ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТРАНСПОРТНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ
1.1 Сущность транспортной инфраструктуры
Транспортная инфраструктура — это совокупность всех видов транспорта и транспортных структур, деятельность которых направлена на создание благоприятных условий функционирования всех отраслей экономики, т.е. совокупность материально-технических систем транспорта, предназначенных для обеспечения экономической и неэкономической деятельности человека. Другими словами, под транспортной инфраструктурой следует понимать совокупность материально-технических и организационных условий, обеспечивающих быстрое и беспрепятственное выполнение перевозочного процесса. [1]
Транспортная отрасль - одно из направлений экономической деятельности, которое в наибольшей степени подвержено влиянию процессов цифровизации. Таковое влияние можно разделить на очевидные, поверхностные перемены в данной сфере и те, которые происходят в самой транспортной инфраструктуре. В первом случае речь идет о проникновении в транспортную сферу тех технологий, которые успешно апробированы в других сферах: «big data», процессы интеллектуализации .
В науке представления о транспортной инфраструктуре как элементе экономической системы и как элементе транспортного комплекса несколько разнятся и опираются на различные подходы:
- функциональный подход. Исследователи Л.Г. Серебряков и В.В. Яновский представляют транспортную инфраструктуру как «часть инженерной инфраструктуры... обеспечивающей грузо- и пассажироперевозки на территориях систем расселения, обеспечивающая устойчивое развитие и функционирование поселений и межселенных территорий»,т.е. под транспортной инфраструктурой понимается ряд сооружений, выполняющих определенный набор функций; [26]
- системный подход. Исследованию категории «транспортная инфраструктура» с использованием системного подхода уделено значительное место в работах А.И. Кузнецовой, Н.Е. Шелестова и др. Рассматривая транспортную инфраструктуру как систему, становится возможным обособление и выделение ключевых классификационных признаков инфраструктуры, в том числе появляется необходимый материал для последующей группировки компонентов для их более глубокого исследования. Отрасль транспорта вне зависимости от вида транспорта наряду с телекоммуникационной и энергетической отраслями является базовой разновидностью инфраструктуры, играет фундаментальную роль в национальной экономике. Посредством выявления ключевых признаков и системных элементов транспортной инфраструктуры ее содержательное понятие определяется как «совокупность разного рода инженерных сооружений, которые предназначены для осуществления движения ... транспорта». [21]
Каждый подход предлагает свое видение понятия «инфраструктуры» в транспортной сфере и для получения полноценного представления о «транспортной инфраструктуре» как об объекте исследования, результаты данных подходов необходимо изучить в представленной ниже совокупности.
В научной литературе представлены разные подходы к определению состава транспортной инфраструктуры. Одни авторы предлагают к основным элементам относить совокупность путей сообщения (сети) и транспортных терминалов, а также транспортных средств и предприятий как выполняющих перевозки, так и обеспечивающих их выполнение. Другие считают, что к базовым элементам транспортной инфраструктуры следует относить только пути сообщения, пассажирские и грузовые вокзалы и станции. [5]
На сайте «Центр управления финансами» к основным элементам отнесены железнодорожные, трамвайные и внутренние водные пути, контактные линии, автомобильные дороги, тоннели, эстакады, мосты, вокзалы, железнодорожные и автобусные станции, метрополитены, морские торговые, рыбные, специализированные и речные порты, портовые средства, судоходные гидротехнические сооружения, аэродромы, аэропорты, объекты систем связи, навигации и управления движением транспортных средств, а также иные обеспечивающие функционирование транспортного комплекса здания, сооружения, устройства и оборудование.
Транспортная инфраструктура играет значительную роль как в рамках города, так и в рамках целой страны, поскольку исполняет ряд значимых для национальной экономики функций:
- интегративная - транспорт всех видов служит для поддержания стабильной работы государства или города, для обеспечения доступности тех или иных видов районов, учреждений и т.п.;
- мобильности - транспортная инфраструктура предоставляет возможность использования передвижения по стране, въезда и выезда из нее для своих граждан и граждан других государств;
- конкурентная - поскольку транспортная отрасль не создает свой собственный продукт, а если точнее - производит услуги, которые потребляются в процессе производства, ее важнейшей функцией является перевозка товаров предприятий и фирм других отраслей с меньшими временными и физическими потерями, чем транспортные компании, работающие с их конкурентами;
- рыночная - обеспечивает всеохватывающую работу рыночного механизма на территории города как и отдельного государства, так и на международном уровне, как средство обращения товаров.
