорожной зоны ЕС

(

T

TD ra ы

i 1 [_1 Г

В а

System Pliiform Demonstriton

j

*r¡ Г Г "iff *T f fM t*P1#Pt

iHKMOtogy Mm«

EWOrt (ТОЙ!

Pf+flriii -Ла** #«#

dmnrinlf I 1«Н(Г<Г1«№в1в(У rctyH .r§ >A Ш lib^ilVV ïr-.lir! lAd/tf

unbilled Oi tAnAvrn

ВНМММЬМ

f'Miii i шиЦн nf TO

piuMnm «I iplim ÉM< ÍMh ir lib «tri ют»м*| »"И «yttom

lT»Epm DmiurniuuHv

m*

OiitriiHHil at DM» wrhcl* цйп level

IHitpimfnM [ЧНС un Рч rfwltl frf ItHMKlilÛi WliMNbrin|tifrt

U&kihdH-ri Tft « miMltlf hMi #0* • IW« W»WIIHM al rêtimmy wttemi.

\

*Shift2Ra<l

Рис. 14. Системный подход к созданию единой Shift2Rail) железнодорожной зоны ЕС (источник конференция -Madrid - 21 September 2017 Capacity for Rail C4R,

Рис. 15. График реализации единой железнодорожной зоны ЕС

Основой такого удивительного рывка в железнодорожной отрасли ЕС являются цифровые системы управления железной дорогой [57,58]. Рынки и прогнозы рынка утверждают, что размер рынка систем управления железной дорогой в мире, как ожидается, возрастет с 29,27 млрд. долл. США в 2016 году до 57,88 млрд. долл. США к 2021 году, при ежегодном темпе роста совокупного дохода (CAGR) - 14,6% в период 2016-2021 годов [22-27]. Основными драйверами роста спроса на системы управления и решения для железнодорожного транспорта являются растущий спрос на улучшенные услуги на железных дорогах, правительственные инициативы и появление Internet of Things (IoT).

Ожидается, что системы управления железнодорожным движением будут иметь наибольшую долю на рынке систем управления железнодорожным транспортом в ЕС. (Управление рельсовым движением включает в себя сигнализацию, управление трафиком, маршрутизацию и планирование поездов). Европа, где будет наибольшая доля рынка на рынке систем управления железной дорогой, скорее всего, выиграет от технологических достижений в рамках реализации единой железнодорожной зоны ЕС, и прогнозируется высокий уровень использования платформ IoT и аналитики данных в различных операциях управления железнодорожным транспортом.

Планируемые инвестиции для улучшения городского транспорта и инфраструктур дорожного движения во Франции, Германии, Италии , как ожидается, приведут к единому европейскому рынку железнодорожных перевозок. Ожидается, что развертывание цифровой Европейской системы управления железнодорожным движением (ERTMS) приведет к общему европейскому железнодорожному и транспортному рынку.

Европа является безусловным мировым лидером этого рынка. Так, например, Испания уже является ведущей страной в области управления воздушным,

морским, наземным и железнодорожным транспортом, а также в строительстве гражданских объектов. В Испании есть самые высокотехнологичные парки подвижного состава в мире и крупнейшая скоростная сеть, уступающая только Китаю, использующая более 3000 км.

Испания является мировым лидером в области проектирования железных дорог, гражданских работ, сигнализации, безопасного и эффективного управления движением, обеспечения подвижного состава, эксплуатации и технического обслуживания. Его промышленная ткань очень конкурентоспособна, чрезвычайно профессиональна и тесно переплетается. Его компании присутствуют во всей цепочке создания стоимости железнодорожных перевозок - от этапа планирования до ввода в эксплуатацию. Фактически, благодаря консолидации консорциумов, испанские компании образуют один из самых сильных кластеров железнодорожных компаний в мире, который порождает ценность и богатство в одной из самых высокотехнологичных отраслей. Почти 40% транспортных концессий в мире управляются компаниями из Испании, ведущей страной в области управления воздушным, морским, наземным и железнодорожным транспортом, а также в строительстве гражданских объектов [44].

В этой стране успешно работает компания CADEX -первая в мире лаборатория интероперабельности, аккредитованная для сертификации компонент ERTMS и тестирования линий ERTMS. Лаборатория создана в 2000 году, и она принимала активное участие в тестировании ВСМ, в том числе, и в Испании. Возможно, что именно поэтому ключевая конференция ЕС по увеличению емкости железных дорог в 2017 году проходила в Мадриде.

ALSTÖM

\\

' ЛПЫИО

ïSma SP^

'— "G

DIHI TA ОЧ1С

T HALE 5

SIEMENS

1. Signaling: A lot of systems in Europe

An Unique Multi-Supplier Signaling Systc-^

Signalling —J TVM/KVB

ASfCa/LZB EBICAB 700 SJ<ÏNUM/IUei21 BÙCC/RSD

Рис. 16. Кто реализует ERTMS в Европе

Рис. 17. Процесс создания ERTMS

mis JwMtul Jtaanln Dn»nlÉ4Hm fiai

f [S fщг Мл Uvhnr lauftiri FGhrb ГпЬ loMI«, SptriAr ТпиМпка »«tab m ist« I «M* I mntbFB

oawibr—ns_

П5 1er lb* FK KW ELtadetfr D«nii««4 nd l-iih 1 ' mi rriri

FTTIS felt I П obop иЬ mm

1>XSK. ImiUll «лрт.Ш!, (H H О* Bond uCnw* TM ТмвИп ItK ÏIW rtUMd It IrKvti lfd wf*t*crt

( КIV1.1 nnKjAo с o^arwvf КщтгапИ,

I« spndiuri« Ce tnbin mis

IM ipnrfktiu im к помог

MfAUéy tl ____

ï"JÇTM.VtTfS Mm M «h m' iHrrfw

1П Vqartiri I ittuntw Mt 1

RM MC si(i ( m m rai— tMttlK* I« чирщкжып

ЦенКмЦИ Verm

umsxj stunner v№|« . : j od

(mug 5ubhl«j7 vhua : jo

um9c здчи-ш :po

UH$H ШЛ4Н Venn ;oo

ims1c suplniui VfTUfl 71 l

l-ntix. sabm-cw vHUA hi

umskj vnua : jo

UMSB Sdwi« vmni no

цмяс sami № vow 2 jo

imskuhfl«« vlfhh 2.30

unkk sobici-mi yfiwoc mo

L-MSJC. vihulw Vnuet 130

unejg slfcm-osm v«4ift 2 0 j

UNBK SawWi^; vow au

VNBKÏ verum из

rasK. sut^-ou VBIWO 2.30

1"М£Ю Stiwi.«* VH4A 22 2

umsjo unci. km VHMOt 1 00

UNISJG SUBSET^?!» Veim U1

ESAERTktM>lii«i va» 111

UNISKr SL'BSET^TM.i Vnwt 1.0.1

UMSJG sfBSET-ow Vnirit too

Рис. 18. Европейские документы по TSI

1 1 IRV

liai kutf loi ..

ERTMS Reference Architecture

Рис. 19. Архитектура ERTMS

конференция - Madrid - 21 September 2017 Capacity for Rail C4R,

Региональные, железнодорожные автоматизированы железнодорожных горнодобывающей перевозок будут

Рису. 20. Системы ERTMS, реализованные в Испании

Эксплуатация цифровых технологий управления железной дорогой представляет собой характерный пример взаимодействия транспортных средств и инфраструктуры. Учитывая огромное значение железнодорожного транспорта для России, мы решили привести самые последние данные по этому вопросу, оглашенные CADEX на упомянутой конференции на рисунках 16 - 20.

междугородные и грузовые услуги будут более в будущем. Ожидается, что 40% операций для промышленности, промышленности и грузовых полуавтоматизированы в течение следующих четырех лет (Rail C4R).

Ожидается, что рынок городского транспорта будет расти на уровне 3% в период между 2014 и 2020 годами, и на этом рынке доля полностью автоматизированной работы рельсового транспорта, как ожидается, возрастет с 30% до 70%.

Интернет Вещей также уже эксплуатируется в ряде областей, например, для сбора данных технического обслуживания, для улучшения доступности транспортных средств и инфраструктуры за счет прогностического обслуживания, создания более быстрой пропускной способности в транспортных системах, обеспечения лучшего управления ресурсами и обеспечения большего комфорта и удобства пассажиров благодаря интеллектуальным системам информации о билетах и пассажирах.

Техническое обслуживание является ключевой ценой для сетей железных дорог ЕС, а использование прогнозируемого обслуживания с помощью аналитики данных является основной областью роста. Здесь создаются совместные предприятия, например. Siemens с Renfein Spain, чтобы использовать анализ данных для

мониторинга поездов, обеспечивающих доступность 99,98%.

Железнодорожная отрасль очень важна для Европы. Общий железнодорожный сектор в ЕС, включая операторов железных дорог и менеджеров инфраструктуры, насчитывает около 1,8 миллиона человек, в который, по оценкам, надо прибавить зависящих от него 817 000 человек. В европейском секторе перевозки и логистики железнодорожных перевозок работает около 400 000 человек, и он является главным экспортером, на долю которого приходится почти половина мирового рынка железнодорожных продуктов с долей рынка в 84% в Европе и общей стоимостью производства 40 млрд. евро (2010 год).

Рынок подвижного состава и локомотивов является самым важным рынком, в котором работают 160 000 человек, но есть также большие рынки для железнодорожной инфраструктуры

Автоматизированные системы и, в частности, ERTMS постепенно заменят различные национальные системы управления поездом и командами в Европе для создания бесшовной европейской железнодорожной системы. Вместо сигналов линии, компьютер в кабине водителя контролирует скорость и движение поезда, принимая во внимание другие поезда на железной дороге. Приведение системы управления в поезд позволит обеспечить более автономную работу, чтобы водители всегда могли работать с оптимальной безопасной скоростью, помогая более быстрому движению поездов и быстрее быстрой ликвидации задержек. Каждый поезд будет работать с

соответствующей безопасной скоростью, что позволит увеличить количество поездов на дороге. Все это увеличит пассажиропотоки и грузоподъемность, надежность, снизит эксплуатационные расходы, улучшит пунктуальность и приведет к более безопасным поездам и повышению конкурентоспособности на рынке предложения. Путем перемещения большего количества людей и грузов на поезда и сокращения задержек ожидается также сокращение загрязнений.

Высокоскоростные и городские железнодорожные рынки становятся самым динамичным сектором, мировой рынок высокоскоростных железных дорог представляет собой самую большую возможность на

Li

о*

's'.* »

ö -о "t

рынке железных дорог. Хотя возможности в Европе сильны, Азия, Ближний Восток и Северная Америка становятся наиболее привлекательными областями для глобальных ОЕМ-производителей. Рынок городских железных дорог также растет. В Европе, учитывая поставки подвижного состава, Италия и Дания станут ключевыми возможностями в ближайшие годы. Именно итальянский вариант совместного развития В СМ и городских железных дорог излагает публикация [31].

Учитывая то, что в России так же начинает эпоха ВСМ и городских железных дорог [31], мы приводим рисунки 21-23, которые показывают динамику в этих секторах.

IЛГМ1 т зрят

I HIGH SPEED LONG DISTANCE MEDIUM DISTANCES TRAINS

''» vuppii»! niton Ttfpo Snm*fr> 4«»1 cat |VIIW> (Uut*> Тафа ааив»

na

I ТС» »HC

и»

art

iTct щ к: (Tci m«: ; iictin» (тении rctuki 1T1IUE ITH US LH ив uм

UFI UFI IV1

ncitn гзя

ÜIHIM

г«*ея 1«*ея "У гм-ся

fvnpfltH

Tum« u» uh

lie» r «j (ici m щ

tTHLB IT* LH

ITDEtUI It (KU

MM u»

ггг- сч

More than 400 train sets equipped with ETCS

Рис. 21.

re nfe [j^odiF

Рис. 22. Рост рынка ВСМ в мире

urbai Ran mvk«t:Tot»l Expected Deliveries ol apm Ruling Slock. Western Europe, 2011-Htt1 Denmark: Copenhagen » Cilynngen Inès are expecued » be completed by 2018. marking the end ol №e second liage of the city* meiro.

inly Ci h» ar« expected io expand their mtiro* «th new lines and aimoit all sysiems are lively lo be AnidWo s Dnverless Metro solutions

Germany and France: Siemens NeoVAL li expected to №d a launch partner by Ihe end oT the forecast period.

EipKIMDeiitcrwt 01 APM Holm, Slack Mlt-MHI

Рис. 23. Рост рынка городских железных дорог в Западной Европе

C. Авиационно-космическая отрасль Европы в транспорте

Европейская аэрокосмическая промышленность является мировым лидером в производстве гражданских и военных самолетов, вертолетов, беспилотных самолетов, авиадвигателей и оборудования, экспортирующих их по всему миру. Она также оказывает вспомогательные услуги, такие как обслуживание и обучение. Аэрокосмическая отрасль в ЕС обеспечивает более 500 000 рабочих мест и в 2013 году обеспечила оборот в 140 миллиардов евро. Занятость в аэрокосмическом секторе особенно важна в

Соединенном Королевстве, Франции, Германии, Италии, Испании, Польше и Швеции. Значительная доля добавленной стоимости расходуется на исследования и разработки (НИОКР) в Европе.

В аэрокосмическом секторе ожидается, что объем пассажирских авиаперевозок удвоит плотность воздушного движения в течение следующих двух десятилетий в уже перегруженном воздушном пространстве. На основных маршрутах и крупных аэропортах в Европе насчитывается более 50 миллионов пассажиров в год, а на большинстве других маршрутов -10-50 миллионов пассажиров. Воздушное движение увеличивается, и ожидается, что количество самолетов удвоится к 2020 году. На рисунке 24 приведена карта авиационных связей Европы с остальным миром.

Рис. 24. Карта авиационных связей Европы и мира 9/05/2017 Amsterdam) (источник - конференция Platforms4CPS Market

Segmentation Transportation Sector .Haydn Thompson Как и на железных дорогах Европы, управление

воздушным движением является одной из основных тем, особенно в Европе, где отдельные системы интегрируются через SESAR в новую более эффективную систему, которая гарантирует время прибытия. Задачи, которые при этом внедрении возникают не только технологические, но и законодательные / политические, и их необходимо решать на европейском (и даже на мировом) уровне.

Так как воздушное пространство Европы уже заполнено, то лучшая координация воздушных судов позволит увеличить пропускную способность и разрешить конфликты траекторий полетов в реальном времени. Ожидается, что новая технология обеспечит лучшее интегрированное сквозное путешествие пассажиров и сокращение выбросов. Улучшенное управление воздушным движением позволит снизить

затраты и задержки, а более эффективная интеграция систем дает возможность оптимизировать транзит затвора в ворота без наземных задержек или укладки перед подходом (с последующим сокращением выбросов).

Планируется, что на глобальном уровне рынок управления воздушным движением (АТМ) вырастет с 50,01 млрд. долл. США в 2016 году до 97,30 млрд. долл. США к 2022 году при 11,73%. Это будет обусловлено растущим спросом на безопасные и надежные воздушные перевозки, увеличением заторов воздушного пространства, развитием новой инфраструктуры аэропортов и модернизацией существующих аэропортов. К 2022 году ожидается рост рынка управления воздушным движением в Индии, Китае и Японии.

11 J ' С Çi^ I

Рис. 25. Фазы полета самолета

На рисунке 25 показаны этапы движения воздушных судов от взлета до посадки. Из-за очень быстрых темпов роста воздушных перевозок именно в авиации внедрение автопилота, цифровых систем управления воздушным движением произошло массово и первым среди всех видов транспорта. Например, в Хитроу (Лондон) за счет этого емкость аэропорта увеличилась на 60 %. Это привело к развитию новых аэропортов или расширение существующих объектов, что напрямую увеличивает емкость системы. Однако такое развитие событий часто затруднено из-за ограничений финансирования, экологических проблем и противодействия местных общин развитию новых аэропортов. Также, такие изменения не могут решить проблему нового потенциала в краткосрочной перспективе. Например, для строительства нового терминала обычно требуется от пяти до десяти лет. Однако увеличение пропускной авиационной способности существующего объекта может не включать его физическое расширение, так как реконфигурации существующего пространства может быть достаточно.

Движение воздушного судна по воздуху создает вихри следа, вызванные фюзеляжем, оперением, шасси, крыльями и двигателями. Вихри на крыльях являются

основным и самым опасным компонентом турбулентности следа. В результате этих вихрей с 1972 года сообщалось о несчастных случаях со смертельным исходом в коммерческой и частной авиации. ИКАО установила обязательное минимальное разделение на основе категории генерируемых вихрей, что, в свою очередь, зависит от максимальной взлетной массы самолета.

