Персональное носимое устройство: «умные» часы

Инновационная система мониторинга и контроля персонала и транспортных средств

№ 2’2020
PDF версия
Цифровые технологии все глубже проникают во все сферы. Главный экономический тренд нынешней эпохи — цифровая трансформация бизнеса. Наибольшую популярность получили технологические решения, направленные на безопасность работ, снижение издержек, оптимизацию логистики производственных процессов и эффективное управление производственными активами. Для оптимизации бизнес-процессов и контроля деятельности предприятия необходима цифровая автоматизация мониторинга и контроля работы и перемещений персонала, транспортных средств, погрузочной техники на территории предприятия, в том числе вне и внутри закрытых цехов при отсутствии спутниковых навигационных сигналов ГЛОНАСС/GPS. В статье рассмотрено инновационное решение, основанное на технологиях спутниковой навигации ГЛОНАСС/GPS, Bluetooth Low Energy (BLE), сквозной (бесшовной) навигации и промышленного «Интернета вещей» (IoT), — автоматизированная система мониторинга и контроля персонала, транспортных средств и погрузочной техники вне и внутри помещений (OUTDOOR, INDOOR) с использованием смартфона или «умных» часов в качестве персональных носимых устройств.

С возникновением новых вызовов и запросов потребителей навигационных услуг, ростом спроса на цифровые технологии для подключенного и беспилотного транспорта навигация и телематика становятся больше, чем просто набором рутинных операций или функцией для узконаправленных отраслей. Цифровизация навигационной отрасли развивается на наших глазах. Владельцы автопарков стремятся к снижению стоимости владения транспортными средствами, повышению качества транспортных услуг и безопасности перевозок, владельцы личных автомобилей хотят получать больше качественных услуг и новые сервисы. В тренде подключенная мобильность, навигация и цифровые технологии в логистике людей и вещей, цифровая трансформация отрасли, развитие «умных» городов и интеллектуальные транспортные системы (ИТС), цифровые платформы и большие данные (BigData), применение дронов и беспилотных систем, страховая телематика, защищенная мобильность, кибербезопасность и блокчейн. В контексте четвертой промышленной революции производства хотят получать все больше данных в режиме реального времени: где находятся люди, как перемещается техника, есть ли предпосылки для внештатной ситуации? Forbes прогнозирует, что оборот компаний, перешедших на технологии «Индустрии 4.0», в 2022 году покорит отметку в $1,5 трлн, а их эффективность превысит текущий уровень производительности более чем в 7 раз. Многие проекты связаны с позиционированием движущихся объектов на карте помещений, в том числе вне и внутри помещений. Опишем назначение, функциональные возможности и принцип работы автоматизированной системы мониторинга и контроля персонала, транспортных средств и погрузочной техники вне и внутри помещений, основанной на технологиях спутниковой навигации ГЛОНАСС/GPS, технологии Bluetooth Low Energy, сквозной (бесшовной) навигации и промышленного «Интернета вещей» с использованием смартфона или «умных» часов в качестве персональных носимых устройств.

Система предназначена для владельцев и руководителей предприятий в качестве источника данных о перемещениях персонала и транспорта в пределах занимаемого ими офисного, торгового, производственного пространства и прилегающих к нему открытых территорий, в качестве инструмента анализа технологических и производственных процессов, связанных с перемещением, а также для диспетчерских служб этих организаций. Система рекомендуется к внедрению и может использоваться:

  • на станциях технического обслуживания (СТОА) и в дилерских центрах для контроля перемещения обслуживаемых автомобилей и работы персонала;
  • на промышленных предприятиях;
  • в строительной отрасли для контроля работы геподрядчиков, строительной техники, соблюдения требований техники безопасности;
  • в компаниях нефтегазового и топливно-энергетического сектора.

Основные задачи системы — безопасность работы персонала, повышение операционной эффективности логистики, оптимизация управления персоналом, централизованный мониторинг и управление производственными ресурсами, экономия рабочего времени, контроль выполнения требований техники безопасности, контроль жизненно важных биометрических параметров сотрудников, анализ и учет работы сотрудников в целях оптимизации бизнес-процессов, выявления систематических ошибок/недоработок в деятельности персонала и случаев ненадлежащего выполнения обязанностей, контроль присутствия на рабочем месте, оперативное реагирование на ЧС и ЧП.