Представленные функции характеризуют транспортную инфраструктуру как неотъемлемую составляющую социально-экономического развития городов в Российской Федерации.
Наряду с функциями транспортная инфраструктура обладает уникальными и характерными признаками, которые выделяют ее, как и другие разновидности инфраструктуры в отраслях народного хозяйства:
- участие в создании условий для функционирования сфер материального и нематериального производства;
- общественная форма использования инфраструктуры и коллективистский характер ее потребления;
- инфраструктура - это особый, специфический сектор экономики;
- инфраструктура оказывает косвенное влияние на экономическое развитие;
- результатом производства инфраструктуры являются общественно-полезные услуги .
Представленные общие признаки инфраструктур позволяют выделить транспортную инфраструктуру из разновидности других отраслей, представить ее в виде системы элементов, а благодаря функциональным особенностям и сегментации в зависимости от двигательной среды, становится возможным произвести классификацию транспортной инфраструктуры (Таблица 1). [2]
Классификация объектов транспортной инфраструктуры по видам и по выполняемым функциям.
Таблица 1
По выполняемым функциям Транспортная инфраструктура
Автодорожная Рельсовая Водная Воздушная Трубопроводная
Обеспечение базовых условий для движенья транспортных средств (далее т.с.) Дорожное полотно, мосты, тоннели, паромы Железнодорожное полотно, мосты, тоннели, паромы Каналы, донные углубления, каналы- мосты, морские и океанические пути Взлетно-посадочная полоса, воздушный коридор Трубы, магистральные трубопроводы
Координация движения т.с. Светофоры, дорожные указатели, разметка, шлагбаумы, знаки Семафоры. стрелки Маяки, радиостанции Посадочные огни. диспетчерские вышки Компрессорные установки и станции
Ожидание движения т.с. для товаров/пассажир-ров (кроме трубопроводной) Складские, логистические центры, автовокзалы, остановки Складские, логистические центры, «горки», вокзалы, станции метрополитена и монорельса, трамвайные остановки Складские, логистические центры, портовые пассажирские залы ожидания, речные вокзалы Зал ожидания аэропорта, склады на территории аэропорта Подземное хранилище газа, резервуары (для хранения нефти, во- ды и т.д.)
Энергоснабжение движения т.с. Бензо-, газо- электрозапра- в очные станции Контактный рельс, контактная сеть Береговые или плавучие заправочные станции. Топливозаправочный комплекс, топливо-заправщики Электросеть, резервуары для насосного топлива
Источник: Совершенствование управления транспортной инфраструктуры региона[2]
Все представленные виды транспортной инфраструктуры сталкиваются с проблемами перспективного развития, взаимной конкуренции и с необходимостью обеспечения мониторинга текущего состояния действующих инфраструктурных объектов и систем их восстановления и поддержания в исправном состоянии.
При проектировании новых и развитии существующих инженерных сооружений необходимо обеспечивать долговечность и бесперебойность эксплуатации сооружений, а также их надежность, наряду с этим необходимо обеспечить безопасность движения транспортных средств и пешеходов. При этом необходимо на базе экономических изысканий учитывать как перспективы развития дорожной сети и транспорта, так и планы реконструкции существующих объектов, а также осуществления строительства подземных и наземных коммуникаций. При этом необходимо учитывать, чтобы искусственные сооружения в перспективе не мешали развитию транспортной инфраструктуры в целом. [31]
Отличительной чертой цифровизации в транспортной сфере является то, что в каждом ее направлении она происходит неравномерно, притом, что потенциальная потребность в цифровизации велика. Именно активное использование цифровых технологий представляется наиболее перспективным способом повышения экономической эффективности этой сферы. Можно выделить наиболее популярные направления использования цифровых технологий для нужд транспорта (Таблица 2).[24]
Направления применения цифровых технологий в транспортной отрасли. Таблица 2
Направление воздействия Пример применения технологии
Электронный
документооборот Введение электронных билетов, дистанционное оформление проездных документов; создание «виртуальных офисов», обслуживание клиентов без личного контакта
Дистанционная
коммуникация Использование цифровых коммуникационных технологий для живого дистанционного общения
Проведение оплаты Мобильная оплата, единые проездные документы, использование мобильных приложений для получения транспортных услуг
Облачные технологии Обработка данных на качественно новом уровне: сбор и анализ данных о транспортных потоках, использование технологий «bigdata»
Интегрированные системы управления транспортом Реорганизация систем управления транспортом, их автоматизация; вовлечение клиента в процесс управления и контроля за грузом
Интеллектуальные транспортные системы Автоматизация и роботизация контроля транспортных потоков, прогнозирование транспортной обстановки, поддержка систем автопилота
Платформы по оказанию логистических услуг Создание цифровых платформ, ориентированных на предоставление логистических услуг, в т.ч. бронирование и заказ билетов, поиск перевозчика для грузов, выявление оптимального маршрута
Источник: Цифровизация производства: теоретическая сущность и перспективы развития в российской экономике [24]
Так, интеллектуальные транспортные системы (ИТС) являются основным трендом технологического развития отрасли. Во втором же случае цифровизация транспортной сферы подразумевает изменение самих технико-экономических основ производства. На данный момент выделяют четыре ключевых направления процесса цифровизации транспортной сферы:
1) цифровизация транспортной инфраструктуры и логистических цепочек (в т.ч. складского хозяйства и сервисных центров);
2) роботизация производственных процессов;
3) масштабная автоматизация, в том числе управленческих процессов;
4) внедрение систем автопилота.