Знание поведения вихревого следа может увеличить пропускную способность для аэропортов с параллельными взлетно-посадочными полосами (ВПП) и такие исследования проводятся. Результаты показывают, что если новая технология применяется для увеличения пропускной способности ВПП, насыщение начинается до 2036 года, в отличие от того, что оценивалось с текущей мощностью (начало перегрузки в 2015 году). Другими словами, с новой технологией проблемы с перегрузками можно отложить еще на 21 год. Цифровые технологии развиваются крайне быстро, и уже в 2017 году в ISO предложило ряд стандартов в разделе IoT для авиации. Все они группируются вокруг тем снижения веса самолета и улучшения управления им за счет беспроводных систем связи. Не имея целью полноту картины, мы приводим некоторые соображения по этому поводу для дальнейших выводов.

Число беспроводных подключений растет по всему миру. Беспроводная связь расширяется до областей, ранее неохотно применяющих технологию такого типа. В области аэронавтики беспроводные приложения для внутри-авиационной радиосвязи недавно получили

признание, как на промышленных, так и на академических аренах. Это позднее принятие связано главным образом с тем, что беспроводные передачи обычно связаны с проблемами надежности и помех. Приложения аэронавтики на борту воздушных судов крайне критично, и поэтому присущая хаотичность беспроводных технологий создает множество скептицизма, особенно для зондирования, мониторинга и контроля критических авиационных подсистем. Кроме того, неконтролируемые беспроводные передачи могут потенциально создавать помехи для других аэронавигационных подсистем, что приводит к неправильным функциям и небезопасной работе. Однако недавние исследования по помехам и надежности с использованием современных беспроводных стандартов предполагают безопасную работу и, следовательно, возможность создания относительно новой исследовательской области, которая называется беспроводной авионикой внутренней связи ^АГС). В последние несколько лет беспроводные технологии начали использоваться на борту для систем, которые обычно используют только проводную инфраструктуру (т. е. В качестве замены кабелей). Они также используется для приложений, которые теперь возможны только благодаря беспроводному компоненту (например, локализация внутри помещения,

отслеживание и беспроводная передача мощности). Примерами потенциальных применений беспроводной связи для авионики являются: мониторинг состояния системы, связь с авионикой, датчики дыма, мониторинг помех, логистика, идентификация, замена кабелей для датчиков топливного бака, автоматическое управление трассой на основе оптимизированного расхода топлива и мониторинга погоды, автоматического снижения турбулентности или активное управление воздушным потоком, мониторинг электромагнитных помех (электромагнитные помехи) и гибкое проектирование резервирования кабельной проводки.

Авионика будет испытывать революцию в области беспроводной связи в ближайшие годы. Концепция «йу-Ьу-дагекББ» открывает несколько проблем в дизайне, конфигурации, безопасности, управлении

использованием спектра и управлении помехами. Существует несколько преимуществ использования беспроводных технологий для авиационной промышленности. Они позволяют сократить количество кабелей в конструкции самолета, что позволяет снизить вес. Снижение веса также приводит к увеличению полезной нагрузки, увеличению дальности, более высокой скорости и, главным образом, экономии расхода топлива. Сокращение кабелей может также повысить гибкость конструкции самолета (меньше мощности человека для проектирования сложной кабельной инфраструктуры). Кроме того, беспроводные технологии могут достигать мест воздушных судов, которые труднодоступны кабелями, хотя они относительно невосприимчивы к нарушениям электрического кабеля. Беспроводная технология также обеспечивает улучшенную конфигурацию и устранение

неполадок с использованием современных радиотехнических стандартов.

В документе (проект стандарта ISO в разделе интернет вещей от 2017 года [80]) представлено применение беспроводных сенсорных и приводных сетей для динамического отслеживания и компенсации турбулентных потоков по поверхности воздушных судов. Формирование турбулентного потока и связанный с ним эффект удержания «кожи» (skin) отвечают за неэффективность конструкции самолета и, таким образом, являются основными факторами увеличения расхода топлива. Область активного управления воздушным потоком представляет собой конвергенцию нескольких научных областей, таких как: механика жидкости, сенсорные сети, теория управления, расчетная гидродинамика и конструкция привода. Из-за высоких скоростей, испытываемых современными коммерческими самолетами, необходимы плотные сети датчиков и приводов, чтобы точно отслеживать образование турбулентных потоков и

противодействовать их эффектам с помощью удобной политики приведения в действие. Использование беспроводных технологий в этой области направлено на облегчение управления информацией, генерируемой большим количеством датчиков, и уменьшение необходимости подключения кабелей для соединения всех узлов или групп узлов (патчей) в сети. Кроме того, использование беспроводных компонентов открывает новые проблемы в совместном моделировании распространения и моделирования турбулентности. В проекте стандарта представлены принципы проектирования активных систем управления воздушного потока совместимые с сенсорной сетью эталонной архитектурой (ISO SNRA). Стандартизированные интерфейсы помогут

разработчикам создавать приложения для смарт-облачных систем авионики, которые улучшат управление парком самолетов, оптимизируют трафик маршрута и будут вычислять профили срабатывания для разных моментов полета самолета. Это проект стандарта также относится к будущим технологическим концепциям, таким как Интернет вещей, Big Data и облачные вычисления. На рисунке 26 показана архитектура системы AFC.

Цифровые двойники [55] и другие авиационные

интеллектуальные мощности немыслимы без развития не только локальных систем связи, но и надежной связи инфраструктуры на земле с летящими бортами [87]. Ожидается, что рынок наземного обслуживания и поддержки программного обеспечения вырастет с 2,49 млрд. долл. США в 2016 году до 3,25 млрд. долл. США к 2022 году при CAGR 4,56%. Предполагается, что рынок смарт-аэропортов вырастет с 11,31 млрд. долл. США в 2016 году до 14,87 млрд. долл. США к 2021 году, составив CAGR 5,64%. Это будет зависеть от увеличения пассажиропотока, необходимости модернизации регистрационных услуг, обслуживания багажа и улучшенных систем безопасности и потребность в предоставлении информации в режиме реального времени

самолетам и пассажирам будет вести рынок смарт-аэропортов.

Между, тем если даже просто посмотреть на рисунок 24, то легко увидеть, что лидером по использованию авиации выступает США. Мы предлагаем читателю посмотреть солидные работы Академии наук США [6076] целиком и полностью посвященные аэропортам. Столь большой рост авиапассажиров, уже произошедшее увеличение емкости аэропортов за счет цифровых систем управления воздушным движением (выше мы говорили о росте в Хитроу емкости на 60 %), и работа по внедрению инноваций и разработка новых методов и стандартов, о которой мы говорили выше привела к тому, что Академия наук США выпустила в 2016 и 2017 годах пятитомное издание о следующем поколении аэропортов [67 - 71]. Не имея возможности изложить все аспекты этого издания и других, укажем только на некоторые аспекты. Так, в [72] рассматриваются возможности изъятия из состава аэропортов всем знакомых башен управления воздушным движением. Их заменяют цифровые решения и, в частности, новые поколения видеокамер. Меняются схемы работы наземного транспорта аэропортов [61,62,73,74], планирования пассажирских терминалов [66], управления активами вообще [64,65]. И, конечно, необходим новый BIM [60] и объективные оценки емкости аэропортов [63].

Пример влияния цифровых технологий на физические инфраструктуры авиации и аэропортов, о котором мы говорили выше, на наш взгляд, очень нагляден, и именно через этот вектор влияния цифровых решений транспорте и будут проходить остальные виды массового транспорта. На железных дорогах такой процесс уже происходит на вокзалах и станциях, и он уже начинается на автомобильном и морском (водном) транспорте.

Б.Морской транспорт

В какой-то части мы уже привели пример (МоС) выше про морской и автомобильный транспорт, когда говорили о TEN-T. Более 90% мировой торговли осуществляется судами, что делает их ключевыми в мировой экономике. Сегодня это самая экономичная и

наименее опасная для окружающей среды форма транспорта и без кораблей транспортировка сырья и импорт / экспорт доступных продуктов питания и промышленных товаров не произойдет. С 1970-х годов рост морской торговли ЕС составлял в среднем 4% годовых.

Оценочное количество активных моряков в морских государствах-членах ЕС в 2010 году составляет 254 119 (143 967 офицеров и 110 152 рядовых). По оценкам, 4,78 млн. человек заняты в морской деятельности в портах и логистике, которые поддерживают движение товаров. На сегодняшний день наиболее эффективным видом транспорта для движения товаров ожидается, судоходный сектор вырастет на 150-250% в течение следующих 30 лет.

Европейские кораблестроители являются лидерами мирового рынка по обороту. В частности, Европа производит почти все дорогостоящие круизные суда в мире, около 50% всей продукции поставщиков оборудования экспортируется за пределы Европы, и почти 100% технологий и ноу-хау в области дноуглубительных работ являются европейскими.

С точки зрения управления флотом около 40% мирового торгового флота контролируются европейскими компаниями, а примерно 25% плавают под европейском флаге ЕЕА. Из пяти крупнейших портов мира 3 являются европейскими, а европейская нефтегазовая сервисная индустрия также является мировым лидером по технологиям, экспортируя 70% продукции.

Рис. 27. Внешний вид контенеровоза без экипажа

Технологические драйверы в морском деле Европы ровно такие же, как и на остальных видах транспорта -экономика и экология. На рисунке 27 мы приводим внешний вид контейнеровоза без экипажа, как тот образ, к которому стремится ЕС. Европейская морская промышленность возглавляет экологически чистые технологии в мире. Например, европейские поставщики оборудования предоставили на борту судов все системы управления отходами перед тем, как будут приняты будущие экологические нормы по отходам.

Во всем мире системы управления судами связаны с метрикой эффективности загрязнения и навигационными системами для оптимизации производительности, чтобы снизить стоимость доставки, расход топлива и выбросы. Речь идет о внедрении технологий и алгоритмов ИКТ для оптимизации перевозок и операций портов. В области безопасных

навигационных систем цифровые алгоритмы управления трафиком для занятых морских путей и портов улучшат безопасность, и, глядя в будущее, возможно постепенное сокращение уровня экипажа, ведущего к полностью автономным судам, после того, как регулирующие органы убедятся в том, что это безопасно. Во-первых, дистанционно пилотируемые суда будут приняты в течение 10 лет в прибрежных водах, что приведет к дистанционному пилотированию судов в океанах к 2030 году с долгосрочной целью полностью автономных судов к 2035 году.

Такие сроки вызваны двумя причинами. Первая из них в том, что океаны и моря уже рассматриваются как отдельная экономика, которую называют пока по-разному. Так OECD [89] называет ее «экономикой океанов» и считает оборот этой экономики в 1,5 триллиона долларов в мире (рисунок 28). Собственно, судоходство является только частью этой экономики. Лидерство пока за нефте-газовым сектором. Как полагает OECD этот объем вырастет к 2030 году вдвое (рисунок 29).

Vi Ocean-based industries generated more ff than USD 1.5 trillion in 2010

Valup-nddefl of orrau-bnsrd industries ill aoio by industry

600  500

J 400

5 300

I I   ___

^ у / j- / у у

г S /г /> / / / /

у ** jr

У

///

Sourr» OECD Í2016)

Рис. 28. Объем экономики и индустрий, базирующихся в океанах на 2010 год

»

Ocean industry value-added to double (from 1.5 to 3 trillion USD) by 2030

OW -2»

Source: OÍCtl

Industrial mtrtna tq J4CUltUTt M 1пЦьшЫ Ctinvt fbh»rb»î fe Indunr^lftlh ^0C4Uinf

l/snl rtir *fid<ú«tjH<JIJre-n  M«rh№t*4uipnwnl

Offihor«Ivtnd BMtaMW I jhpfculdintщгЛ

Wflltr tfampon

Рис. 29. Предполагаемый объем экономики и индустрий, базирующихся в океанах на 2030 год

Вторая причина - отсутствие цифровых данных в едином формате и просто их нехватка собственно для

навигации или батиметрических данных. Батиметрия — изучение рельефа подводной части водных бассейнов: как мирового океана, так и озёр, рек и т. д. Другими словами, батиметрия — подводный эквивалент топографии или гипсометрии. Данные, полученные в результате батиметрических исследований, в основном используются для обеспечения поверхностной и подводной навигации, а также имеют широкое научное применение. Изображение подводного рельефа на батиметрических картах во многом сходно с его изображением на обычных топографических картах, но вместо изогипс здесь используют изобаты — линии с одинаковой глубиной относительно уровня моря. Для увеличения наглядности батиметрических карт, как и в случае их надводных аналогов, широко используют способ отмывки рельефа, а также цифровые модели рельефа.

Сегодня эти данные частично собираются с помощью ДЗЗ (Данные Дистанционного Зондирования Земли), информация, полученная методами дистанционного зондирования (космическая сканерная и радарная съёмки океанов и т. п.), находит активное применение в батиметрии. По результатам спутниковой радиометрии отслеживаются небольшие изменения уровня моря, произошедшие в результате гравитационного поднятия подводных хребтов, гор и других подводных объектов. Так как в среднем уровень моря над хребтами и прочими возвышенностями превышает его уровень над глубоководными равнинами и впадинами, то на основании этих измерений также возможно картирование подводного рельефа. Есть и другие методы, о которых речь пойдет ниже.

Но остаются проблемы представления данных. Данные батиметрии выражаются через системы координат, высотная компонента которых отсчитывается от среднего уровня приливов/отливов. Некоторые проблемы здесь связаны с тем, что, например, в США данные глубоководной батиметрии основываются на уровне отсчёта, связанном со средним уровнем моря Mean Sea Level (MSL), однако большая часть прибрежных территорий основывается на среднем минимальном уровне моря (Mean Lower Low Water, или MLLW). В большинстве стран за нулевой уровень принят минимальный уровень моря, связанный с астрономическими параметрами Lowest Astronomical Tide (LAT). Таким образом, в зависимости от режима приливов/отливов для различных территорий существует множество уровней отсчёта, что может приводить к сложностям при систематизации. В 2017 я году появилась мировая инициатива создания цифровых карт океанов [88], которая также имеет срок 2030 год. Приводим из [88] рисунок 30. В этом масштабе (рисунок 30) Мировой океан кажется намного лучше покрытым данными зондирования для навигации кораблей, чем оно есть. Дело в том, что имеющиеся батиметрические данные, используемые для компиляции GEBCO_2014, предоставляют контрольные точки глубин только 18% всех вторых ячеек геодезической сетки. Мы привели рисунок 30 с той целью, чтобы показать разнообразие

систематизаций в батиметрии - они имеют разные цвета на рисунке 30.

Вместе с тем, предполагаемый быстрый рост экономики океанов приводит к такому взрывному росту технологических инноваций. Так, в [88] рассматривается концепция беспилотной картографической баржи, контролируемой спутниковой связью и оборудованной ультра-узким излучателем (глубоководного

многолучевого излучения).

IV л iwii « w №• л эо-w г Vf art яге tîfrt turc

i-' s,m44

Ksçûl ÜW RA №« V '

Я СЧООММКО

1Л TW £ ЧТИМ rihWlvll

_ сошттийсичасш*«

г--мдшммв т щв

бСКО,М№ц

Рис. 30. Батиметрическое покрытие GEBCO 2014 [88].

Такая баржа могла бы систематически отображать самые глубокие участки открытого океана из его поверхности с еще более высоким разрешением, чем 100x100 м. Для более точных съемок предлагается использовать беспилотных транспортных средств исследования поверхностей дна (^У). Предполагаемый внешний вид показан на рисунке 31.

Рис. 31. [88].

читателя мы показываем на рисунке 32 внешний вид ДОУ и ииУ в естественной для них среде морей и океанов.

Беспилотная картографическая баржа и USV

Вода покрывает приблизительно 71% поверхности Земли и это огромный объем работы. Для беспилотных транспортных судов необходимы как средства исследования поверхностей состояния дна (^У) так и беспилотные подводные транспортные средства (ииУ) которые часто совмещены и позволяют иметь эти данные в актуальной цифровой форме. Для нашего

Рис. 32. Внешний вид USV и UUV

Есть положительные примеры решений по единой систематизации цифровых данных о состоянии морского дна. Так для того, чтобы иметь возможность использовать собранную информацию ее группируют по семантическим и онтологическим принципам в модель морского дна или SSDM (Seabed Survey Data Model). Первоначально эту модель создало объединение крупнейших нефте-газовых компаний Европы для разработки и обслуживания месторождений на шельфе. Сегодня она развивается для нефте-газовых и других целей. Сегодня SSDM это практический мировой стандарт морской нефтегазовой индустрии. Он представляет собой:

• ГИС шаблон для деятельности по обследованию

(инспекции) шельфа:

• Обследование обломков пород и другого

«мусора» значимого размера

• Обследование объектов добывающей системы и

оборудования

• Обследование трасс трубопроводов и т.п.