Функциональные возможности системы на уровне менеджмента предприятия:

  • Круглосуточный мониторинг и контроль местоположения мобильных сотрудников в режиме реального времени на электронной карте местности с высокой точностью навигации; оперативная передача данных в диспетчерский центр оперативному дежурному или диспетчеру.
  • Дистанционная постановка задач сотрудникам и контроль выполнения, координация действий сотрудников путем направления им команд в режиме текущего времени, в том числе в экстренных ситуациях, онлайн-выдача, подтверждение и изменение заданий, управление статусами выполнения.
  • Фиксация маршрута перемещения и времени нахождения сотрудников в определенных зонах, формирование правил фиксации нарушений, контроль появления сотрудников в опасных/запретных зонах. Цифровой наряд-допуск на работы повышенной опасности и контроль его выполнения.
  • Возможность обмена текстовой и графической информацией между сотрудником и диспетчером. Голосовая связь. Организация удаленных консультаций, передача визуальной информации с места проведения работ.
  • Автоматические оповещения при вхождении сотрудника в запрещенную и/или опасную зону, при превышении временного норматива нахождения в определенной зоне/помещении.
  • Отображение на устройстве наличия или отсутствия средств индивидуальной защиты (СИЗ), отправка аварийного оповещения диспетчеру в случае отсутствия СИЗ у сотрудника.
  • Анализ и учет деятельности сотрудника за выбранный период, аналитика производственной деятельности, система отраслевой отчетности, контроль выполнения правил и инструкций техники безопасности, контроль основных биометрических показателей здоровья и т. д.

На рис. 1 приведена общая схема работы системы. В ней используются инновационные технологии определения местоположения объектов BLE (Bluetooth Low Energy), цифровые технологии, в том числе технологии искусственного интеллекта, машинного обучения, IoT, М2М, сквозной навигации, имеется возможность сочетать локальную и глобальную навигацию в едином интерфейсе. Точность определения местоположения объектов — до помещения или до 2 м в пределах одного помещения. Большие помещения разбиваются на зоны. Система бесперебойно работает в холодных и влажных помещениях. Фактически данная система позволяет определить местоположение объекта в любом месте, даже под землей, куда не проникают сигналы навигационных спутников.

Схема работы автоматизированной системы мониторинга и контроля персонала, транспортных средств и погрузочной техники вне и внутри помещений на базе интеллектуальной платформы ST Connect

Рис. 1. Схема работы автоматизированной системы мониторинга и контроля персонала, транспортных средств и погрузочной техники вне и внутри помещений на базе интеллектуальной платформы ST Connect

С помощью специализированного облачного сервиса мониторинга транспорта ST Flagman Web и мобильного приложения на смартфоне система позволяет обеспечивать онлайн-мониторинг местоположения объектов, контролировать присутствие на рабочем месте, планировать и фиксировать своевременное выполнение служебных заданий, оповещать в случае фиксации отклонений (вход/выход из заданных зон), проводить анализ и учет проделанной работы. В системе формируются отчеты о посещении заданных зон, времени нахождения на объекте, а также тревожные сообщения при нарушении заданных правил перемещения с возможностью отправлять эти сообщения на электронный адрес либо мобильное устройство уполномоченного персонала. При необходимости в системе используются ультразвуковые и RFID-датчики, что позволяет повысить точность определения местоположения подвижных объектов в помещениях до нескольких сантиметров. Использование мобильного приложения, BLE-меток и интеллектуальной платформы навигации позволяет в достаточно сжатые сроки провести внедрение и начать эксплуатацию системы. В алгоритмы работы платформы заложен механизм искусственного интеллекта и машинного обучения, что позволяет накапливать и улучшать точность определения местоположения внутри помещений ежедневно. Учитывая пожелания пользователей, возможна адаптация системы под бизнес-потребности отраслей и интеграция с ERP-системами на предприятии.