Рассмотрим данные процессы подробнее.
1) цифровизация транспортной инфраструктуры заключается в том, что каждый этап в логистической цепочке, а также транспортное средство, должны быть вовлечены в цифровую сферу, то есть, иметь персональную идентификацию в Интернете, а также находится под контролем программного обеспечения. Это позволяет управлять всем транспортным потоком в режиме реального времени, снижать издержки, непрофильные затраты, а также делать транспортную сферу более предсказуемой. Примером такой цифровизации является оснащение чипами всех морских контейнеров, отслеживание перемещения каждого контейнера;
2) роботизация производственных процессов в транспортной сфере уже происходит весьма быстрыми темпами. Однако, наиболее трудоемкие составляющие – складское хозяйство (особенно фасовка и комплектация груза), обслуживание транспортных средств все еще требуют широкого вовлечения ручного труда;
3) автоматизация управленческих процессов уже происходит длительное время. Собственно, именно транспортная сфера была одной из первых, в которой управленческие процессы начали автоматизироваться. Скорость современных транспортных потоков такова, что человек в принципе не сможет принимать грамотные, продуманны решения без риска критической ошибки;
4) внедрение систем автопилота с технологической точки зрения уже происходит длительное время: в первую очередь, это касается автопилота для гражданских самолетов, морских грузовых перевозок. Массовое внедрение данных технологий в большинстве стран сдерживается законодательными ограничениями. Так, сейчас действуют только некоторые экспериментальные проекты в общественном транспорте (беспилотные автобусы, например).
В Российской Федерации процессы цифровизации не остались незамеченными ни со стороны органов государственной власти, ни частного сектора. Так, в стране реализуется ряд мер, направленных на то, чтобы подготовить экономику и общество к процессам цифровизации. [27]
Действует «Стратегия развития информационного общества в Российской Федерации на 2017-2030 гг.». В ней, среди прочего, цифровые технологии рассматриваются как составляющая глобального лидерства российских компаний. В качестве конкретных мер, которые должны способствовать распространению цифровых технологий, называются: нормативное регулирование (оно должно соответствовать тем реалиям, которые возникли по мере распространения цифровых технологий), подготовку соответствующих кадров и вообще реорганизацию системы образования в стране, развитие научно-технической сферы. Собственно, государство в такой ситуации также может способствовать проникновению цифровых технологий, способствую развитию инфраструктуры и защищая права граждан на информационную безопасность. [52]
В процессе цифровизации экономики важную роль играют информационные цифровые платформы (ИЦП). Предназначение таких структур - интеграция всех участников цепочки создания стоимости, а также коммуникационные каналы, пути дистрибуции, сообщество потенциальных клиентов. Нынешний размах работы цифровых платформ таков, что они могут охватывать целые сектора экономики. Собственно, примеров подобных цифровых платформ достаточно, - особенно в электронной коммерции. Впрочем, можно ожидать, что подобные технологии будут все активнее использоваться в транспортной сфере.