В основе модели лежит формат геобазы ESRI, так как ПО ArcGIS от ESRI является промышленным стандартом де-факто для управления

пространственными данными, картографирования и ГИС в этом сегменте рынка. Компании по разведке и добыче нефти и газа (E & P) стремятся управлять цифровыми данными морского дна основанные на правильных принципах и практике управления достоверной гео-информацией. Исторически географический функции, интерпретированные из исследований морского дна, собирались в неструктурированные файлы САПР (CAD), которые привели к многочисленным трудностям в управлении данными обследований. Эти проблемы включают в себя тот факт, что данные из разных опросов было сложно интегрировать и поделиться с партнерами по совместному предприятию. Ввиду этих потребностей Международной ассоциацией производителей нефти и газа (OGP) была сформирована в 2010 году целевая группа модели данных морского дна (SSDM) для

определения стандартной модели данных ГИС для обследования морского дна. Шаблон SSDM предоставляется в формате геоданных Е8Ы, так как и большинство Е & Р компании широко используют программное обеспечение Е8Ш для

геоинформационного управления и картографирования, однако уже сейчас, в принципе, SSDM может быть реализован на любой ГИС и передаваться через открытые данные ГИС в обменный формат.

Модель включала на уроне 1 версии ключевые компоненты, которые используются добывающими компаниями при проведении обследования или инспекции шельфа и на уровне 2 версии начала содержать семантические и онтологические возможности для решения расширенных задач. Модель 88БМ второй версии приведена на рисунке 33.

Модель, в виде шаблона/стандарта обеспечивает единый взгляд на то, каким образом и в каком виде, данные обследования шельфа и инспекций инфраструктуры получаются, управляются и анализируются добывающими

компаниями.

SSDM V2 UML Mode!

Рис. 33. Модель SSDM второй версии (источник -ББШ).

Развитие в Европе работ по экономике океанов (в ЕС принят термин - "голубая экономика") завершилось решением ЕС в 2017 году [90]. Приведем из него цитату только про морские цифровые данные:

"Морские данные проводятся сотнями общественных и частных организаций в Европе. Обеспечение большей совместимости данных и их доступности для пользователей может повысить производительность частной промышленности, государственных органов, исследователей и гражданского общества. Она делает это, устраняя необходимость возобновления областей, где данные уже существуют, но недоступны, и за счет сокращения затрат на передачу данных из разных источников. Это может стимулировать инновации, потому что услуги с добавленной стоимостью больше не должны предоставляться только владельцами данных и потому что новые сервисы и продукты могут быть разработаны путем сбора данных из разных источников, которые раньше не были бы возможны. Наконец, это

может уменьшить неопределенность в отношении нынешнего и будущего состояния и поведения настоящей и будущей политики в морской жизни. Это, в свою очередь, снижает инвестиционный риск.

Три основные инициативы ЕС, направленные на достижение этих целей:

- Служба мониторинга морской среды Copernicus, которая предоставляет космические данные и океанографические прогнозы,

- Структура сбора данных, которая поддерживает сбор и обработку данных промысла и аква-культуры и

- Европейская сеть морских наблюдений и данных (EMODnet), которая собирает, обрабатывает и распространяет все другие морские данные и продукты данных.

Служба мониторинга морской среды Copernicus (CMEMS) обеспечивает полный, свободный и открытый доступ к регулярной и систематической справочной информации о состоянии океанов и европейских региональных морей, основанных главным образом на спутниковых измерениях таких параметров, как температура поверхности, океанский цвет, высота поверхности моря и морского льда, а также информации из моделей обращения и измерений с приборов в море. Они дают описание текущей ситуации (анализ), прогнозирование ситуации на несколько дней вперед (прогноз) и предоставление последовательных ретроспективных данных за последние годы (повторный анализ). Бюджет до 144 млн. евро, Mercator Ocean, был поручен Комиссией для обслуживания этой услуги в течение следующих шести лет, вплоть до 2021 года. Это не включает в себя расходы на запуск и эксплуатацию самих спутников.

В Структуре сбора данных о рыболовстве устанавливаются правила о том, какие данные рыболовства и аквакультуры должны собираться государствами-членами для поддержки предоставления «наилучших имеющихся научных рекомендаций». Эти наборы данных содержат биологические и экономические данные, которые в совокупности формируются Международным советом по исследованию моря и Объединенным исследовательским центром и анализируются экспертами, которые предоставляют научные рекомендации. Финансирование осуществляется Европейским фондом морского и рыбного хозяйства и распределяется в соответствии с оперативными программами, разработанными государствами-членами и утвержденными Комиссией. Взнос ЕС за семь лет программы составит 520 млн. евро, что составляет 80% от общего объема расходов.

EMODnet, которая также финансируется Европейским морским и рыбным фондом, в настоящее время разработала всеобъемлющую и последовательную цифровую топографическую карту, геологии и местообитаний морского дна, а также физику, химию и морскую жизнь водного столба и распределение по деятельности человека. Это достижение не имеет себе равных нигде в мире. В начале 2017 года начался третий

этап, который улучшит разрешение и увеличит количество доступных параметров. Например, к концу 2017 года он предоставит доступ к согласованным данным о распределении морского мусора на морском дне, водном столбе и на пляжах.

До настоящего времени EMODnet ориентировалась главным образом на данные, хранящиеся в общественных организациях. В «Дорожной карте444» в 2014 году была выявлена необходимость привлечения большей части промышленности, чтобы как оценить свои потребности, так и привлечь их к обмену данными. Создается экспертная группа представителей промышленности, и в начале 2017 года вступила в действие «система сбора данных», которая помогла защитить и впоследствии распространить их данные. В EMODnet уже включены партнеры из стран, не входящих в ЕС, граничащих с европейскими морскими бассейнами. В рамках усилий по совершенствованию международного управления океанами в 2017 году начнется работа по определению того, как данные и данные из EMODnet могут быть связаны с крупными усилиями на других континентах. Это будет способствовать достижению цели, поставленной министрами науки и техники G7 в 2016 году.

Исследование, в котором сделаны выводы об экономических преимуществах наблюдения и картирования и оценки EMODnet, будет опубликовано до конца 2017 года. Эта информация, а также результаты стресс-тестов по европейским морским данным и исследовательским проектам вносят изменения в улучшения EMODnet и размышления относительно того, как должна выглядеть действительно интегрированная Европейская система наблюдений за океаном".

EMODnet (http://www.emodnet.eu/what-emodnet) о котором говорится в решении ЕС - это долгосрочная инициатива по морским данным, разработанная поэтапно. В настоящее время имеющиеся данные используются для создания карт среднего разрешения всех морей и океанов Европы, охватывающих все семь дисциплинарных тем - ожидается, что они будут завершены в 2014 году. Следующий этап EMODnet будет включать разработку морского бассейна с несколькими разрешениями карты, начиная с 2015 года. В программе EMODnet участвует более 100 организаций; новые участники приветствуются. EMODnet будет укреплять свою координацию с другими поставщиками морских знаний, включая рыболовство, морской компонент программы ЕС Copernicus и частный сектор, для создания общей платформы для морских данных. Требования пользователей являются приоритетом в EMODnet, поэтому предусматривается серия "контрольных точек" на море, начиная с Средиземного и Северного морей в 2013 году. Эти механизмы позволят определить, является ли нынешняя инфраструктура наблюдения наиболее эффективной и соответствует ли она потребностям государственных или частных пользователей.

К этим ключевым для ЕС морским вопросам уже подключилась европейская платформа по киберфизическим системам(CPS подробнее смотри [21]) Platforms4CPS, которая начала свою работу с создания морской концепции CPS, стратегии, технологических блоков E-Maritime и Integrated Bridge Systems. Морская индустрия ЕС считает, что внедрение новых технологий ИКТ для управления морским транспортом будет ключевым для более безопасных и стабильных операций в рамках голубой экономики (экономики океанов).

Большой интерес представляет оптимизированная судоходная деятельность и оптимизация рейсов, техническое обслуживание на основе условий, снижение затрат и сокращение выбросов. Технологические драйверы предназначены для снижения затрат на техническое обслуживание, увеличения срока службы активов, сокращения числа людей в экипажах за счет увеличения автоматизации и оптимизации флота с помощью береговых решений.

Ключевыми факторами в отрасли являются внедрение систем связи VSAT и развитие 5G [87], обеспечивающих возможность подключения к судам и значительно более высокие скорости передачи данных. В настоящее время, однако, пока нет четкого представления о том, какие данные следует передавать и как это следует использовать.

Рис. 34. Внешний вид современного интегрированного цифрового капитанского мостика

Oy name Postering

independent DP joystick.

rnmster control

Machinery automaton and cargo control

Спад radar ana conning : : -.

Budge аил ilares

Designed lor eltiaency and safety

OTrusiei levers

* thruster levers seat adjustments

independent DP pysli* touch panrt

Рис. 35. Детальное представление составляющих современного цифрового интегрированного

капитанского мостика

Рынок интегрированных цифровых интегрированных капитанских мостиков (рисунки 34 и 35)и обеспечивающих их систем уже довольно значителен. По оценкам, мировой рынок Integrated Bridge Systems

(IBS) оценивается в 5,08 млрд. долл. США в 2016 году и, по прогнозам, достигнет 560 млрд. долл. США к 2021 году при уровне CAGR 1,97%. Этот рынок обусловлен растущей тенденцией в мировой торговле морем, повышением безопасности мореплавания, что приводит к сокращению числа аварий и росту морского туризма. Промышленность электроники IBS имеет общую рыночную стоимость около 3,2 млрд. долл. США по данным одного из ведущих производителей оборудования (Navico). Он включает в себя все навигационное оборудование, а также системы GMDSS (глобальные морские системы бедствия и безопасности), автопилоты, журналы скорости и эхолоты, но не оборудование спутниковой связи. Топ-10 поставщиков оборудования IBS, включая радары, автопилоты, регистраторы данных рейса, сообщения безопасности, эхолоты и т. д., генерируют около 2,5 млрд. долл. США этих продаж.

Ожидается, что рынок беспилотных транспортных средств исследования поверхностей дна (USV) вырастет с 437,57 млн. долл. США в 2016 году до 861,37 млн. долл. США к 2021 году при уровне по году в 14,51%. Это связано с увеличением спроса на разведку полезных ископаемых, но и на интеллектуальную разведку, мониторинг качества воды, морскую безопасность и угрозы, сбор и картографирование океанических данных.

Предполагается, что рынок беспилотных подводных транспортных средств (UUV) вырастет с 2,29 млрд. долл. США в 2015 году до 4,00 млрд. долл. США к 2020 году при совокупном уровне по году 11,90%. Это обусловлено потребностями глубоководной морской нефтегазодобывающей промышленности,

потребностями защиты морской безопасности и угрозами, а также необходимостью океанических данных и картографирования.

В свете этого развития голубой экономики ЕС стоит рассмотреть проект стандарта ISO [77], созданного, во многом, на базе успешных европейских практик (он уже начал обсуждаться в 2017 в разделе интернет вещей). Современные технологии внедряют новые методы мониторинга воды, например, мониторинг и обнаружение загрязнения. Методы сбора подводных данных требуют изучения водной среды, которую можно наиболее эффективно выполнять с помощью подводных акустических сенсорных сетей (UWASN). Приложения, разработанные для UWASN, могут регистрировать подводный климат, обнаруживать и контролировать загрязнение воды, контролировать морскую биологию, обнаруживать природные ресурсы, обнаруживать утечки трубопровода, контролировать и находить подводных нарушителей, выполнять стратегическое наблюдение и т. д. Архитектуру и примеры применения таких морских UWASN мы приводим на рисунках 36 - 40.

Заметим что стандарты [77,98,99] разрабатываются в комитетах ISO интернета вещей (IoT). Архитектурные решения IoT сегодня - это онтология [95], и те системы,

которые в итоге получаются, относятся к кибер-физическим системам [21].

' Moving jamway щ Fbwd gateways 15 UndtrwaKr 20 Us»r

Рис. 36 . Обзор архитектуры UWASN [77]

Key

1 Bass stalten 4 AUV

2 UWA-CWlMMJiff) S Afflunifimk

3 UWASModt[a|mt] ь Brokmplpt

Oü and gas pipeline Leakages management server [SHI) MIS

User

Рис. 37. Пример обнаружения утечки подводного трубопровода с помощью U-NMS [99]

1Т*ИПЧ>«Г[Я™*1Л It UWASNedthmondAlMll .'ШЫ'ииш Ы toi

. il il Ailmi*r1fy^ApnH) !1Ы

(H t.*. К Л . v , 11Ш

4 iî1l1i -1 14 uluii 'tm^jt ,.frl и 11КЛ ra 1*лг) ft исптяцкгги^!)

1 |0 11 чялшшшш к i/>- :<r *j-,

t ияПш

1 J h

э iomjuih  '"m ïvïhirni-j

Рис. 38. Вариант использования в рыбоводческом хозяйстве управления подводной сетью [99]

Рис. 39. Вариант использования для безопасности порта системы управления подводной сетью [99]

Information от  i ih'1-чм

sieund--

-Jamua-

i*i I , Vx,

Рис. 40. Специфическая архитектурная модель UWASN

Е.Автомобильная отрасль в Европе и цифровые технологии

В значительной степени, состояние цифровых технологий в автомобильной отрасли в Европе изложено в [32]. Поэтому у нас есть возможность сосредоточиться на экономических аспектах и ключевых проблемах. Европейская автомобильная промышленность уже 10-15 лет работает над повышением уровня автономности автомобилей и автомобильными коммуникациями. Критической проблемой является качество стандартов. Эти решения должны работать во всех государствах-членах ЕС, а также во всем мире, охватывая Европу, Америку, Японию и Китай. В исследовании, проведенном Frost and Sullivan [87], было установлено, что страны с транспортными средствами и транспортными средствами в инфраструктуре страны, имеющие значительную частную собственность на дорожную инфраструктуру, с большей вероятностью, будут инвестировать средства в инфраструктуру совместных и автономных цифровых систем. Эти страны выделены красным на рисунке 41. Для нашего исследования это крайне важно в части роли инфраструктуры и объема этого рынка.

Oil/ рп ШчгЖ I

4 » ВЯ 1 ф

1 : ошичнр i J СИВ Ut КС 00

[ im ч*- »— [ о»» таи_ I

Рис. 41. Где в Европе будут быстрее развиваться цифровые технологии в автомобильной индустрии

Вообще, есть два типа подключения автомобилей:

• через возможность использовать встроенную антенну и набор микросхем в автомобиле;

• осуществлять соединения используют аппаратное обеспечение, позволяющее водителям подключаться к своим автомобилям через их смартфоны.

Возможность интеграции приложений в автомобили становится обычным явлением в сегодняшних автомобилях. Карты Google и другие средства навигации заменяют встроенные системы GPS на многих автомобилях. Музыкальные приложения на смартфонах заменяют необходимость в традиционном радио или музыкальном проигрывателе.

Текущее состояние и быстрое развитие создает следующие преимущества и возможности:

• Подключение к Интернету в транспортных средствах позволяет автомобильным компаниям выпускать обновления программного обеспечения в режиме реального времени (чрезвычайно важно, например, во время отзыва марки автомобиля);

• Автомобильные компании могут использовать данные из автомобиля для анализа производительности и получения ценных данных о том, как водители используют свои автомобили;

• Автомобильные компании могут найти еще больше способов перепродать свои продукты и услуги клиентам;

• Управляемый Интернетом вещей «подсоединенный автомобиль» рассматривается как основная деловая возможность.