Для позиционирования персонала в системе используются обычно два носимых устройства — «умные» часы и смартфон с операционной системой (ОС) Android. Расскажем подробнее о часах. На рис. 2 приведен общий вид часов. Система контроля перемещения персонала на основе разработанных технологий и мобильного приложения на базе ОС Android позволяет решать задачи не только фиксации местоположения сотрудников, но и их текущего состояния за счет анализа показателей встроенного в «умные» часы пульсометра и измерителя артериального давления. Применение таких технологий совместно с технологиями классического спутникового мониторинга на основе ГЛОНАСС/GPS помогает осуществлять управление и контроль над производственными активами в едином интерфейсе. Данное решение востребовано в компаниях нефтегазового и топливно-энергетического сектора для оптимизации производственных процессов, минимизации издержек до 30%, эффективного контроля подрядчиков и обеспечения безопасности при производстве работ, для контроля водителей. Часы автоматически в режиме онлайн идентифицируют водителя в машине или сотрудника вне и внутри помещения, данные передаются диспетчеру, который понимает, какое транспортное средство использует водитель, и система автоматически сверяет эту информацию с данными путевого листа. Точность определения местоположения составляет несколько метров. Также в часах имеется шагомер, встроенная камера. Используются технологии Bluetooth: 4.0 LE, GPS. При отсутствии связи часы записывают данные в черный ящик. Часы позволяют вести круглосуточный контроль и выявлять аномалии в состоянии сотрудника в течение всей рабочей смены. Они умеют автоматически оповещать пользователя о его вхождении в запрещенную или опасную зону. Данные с часов поступают в интеллектуальную платформу, в которой с помощью технологий искусственного интеллекта в виде нейронной сети обрабатывается и анализируется большой массив данных, что позволяет иметь в едином интерфейсе сводную информацию по транспорту и персоналу. «Умные» часы могут контролировать наличие средств индивидуальной защиты, таких как газоанализатор, противогаз, каска и т. д.

Персональное носимое устройство: «умные» часы

Рис. 2. Персональное носимое устройство: «умные» часы

Разработка также может использоваться для контроля торговых представителей в больших супермаркетах, для контроля персонала на производствах и в промышленных помещениях.

Также в качестве персонального носимого устройства для позиционирования сотрудника в системе предусмотрен смартфон с операционной системой (ОС) Android (рис. 3), на котором в фоновом режиме непрерывно действует мобильное приложение. В приложение заложен функционал обработки производственных заданий, поступающих из системы мониторинга и управления или из внешней ERP-системы. Обычно это пылевлагозащищенный смартфон с долгоживущим аккумулятором. Его основные функциональные возможности: отправка координат в диспетчерский центр в режиме онлайн в трех режимах — с настраиваемым интервалом времени, при изменении местоположения на заданное расстояние, при наступлении события; запись координат в черный ящик при временном отсутствии связи. Устройство автоматически оповещает пользователя при его вхождении в запрещенную и/или опасную зону, подает сигнал тревоги в диспетчерский центр, проводит оперативную съемку события и сохраняет его в памяти устройства или отправляет фото и видео диспетчеру. Имеется возможность обмена с сотрудниками заранее заданными и произвольными текстовыми и графическими сообщениями, отправка на смартфон перечня точек, которые должен посетить сотрудник с возможностью их отображения в текстовом виде и на карте.

Персональное носимое устройство — смартфон с операционной системой (ОС) Android

Рис. 3. Персональное носимое устройство — смартфон с операционной системой (ОС) Android

В системе предусмотрена возможность двух вариантов установки оборудования на территории, на которой требуется обеспечить мониторинг объектов. Первый вариант — на территории размещаются приемопередатчики (трекеры), объединенные в LAN вместе с серверной частью системы. Отслеживаемые объекты оснащаются радиомаяками iBeacon, работающими в полосе 2,4 ГГц. Радиомаяки iBeacon периодически, с интервалом от долей секунды до нескольких секунд, передают в соответствии со стандартом Bluetooth Low Energy пакеты установки соединения (advertising packets). Конструктивное исполнение радиомаяков зависит от типа объекта, который требуется оснастить этим радиомаяком. Трекеры принимают сигналы от радиомаяков и по LAN отправляют данные на центральный сервер, определяющий координаты объекта.

