2021 год. IoT окружил нас с Вами со всех сторон. GPS/GLONASS трэкерами и всевозможными облачными платформами слежения нас зазывают со всех сторон. Казалось бы, с чего вдруг я решил, что данный пост имеет актуальность?! Но не все так однозначно - давайте разбираться!
Ни для кого не секрет, что основной статьей затрат при автомобильных грузоперевозках является стоимость топлива. Все участники данной игры (Автомобильные грузоперевозки) прилагают максимум усилий для минимизации данной статьи расходов. Автопроизводители бесконечно совершенствуют свои модели автомобилей, предлагая все более производительные, безопасные и экономичные седельные тягачи. Развитые страны строят более экономичные автомагистрали.
Логистические компании выстраивают более оптимальные логистические маршруты и казалось бы все движется только вверх и вперед и с каждым годом расходы транспортной компании на топливо должны уменьшаться! Но в жизни получается не так. Несомненно, если сравнивать 1990,2000 и 2010 года, то по мере обновления моделей грузовых автомобилей, расход топлива стремительно сокращался. К примеру для грузовиков 1990 года выпуска при перевозке 20 тонн груза расход топлива 45л/100км считался нормальным. Моделям 2000-х годов удавалось выйти из 40л/100км расхода топлива, а грузовики 2010 годов выпуска уже могли хвастаться расходом 30-35 л/100км пути. Но что происходит сейчас, в 2021году? Современные модели грузовиков заявляют о паспортных расходах в 21....23...25л/100км, но в реальных условиях транспортные компании получают средний расход автомобилей в районе 30-31л/100км. Встает резонный вопрос?
Получается что автопроизводители лгут и их автомобили не стали более экономичными и это всего лишь маркетинговые ходы? На самом деле нет - проблема кроется в другом.
Автопроизводители, как и производители электроники, очень сильно шагнули вперед и автомобили обогнали в своем развитии людей, которые их эксплуатируют. Ситуация стала такова, что люди, управляющие современными грузовыми автомобилями, не могут раскрыть полный потенциал автомобиля с точки зрения расхода топлива.
Навык эффективного вождения - это такой же полноценный навык, как и умение управлять мотоциклом, или езды на горными лыжами. Конечно, проехать на мотоцикле по прямой и спуститься на лыжах может, в принципе, каждый, но чтобы стать мастером в этом деле - необходимо учиться и бесконечно тренироваться.
Но, казалось бы, с этим у нас тоже должно быть все в порядке. Практически все навигационные системы и GPS/Glonass трэкеры имеют опцию ECO DRIVING которая должна оценивать водителя. Но вот тут как раз таки маркетинг чистой воды!) Опция вроде бы есть, а вот толку от нее нет!
Проанализировав большую часть предложенных решений на рынке, оказалось, что разработчики не стали заморачиваться над проблемой и взяли в основу довольно примитивную методику оценки:
Хотел было я дать комментарий к каждому параметру, в чем его + и -, но текста получилось на 3 страницы) В общем, если подвести жирную черту ИТОГО, то эти критерии оценки стиля вождения водителя настолько сильно обобщенные, что более половины ситуаций не анализируются данными критериями, а если и рассматриваются - то безобоснованно штрафуют водителей за ситуации, на которые они не влияют. К примеру критерий Остановки - за рейс Москва - Париж - Москва, автомобиль сделал 157 остановок, из них 54 остановки - это пробки, 82 остановки - это прохождение очередей на границах. 13 остановок - это загрузки/выгрузки/растаможки, и всего 8 остановок были инициированы водителем. А по данной системе оценится он по всем 157 остановкам...) Системы оценки стиля вождения, основанные на схожих алгоритмах больше игрушка, нежели инструмент оптимизации и управления.
Что же, начнем строить свои алгоритмы!
За исходные данные мы берем седельный тягач, с расширенным CAN протоколом, цифровой ДУТ, вариации с количеством ступеней неизнашивающихся тормозных систем и наличие встроенных электронных помощников (круиз контроль, система аварийного торможения, система слежения за разметкой, система учета рельефа местности и пр.) без привязки к марке грузовика. МКПП и АКПП. Электронная педаль газа и наличием системы EBS не старше 2006г. ПО верхнего уровня Wialon. Выбор обусловлен всеядностью платформы с точки зрения телематического оборудования. GPS трэкер с интерфейсами RS,1-wire, BT, CAN BUS. Дополнительные модули RFID, выносной модуль вибраций (удара). И конечно же нам понадобится гибкая логика, что то вроде Easy Logic от Galileosky.