Так BI Intelligence (рисунки 42,43) предсказывает, что из 94 миллиона автомобилей, которые будут отправлены потребителю в 2021 году в ЕС, 82% будут подключены. Это дает среднегодовые темпы роста в 35% с 21 млн. Подключенных автомобилей в 2016 году. В мире к 2020 году к дорожной инфраструктуре будет подключено 381 миллион автомобилей, по сравнению с 36 миллионами в 2015 году. Подключенные автомобили будут генерировать 8,1 триллиона долларов США в период с 2015 по 2020 год

Несмотря на то, что именно автомобильные компании предоставляют интерфейс подключения в

автомобиле, другие компании, предоставляющие услуги передачи данных, которые ведут это изменение. AT & T добавила 2,7 миллиона подключенных автомобилей в США в первые три квартала 2015 года. В этом также активно участвуют крупные ИТС игроки, такие как Microsoft, Apple, Pandora, Sprint, Google и т. д., Все они видят возможность получения своих платформ на подключенных автомобилях. Estimated Global Connected Саг Entertainment Market Potential

Sis

lililí

2016E 2017E 2018E 2019E 2020E 2021E

Отртч* Ibquü HI <im<WJIim Гия lo Mmtawd on ntftonpr'atr of нил* лгроП'|р«МЬ*Мг I fsJTELLlG ENCE

fovrr wmtfwi. * mr«er>4* (»dmofn. mi5

Рис. 42. Оценка роста рыночного потенциала подсоединенных автомобилей

Global OEM Leading Connectivity and Self-Driving Cars Automaker executives' view on who is leading

BMW Daimler

General Motors 12%

Toyota  10%

Tesla 64

Ford

Honda  M

Hyundai/Kia -Í4K

FCA 4«

Renault Я IK

PSA  lK

Nissan  is

CKety  l*

Suzuki  lK

Mitsubishi 114

Izuzu Motors  is

Google I IK

BI INTELLIGENCE

hvn "ws mt

Рис. 43. Автономные автомобили по лидерству среди производителей

мнТЯчИ:Х|В

Рис. 44. Различные уровни автономии автомобилей и их (источник - КНТ8Л) предполагаемый уровень, достижимый по годам

Traffic Ahead

Many camahes ai в oeveeeng crototype «fwss irai caoaöö c4 iiv^o ьмю&тх&у ^ с&та^ s4ua№ri& Theieamaogy eifcefyto turne чи) агзитаЮЙО

Пни d Uvtwi

SU»»

DtM f1lil*f Eh

lui [v

Mx

)

TtcMKXooai

« VU» СМЙГЙ IrKki um nurtiv m

HlinildlV*

- Fnri mdiibraltf

smUüMKünn

iHdiQHl Я9Ш nl da4tri V * 1

-burl' mhrf'

• MM

* M

снапй|1м h AW мша

4 Fwl 4V vd на»

-1СИЙал Наган «UBMC11 nwd

ihlai I I à щ I a

• Fnmnaaanair

№Ы мшац

«axliiim»'

SMtdlav шщ

Пши

.[ЩиыИК 1 Cap—an

Wrr Kinla AUA

Рис. 45. Различные уровни внедрения технологий в современных автомобильных решениях

Прогнозируемые возможности для ЕС следующие:

• Программная индустрия станет основным благодетелем в переходе к автономии

• Lux Research прогнозирует, что к 2030 году рынок автомобилей с самообслуживанием составит 87 миллиардов долларов (однако в их прогнозе ожидается, что автомобили не будут полностью автономны до

уровня 4 к этой дате)

• 92% автомобилей будут иметь простые вспомогательные функции уровня 2, такие как адаптивный круиз-контроль, предупреждение о выезде из полосы движения и торможение при столкновении

• Ожидается, что автомобили уровня 3 с использованием карт с высоким разрешением получат 8% доли рынка

e*hnm il» St™ Vonw*»

цд

lie

Opportunity ($0 HKemimiii («и If miMinil

«M C*f*w* ЩяИ V» n в» J

r

Рис. 46. Предполагаемые доли рынка между частями решения автономных автомобилей по годам развития

• Автономное вождение рассматривается как важная технология, позволяющая сделать дорожное движение более безопасным и более эффективным

• Большая часть работы в настоящее время сосредоточена на технических решениях, например. архитектуры процессоров, сенсорные технологии и алгоритмы обработки данных

• Основная задача - сделать технологии достаточно дешевыми для массового использования. Системы, используемые в Google Car, например, чтобы сделать его полностью автономным, в настоящее время стоят 150 ООО долларов.

Challenges

• СоЛ1*У1П№ dCWpOrtCe

• High cost

• Lability concerns

• Legislative uncertainty

• Computer security

Adv*m*g*t of

autonomous

vehicles

* Lives I

* Fueluvmgs

* Reduced traffic congestion

* Improved usw productivity

* teonomic îlimulu

CinriLir pjo'ltl Cdvmtratl mlwt

bftwtr* fWiqltii KudAHi

Computer ludwin Wiring

OpHtllimtrU

1л m^iJ^ Ik.

• Однако большая озабоченность связана с тем, как фактически автономные транспортные средства будут вести себя при смешивании с более традиционными транспортными средствами, особенно в условиях сбоя. Дизайнеры не смогут предвидеть все возможные события и устанавливать необходимые и достаточные смягчения, поскольку объем системы фактически неограничен, а количество событий очень велико.

• Как следствие, существует потребность в интенсивном мониторинге функционирования систем в режиме реального времени для выявления потенциальных проблем, возникающих до того, как они превратятся в аварийные ситуации. Это приводит к другим потенциальным барьерам, таким как потеря личной безопасности водителя.

Phase 4 {two decades)

1004 lutonomoiH penftntioi

Complet* autonomous capability

Limited driver substitution

PiHim autonomous driving

Technology penetration^

№2 2013 2014 2015 2016 2017 2010 201V 2020

Рис. 47. Предполагаемое поэтапное поглощение рынком автономных автомобильных решений

• Внедрение автономных автомобилей будет происходить поэтапно, так как технология развивается, и пользователи развивают доверие. Поглощение полностью автономных автомобилей только начинается и, вероятно, будет замедляться вплоть до 2020-х годов.

• BCG опросила 1500 водителей США, а также

2021 2022 202Э 2024 2025 2026

провела собеседование с руководителями некоторых ведущих автомобилестроительных компаний. Исследование показало, что:

- 55% респондентов хотели бы купить полностью автономный автомобиль в течение 5 лет

- 44% считают это в течение 10 лет

- 20% заплатили бы дополнительные 5000 долларов за автомагистраль и функции городского автопилота

• Привлечение потенциальных клиентов - это возможность самостоятельно самообучаться, повысить безопасность и, как следствие, снизить затраты на страхование и топливо.

• BCG предсказывает, что самоходные автомобили с режимами автопилота с автомагистралью и автомобильным движением, скорее всего, будут приняты сначала с использованием городских автомобилей с автопилотом, которые будут приняты к 2022 году, с крупномасштабным поглощением полностью без водителя автомобилей не ранее 2025 года. К этому времени мировой рынок будет стоить около 42 миллиардов долларов.

• Предполагается, что Япония и Западная Европа будут самыми быстрыми участниками интеллектуальных автомобилей с самообслуживанием, а затем США и Китай.

• Не все автомобили будут полностью автономными в будущем, и, глядя на мировой рынок, на дороге будут сочетаться транспортные средства с Advanced Driver Assist Systems (ADAS), частичная автономия и полная автономия.

• BNP Paribas предсказывает изменение в продажах автомобилей с областью высокоавтономных автомобилей, доминирующей к 2035 году с меньшим количеством полностью автономных автомобилей. Это прогнозируется на основе быстрого продвижения технологий и инвестиций от автопроизводителей, таких как Daimler, GM, BMW и Volkswagen.

• Это приводит к прогнозу на мировом рынке в размере 42 млрд. долл. США в 2025 году и 77 млрд. долл. США в 2030.

Projected Mies of automated vehicles 201S - 20Î5

Automated vehicles

Projected global unit wleî

1 Fully automated I Highly automated I Semi- automated

.-III

Source Exone BNP fvnbos tibmotei

Рис. 48. Прогнозируемые продажи автоматических автомобилей

Рисунок 49. Интеллектуальные транспортные системы и экология

Управление трафиком представляет собой сложную кибер-физическую систему систем, которая подпадает под возрастающие требования к дополнительной мощности, большей безопасности и снижению затрат при соблюдении строгих экологических норм. Предполагается, что глобальный автомобильный парк удвоится с нынешних 800 миллионов автомобилей до более 1,6 миллиарда автомобилей к 2030 году и без интеграции систем управления информацией и потоком, сильная в системах автодорог будет перегрузка.

Рынки и прогнозы рынка показывают, что глобальный рынок управления трафиком, как ожидается, вырастет с 4,12 млрд. Долл. США в 2015 году до 17,64 млрд. долл. США к 2020 году.

Иллюстрации к этой части текста находятся на рисунках 42-49.

F. Переопределение производства транспортных средств в цифровой экономике

Мы попробовали сделать из изложенного выше небольшой промежуточный вывод. Изменение требований клиентов, появление цифровых технологий, побуждают предприятия производящие транспортные средства пересматривать свои продуктовые стратегии-концепции и развитие [55]. Продукты производств развиваются беспрецедентными темпами и включают больше цифровых компонентов, чем когда-либо прежде. Цифровые технологии позволяют продуктам выражать себя самостоятельно контролировать свои собственные действия и соединятся друг с другом. Это позволяет лидирующим компаниям выйти за рамки своего традиционного продуктового развития и линейного подхода к разработке продукта и пересмотреть цепочку создания стоимости в свете возникающих цифровых сил и новых правил логистики.

Предприятия участвуют в обновлении дизайна продукта, производства, продаж и обслуживания клиентов приспосабливаясь под постоянно меняющиеся предпочтения клиентов. Разрушительное и

всеохватывающее воздействие цифровых технологий таково, что производители продуктов пересматривают

свои основные компетенции, созданием новых бизнес-моделей и укреплением связи с клиентами, чтобы оставаться актуальными и конкурентоспособными. Развивающиеся прибыльные продукты уже не просто достигают превосходства в опыте клиента и совершенстве продукта, но и обеспечивают свою эффективность на протяжении всего жизненного цикла продукта.

Технологические достижения, повышающие возможности подключения, и снижение цен на устройства и процессоры, способ для создания продуктов следующего поколения. Используя цифровые технологии, транспортная отрасль Европы все быстрее выпускает продукты со встроенными

интеллектуальными устройствами, что делает их намного более связанными и интуитивно понятных. Мы кратко опишем в качестве примера автомобильную промышленность.

Автомобильная промышленность находится на переднем крае принятия цифровых технологий для изменения будущего транспорта [32]. Подрывные цифровые технологии позволяют автомобилю подключаться не только с их собственными компонентами, но и с другими автомобилями, прокладывая путь для автономных транспортных средств.

диагностики. Сочетание этих технологий с возможностями предотвращения аварий и

подключенной связью помогают улучшить безопасность водителя и дорожного движения. Транспортные системы становятся легче управляемыми, поскольку подключенный автомобиль подает трафик в реальном времени и получает данные от органов авторизованных на управление движением. Программные функции, такие, как экраны для транспортных средств, цифровые услуги и другие приложения, могут периодически обновляться. Инновационные направления в автомобильной промышленности, таким образом, переходят от основных технологий к появляющемуся цифровому пространству (рисунки 50 и 51).

Cliiftj-bio

appUHCll fir

strict tkcttiertce & smarter product dtvtlopinen

Sy stems ец^нкпд з ррюасИ for interdisciplinary product iWfilCpirlfirl

Dfiiij r ii-jg to iinpio^fid security

Gartner[101] прогнозирует, что в 2016, большинство средние покупатели стандартных марок на зрелом автомобильном рынке ЕС ожидают доступа к некоторым основным веб-информациям в их машины. Gartner также предсказывает, что к концу 2020, более 80% новых автомобилей, проданных на зрелых рынках, будут поставляться с функциональными цифровыми возможностями подключенного автомобиля.

Mobility Cloud Computing Social Media Big Data & Analytic!

»EiU t S

О Л

Ability to express and monitor themselves

Ability to communicate with other products

Prod uct-as-a-ser vice

Product-as-a-measurable outcome

Functional ptrfcrinance

quality

Enhanced customer value and experience

Рис. 50. Концептуальный взгляд на следующее поколений автомобиля [104]

Подключенные автомобили оснащены широким спектром услуг и такими системами, как предупреждения об изменении полосы движения, обнаружение слепого пятна, и эргономичные предупреждения. Они также предоставляют онлайн-автомобильные развлечения и предлагают персонализированные услуги. Подключенные автомобили также значительно улучшают опыт вождения в реальном времени мониторинга и

Рис. 51. Переосмысление требований к разработке продукта в цифровой экономике

Электроника и программное обеспечение становятся жизненно важными компонентами в разработке продуктов следующего поколения. Встроенные устройства и программная помощь улучшают функции продукта - даже последующую доставку товара. Сегодня создание программного обеспечения для новых моделей автомобилей так же важно, как и механический аспект. Зависимость от мультидисциплинарных систем играет критическую роль на протяжении всего жизненного цикла продукта. Это требует процессов, систем, инструментов и методологий для поддержки междисциплинарных дизайна и изготовления изделий не только в рамках, но и в цепочке поставок. Системная инженерия стала способом управления сложностью в междисциплинарном характере разработки продукта.

Выразительные способности продуктов в сочетании с новой эрой коммуникационных технологий, аналитики крупных данных и экономических жизнеспособность, открыли новые возможности для конвергенции цифровых технологий, которая предоставляет транспортной отрасли возможности для закрытия цикла между производительностью продукта и подходом к развитию. Благодаря способности продукта выразить

себя, можно получить информацию из данных связанных с использованием продукта, производительностью, условиями эксплуатации в реальном времени. Эти идеи, когда они контекстуализированы с соответствующими данными разработки продукта, в рамках организации могут оказаться чрезвычайно полезным для разработчиков в создании продуктов следующего поколения.

Типичный автомобиль имеет 10 миллионов строк кода [102] для поддержки различных функций, в то время как Boeing 787 Dreamliner требует около 6,5 млн. строк программного кода [103]. Появление новых цифровых технологий размывает линии между производительностью продукта и продуктовым развитием, а также предоставляет возможности для умного развития продуктов. Поэтому жизненно важное значение для комплексного развертывания его различных аспектов в мире связанных продуктов. Комплексный и сбалансированный подход включает в себя анализ различных видов рисков и их влияния на людей, бизнес и общество.

Пришествие цифровых технологий вынуждает переосмыслить продукты предприятия продукты и революционизировать процесс разработки продукта для удовлетворения меняющихся ожиданий клиентов. Следующие поколения продуктов являются частью постоянно развивающейся цифровой экосистемы, которая активно с ними связана. Эти продукты используют более интеллектуальные технологии для передачи информации об их состоянии и производительности в режиме реального времени. Предприятиям транспортной отрасли необходимо обновить процессы разработки продукта для цифровых технологий, обеспечивающие инновационные и быстрые способы концептуализации и разработки продуктов, которые должны быть связаны с интеллектуальными транспортными инфраструктурами посредством кибер-физических систем.

IV Интеллектуальные транспортные инфраструктуры, онтология, открытый BIM, IFC.

A. Трансформация понятия BIM для транспортных инфраструктур

Выше мы постарались показать, что цифровая экономика меняет требования к транспортным инфраструктурам - железных дорог, автомобильных дорог, авиации и морского и водного транспорта. Они становятся интеллектуальными инфраструктурами[105]. Меняется и сам BIM.

BIM - это бизнес-процесс для создания, использования и управления данными строительства для проектирования, строительства и эксплуатации зданий и сооружений во время их жизненного цикла. он охватывает геометрию, пространственные отношения, анализ света, географическую информация, количество и свойства компонентов здания и сооружения,

управления проектами и объектами после завершения строительства. В цифровой экономике, которую вызвали к жизни многие технологии и во многом BIM, многое начинает кардинально меняться. Так, фактически, и BIM начал иметь целью построение интеллектуальных активов транспортных систем.

Сегодня технологии BIM уже использует 3D-моделирование в реальном времени, динамическое моделирование с целью повысить производительность в проектировании и строительстве зданий и транспортных активов и сооружений. Данные могут быть использованы для иллюстрации всего их жизненного цикла от зарождения проекта и проектирования до сноса и повторного использования материалов , включая количество и свойства материалов (данные о которых могут быть легко извлечены из модели) и объемов работы (включая управление проектами и управление объектами жизненного цикла объекта). Кроме того, системы, компоненты, сборки и последовательности могут быть показаны в относительном масштабе друг к другу и по отношению ко всему проекту.

Управление проектом строительства и жизненным циклом актива с использованием BIM может приводить к значительной экономии времени и денег - от дизайна, проектирования и строительства до текущего технического обслуживания.

Модель экономит время и отходы на месте и делает дополнительные координационные проверки в значительной степени не нужными; полученная информация от модели приводит к меньшему количеству ошибок на месте, вызванному неточной и нескоординированной информацией. Когда все участники строительства работают в команде по одной и той же модели - от раннего дизайна до полной комплектации внесенные изменения автоматически координируются через BIM, по всему проекту, то генерируется высокого качества информация.

BIM уже дал отраслевые транспортные [39,48,55,105] измеримые положительные результаты:

• Повышение понимания и предсказуемости определенность и снижение риска

• Повышение эффективности

• Улучшенная интеграция и координация, что означает меньшее количество проблем на месте

• Меньше отходов

• Лучшая ценность и качество

• Улучшенные характеристики здания на протяжении всего их жизненного цикла.

Согласно правительству США, ранние демонстрационные проекты BIM уже достигли экономии около 20 процентов в течение этапов строительства, а некоторые уже заявляют, что достигнут 33% экономия на протяжении жизни здания. Но это только экономическая часть изменений.