Собственно, цифровые платформы уже используются в транспортной сфере, хотя они еще не столь универсальны, как электронные площадки. Так, в логистике используются специализированные локальные цифровые платформы для планирования перевозочного процесса, а также организации кооперации между различными видами транспорта и логистическими центрами. Цифровые платформы помогают координировать обработку грузов на складах, наладить коммуникацию с конечным пользователем. Цифровые платформы в транспортной сфере вбирают в себя все посреднические функции. При помощи платформ конечный потребитель может непосредственно наладить контакт с поставщиком, и платформа предоставит ему весь необходимый инструментарий управления перемещением товара. Другими словами, такой тип цифровых платформ способен интегрировать все логистические и прочие процессы в единую систему, соединить потребителей и производителями, а также взять на себя управление всеми дополнительными функциями.
Одновременно цифровизация логистической сферы - это и вызов. Процесс цифровизации может изменить рынок таким образом, что все его участники столкнуться с самыми серьезными вызовами. Самый существенный из них можно описать как возникновение рынка, подученного всего одному монополисту: речь идет о модели рынка, которую принято называть «победитель получает все». То есть, интеграция в каждом рыночном сегменте доходит до той черты, за которой - возникновение одного, очень крупного монополиста. Подобное можно наблюдать в рынке электронной коммерции, - Amazon, например. С возникновением такого монополиста, все другие участники попадают в очень сильную зависимость от лидера рынка. Подобные процессы можно наблюдать и в транспортной сфере: логистические компании все больше зависят от сектора электронной коммерции (Интернет бирж, Интернет магазинов). [19]
Как считают большинство ученых, занимающихся этой проблематикой, в дальнейшем доставка товаров (при чем, абсолютно всех товаров) будет осуществляться напрямую со склада (который будет принадлежать крупнейшему Интернет магазину) клиенту, минуя розничную сеть. «Магазины у дома» будут заменены на пункты выдачи заранее заказанных товаров. При этом происходит еще одна очень важна вещь: Интернет магазины вместе с товаром продают и услугу по доставке. То есть, вскоре на рынке логистических услуг останутся только компании, которые будут интегрированы с крупнейшими площадками по продажам. Именно крупнейшие игроки на рынке электронной коммерции будут определять, кто останется на рынке, какую маржу он получит. При всем при этом такие компании даже могут не иметь собственных физических активов.
Таким образом, можно утверждать, что цифровизация является доминирующим процессом в транспортной сфере среди всех проявлений научно-технического прогресса. К тому же, процессы цифровизации сами по себе происходят гораздо быстрее, чем предыдущие технологические революции. [32]
В результате, конечный результат этих преобразований предсказать трудно. Однако, можно выделить две наиболее существенных составляющих. С одной стороны, эффективное использование цифровых технологий в транспортной сфере определяет уровень конкурентоспособности компании. Те из них, кто игнорирует современные изменения, рискуют покинуть рынок. А с другой стороны, именно процессы цифровизации являются источником повышенных рисков: и в контексте экономического развития, и в контексте общественного прогресса. [9]
1.2 Современные мировые тенденции развития транспортной инфраструктуры.
Цифровизация как тенденция технологического развития транспортной сферы была идентифицирована довольно давно. Фактически, можно вести речь о том, что проникновение цифровых технологий в транспортную сферу началось с момента возникновения электронно-вычислительной техники. За этот период было реализовано большое количество различных проектов, - как по инициативе правительств, так и частных компаний (Таблица 3).[23]
Примеры цифровизации в транспортной сфере. Таблица 3
Пример технологии Функции технологии
SARTRE Программа создания пассажирских транспортных средств с единым дистанционным управлением, безлопастных для пешеходов и окружающей среды
Open Shuttle Интерактивная система комплектации груза при помощи автоматических тележек
Pick by light Использование специальных световых указателей для облегчения работы роботизированных транспортных средств
Put by Beamer Складская технология приема и распределения грузов в автоматическом режиме
Автоматизированные портовые комплексы Использование в морских портах автоматизированных складских систем, в первую очередь в контейнерных терминалах
Источник: Влияние цифровой экономики на развитие транспортной отрасли в мире[23]
Необходимо отметить, что использование автоматизированных транспортных систем все еще остается дискуссионным вопросом, по которому в обществе нет консенсуса. К угрозам и рискам, которые указываются в качестве прямого следствия автоматизации на транспорте, следует отнести:
1) одномоментное высвобождение большого числа водителей, которые более в принципе не смогут трудоустроится по профессии;
2) сложности в определении меры ответственности при наступлении страхового случая;
3) риск отказа программного обеспечения, и потеря контроля над управляемым транспортным средством.