Итак, начнем, пожалуй, с самого энергозатратного с точки зрения автомобиля параметра.
Превентивная езда/ Режим разгона
Данный критерий характеризует способность водителя к предусмотрительному вождению, т.е. умению водителя прогнозировать и предусматривать дорожную обстановку и принимать управляющее воздействие на автомобиль во время разгона до события, а не по факту. Основная задача избегать РЕЗКИХ управляющих воздействий
Пример: водитель начинает движение и динамично разгоняется до ограничителя скорости в 83 км/ч, но тут же быстренько упирается в идущий автомобиль с меньшей скоростью 75 км/ч, а совершить обгон возможности нет и ему приходится тормозить до скорости данного транспортного средства, а затем снова разгоняться и пытаться его обгонять.
Способ реализации алгоритма: после промежутка разгона автомобиля на >=10км/ч, должен следовать равномерный участок графика скорости в диапазоне +-2км/ч.
Система выставления баллов:
22 секунды прямолинейного движения - 10 баллов,
18 секунд - 9 баллов,
15 секунд - 8 баллов
// 22 секунды взяты из расчета 500 метров прямой видимости на дороге
Для настройки системы оценок необходимо предусмотреть возможность менять константы в пользовательском режиме, т.к. баллы за критерии приведены в этой статье справочно, для понимания алгоритмов.
Превентивная езда/ Режим торможения
Здесь все аналогично Режиму разгона.
Равномерная скорость движения
Энергия, необходимая для достижения более высоких скоростей, должна поддерживаться как можно дольше, чтобы постоянно поддерживать скорость движения. Лучшая оценка в этом разделе достигается за счет «плавания» в транспортном потоке и недопущения слишком частых и интенсивных процессов ускорения и замедления.
Анти пример: данный параметр нам нужен для борьбы вот с таким вот графиком скорости автомобиля. 
Способ реализации алгоритма: Считается количество циклов изменения вектора скорости. Идеальная езда - один цикл от троганья с места до полной остановки.
Система выставления баллов:
10 циклов - 9,0 баллов
20 циклов - 8,0 баллов!. Изменением вектора считается изменение скорости на величину от 2 км/ч до 10 км/ч. Колебания скорости до 2км/ч обусловлено гистерезисом круиз контроля, а изменение скорости на 10 км/ч и более рассматриваем за дорожную обстановку.
Использование педали газа
Когда водитель орудует педалью газа, система управления двигателем отрабатывает нажатие на педаль газа в процентном значении и даже небольшое кратковременное дерганье педалью приводит к подачам порций топлива для отработки желаемого ускорения, но так как автопоезд с массой 40 тонн слишком инерционен, то такие управляющие воздействия незаметны водителю, но приводят к пустой трате топлива. Ошибочно мнение, что автомобиль сглаживает волнения педали для экономии топлива.
Анти пример: Режим движения водителя по проселочной дороге за впереди идущем авто. Он едет примерно с одной скоростью но постоянно мучает педаль газа туда/сюда пытаясь держаться на одинаковом расстоянии до впереди идущего авто.
Способ реализации алгоритма: Считается количество колебаний процентов нажатия педали газа. Идеальная езда - один цикл от троганья с места до полной остановки.
1 цикл - 10,0 баллов
10 циклов - 9,0 баллов
20 циклов - 8,0 баллов
!. Циклом считается изменение нажатия педали газа на величину от 2 до 30% вниз затем вверх. Аналогия как с равномерной скоростью, только анализируем график нажатия педали газа в %.
Разгон
Процесс разгона должен происходить в зеленом секторе оборотов двигателя. Если водитель разгоняется слишком медленно - то АКПП сбрасывает повышенную передачу на 850-900 об/мин, а зеленый сектор работы турбины начинается с 1040об/мин. Если же разгонять автомобиль слишком сильно - то АКПП переключает передачи в диапазоне 1300-1650 об/мин, а это уже выходит за пределы зеленого сектора.
Способ реализации алгоритма: Считаем количество раз превышения двигателем оборотов свыше 1600 и ниже 1050 при затребованной мощности.
! Если в момент превышения мощности не было затребовано, значит это режим наката или торможения моторного тормоза.