BIM - это гораздо больше, чем 3D-моделирование САПР. Он уже требует изменений в определение традиционных архитектурных фаз, больший объем обмена данными, чем к строительной отрасли привыкли, и готовность принять партнерство в подходе, который

собирает всю связанную с проектом информацию в цифровом виде. BIM может добиться этого путем представления моделирования, спецификации и критических путей фактических частей и компонент, используемые в процессе строительства. Это представляет собой большой переход от традиционного компьютерного проектирования.

В жизненном цикле интеллектуальных активов, как в физической, так и в цифровой части, помимо указанного, происходят и более глобальные сдвиги. Происходит переосмысление понятия собственности в цифровом мире [78] и об этом пишет архитектурно-строительная компания ARUP! Она же выпустила в 2017 году солидную работу о блокчейне в строительстве [84].Обратим внимание читателя на три работы ARUP непосредственно посвященных влиянию цифровых технологий на транспорт [83 - 86].

B. IoT и жизненный цикл интеллектуальных

инфраструктур

Мы вынесли технологии IoT в название этой статьи и иллюстрировали по возможности применение IoT для транспортных инфраструктур и для транспорта примерами из мировых стандартов, находящихся в разработке и согласовании. Этот выбор обусловлен тем что такая фаза означает уже успешное их применение в практике и большую вероятность их принятия в ISO и , следовательно ,положительную перспективу их принятия и применения в России. Приведем такого рода пример по теме IoT и ипотека [97].

В традиционных процессах ипотечного кредитования финансовая отрасль не имеет стандартного управления доступом к информации об имущественных активах, оценки их и обмена информацией об активах и ипотеке. Кроме того, нет стандартизированных мониторинга и отслеживания активов движимого имущества (или вообще никакого мониторинга), которые могут количественно определять и проверять активы, используемые в качестве ипотеки для кредитных заявок. Хуже того, некоторые плохие акторы совершают мошеннические действия, используя лазейки (т. е. не контролируют и не разделяют информацию), что наносит ущерб, как финансовым, так и имущественным активам.

Чтобы разрешить и избежать ненужных высоких рисков, порождаемых как финансовыми, так и имущественными отраслями [97], технологии SN (сенсорные сети) и IoT очень применимы к мониторингу и отслеживанию хранящихся и мобильных активов в реальном времени, в то время как такие технологии не были доступны в прошлом. Однако, ни одна технология SN или IoT не будет удовлетворять целостность мониторинга и отслеживания активов движимого

имущества, которые могут быть приняты заинтересованными сторонами, особенно

заинтересованными сторонами финансового учреждения. Это будет интегрированная система множественных технологий SN и 1оТ.

Стандартизируя интегрированную систему 1оТ / SN, можно ожидать непрерывного мониторинга и отслеживания мобильных активов в режиме реального времени, например, для проверки физических характеристик материальных активов (веса, объема, местоположения и т. д.) Во время хранения и перехода, для оценки истинных и фактических рыночных ценностей имущества, чтобы подтвердить легитимность активов в отношении движимого имущества и т. д. На рисунке 52 показаны участвующие стороны и их отношения в финансовых услугах ипотеки.

Проект стандарта [97] способствует разработке интегрированной системной платформы 1оТ / SN для активов на основе движимого имущества и управления ипотекой, что позволяет контролировать и отслеживать активы, отслеживание, количественную оценку, оценку и валидацию по требованию, в режиме реального времени. Эта стандартизированная интегрированная система предотвращает мошеннические действия, защищая имущественные активы, принадлежащие индустрии мобильных активов, и уменьшает ненужные высокие риски, которые могут возникнуть у финансовых институтов. Кроме того, этот стандарт заполняет разрыв между финансовыми системами и интегрированной платформой, использующей технологии SN и 1оТ. Обзор системы интегрированной системной платформы 1оТ / SN для активов и управления ипотекой показан на рисунке 53.

Рис. 52. Участвующие стороны и их отношения в финансовых услугах ипотеки [97]

Financial institutes

Uwf Domain

С

Chattel assets owner

Warehouse manager

Operations & Management

Domain

Device nanagement

Security management

UMrfaoœunt management

Ж

loî/SN Integrated System Platform

Application & Servie« Domain

Ж

Skiing & Controlling Domain

Warehouse receipt management In out-of-.', arehouse management

Asset monitoring and tracking Unaul honied access ml ruder detections

Data management

Access S Communication Domain

Chattel aise» database

iL

Financial transaction database

loT gateway

Weight sensing Position sensing Contour sensjng Video sensing

-TS-

-

Physical Entity Domain

Chattel assets

Рис. 53. Обзор системы интегрированной системной платформы IoT / SN для активов и управления ипотекой. ([97]).

C.Онтология и семантика, BIM, IoT, киберфизические системы и интеллектуальные транспортные активы

В работе [106] о стандартах умных городов (города -самый большой актив человечества) онтологий и семантика были справедливо вынесены с название статьи и в работах [55,105] про интеллектуальные активы так же эта тема подробно обсуждалась. Однако у наших читателей возникло много вопросов почему именно онтология и семантика столь важны .Поэтому мы решили дать дополнительные разъяснения.

Все большее число устройств и приложения предоставляют потоки данных и события на постоянной основе. Этот рост объема и скорости данных сопровождается ростом разнообразия, обусловленной гетерогенностью устройств и форматами данных. В этом потоке данных огромный объем занимают и данные GIS, BIM.

Программы интеграции данных, основанные на традиционных подходах, таких как реляционные базы данных эффективны в небольших, статических и закрытых средах. Фактически, с низким количество источников данных, стоимость использования и сохранение данных остается низкой по сравнению с онтологическим подходом, где требуется большая первоначальная сумма усилий, что связано с высокими затратами.

Преимущество семантических стандартов

выделяется, однако, когда дело доходит до больших, динамичных и открытых систем с критическими требованиями с точки зрения масштабируемости и функциональной совместимости. Семантические и онтологические модели позволяют в кратчайшие сроки интегрировать огромное количество гетерогенных и мобильных источников с разумными затратами по сравнению с традиционными подходами. Семантическая интеграция выполняется один раз в начале, прокладывая путь для расширенных запросов и рассуждений и позволяя предоставлять интегрированные данные в совместных, стандартных и многоразовых способах.

Все сказанное касается как современного онтологического BIM, о котором речь пойдет дальше, так и IoT [95] и киберфизических систем. На рисунке 54 мы приводим график экономической целесообразности традиционных и онтологических подходов и их применения в зависимости от разнообразия и объема данных. Для близкого к IoT соединения М2М онтологический стандарт уже опубликован европейским органом стандартизации ETSI [108] .

Киберфизические системы также могут работать только в определенных условиях. Перечислим только некоторые. Это:

1. Возможность работы в реальном времени или латентности и джиттера

необходимо инициировать определенные (например, закрытие клапана) в течение определенного интервала времени.

Для достижения этой цели передача данных должна осуществляться в пределах строгой латентности и отклонения. В зависимости от приложений, гарантии на задержки могут уменьшаться до миллисекунд (мс) и микросекунд (мкс). Выключение машин на транспорте с помощью дистанционного аварийного выключателя обычно должно запускаться в течение миллисекунд. Для управления движением приложений (например, управление движением станка), требования (<100 мкс), тогда как для менее требовательных приложения, «в режиме реального времени» могут занимать секунды или даже минуты.

2. Полоса пропускания в системах связи в киберфизических системах (в том числе минимальная пропускная способность) должна быть гарантирована. Транспортные, как и промышленные приложения, требуют меньше максимальной пропускной способности и больше гарантированной пропускной способности. Объем полосы пропускания, который должен быть гарантирован относительно небольшой в большинстве случаев по сравнению с типичными широкополосными приложениями, адресованные для общей телекоммуникационной / мультимедийной области. Однако, спрос на полосу пропускания может также увеличиться для промышленного применения в будущем (например, потоковая передача данных в нескольких средах датчиков или видеонаблюдение).

3. Период времени потери информации при сбоях критичен. Многие транспортные и промышленные приложения являются критически важными. В некоторых из этих приложений необходимо обеспечить продолжение работы. Это означает, что в случае отказа оборудования необходимо гарантировать, что все данные, которые были в пути, сохранены.

4. Транспортные и промышленные системы работают в специальной технологической среде, в которой если будут упущены вопросы электромагнитной совместимости или особенности размещения или энергопитания, эти решения просто не будут работать. Заметим, что из всех перечисленных выше решений IoT до стадии начала стандартизации доведены пока не так много решений и именно по этой причине.

Создание и использование интеллектуальных транспортных активов должно учитывать все эти обстоятельства для жизненного цикла. Это возможно сделать, применяя подходы открытой стандартизации в онтологии и семантике для BIM, предлагаемые buildingSmart,W3C,OGC.

D. Открытые стандарты предлагаемые buildingSmart

Открытые стандарты разрабатываются на более высоком уровне, чем обычно и используют искусственно созданные языки и методы прикладной математики. Они описывают данные и процессы на

уровне прикладной семантики и онтологии. Строгая формализация позволяет убрать противоречия между различными толкованиями, добиться оптимальной производительности ИТ систем, сделать их «понятными» для вычислительных систем. Эти

стандарты позволяют программному обеспечению взаимодействовать через открытые протоколы и позволяют осуществлять обмен данными между хранилищами данных и программным обеспечением через открытые форматы данных и документов.

Number of data scjrces

Рис. 54. Традиционные и онтологические подходы и целесообразность их применения в зависимости от разнообразия и объема данных [95]

Видимо, одни из первых на уровне государства их начали внедрять в Великобритании с очевидными экономическими выгодами и удобствами, которые сделали недавно электронное правительство этой страны лучшим в мире по мнению ООН.

Внедряя Принципы Открытых Стандартов для обеспечения совместимости программного обеспечения, форматов данных и документов, правительственные органы [113] поддерживают:

• равное игровое поле для поставщиков программного обеспечения с открытым исходным кодом и проприетарного программного обеспечения, конкурирующих за государственные ИТ-контракты.

• Они обеспечивают повышенную гибкость и способность правительства сотрудничать с другими органами, гражданами и предприятиями

• Дают более устойчивые затраты в государственных ИТ-проектах.

Следуя [113] они следуют следующим принципам открытых стандартов, и эти принципы являются основой для спецификации стандартов совместимости программного обеспечения, форматов данных и документов в правительственных ИТ:

"1. Мы ставим потребности наших пользователей в основу наших стандартов

2. Наши выбранные открытые стандарты позволят поставщикам конкурировать на равных условиях

3. Наши варианты выбора стандартов поддерживают гибкость и изменения

4. Мы принимаем открытые стандарты, которые поддерживают устойчивую стоимость

5. Наши решения по выбору стандартов хорошо

информационно обеспечены

6. Мы выбираем открытые стандарты, используя честные и прозрачные процессы

7. Мы справедливы и прозрачны в спецификации и внедрении открытых стандартов".

СФЙ

1

орет

I

¡tarumnni 1цгч|'1

Рис. 55. Диаграмма, иллюстрирующая технические рамки открытых стандартов и принципы совместимости программного обеспечения, форматов данных и документов [113].

Открытые стандарты в развертывании IoT ускорили бы рост на 27% и снизили затраты на развертывание на 30% по мнению европейского исследовании [107]. На рисунке 55 мы приводим диаграмму, иллюстрирующую технические рамки открытых стандартов и принципы совместимости программного обеспечения, форматов данных и документов. Далеко не все онтологические и семантические разработки доходят до уровня необходимой надежности и их немало [107,110] и будут использоваться в закупках [18,111]. Успешная практика применения открытых стандартов позволяет принимать их в качестве международных, как это случилось со стандартами buildingSMART International (рисунок - 56). Выгоды их применения показаны на рисунках 57 и 58.

Строго говоря, стандарты buildingSMART состоят из описаний: бизнес процессов (в том числе реализаций или доставки) - IDM (Information Delivery Manual); передачи информации / данных - IFC (Industry Foundation Classes); взаимодействия между BIM приложениями - BCF (BIM Collaboration Format); условий преобразования данных и правил работы с библиотеками и словарями - IFD (International Framework for Dictionaries); преобразования процессов в технические требования - MVD (Model View Definitions). Но часто все это называют IFC.

vT

V*

DATA

IS016739 (IFC) Рис. 56. Отношения стандартов buildingSMART International и стандартов ISO (источник -

buildingSMART International) Why IFC?

Open

Closed

(7

^^Content/Data Tools/Apps Рис. 57. Выгоды открытых стандартов( источник -buildingSMART International and Industry Foundation Classes (IFC): THE solution to A/E/C/O data interoperability. 2017-11-16 bSI & IFC for A/E/C/O

Industry Jeffrey W. Ouellette, Chair - Implementation Support Group

Why IFC?

One-to-One

1n

Application-centric

One-to-Many

s

Many-to-Many

О

JXL

f Less work

•f Lower Threshold

Contenl-ccnlrlc

% И

•f Larger Ecosystem

И* EH

Nü] ^ül

Рис. 58. Стандарты buildingSMART предназначены в том числе для больших и сложных систем и контекстно-центрических ориентированных на приложения систем.

Процесс развития стандартов IFC [41] - это непрерывный цикл определения новых значений сущностей и очень тщательного введения новых имен сущностей семантики для того чтобы сохранить стройность и компактность онтологий . Так как нас интересуют интеллектуальные транспортные инфраструктуры, то проясним немного, как появляются такие стандарты.

Выше мы попробовали объяснить огромное экономическое значение создания интеллектуальных транспортных инфраструктур, позволяющих

относительно быстро и крайне выгодно, по отношению к предыдущим решениям, создавать большие дополнительные емкости транспортных инфраструктур практически на уже существующих активах. В работе [59] было показано, как начал создаваться IFC Railway, а в работе [48] было описано, как к этому процессу подключился UIC (Международный союз железнодорожников) с разработанным онтологическим стандартом операций на железной дороги RailML. Созданный первый вариант IFC Railway можно посмотреть в [112]. Этот вариант стандарта IFC Railway уже действует в Китае и по нему идет практическая работа. Для того, чтобы сделать IFC Railway международным была создана в buildingSMART International InfraRoom или инфраструктурная комната в которой работают как специалисты по семантике и онтологии, так и предметной области на английском языке из заинтересованных национальных частей buildingSMART. Работа организована в интернете с периодическим обсуждением (до двух раз в неделю) предмета на видеоконференциях. Это направление вызвало огромный интерес у национальных железных дорог, так только в одном пресс-релизе buildingSMART International был рад объявить в 2017 году о новых членах из железнодорожной среды. Это: Deutsche Bahn Netze Germany (Гемания), SBB Swiss Railway Federation

(https://www.buildingsmart.org/buildingsmart-international-welcome-nine-new-members/).

Наряду с чисто железнодорожным направлением очень серьезные онтологические исследования по применимости IFC для строительства и обслуживания мостов провело министерство транспорта США [91,92,93,94,117], по автодорогам их проводит объединение всех европейских дорожников CEDR [1-6], V-Con [17], INTERLINK [118,119]. В конце 2017 года они были завершено онтологическими предложениями по построению единого словаря IFC для всех автомобильных дорог Европы [119] на языке OWLIFC. По туннелям приведем работу [116], содержащую большое количество ссылок на другие исследования по применению IFC для туннелей.

В итоге, упомянутая выше InfraRoom [115] так определяет свое видение и миссию:

«Существует критическая потребность в полной модели нейтральных данных, способной представлять как семантические, так и геометрические аспекты основных инфраструктурных работ. Это облегчает обмен данными и открытый доступ к данным в контексте планирования, реализации и обслуживания проектов в области гражданской инфраструктуры, включая автомобильные и железные дороги, мосты и туннели, и, в конечном счете, для всех строительных элементов в среде строительства.

Стандарты для моделирования зданий относительно зрелые, но функциональность нейтральной модели данных и обменные стандарты для Инфраструктуры недоступны в текущих открытых стандартах BIM. buildingSMART Infrastructure Room (далее InfraRoom или инфраструктурная комната) предпринимает инициативы по восполнению этого пробела.

Следовательно, миссия InfraRoom: объединить, расширить и развить открытые стандарты для интеллектуальных данных, которые обеспечивают интеграцию процессов и данных для инфраструктуры.

Это приводит к следующим ключевым задачам InfraRoom:

• обеспечить обмен данными на основе открытых стандартов для планирования, реализации и поддержание инфраструктурных работ, таких как автомобильные и железнодорожные дороги, и, в конечном счете, учесть все аспекты их строительной среды;

• обеспечить обмен этой информацией и открыть доступ и обмен данными с базами данных систем управления активами;

• разрешать сохранение архивов информации об активах на основе открытых стандартов;

• обеспечить управление информацией о жизненном цикле для инфраструктуры на основе открытых стандартов;

• включить слияние связанной с проектом информации, например, требований и рисков, с

информацией об активах».