Второй вариант — на территории устанавливаются радиомаяки iBeacon. Трекеры размещают на подвижных объектах. Для персонала функции трекера выполняют смартфоны и «умные» часы со специальным мобильным приложением. Трекер принимает сигналы от маяков, делает первичную обработку сигнала и передает информацию на сервер по каналам сотовой связи, где ведется окончательная обработка сигнала. После определения координат они передаются в пользовательскую часть системы (сервер приложений), которая осуществляет их дальнейшую обработку в соответствии с запросами пользователей. Формирование запросов пользователей и отображение результатов этих запросов осуществляется по веб-интерфейсу системы.

Ядром описываемой системы является универсальная интеллектуальная телематическая платформа ST Connect, на базе которой создаются системы мониторинга подвижных объектов и контроля. Платформа необходима для обеспечения приема информации о подвижных объектах, находящихся в условиях отсутствия приема сигналов спутниковой навигации (GPS/ГЛОНАСС), агрегации информации, обработки и определения на ее основе их местоположения, хранения и передачи этой информации с использованием технологий межсерверного взаимодействия в навигационно-информационные системы мониторинга и управления подвижными объектами. В платформе при расчете место­положения используются инновационные методы и алгоритмы, в том числе технологии искусственного интеллекта в виде обучаемой нейронной сети. Телематическая платформа является универсальной и позволяет использовать различные технологии и подключать к системе датчики для определения местоположения подвижных объектов в помещениях, в частности радиомаяки iBeacon (протокол Bluetooth Low Energy), RFID-метки и УЗ-датчики. Применение УЗ-датчиков позволяет повысить точность определения местоположения объектов до 10 см. Платформа может одновременно реализовывать различные схемы построения систем мониторинга, в том числе схему с датчиками, размещенными на подвижных объектах, и стационарными модулями получения данных и схему со стационарным размещением датчиков и реализацией модуля получения данных в виде мобильного приложения для смартфонов и планшетов (рис. 4).

Примеры веб-интерфейса диспетчера системы

Рис. 4. Примеры веб-интерфейса диспетчера системы

Оценить эффективность применения технологий позволяет не только опытная разработка или тестирование, но и  успешное использование системы на станции технического обслуживания одного из немецких производителей автомобилей в Москве. Назначение системы — контроль перемещения обслуживаемых автомобилей на СТОА, оптимизация управления движимыми и недвижимыми активами в помещениях, определение узких мест в технологических цепочках, анализ и эффективное планирование. Объекты слежения — автомобили клиентов (200 шт./день). Система оперативно формирует отчеты по машинам, по ремонтным зонам (помещениям), по событиям. Обеспечивается удаленный контроль работоспособности серверов, трекеров и радиомаяков. В результате работы системы зафиксированы попытки приема в ремонт машин «в обход бухгалтерии», приписки в работе автомойки. За счет анализа и оптимизации процессов технического обслуживания удалось оптимизировать количество обслуживающего персонала. В итоге промышленное использование технологии помогло сократить затраты компании до сотен тысяч рублей в месяц.

В целом, система позволяет оптимизировать процессы управления и контроля, до 25% сократить издержки на эксплуатацию транспортных средств и погрузочной техники, на 10% повысить производительность труда и эффективность работы персонала, сократить время на выполнение служебных заданий на 15–30%. Обеспечивается 100%-ный контроль соблюдения правил, норм и стандартов безопасности при выполнении работ. Значительно повышается безопасность и дисциплина персонала.

Литература
  1. Платонов С. А. Использование ГНСС для решения комплексных прикладных задач. Сборник тезисов XXIII Международной научной конференции «Системный анализ, управление и навигация». М.: МАИ, 2018.
  2. Макеев А. А. Система GPS (ГЛОНАСС) мониторинга сотрудников станций технического обслуживания автомобилей // Наука, техника и образование. 2017. № 3.
  3. iot.ru/wiki/indoor-navigatsiya
  4. space-team.com/pressa/detail/systems_indoor_outdoor_navigation_sept2019/
  5. Комраков Д. В. Технологии позиционирования наземных подвижных объектов в сетях GSM. М.: Буки-Веди, 2012.
  6. Материалы (доклады) XIII Международного навигационного форума. Москва, Красная Пресня, 23–24 апреля 2019 г.
  7. Материалы (лекции) IX Школы по спутниковой навигации. Москва, ВДНХ, сентябрь 2019 г.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.