10 раз - 10 баллов
20 раз - 9 баллов
30 раз - 8 баллов
Торможение
Тут все сложно...Важно правильно тормозить! Не только важна сила нажатие педали тормоза, но и алгоритм торможения/Замедления автомобиля, поскольку постоянное и длительное очень легкое торможение палит и перегревает колодки, и его можно заменить использованием не изнашиваемых тормозных систем (торможение оборотами двигателя/ретардер/претардер/моторный тормоз/горный тормоз) . Идеальный алгоритм торможения:
1 этап торможения это накат - 10 сек длительность использования
2 этап торможения это Моторный тормоз ступень 1 - 9 сек
3 этап торможения это Моторный тормоз ступень 2 - 8 сек
4 этап торможения это Моторный тормоз ступень 3 - 7 сек
5 этап торможения это Ретардер ступень 1 - 6 сек
6 этап торможения это Ретардер ступень 2 - 5 сек и только после этого жмем на педаль)))
7 этап торможения это Рабочий тормоз 1-30% - 4 сек
8 этап торможения это Рабочий тормоз 30-50% - 3 сек
9 этап торможения это Рабочий тормоз 50-70% - 2 сек
10 этап торможения это Рабочий тормоз 70-100% - 1 сек
!! На разных авто разное количество ступеней моторного тормоза и ретардера.
Балл за одно торможение зависит от количества ступеней, которые водитель выполнил правильно.
1-10 выполнены, то балл 10,00
2-10 выполнены, то балл 9,00
5-10 выполнены, то балл 8,00
7-10 выполнены, то балл 7,00
Остановки
Поскольку трогание с места является одним из наиболее затратных по топливу процессов (около 700 грамм топлива на разгон сцепки полной массы) при движении, количество остановок, которых можно избежать, следует по возможности сократить до минимума. Тут очень важно понимать что общее количество остановок слишком неинформативный критерий! Есть пробки, особенно их много в Европе. Есть очереди на границах, есть погрузки и выгрузки на которые водители не влияют…
Способ реализации алгоритма: Считаем количество остановок после 3 км пути. Т.е. остановки через каждые 10 метров игнорируем, это пробки/очереди/загрузки/выгрузки.
5 остановок - 10 баллов
10 остановок - 9 баллов
15 остановок - 8 баллов
Сложность трассы
Не все маршруты одинаковы и количество и процент нажатия педали тормоза при поездке в Азербайджан и в Германию очень отличается и в этом нет влияния водителя поэтому сложность трассы тоже необходимо учитывать
"Средний уклон"
"Средний вес"
"Количество положительных остановок (очереди и пробки)"
Способ реализации алгоритма:
А. Средний уклон - акселерометр
Б. Средний вес - CAN
В. Количество остановок = общее количество остановок за вычетом количество ненужных остановок из п.6
Оценка = (а+б+в)/3
Накат
С этим параметром попроще его уже все хорошо считают. Из практики - хороший накат за рейс плавает в размере 14-16% от общего пути .
Неиспользование помощников автомобиля
В современных автомобилях много очень полезных помощников, которые водители так и норовят выключить в пути, мол мне лучше знать как ехать! К примеру рельеф местности загружен практически в каждый современный автомобиль. В Мерседесе данная система называется PPC, и автомобиль выбирает скоростной режим прохождения гор и поворотов учитывая рельеф. К примеру если после высокой горы будет сразу следовать спуск, то в конце подъема на гору машина перестанет поддерживать заданную скорость и закатится на горку на скорости 50км/ч и начнет потихоньку перекатываться горку а затем разгоняться накатом, но не всем водителям такое по душе. А еще машины теперь любят сами заранее тормозить перед поворотом)
Оцениваем процент пути с включенными системами
А. Режим AUTO ВКЛ (в сравнении с Manual)
Б. РРС ВКЛ
В. Слежение за разметкой ВКЛ
Г. аварийное торможение ВКЛ
Д. Режим ECONOMY вкл (в сравнении с AUTO)
Е. круиз контроль/ограничитель скорости ВКЛ (круиз + ограничитель)
Ё. Усталость водителя ВКЛ
Ж. Слежение за дорожными знаками ВКЛ
Оценка = (А+Б+0,25*В+0,25*Г+Д+Е + 0,25*Ё + 0,25 * Ж)/6
Мощностная диаграмма пути
При движении водителю необходимо избегать диапазонов высоких оборотов при низких нагрузках и диапазонов низких оборотов при высоких нагрузках . Поэтому будем контролить режимы:
Считаем секунда вне зеленого диапазона и штрафуем голубчика))) Кстати, зачастую водители чтобы сымитировать повышенный расход топлива, к примеру после установки ДУТ, кидает автомобиль на 10 передачу вместо 12 и едет весь день на 1600 оборотах при малой нагрузке. А тут мы его и подловим) А также здесь будут видны обгоны на скорости.