Проект общей архитектуры IFC-Infra был инициирован для обеспечения общей основы для предстоящих проектов расширения IFC для инфраструктуры, включая IFC-Road, IFC-Rail и IFC-Bridge. Он был создан в ответ на замечание о том, что национальные инициативы на местах создали расходящихся подходы в ряде аспектов, которые требуют унифицированного процесса, чтобы избежать несоответствия в модели данных IFC. Проект был создан для предоставления рекомендаций для разработки расширений и предоставление основных структур данных, обязательных для всей инфраструктуры расширения. Проект осуществлялся параллельно с проектом IFC-Alignment 1.1; в результате чего возникли сильные синергии и непрерывная синхронизация событий. Проект также был проводимым в тесном сотрудничестве с OGC, для реализации согласованной концептуальной модели как общей основой для IFC-Infra и InfraGML. Эта согласованная концептуальная модель будет способствовать интеграции и конверсии между как buildSMART, так и предстоящими стандартами OGC.

Рекомендации по использованию IFC и руководящие принципы дальнейшего расширения документируются документе BuildingSMART

Технический отчет [123]. Рекомендации включают:

• Пространственную структуру;

• Представление геометрии;

• Структуру разбивки элементов;

• Классификацию и связанные данные.

Проект IFC-Alignment и IFC-Общая архитектура также разработали структуры данных и руководящие принципы внедрения, в том числе:

• Согласование и позиционирование (в сотрудничестве с проектом IFC-Alignment);

• Представления геометрии:

o представление StringLine;

o представление CrossSection;

o представление Surface (поверхностей);

o представление Solid;

• Ландшафт (триангулированная нерегулярная сеть).

Эти структуры данных будут опубликованы как IFC4.1 RC3 и будут проходить процесс стандартизации.

Если они будут приняты стандартным путем buildingSMART International, они обеспечат прочную основу для конкретных расширений, которые будут разработаны для дорог и железных дорог, и будут выпущены в качестве официального IFC4.1 выпуска. Этот выпуск станет основой для текущего проекта развертывания IFC Alignment Deployment, где различные команды разработчиков программного обеспечения и ключевые пользователи проверяют внедрение новых данных структур в реальных случаях использования. Оба, RC3 и окончательный выпуск будут доступны через buildingSMART-tech.org.

Эти развития были основаны на высокоприоритетных случаях использования, которые были определены в ходе этого проекта посредством международных обследований между заинтересованными сторонами в инфраструктурном домене. Варианты использования документируются в отчете «Анализ требований», опубликованном в 29/06/2016.

Проектная группа применила [123] следующие общие принципы при разработке рекомендуемых расширения и настоятельно рекомендуют использовать эти общие принципы в предстоящих расширениях №С, таких как ШС-Впаяе, ШС-Яоаа и ШС-ЯаЯ:

• минимальное вмешательство: обеспечить максимально возможную совместимость вниз;

• минимальное расширение: максимально использовать существующую структуру данных;

• международный охват: модель данных должна содержать только элементы с глобальной достоверностью.

Показано, что стандарт №С уже предлагает очень сильные механизмы расширения, такие как наборы свойств и классификации для моделирования национальных и / или региональных концепций. В целом модель данных №С [123] обеспечивает следующую разбивку структуры (рисунок 59):

• пространственная структура разбивки

• структура разбивки элементов

• структура разбивки системы

geometry attribution

shared geometry shared attribution

Рис. 59 Разбиение структуры IFC [123]

Чрезвычайно важно, что наряду с подготовкой международных инфраструктурных стандартов IFC проводится работа по созданию таких же стандартов по цифровому взаимодействию с регулирующими органами государств или союзов государств (ЕС, например) в Regulatory Room [124]. Выпущены отдельные документы по IFC-Rail и IFC-Bridge [121, 125], таксономиям и глоссариям [16,125].

Кроме того, и особенно в последнее время, проходит расширение взаимодействия с другими онтологическими и семантическими системами стандартизации, например с описывающими ГИС

(OGC), семантику и онтологию интернета (W3C) в результате, например, появился язык OWLIFC или с международными организациями, создающими иные онтологические и семантические стандарты, востребованными в развитии открытого BIM. Так согласно (https://www.buildingsmart.org/etim-international-buildingsmart-international-announce-collaborative-partnership/) « ETIM и bSI будут совместно работать над совместным проектом в отношении словаря данных

buildingSMART (bSDD) и стандарта классификации продуктов ЕТ1М. В частности, это рассмотрит вопрос о включении единого представления стандарта ЕТ1М на платформе bSDD с учетом требований к управлению и рабочими потоками обеих стандартных систем».

В целом, весь этот процесс приводит к сокращению сроков выпуска новых международных версий №С (рисунок 60).

14 y*üt  banning to IfCiii I yti't  pfC4 to if с t

7 («к  IFCUI to iF Ci

14,1 m jh'

Hih^Afeaia IfCÏ. i«l0W" f(filСиЛиа <«ti Plé,

m м mi ят и» на Ht и) im )hi un

Kit IUI Kll КШ I «CM rtlxl Kl Kl |ШХ 1МШ «<11 ici

II 1 1 II

[ 111 1 1 1 1 Ч m

__,_I I I I I

t Î t I I 1 I I I I I I > I I 1 I I it I I Г I I I I

ГI »  ff -it т ^Г * l-u ^ * T * T

im J004 I*ii

ШНГЙ14М Ь^ЬпдЯНЯТ IMUDW)

KklMfe^H

Рис. 60. Сроки создания версий IFC

Завершая эту часть, стоит сказать, что buildingSMART International проводит оценку соответствия национальных BIM стандартов IFC, как и программного обеспечения. Так, согласно сайту buildingSMART International, национальные BIM стандарты США, Норвегии и Южной Кореи определены как IFC стандарты, а Великобритании - как базирующиеся на IFC.

При этом ключевой исполнительной частью знаменитого британского BIM является NBS [120], которая привержена поддержке открытых стандартов для BIM. Кроме того, и она является одной из самых активных организаций в Великобритании, участвующих в разработке этих стандартов и поощряющих их использование. NBS уже много лет является членом buildSMART. Классы Foundation Foundation (IFC), по ее мнению - это открытый и нейтральный формат данных для открытого BIM и Национальная библиотека NBS BIM имеет основную часть IFC с момента ее запуска в 2013 году. Вся информация в объектах NBS в библиотеке структурирована в первую очередь для имени и наборов классов IFC, независимо от программной платформы. Что касается количества объектов, то в IFC свободно доступны исходные данные около 5000 из общих и произвольных объектов, и это крупнейшая бесплатная библиотека IFC, доступная в любой точке мира

(https://www.thenbs.com/knowledge/nbs-and-open-standards-for-bim).

E. Открытый BIM, IFC и дорожная отрасль ЕС

Изменения необходимы и неизбежны сегодня. Быть быстрее, лучше и иметь менее дорогостоящие способы работы, в этом цифровое преобразование жизненно важно. Дорожные организации ЕС сильно зависимы от построенных активов. buildingSMART предоставляет прекрасную возможность помочь транспортной промышленности Европы преобразовать

проектирование и дизайн, реализацию и доставку, а также эксплуатацию завтрашних активов. Стандарты международного открытого цифрового обмена данными имеют решающее значение для этой трансформации, помогая предприятиям - владельцам, архитекторам, инженерам, подрядчикам и операторам - становиться мировыми лидерами отрасли, а также получать:

• смягчение рисков

• экономить время и

• снижать затраты связанные с глобализацией, цифровыми преобразованиями и безопасностью данных.

Глобализация в ЕС ускоряет экономику, финансы, торговлю, и интеграцию коммуникаций. Транспортная отрасль ЕС стремится работать во взаимосвязанном и взаимозависимом мире с передачей капитала, товаров и услуг через национальные границы. Таким образом, непрерывное цифровое преобразование является сложным вызовом для этих предприятий и отраслевых организаций, чтобы переосмыслить, как они работают и конкурируют в XXI веке.

Данные, относящиеся к транспорту, имеют коммерческую ценность только при использовании их в бизнес процессах с уверенностью и надежностью. Их значение должно быть понятым. Поэтому данные должны быть четко определены и управляемы в соответствии с глобальными стандартами качества

информации и практики. Быстрым потоком информации через международные границы также необходимо управлять с учетом безопасности. Ключевые данные не должны быть перехвачены, потеряны или повреждены.

Сегодняшние ведущие транспортные компании ЕС хотят быть в цифровой форме быстрыми и проворными. Эти организации надежно интегрируют своих людей, процессы и данные, позволяющие упростить обмен информацией и эффективность во всех их деловых операциях. Их руководители все чаще ожидают наличия ключевых данных об аспектах их деятельности приносящих дополнительные выгоды в секундах.

Общие открытые стандарты данных экономят время и деньги, и значительно увеличивают темп инноваций. Без стандартов, помогающих нам обмениваться информацией с помощью общих языков и форматов, планирование, создание и доставка и эксплуатация построенных активов остается неэффективной и расточительной. Последствия этой низкой функциональной совместимости заключается в том, что владельцы и операторы транспорта несут дополнительные расходы при конвертации или воссоздании требуемых им данных для управления своими построенными активами и сервисами, основанными на активах. Открытая, доступная информация разблокирует более эффективно, прозрачные и совместные способы работы на весь жизненный цикл зданий и интеллектуальной инфраструктуры транспорта. Растущее внедрение новых процессов предоставления активов, таких как информационное моделирование зданий (BIM) также позволяет владельцам и операторам построенных активов, работающих со своими сервисными партнерами, планировать капитальные вложения и понимать вероятность всех расходов на содержание и использование этих активов для их предназначения.

Поясним сказанное для автодорожной части ЕС. Интеллектуальными активами и их управлением в Европе занимаются NRA. Национальные дорожные власти (NRAs) ЕС становятся все более и более зависимыми от информации об их сети в течении всего их жизненного цикла. В Европейском союзе преобразование транспорта через цифровые активы рассматривается как одно из основных направлений европейской интеграции. Общие транспортные проблемы обсуждаются на Transport Research Arena (TRA) - конференция по транспорту и мобильности в Европе. Она был начата в 2006 году и проходит каждые два года в другом европейском городе. TRA координируется Европейской комиссией и поддерживается Европейской технологической платформой ERTRAC (Европейский консультативный совет по вопросам автомобильного транспорта), ERRAC (Европейский консультативный совет по исследованию железных дорог), WATERBORNE, а также CEDR (Конференция европейских директоров дорог) и ALICE (Alliance for Logistics Innovation через сотрудничество), ETRA (Европейский исследовательский альянс по транспорту) и ECTP (Европейская платформа

строительных технологий).

Транспортный сектор играет стратегическую и важную роль на европейском едином рынке и в быстро меняющейся экономической и социальной структуре. Политики, технологии и поведение должны постоянно адаптироваться к новым ограничениям, таким, как изменение климата, сокращение предложения ископаемой энергии, экономический кризис, возросший спрос на мобильность, устойчивость и безопасность и т.д. Транспортные инфраструктуры, транспортные средства и суда, модальная доля, совместное моделирование, городское планирование, энергетика и окружающая среда являются предметом обширных исследований, исследовательских работ и промышленных инноваций, проводимых

университетами, научно-исследовательскими

институтами, компаниями, специалистами-практиками и государственными органами Европы.

Темы конференции касаются основных проблем в области транспорта и мобильности людей и товаров в отношении энергетики, окружающей среды, безопасности и охраны и социально-экономических вопросов. TRA направлена на изучение самых передовых исследовательских работ и инноваций, новейших технологических и промышленных разработок и внедрений, а также инновационной политики в Европе и во всем мире. В качестве широкого форума, открытого для всех заинтересованных сторон, это уникальный повод для продвижения и повышения эффективности транспорта.

Конференция европейских директоров дорог (CEDR) или Conférence Européenne des Directeurs des Routes (на французском языке) была создана в 2003 году на базе бывшего директората западноевропейского директората автодорог WERD. Это некоммерческая организация, созданная в качестве платформы для директоров национальных дорожных властей. Она дополняет работу Всемирной дорожной ассоциации PIARC. Деятельность CEDR осуществляется открытым и прозрачным способом в соответствии с собственным кодексом поведения CEDR и кодексом поведения институтов ЕС.

Сегодня признано, что информация BIM имеет жизненно важное значение для выполнения обязанностей NRA. Это необходимо для:

• Обеспечения инфраструктуры для безопасного трафика и транспорта в любое время

• Предоставления информации о состоянии своей сети.

Для обслуживания существующих сетей управляющим активами нужна надежная информация для повседневной работы дороги, а также для их стратегического планирования. Среди NRA хорошо известно, что неэффективность информационного обмена может привести к:

• дополнительным затратам на ликвидации отказов;

• Дополнительным расходам из-за неправильной доставки;

• дополнительным операционным издержкам;

• Плохой доставке информации в системы баз данных;

• Чтобы поставщик не был заблокирован в ситуациях, связанных с использованием собственных стандартов ИТ (например, компании) в программных продуктах.

Поэтому NRA и другие государственные органы инвестируют в создание инструментов управления информацией основанные на открытых стандартах обмена информацией и структурирование данных (так называемый Open BIM). Открытый характер важен, потому, что это может создать игровое поле одного уровня для всех участников рынка. Это основной принцип работы, осуществляемый государственными организациями. С использованием открытых стандартов становится возможным обмен цифровой информацией в нейтральной модели поставщика без каких-либо потерь.

Не только для проектирования и строительства, но и для управления активами это важная разработка, потому что BIM - это ключ к их бизнесу (рисунок 61). Для каждого вида бизнеса необходимы лучшие по цене и качеству продукты программные на разных уровнях управления активами (рисунок 62). Именно такое применение на базе открытых стандартов дает расчетную экономию средств от применения BIM при проектировании и строительстве для NRA в 2020 году (рисунок 63).

SCOPE SIM

MANAGE ASSET PORTFOLIO

Г A СКАТЕ к MANAGE

^^^^ ASSETS ^^^^

BUILD ItENEW  .

Рис. 62. Различные информационные продукты в разных

уровнях управления активами

ESTIMATED SAVINGS BY BIM IN DESIGN & CONSTRUCT FOR NRA 2020

SAVINGS

140

ASSET INFORMATION

Рис. 61. Область BIM касается информации об активах инфраструктурных объектов и связанных с ними документам и требованиями и эффективностью

14 IptCBLUCÎ ymtosu

Рис. 63. Расчетная экономия средств для применения BIM при проектировании и строительстве для NRA в 2020 году

Преимущества использования BIM для управления инфраструктурой включают возможность записи и детализации каждого действия по обслуживанию. Такая документация может предоставить отчет для каждого компонента, касающегося стоимости и истории обслуживания. Использование этой формы интегрированного проектирования, строительства и управления инфраструктурой обеспечивает основу для точного и проактивного подхода к поддержанию этих структур. Основная предпосылка активного управления активами инфраструктуры включает в себя предположение о том, что в течение нормального жизненного цикла актива или системы активов необходимо вмешаться в стратегические точки, и при этом срок службы актива может быть увеличен. Кроме того, внедрение BIM может обеспечить экономию затрат и времени организациям за счет сокращения числа решений, принимаемых на местах. Государственные департаменты транспорта (DOT) имеют хорошие возможности для достижения таких успехов. Эти транспортные органы обычно держат миллионы, если не миллиарды, долларов в активах в течение длительных периодов времени.

BIM для процессов управления активами транспортной инфраструктуры может извлечь выгоду из интеграции графиков строительства и бюджета, а также планов 2D CAD, записей технического обслуживания, спецификаций проекта, информации о гарантии, заявок на покупку, существующих сервисных документов и планов в 3D-моделях. Включая всю информацию о проекте в одну или несколько трехмерных моделей, с несколькими наборами данных, преимущества могут быть получены для нескольких заинтересованных сторон. Например, владельцы могут использовать модель для эксплуатации и обслуживания, а инженеры и подрядчики могут использовать информацию в вопросах проектирования и строительства. Различные

альтернативы можно легко сравнить, чтобы достичь оптимальной стоимости жизненного цикла. Ключевым преимуществом является точное геометрическое представление частей строительной инфраструктуры в интегрированной среде данных .