При этом однозначно признаются преимущества внедрения подобных технологий:
1) повышение эффективности транспортной сферы как таковой (снижение затрат на топливо, повышение пропускной способности дорог, снижение аварийности, снижение числа пострадавших в авариях на транспорте и доли поврежденного при перевозке груза);
2) снижение издержек на оплату труда водителей и множества сотрудников, чьи рабочие места будут автоматизированы;
3) снижение времени простоя транспортного средства;
4) устранение т.н. «человеческого фактора», то есть риска человеческой ошибки.
Один из важных трендов заключается в том, что технология искусственного интеллекта (ИИ) становиться для транспорта технологией общего назначения. К тому же, сам человек (в том числе и обыватель) становиться все более «вооружен» самыми разными технологиями, в первую очередь благодаря своему смартфону. Наличие мобильного устройства для выхода в Интернет, массовое распространение таких устройств позволяет по-новому построить взаимодействие всей транспортной сферы с пользователями. Возникновение такого сервиса, как UBER, и последовавшего за ним термина «уберизация» кардинально поменяло основополагающие принципы предоставления услуг в транспортной сфере. [3]
Роботизация на транспорте имеет свою специфику, которая выделяет эту сферу из числа других направлений экономической активности. Так, зачастую роботизация рассматривается как производство и использование неких физических машин, которые способны имитировать какие-либо человеческие действия. Однако, на самом деле автономные системы охватывают гораздо больший спектр направлений. Роботизацию более корректно следует рассматривать как производство и использование самоконтролирующихся адаптивных интеллектуальных систем, которые могут выполнять свои производственные функции вне зависимости от степени вмешательства человека. В транспортной сфере роботизация подразумевает и внедрение автономных транспортных средств, и как автоматизация собственно производства и использование оборудования, работающего без вмешательства человека. Принято выделять следующие типы роботизированной техники, использующейся в транспортной сфере: 1) роботы, оперирующие в человеческой среде; 2) роботизированные производственные системы, не требующие вмешательства человека; 3) автономные транспортные средств . [7]
Так, говоря про конкретные примеры, следует сказать, что автономные системы уже давно используются на станциях технического обслуживания (и автомобильного транспорта, и железнодорожного). В перспективе, накопленный опыт позволяет расширить практику использования таких технологий на все составляющие части транспортной сферы (в том числе при все большей вовлеченности в этот процесс технологий ИИ).
Например, на железнодорожном транспорте автоматизированные автономные системы могут быть использованы для контроля за состоянием рельсов. Это снижает риск и не требует вовлечения дополнительных работников, к тому же, контрольные работы можно проводить в любое время суток с одинаковой эффективностью. Именно на железной дороге уже существуют наиболее благоприятные условия для внедрения роботизированных систем. При их помощи можно проводить регламентные работы (уборка, раздача соли, укрепление насыпи). На таких автономных станциях очень удобно размещать сканирующие устройства и прочее оборудование для тестирования полотна, рельс и путевой инфраструктуры. [41]
Отдельным вопросом является использование дронов (тут и далее - беспилотных летающих аппаратов). Хотя правовые основы использования атомных летающих аппаратов в большинстве стран еще не созданы (или же использование подобных приспособлений просто ограниченно), потенциал их применения для нужд транспорта очень велик. Дроны могут быть использованы для аэрофотосъемки, а также постоянного мониторинга, сопровождения груза. С учетом того, что мощность дронов постоянно растет (во всех отношениях), вскоре станет возможным использовать эти приспособления для транспортировки людей и грузов в отдаленные районы. «Роевые роботы», то есть, одномоментное использование большого числа дронов, управляемых одним оператором (или одним ИИ), в принципе позволяет проводить ремонтные работы. На данном этапе дроны по большей части используются для внешнего наблюдения. Например, в Германии патрульные дроны используются для наблюдений за участками железнодорожного полотна, с целью выявления нарушителей режима и вандалов. Конечно же, потенциал дронов таков, что вскоре они сами смогут стать новым видом транспорта .
Практическая польза от использования новых цифровых технологий (и дронов, и роботизированных костюмов для работников - exoskeleton) позволяет решить и более насущные и значимые задачи. При помощи подобных приспособлений представляется возможным для работников выполнять более тяжелые задания, снизить ущерб для здоровья от работы в тяжелых условиях (работы на высоковольтных линиях, работа в опасных условиях, - при прокладке туннелей и т.д.).