Вибрация от внешнего датчика вибрации на раме
Этим параметром мы будим приучать водителей бережно относиться к авто и тормозить на лежачих полицейских и ямах в колено.
Способ реализации алгоритма: Устанавливаем внешний датчик вибрации на раме и проезжаем спящий на 20 км/ч, и удар в средненькую яму на скорости 60км/ч. Смотрим показания датчика, определяемся с какой-то критической величиной и все последующие колебания свыше этого значения штрафуем
10,0 – 0 ударов за рейс
9,00 – 2 удара за рейс
8,00 – 4 удара за рейс
Внутренний акселерометр в данном случае не подойдет, т.к. спящие на скорости 60 км/ч пневмоподвеска рама+кабина глотает. А вот колеса становятся квадратными!
P.S.. В заключении нужно сказать, что, анализируя и влияя на водителей в рамках этих критериев возможно максимально минимизировать негативное влияние водителя на расход топлива. Однако не стоит забывать, что помимо стиля вождения на расход также влияет и техническое состояние транспортного средства, и в борьбе за экономию топлива необходимо должное влияние уделять также и техническому состоянию ТС.
Приведу небольшой пример: при закоревании направляющих тормозного суппорта одного из колес на ведущей оси, расход топлива за рейс Минск, РБ-Вольфсбург, Германия – Минск, РБ вырос с 24,9 до 29,2 л/100км. Наш менее опытный водитель даже не заметил ничего неладного в пути, т.к. ступица ведущей оси рассеивает тепло через бортовую и масло моста, и колесо грелось сильнее остальных, но не критично больше, а опытный водитель в следующем рейсе жаловался на слабый накат автопоезда и легкий запах паленых колодок после длительного вождения. И стоит отметить, что используемая смазка в направляющих, имеет срок службы 36 месяц, после чего она высыхает и теряет свои свойства.
Но как видим не каждый водитель способен увидеть данные тонкие проблемы, и, следовательно, человеческий фактор необходимо по максимум исключать в нашей работе!)
P.S.
Самый главный вопрос – почему стоит прислушиваться к нашему мнению?
Наша компания заняла 1 место в Mercedes-Benz FleetBoard Driver’s League среди стран СНГ.
Среднегодовой расход по автопарку за 2020 год 24,6 л/100 км (14 машин, 130-140 т.км пробега на каждый грузовик, 27 водителей)
UPD: собирая обратную связь с комментариев буду делать их небольшой анализ сразу за текстом в виде тезисов, т.к. большая часть комментариев дублируются по смыслу!
1. Расход топлива — это головная боль предприятия а не водителя, поэтому он даже не фигурирует в алгоритмах. Какие машины более экономичны, правильные и своевременные ремонты, качество покупаемого топлива, выбор оптимальных маршрутов и прочее. Водителя эти вопросы не касаются, его задача управлять автомобилем максимально эффективно исходя из дорожной обстановки и погодных условий, и не воровать солярку, все! Вопрос как успеть доставить груз вовремя (скорость движения авто) — это не головная боль водителя, это задача экспедитора! Автомобиль с водителем профессионалом имеет предсказуемый и прогнозируемый режим движения, от чего и отталкивается экспедитор при расчетах и планировании. Сейчас видно и время водителя по чипу (тахографу) в режиме онлайн, и местоположение и можно даже получить фото и видео с регистратора автомобиля. Поэтому сроки доставки груза — это зона ответственности экспедитора а не водителя. Гонения водителя давай давай ты не успеваешь, вставляй помощника, доедешь поспишь — это удел фирм, на которых заработок денег идет за счет «наживания и выжимания» на сотрудниках. Мне не интересно обсуждать проблемы таких компаний и предприятий)
2. Данные алгоритмы не нацелены на некую коренную ломку принципов управления автомобилем в угоду экономичности. Мы используем данную методику уже более трех лет. Она позволяет оценивать навыки управления автомобилем каждого водителя в отдельности на всем протяжении пути в автоматическом режиме. За счет чего можно видеть слабых водителей, проводить с ними работу над ошибками. Водители, имеющие высокий уровень профессионализма, с первых рейсов показывают высокие баллы вождения и приличные результаты экономичности. Но как показала практика далеко не всех водителей, порой даже с приличным стажем вождения, можно отнести к профессионалам) Матерые ребята со скепсисом выслушивают все условия и говорят пффф... кого ты лечишь?!! и показывают уровень! ) Но с каждым годом, доля водителей со слабыми профессиональными навыками растет все больше и больше...