Заинтересованные стороны проекта могут получить более высокий уровень детализации на ранних этапах проекта, чтобы лучше информировать решения, прежде чем они будут реализованы в этой области. Кроме того, история операций и обслуживания может быть хорошо документирована. Транспортная инфраструктура, как правило, имеет жизненный цикл десятилетий и, как правило, техническое обслуживание обусловлено финансовыми соображениями. Характерно, что несколько строительных бригад и инженеров производят документы по одному и тому же объекту инфраструктуры в течение продолжительных периодов времени. Открытый BIM обеспечивает ценность в управлении соответствующие данные о текущих условиях и облегчает анализ альтернатив, позволяя внедрять данные об ожидаемой продолжительности жизни и стоимости замещения в моделях BIM. Такая документация может помочь владельцу понять преимущества инвестирования в материалы и системы, которые могут стоить дороже изначально, но имеют лучшую окупаемость в течение срока действия актива. Основная предпосылка активного управления активами заключается в том, что в течение нормального жизненного цикла актива или системы активов необходимо вмешаться в стратегические точки, чтобы продлить ожидаемый срок службы. Открытый BIM позволяет сделать это более экономично, предоставляя потенциал для современных, точных и геометрических представлений активов и их вспомогательных активов. В целом, первоначальная стоимость построения и поддержания модели BIM может быть минимальной по сравнению с выгодами, полученными в течение срока службы инфраструктурного актива.

Открытые семантические и онтологические стандарты BIM BuildingSMART(BSI) для дорожного

строительства разрабатываются в рамках международной кооперации. Определение, продвижение и публикация спецификаций для обмена данными рассматривается глобально на протяжении всего жизненного цикла сооружения в открытых

семантических и онтологических стандартах BIM BuildingSMART, очень важно, что они совместимы между дисциплинами (например, автодороги, морские порты и железные дороги), программным обеспечением и приложениями.

Цели этих стандартов установить правила для обмена объективными данными и создать возможности для обмена виртуальными проектами .В них входят IFC как всеобъемлющая базовая спецификация для информации, словари дающие согласованные имена и определения для разных свойств ;каталоги поддержки, системы классификации и т. д. Требования к обменам единиц моделей IFC, предназначенные для использования в

конкретных бизнес-целях ситуации.

Ключевым достижением BSI является схема IFC- это формальная спецификация, которая может быть использована создателями программного обеспечения для создания быстродействующих программ и пользовательских приложение, совместимых с IFC ,которая используется для представления структуры информации и того, как эта информация относится к другой информации. Для этого BSI тесно сотрудничает с W3C, который является законодателем стандартов интернета (в том числе семантических и онтологических), а так же с таким же лидером в части геоинформации - OCG. Последнее позволяет безшовно работать, например, с линейно-протяженными объектами.

Возможности IFC сегодня - это определение стандартного формата для описания BIM в самом широком и современном понимании жизненного цикла, как физических, так и цифровых активов. IFC определяет, как информация должна предоставляться / храниться для всех этапов жизненного цикла строительных проектов. Он описывает семантические и онтологические свойства объектов и может применяться от «очень маленькой» информации до «всей информации о дороге». В IFC можно хранить данные геометрии, расчетов, количества, управления объектами, ценообразование и т. д. и он оказывается полезным для многих строительных профессий (архитектор, инженер электротехник, специалист по HVAC, структурный архитектор, ландшафтный дизайнер и т. д.).

Справочные процессы делаются как часть спецификация общих процессов, которые могут использоваться повторно в нескольких проектах, появляются использовать SMART-документы, учитывающие строительные нормы, спецификации, стандарты и т. д., как, впрочем, и иные, помеченные для использования с приложениями на базе IFC. Для того, чтобы наглядно показать эффективность применения данных открытого BIM на конкретных операциях жизненного цикла транспортных активов мы приводим на рисунках 64 и 65.

Tools tt-AG BA 1 } Q

Manpower ilàilàiU ûàiià äk

Time ***** **** *

^^  I рtttvi 1 woAirtg 6*У р** Criw

Рис. 64. Иллюстрация контрастности численности экипажа и времени, затрачиваемого на измерение земляных работ с использованием данных открытого BIM и цифровых инструментов измерений [46).

ЕЛЗП

Tim« Sivi

MtJujri E*tb«Oti Ммюч S«dinq Miuut Ejuvaiw

CM Fin* Gr*d* СКкк Stop» A DiîtjniM MMU» l *wm linm

SlM< Ef«tior.(Hof) Ch«k SIMH Егкгют (Eltv.) Chpik Slruch**! CtKVfH»

Pi

A

Л

A

X

ÎCÎV

П

E

a

i

GNSS IWf

CADO

1 RobmK

I /'\Tcwl SbH-ofi

Рис. 65. Иллюстрация расчетной экономии времени на осмотре в обходах с использованием данных открытого BIM и цифровых инструментов измерений [46].

V Заключение

Для того, чтобы у читателя было полное представление обо всех начинаниях buildingSMART International в области, обсуждаемых в статье инфраструктур, необходимо сообщить, что:

1. В части аэропортов в 2016 году состоялось решение о начале работ: BuildingSMART Operations Director, Ричард Келли рассказал о важности создания нового Airport Room. (https://www.buildingsmart.org/schiphol-airport-joins-buildingsmart-international/) и эта работа была начата.

2. В части портов и гаваней 2017 году состоялось решение о начале работ: "в новой области для buildingSMART, bSI, China Communications Construction Company и Университета Кардиффа согласились сотрудничать в разработке открытых стандартов для портов и гаваней...

партнеры в этом однолетнем MOU разработают план проекта и пригласят других принять участие". (https://www.buildingsmart.org/mous-signed-barcelona-summit/).

Так как этот процесс развивается с активным участием ЕС и стран Европы, появилось понимание создания нового поколения открытых BIM стандартов для интеллектуальных транспортных инфраструктур. Для реализации понимания этого в ЕС были проведены многочисленные исследования, о возможностях применения современных открытых стандартов и в частности ключевых открытых стандартов сегодня BIM - IFC buildingSmart [1-18], которые были завершены работой общеевропейской целевой группой EU BIM. В этих исследованиях были не только транспортные проекты. Очень детальные и подробные исследования применения этого онтологического подхода были проведены для медицинских учреждений Европы с

П

Qnj

Cc4»clo

целью сокращения их энергопотребления на 50 % [7-15]. В 2017 году был выпущен итоговый документ предполагающий разработку общих стандартов и правил, опирающихся на стандарты IFC (Industry Foundation Class) и Европейского союза [56].

Документ общеевропейской целевой группой EU BIM был подготовлены целевой группой представителей разных стран Европы, которая собирает коллективный опыт государственной политики производителей, владельцев недвижимости и операторов инфраструктур из более чем двадцати европейских стран, чтобы предложить рекомендации по следующим вопросам [56]:

Почему другие правительства приняли действия по поддержке и поощрению BIM?

Какие преимущества можно ожидать?

Как правительства и общественные клиенты обеспечивают лидерство и работают с промышленностью?

Почему общественное лидерство и европейское выравнивание критично?

Что такое BIM? И что общего в европейском определении?

BIM в понимании [56] - это цифровая форма строительства и операций с активами. Он объединяет технологии, улучшения процессов и цифровую информацию в корне улучшая результаты и активы клиента и операции проектов . BIM является стратегическим инструментом улучшения принятия решений, как для зданий, так и для Инфраструктуры общественных активов на протяжении всего жизненного цикла.

Это относится к новым проектам строительства; и, что важно, BIM поддерживает ремонт, реновацию и поддержание построенной среды - наибольшей доли сектора. BIM не нов, но это глобальная развивающаяся экономически привлекательная тенденция, которая растет. Отчеты показывают [56], что более широкое

принятие BIM откроет 15-25% экономии для глобального рынка инфраструктур к 2025 году. Изменения, связанные с технологией, скорее всего, окажут наибольшее влияние на строительный сектор. Приз большой: если более широкое внедрение BIM по всей Европе обеспечит 10% экономии в строительном секторе, тогда еще 130 млрд. Евро будет генерироваться для рынка 1,3 триллиона евро. В конце 2017 года в обеспечение внедрения выработанных по EU BIM подходов [56] было выпушено решение ЕС [19], а документ [56] до конца 2017 должен был переведен на все европейские языки.

Для России 2017 год так же был знаменателен в этом развитии:

1. НАИКС вступил в buildingSMART International и сегодня уже начало работу полноправное российское отделение buildingSMART, дающее возможность российским организациям и специалистам возможность равноправного участия в работе buildingSMART International.

2. Росстандартом образован технический комитет ТК "Кибер-физические системы" 194, который проводит активную политику сотрудничества с международными организациями стандартизации и в первую очередь с ISO.

Наконец, в конце 2017 года вышло Постановление Правительства РФ "Об утверждении государственной программы Российской Федерации "Развитие транспортной системы" [96]. Новая редакция госпрограммы предусматривает реализацию на принципах проектного управления комплекса мероприятий, направленных на достижение целей государственной политики, определённых документами стратегического планирования в сфере транспорта и дорожного хозяйства. Переход предполагает, что все мероприятия госпрограммы должны быть реализованы в рамках приоритетных или ведомственных проектов или ведомственных целевых программ.

В госпрограмму включены направления (подпрограммы): «Железнодорожный транспорт», «Дорожное хозяйство», «Гражданская авиация и аэронавигационное обслуживание», «Морской и речной транспорт», «Надзор в сфере транспорта», «Комплексное развитие транспортных узлов» и «Обеспечение реализации государственной программы Российской Федерации «Развитие транспортной системы».

Реализация ФЦП «Развитие транспортной системы России (2010-2021 годы)» с 1 января 2018 года досрочно прекращается, её мероприятия интегрированы в госпрограмму. Реализация госпрограммы будет финансироваться за счёт федерального бюджета, в том числе за счёт Федерального дорожного фонда, консолидированных бюджетов субъектов Федерации и внебюджетных источников.

Нам представляется, что подходы, описанные в данной работе, могут быть полезны в ходе реализации этого постановления, как и в развитии кооперации по транспортной тематике в странах входящих в ЕАЭС.

Библиография

[1] CEDR Call 2015: Freight and Logistics in a Multimodal Context FALCON Handbook Understanding what influences modal choice. November 2017

[2] CEDR technical report 2017/06 - Asset Management TG Final Report 2017

[3] AASHTO Transportation Asset Management Guide: A Focus on Implementation, 1 st Edition, January 2011

[4] CEDR report 2017/02 Utilising ITS for NRAs

[5] CEDR IMPLEMENTATION GUIDE FOR AN ISO 55001 ASSET MANAGEMENT SYSTEM A PRACTICAL APPROACH FOR THE ROADS SECTOR IN EUROPE. 2017

[6] CEDR Open information exchange (BIM) of National Road Authorities is of vital importance for Asset management. 2016

[7] D7.10 Benchmarking of EeB design innovations in the EU - 24 August 2017 STREAMER

[8] D3.2 Process-oriented EeB KPIs- August 31st 2015 .STREAMER

[9] D6.6 Report on improved data integration platform - August 2017. STREAMER

[10] D6.5 - Advance Mapping structures and Standards - March 2015. STREAMER

[11] D5.2 Semantic Web based Product Modelling Ontology (PMO) -BIM Information Management and Quality Control. 1 November 2016. STREAMER

[12] D5.1 State-of-the-art review of advancements and challenges in ontology research -01.04.2015 Final Streamer

[13] D4.4 Techniques of Knowledge Management - 31th of August 2016. STREAMER

[14] D4.2 Process roadmap of participatory semantic-driven design - 7th of April 2017. STREAMER

[15] Deliverable D.4.1 - 07.09.2015 Framework for management of information flow, design actors and collaboration in virtual design and construction. .STREAMER

[16] 2017 IEEE Taxonomy Version 1.0 Created by The Institute of Electrical and Electronics Engineers

[17] V-Con. IFC for Roads V1.0 22 October 2014

[18] The implementation of BIM within the public procurement A modelbased approach for the construction industry. 2013. VTT Technology 130

[19] Strasbourg, 3.10.2017 SWD(2017) 327 final COMMISSION STAFF WORKING DOCUMENT Toolbox of good practices Accompanying the document Commission Recommendation on the professionalization of public procurement - Building an architecture for the professionalization of public procurement {C(2017) 6654 final}

[20] Solovev A. I., Kupriyanovsky V. Р., Solovev S. A. Single digital market of the European Union: current state and development trends //International Journal of Open Information Technologies. - 2017. -Т. 5. - №. 10. - С. 47-54.

[21] Kuprijanovskij V. P., Namiot D. E., Sinjagov S. A. Cyber-physical systems as a base for digital economy //International Journal of Open Information Technologies. - 2016. - Т. 4. - С. 2.

[22] Platforms4CPS D4.3 Collaboration on the foundations of CPS engineering. © Platforms4CPS Consortium 2017

[23] Platforms4CPS D4.1 Foresight community and ecosystem report Version 1.0. Platforms4CPS Consortium 2017

[24] Platforms4CPS D3.3 PlatForum Report. Platforms4CPS Consortium 2017

[25] D3.1 Survey of CPS Platforms. Platforms4CPS Consortium 2017

[26] D1.2 European ecosystem and market opportunities assessment. Platforms4CPS Consortium 2017

[27] REPORT ON CYBER-PHYSICAL SYSTEMS (CPS) ROADMAPPING WORKSHOP WHAT DO YOU THINK THE EUROPEAN COMMISSION SHOULD CONSIDER? ON THE 28TH OF JUNE 2017 AT THE 23RD ICE/ITMC CONFERENCE, MADEIRA ISLAND, PORTUGAL Platforms4CPS Consortium 2017

[28] THE ROAD AHEAD. CEE TRANSPORT INFRASTRUCTURE DYNAMICS. 2017 Joint Atlantic Council - PwC Report

[29] Impact of the Fourth Industrial Revolution on Supply Chains. WEF In collaboration with BVL International October 2017

[30] Paperless Trading: How Does It Impact the Trade System? WEF UNECE October 2017

[31] Соколов И. А. и др. Возможности развития цифровой железной дороги, как базы мультимодальной транспортной системы

умных городов в условиях цифровой экономики //International Journal of Open Information Technologies. - 2017. - Т. 5. - №2. 12.

[32] Куприяновский В. П. и др. Интеллектуальная мобильность и мобильность как услуга в Умных Городах //International Journal of Open Information Technologies. - 2017. - Т. 5. - №2. 12.

[33] А.А. Климов, В.П. Куприяновский, П.В. Куренков, О.Н. Мадяр Цифровые транспортные коридоры для перевозок грузов и пассажиров. Вестник транспорта 10/2017, 11/2017, 12/2017

[34] Намиот Д. Е. и др. Приложения блокчейн на транспорте //International Journal of Open Information Technologies. - 2017. -Т. 5. - №. 12.

[35] Куприяновский В. П. и др. Цифровые цепи поставок и технологии на базе блокчейн в совместной экономике //International Journal of Open Information Technologies. - 2017. -Т. 5. - №. 8.

[36] Соколов И. А. и др. Прорывные инновационные технологии для инфраструктур. Евразийская цифровая железная дорога как основа логистического коридора нового Шелкового пути //International Journal of Open Information Technologies. - 2017. -Т. 5. - №. 9.

[37] Куприяновский В. П. и др. Соображения по проблемам создания цифровой железной дороги для нового шелкового пути трансконтинентального логистического партнерства в целях экономического развития стран входящих в ЕАЭС и России //International Journal of Open Information Technologies. - 2017. -Т. 5. - №. 9.

[38] Куприяновский В. П. и др. Мобильное производство на базе совместной экономики, цифровых технологий и логистики //International Journal of Open Information Technologies. - 2017. -Т. 5. - №. 8.

[39] Kupriyanovsky V. et al. Digital sharing economy: technologies, platforms and libraries in industry, construction, transport, and logistics //International Journal of Open Information Technologies. -2017. - Т. 5. - №. 6. - С. 56-75.

[40] Астафьев А.А., Бубнова Г.В., Зенкин А.А., Куренков П.В., Куприяновский В.П. Транспортные коридоры и оси в цифровой логистике //Перспективы развития логистики и управления цепями поставок: Сб. науч. тр. VII Международной научной конференции (18 апреля 2017 г.) [Текст]: в 2-х частях / науч. ред. В.И. Сергеев; Нац. исслед. ун-т «Высшая школа экономики».-М.: Изд. «Эс-Си-Эм Консалтинг», 2017.- Ч.1.

[41] Allplan BIM Comperdium. Teory and Practice based on official IFC4 release. Allplan GmbH Munich 2017

[42] Building Tomorrow' Mobility Investing in Europe's transport network. European Union, 2016

[43] Delivering TEN-T Facts & figures. European Union, SEPTEMBER 2017

[44] WORLD LEADERS IN STATE-OF-THE-ART RAILWAYS. July 2017. Government of Spain. Ministry of Foreign Affairs and Cooperation

[45] EN EUROPEAN COMMISSION Brussels, 14.11.2017 SWD(2017) 375 final COMMISSION STAFF WORKING DOCUMENT .Delivering an effective and interoperable European Rail Traffic Management System (ERTMS) - the way ahead

[46] Utilizing 3D Digital Design Data in Highway Construction - Case Studies. PUBLICATION NO. FHWA-HIF-17-027 U.S. Department of Transportation Federal Highway Administration (FHWA) .APRIL 2017

[47] Бубнова г.В., Зенкин А.А., Куренков П.В., Астафьев А.В., Куприяновский В.П. Транспортные коридоры и оси в цифровой транспортной системе // Транспорт: наука, техника, управление: Сб. ОИ / ВИНИТИ.- 2017.- № 7.- С.11-20.

[48] Sinyagov S. et al. Building and Engineering Based on BIM Standards as the Basis for Transforming Infrastructures in the Digital Economy //International Journal of Open Information Technologies. - 2017. -Т. 5. - №. 5. - С. 46-79.

[49] Бубнова Г.В., Куренков П.В., Котляренко А.А., Сечкарев А.А. Конкуренция между евразийскими маршрутами широтного направления (СМП, ТСМ, ТРАСЕКА и другими) //Конкурентоспособность в глобальном мире: экономика, наука, технологии.- 2016.- № 8 (ч.3).- С.37-41.

[50] Вовк А.А., Куренков П.В., Котляренко А.А., Сечкарев А.А. Влияние тарифной и налоговой политики, информационного и правового обеспечения на географию внешнеторговых грузопотоков и конкурентоспособность транспортной системы России //Конкурентоспособность в глобальном мире: экономика, наука, технологии.- 2016.- № 8 (ч.3).- С.42-46.

[51] Бубнова Г.В., Куренков П.В., Котляренко А.А., Багимов А.В., Сечкарев А.А. Роль экспедиторских организаций в повышении конкурентоспособности транспортной системы России //Конкурентоспособность в глобальном мире: экономика, наука, технологии.- 2016.- № 9 (ч.1).- С.30-35.

[52] Вакуленко С.П., Куренков П.В., Котляренко А.А., Астафьев А.В., Сечкарев А.А. Конкуренция и сотрудничество на зарубежных транспортных рынках //Конкурентоспособность в глобальном мире: экономика, наука, технологии.- 2016.- № 9 (ч.1).- С.41-47.

[53] Бубнова Г.В., Куренков П.В., Элларян А.С., Астафьев А.В., Сечкарев А.А. Перспективы и пути роста геополитической, геоэкономической и геологистической роли транспортных систем России, СНГ и Балтии //Конкурентоспособность в глобальном мире: экономика, наука, технологии. - 2016.- № 9 (ч.2).- С.3-12.

[54] Вакуленко С.П., Куренков П.В., Элларян А.С., Астафьев А.В., Сечкарев А.А. Конкуренция между магистралями направления «СЕВЕР - ЮГ» //Конкурентоспособность в глобальном мире: экономика, наука, технологии.- 2016. - № 9 (ч.2).- С.23-30.

[55] Куприяновский В. П. и др. ЦИФРОВАЯ ЖЕЛЕЗНАЯ ДОРОГА-ERTMS, BIM, GIS, PLM И ЦИФРОВЫЕ ДВОЙНИКИ //Современные информационные технологии и ИТ-образование. - 2017. - Т. 13. - №. 3. - С. 129-166.

[56] Handbook for the Introduction of Building Information Modelling by the European Public Sector .Strategic action for construction sector performance: driving value, innovation and growth. EU BIM Task Group 2017

[57] Kupriyanovsky V. P. et al. Economics of innovations for digital railways. Experience in the UK //International Journal of Open Information Technologies. - 2017. - Т. 5. - №. 3. - С. 79-99.

[58] Kupriyanovsky V. et al. Bandwidth and economy of the digital railway in the transformation of signaling and train control //International Journal of Open Information Technologies. - 2017. -Т. 5. - №. 3. - С. 117-132.

[59] Kupriyanovsky V. et al. The new paradigm of the digital railway-assets life cycle standardization //International Journal of Open Information Technologies. - 2017. - Т. 5. - №. 2. - С. 64-84.

[60] National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2016. Building Information Modeling for Airports. Washington, DC: The National Academies Press. https://doi.org/10.17226/23517

[61] National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2016. Civil Integrated Management (CIM) for Departments of Transportation, Volume 2: Research Report. Washington, DC: The National Academies Press. https://doi.org/10.17226/23690

[62] National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2016. Civil Integrated Management (CIM) for Departments of Transportation, Volume 1: Guidebook. Washington, DC: The National Academies Press. https://doi.org/10.17226/23697.

[63] National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2012. Evaluating Airfield Capacity. Washington, DC: The National Academies Press. https://doi.org/10.17226/22674.

[64] National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2017. Guidebook for Considering Life-Cycle Costs in Airport Asset Procurement. Washington, DC: The National Academies Press. https://doi .org/10.17226/24764

[65] National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2012. Asset and Infrastructure Management for Airports—Primer and Guidebook. Washington, DC: The National Academies Press. https://doi .org/10.17226/22760.

[66] National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2010. Airport Passenger Terminal Planning and Design, Volume 1: Guidebook. Washington, DC: The National Academies Press. https://doi .org/10.17226/22964

[67] National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2016. NextGen for Airports, Volume 1: Understanding the Airport's Role in Performance-Based Navigation: Resource Guide. Washington, DC: The National Academies Press. https://doi.org/10.17226/23574.

[68] National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2016. NextGen for Airports, Volume 2: Engaging Airport Stakeholders: Guidebook. Washington, DC: The National Academies Press. https://doi.org/10.17226/23684

[69] National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2016. NextGen for Airports, Volume 3: Resources for Airports. Washington, DC: The National Academies Press. https://doi.org/10.17226/24659.

[70] National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2016. NextGen for Airports, Volume 4: Leveraging NextGen Spatial Data to

Benefit Airports: Guidebook. Washington, DC: The National Academies Press. https://doi.org/10.17226/24604.

[71] National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2017. NextGen for Airports, Volume 5: Airport Planning and Development. Washington, DC: The National Academies Press. https://doi.org/10.17226/24791

[72] National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2016. Airport Advisories at Non-Towered Airports. Washington, DC: The National Academies Press. https://doi.org/10.17226/23628.

[73] National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2017. Transportation Network Companies: Challenges and Opportunities for Airport Operators. Washington, DC: The National Academies Press. https://doi .org/10.17226/24867

[74] National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2015. Commercial Ground Transportation at Airports: Best Practices. Washington, DC: The National Academies Press. https://doi .org/10.17226/21905.

[75] National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2017. Improving Intelligibility of Airport Terminal Public Address Systems. Washington, DC: The National Academies Press. https://doi .org/10.17226/24839.

[76] National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2017. Estimating Truck Trip Generation for Airport Air Cargo Activity. Washington, DC: The National Academies Press. https://doi .org/10.17226/24848

[77] ISO/IEC FDIS 30140-1 Information technology — Underwater Acoustic Sensor Network (UWASN) — Part 1: Overview and requirements ISO/IEC JTC 1/SC 41 N0207 , 2017

[78] Reimagining property in a digital world ARUP 2017

[79] Alternative Solutions to Airport Saturation: Simulation models applied to congested airports .Discussion Paper No. 2017-23 ITF OECD сентябрь 2017

[80] Reference number of working document: ISO/IEC JTC 1/SC 41 N Date: 2017-06-16 Reference number of document: ISO/IEC TR 22560 Committee identification: ISO/IEC JTC 1 Secretariat: KATS Information technology - Sensor network - Guidelines for the design of aeronautics industry: Active air-flow control

[81] EN EUROPEAN COMMISSION Brussels, 14.11.2017 SWD(2017) 375 final COMMISSION STAFF WORKING DOCUMENT. Delivering an effective and interoperable European Rail Traffic Management System (ERTMS) - the way ahead

[82] Future Proofing Buildings & Construction Sector through Digital Transformation .Published: 14 Sep 2017 By Ravi Krishnaswamy, Senior Vice President - Energy, Environment & Buildings Practice, Frost & Sullivan

[83] Future of Transport: UK 50 trends and issues shaping the future of UK transport. ARUP 2017

[84] Blockchain Technology .How the Inventions Behind Bitcoin are Enabling a Network of Trust for the Built Environment. ARUP 2017

[85] Emerging technology timeline. 20 emergent technologies likely to disrupt our sector. ARUP 2017

[86] High Speed Two Phase 2a: West Midlands to Crewe Working Draft Environmental Impact Assessment Report. ARUP September 2016 CS590_C16 Volume 3: Route-wide effects HS2

[87] Куприяновский В.П. и др. Гигабитное общество и инновации в цифровой экономике //Современные информационные технологии и ИТ-образование 2017, Том 13 № 1. С. 106-129

[88] The Nippon Foundation - GEBCO - Seabed 2030 Roadmap for Future Ocean Floor Mapping. 2017

[89] OECD (2016), The Ocean Economy in 2030, OECD Publishing, Paris. http://dx.doi .org/10.1787/9789264251724-en

[90] Brussels, 31.3.2017 SWD(2017) 128 final COMMISSION STAFF WORKING DOCUMENT Report on the Blue Growth Strategy Towards more sustainable growth and jobs in the blue economy.

[91] Bridge Information Model Standardization. VOLUME II: SCHEMA ANALYSIS. April 2016. U S Department of Transportation Federal Highway Administration FHWA-HIF-16-011.

[92] Bridge Information Model Standardization VOLUME I: INFORMATION EXCHANGES April 2016. U S Department of Transportation Federal Highway Administration. FHWA-HIF-16-011.

[93] Bridge Information Modeling Standardization INTRODUCTION. April 2016. . U S Department of Transportation Federal Highway Administration. FHWA-HIF-16-011.

[94] Digital Documentation of Element Condition for Bridge Evaluation. Yelda Turkan, PhD Transportation Engineer Institute for Transportation. Iowa State University Simon Laflamme, PhD Assistant Professor Civil, Construction, and Environmental

Engineering Firas Al-Shalabi Research Assistant Institute for Transportation Iowa State University 2015. A Cooperative Research Project sponsored by U.S. Department of Transportation-Research and Innovative Technology Administration

95] ISO NP 21823-3:2017(E) ISO/IEC JTC 1/SC 41/WG4 .Information technology —Internet of Things and related technologies — Interoperability for Internet of Things Systems — Part 3: Sematic interoperability

96] Постановление Правительства РФ от 20 декабря 2017 г. № 1596 "Об утверждении государственной программы Российской Федерации "Развитие транспортной системы"

97] ISO/IEC NP XXX:2017(E) ISOIEC JTC 1/SC41/WG 5 Secretariat: Korea Information technology —Internet of Things and related technologies — IoT/SN technology-based integrated system platform for chattel asset & mortgage management

98] Reference number of working document: ISO/IEC JTC 1/SC 41 N xxx Date: 2017-10-10 Reference number of document: ISO/IEC Pre-WD 30140-5Committee identification: ISO/IEC JTC 1/SC 41/WG 5 Secretariat: KATS Information technology — Underwater Acoustic Sensor Network (UWASN)—Part 5: Application Profiles

99] ISO/IEC JTC 1/SC 41 N xxx Date: 2017 10-10 Reference number of document: ISO/IEC Pre-WD 30140-6 Committee identification: ISO/IEC JTC 1/SC 41/WG 5 Secretariat: KATS Information technology — Underwater Acoustic Sensor Network (UWASN) — Part 6: Network management system overview and requirements

100]Gartner, "What to Expect at CES 2014 - Connected Cars" (December 2013), accessed December 8, 2014, http://www.gartner.com/newsroom/id/2636121

101]Hype Cycle for Connected Vehicles and Smart Mobility, 2017 https://www.gartner.com/doc/3772087/hype-cycle-connected-vehicles-smart Retrieved: Jan, 2018

102]Centre for Automotive Research, "Just How High-Tech is the Automotive Industry" (January 2014), http://www.cargroup.org/?module=Publications&event=View&pubID =103 Retrieved: Jan, 2018

103]IEEE Spectrum, "This Car Runs on Code" (February 2009)", http://spectrum.ieee.org/transportation/systems/this-car-runs-on-code Retrieved: Jan, 2018

104]Reimagining Products in a Digital World Tata Consultancy Services Ltd (TCS) 2017

105] Куприяновский В. П. и др. Умная инфраструктура, физические и информационные активы, Smart Cities, BIM, GIS и IoT //International Journal of Open Information Technologies. - 2017. -Т. 5. - №. 10.

106] Куприяновский В. П. и др. Семантика, метаданные и онтологии в приложениях для умного города-новые стандарты BSI //International Journal of Open Information Technologies. - 2017. -Т. 5. - №. 6.

107] 688156 - symbIoTe - H2020-ICT-2015 D7.3 - Initial Report on Standardization Analysis and Recommendations Copyright 2017, the Members of the symbIoTe Consortium

108] ETSI TS 103 264 V2.1.1 (2017-03) SmartM2M; Smart Appliances; Reference Ontology and oneM2M Mapping

109]Railway BIM Data Standard (Version 1.0) CRBIM1002-2015. https://www.buildingsmart.org/wp-content/uploads/2017/09/bSI-SPEC Rail.pdf

110] D4.1 - Shared vocabularies for Smart City. ESPRESSO Ref. Ares (2016)4017945 - 30/07/2016.

111]D02.01: Specification of the process and methodology to develop the eProcurement ontology with initial draft of the eProcurement Ontology for 3 use cases. Publications Office of the European Union, PwC EU Services 2017-08-03

112]Plume, John Mitchell, David Marchant, Peter Newton Precinct Information Modelling. Position Paper. CRC for Low Carbon Living Ltd supported by the Cooperative Research Centres program, an Australian Government initiative. August, 2017.

113]Open Standards Principles: For software interoperability, data and document formats in government IT specifications Crown Copyright 2012

114]E-Government Metadata Standard Version 3.1 29 Crown Copyright August 2006

115]Infrastructure Room Charter. Version 11 - March 10, 2016. bSI InfraRoom / InfraRoom Steering Committee

116]Eindhoven University of Technology. Department of the Built Environment. Geological Data Extension for Subway Tunnel BIM models using a Linked Data Approach. May, 2017 .Master's Thesis. Yi An

[117]Bridge Information Modeling (BrIM) Using Open Parametric Objects Publication No. HIF-16-010 U S Department of Transportation Federal Highway Administration. 2017

[118]INTERLINK D.2 D.3 - WPA & WPB Report.docx Information Management for European Road Infrastructure using Linked Data. Investigation Requirment. Version 4.0 CEDR .Date 31-3-2017

[119]INTERLINK-D4-Principles_European Road OTL.docx Version 3.0 CEDR. Date 13-10-2017

[120]Kupriyanovsky V. et al. The new five-year plan for BIM-infrastructure and Smart Cities //International Journal of Open Information Technologies. - 2016. - T. 4. - №. 8. - C. 20-35.

[121] buildingSMART Infra Room http://iug.buildingsmart.org/resources/itm-and-iug-meetings-2013-munich/infra-room/ifc-bridge-ifc-for-roads Retrieved: Jan, 2018

[122]Project Proposal Template .Draft version Project Name: General Information InfraRoombuildingSMART InfraRom Date: 10/31/2017 Version: 0.9404 IFC Rail

[123]IFC Infra Overall Architecture Project. Documentation and Guidelines. Status: FINAL (01/03/2017) buildingSMART Infra Room

[124]Report on Open Standards for Regulations, Requirements and Recommendations Content. Oivind Rooth, Inhan Kim, Joint Chairs, buildingSMART International Regulatory Room .April 2017

[125]Public release of The buildingSMART Glossary of Terms. Version 1.0 - 02/01/2007 International Alliance of Interoperability

On development of transport and logistics industries in the European Union: open BIM, Internet of Things and cyber-physical systems

Vasily Kupriyanovsky, Vyacheslav Alenkov, Alexey Stepanenko, Oleg Pokusaev, Dmitry Katzin, Andrey Akimov, Nikita Utkin, Yuri Volokitin, Dmitry Namiot, Mikhail Shakhramanyan, Irina

Vlasova

Abstract— The article deals with the development of transport and logistics industries in the European Union (EU). The article deals with such tools as open BIM, Internet applications Things and a more general direction - cyber-physical systems. The importance of infrastructure management is noted in the paper. It is noted that the state of infrastructures is a deterrent factor to the development of transport and logistics. And the problems of managing these infrastructures, both operationally and in the life cycle of assets, in order to maximize economic and other benefits, are the main target of introducing new information technologies in the transport and logistics industry. At the same time, all decisions should take into account the development of modern digital and other technologies and the integration of all modes of transport. Particular attention is paid to ontological and semantic systems of standardization.

Keywords— transport, logistics, BIM, ontology, IFC.