Nad tatrovkou bdí chytrá čidla aneb s Tatrou kolem světa 2 za 1000 dní
Jak to dopadne, když spojíte konstrukčně poctivou Tatru a nejmodernější technologie 21. století? Vznikne unikátní expediční hybrid, technicky vybavený ke sběru a analýze cestovatelských údajů – ale nejen to. Zpracovávání velkého množství dat o výkonu a chodu vozidla bude hrát podstatnou roli i v bezpečnosti a komfortu samotné posádky. Ta totiž díky tomu bude spolehlivě, a především v předstihu dostávat informace o riziku poruchy.
Tři roky na cestě, téměř 300 tisíc kilometrů a více než šedesát navštívených zemí. Takový je plán expedice Tatra kolem světa 2. Na účastníky čeká cesta plná extrémů od africké pouště až po jihoamerickou džungli, kde se může stát cokoli. To si uvědomili i specialisté firmy KPCS, kteří dokážou využívat analýzu dat k předcházení poruch. A Tatru proto vybavili promyšleným systémem chytrých čidel a senzorů, jež budou nepřetržitě sledovat všechny klíčové parametry a systém bude po jejich analýze schopen předpovídat poruchy dřív, než k nim reálně dojde. „Projekt nás zaujal právě proto, že nejde o žádnou laboratorní simulaci – nejde o jízdu v uměle vytvořených, optimálních podmínkách. Díky expedici dostaneme unikátní možnost vyzkoušet všechny technologie i ve velmi extrémních podmínkách,“ říká Marek Burkoň z KPCS.
Data, data a zase data
Předpovídat poruchy je vlastně celkem snadné – „stačí“ včas rozpoznat signály. Hlavním úkolem je sběr a vyhodnocování co největší škály dat, která mají cenu zlata. Při jeho řešení se odborníci z KPCS v případě expediční Tatry inspirovali technologickým řešením navrženým pro dakarskou rallye. Firma totiž už dříve spolupracovala s týmem Big Shock Racing v čele s pilotem Martinem Macíkem. Posádka a mechanici tehdy denně hodnotili stav a vývoj rozhodujících parametrů s cílem minimalizovat selhání vozu v následující etapě, respektive vyhodnotit efekt předešlé opravy. U expedice Tatra kolem světa 2 bude kontinuální diagnostika získaných dat sloužit jako spolehlivá prevence s možností včasného odhalení blížící se poruchy.
Jako nejnáročnější úkol se u expediční Tatry nakonec ukázalo celý senzorický systém čítající desítky čidel sladit. Jak upozorňuje Marek Havlíček, jeden z organizátorů expedice, expediční tatrovka je de facto renovovaný model z roku 1982, na jehož přestavbě spolupracovali profesionální technici i amatérští nadšenci. Vůz neměl a ani nemá žádnou řídicí elektroniku. Naopak senzory a čidla patří mezi to nejmodernější, co můžeme ve světě chytrých zařízení nalézt. Naplánováno je sledování provozních informací o motoru, jako jsou například teplota válců, průběh rezonance kompresoru, rezonance ložiskového domu alternátoru, teplota kapalin, hnací soustavy, turba, nábojů a brzd nebo teplota a tlak v každém kole. Analyzovat se průběžně budou i informace trackingové, jako je GPS poloha a rychlost, nadmořská výška či atmosférický tlak, teplota a vlhkost vzduchu. Pro pohodlí posádky bude důležitá práce s údaji ze senzorů klimatizačních okruhů. Posádku mohou spolehlivě varovat například při vysoké koncentraci oxidu uhličitého nebo jiných zdraví škodlivých plynů a prvků. Plně automatizované bude pořizování a zpracovávání fotografických dat a další funkce. „Vyrobit jsme museli i speciální převaděče, protože některé součástky na sobě měly ještě nápis Made in Czechoslovakia,“ dodává s úsměvem Burkoň.
Senzory čeká opravdový křest ohněm. Na rozdíl od krátkodobých intenzivních závodů typu Rallye Dakar musí vydržet v perfektním stavu déle než tři roky. Při výrobě se proto dbalo na jejich odolnost proti teplu, chladu, prachu, vlhkosti, ale především dlouhodobému opotřebení. I z toho důvodu jsou jednotlivé části systému zapojeny autonomně, tedy nezávisle na sobě, aby výpadek jedné součástky negativně neovlivnil ostatní. Extrémní nároky konstruktéři kladli i na energetickou účinnost. Tzv. „pod proudem“ jsou čidla pouze při sběru dat a dají se uspat tak, aby nespotřebovávala žádnou energii.
Dobrodružství až na dřeň
Co si ale počít s velkým objemem zjištěných dat, která navíc pocházejí z tak rozličných zdrojů? A jak vůbec na jejich základě předpovídat budoucí poruchy? Volba padla na cloudovou platformu Microsoft Azure hned z několika důvodů. „Využitý prostor, kapacita i pronájem výpočetního výkonu se budou zvyšovat postupně. I když jde vesměs o numerická data z metrik senzorů, přesto jejich objem naroste až do jednotek terabytů. Flexibilita zcela odpovídá našim potřebám – navíc odpadá starost s údržbou a nákupem vlastního hardwaru a softwaru. A Azure navíc podporuje služby umělé inteligence,“ vysvětluje Burkoň.
Technologické řešení počítá s přesunem dat z vozu do cloudu k následné analýze. „Tam, kde nebude žádná možnost připojení k internetu, bude naše technologie sbírat data do tzv. persistentních front na lokální média přímo ve voze – dá se to přirovnat k známé černé skříňce v letadlech. Jakmile bude expedice znovu online, data se okamžitě přesunou do cloudu,“ popisuje Burkoň a dodává: „Co se týče dat v cloudu, tak některá budou využita hned, některá podrobíme detailnější analýze a zkusíme v nich číst a hledat zajímavé korelace v průběhu celé expedice.“
Právě neustálé a průběžné vyhodnocování a zpracování shromážděných dat umožní prediktivní analýzy. Expedice bude neustále na cestě, je tedy nutné brát v potaz její aktuální polohu a správně naplánovat odpovídající logistiku, efektivní zásobování nebo servis. Ne všechno se dá ale odladit před odjezdem. Konkrétní informace, hraniční hodnoty a postupy se budou technika i lidé učit za provozu.
Shromážděná data neposlouží jenom posádce. V reálném čase budou informace z čidel dostupné na HMI displeji v kabině řidiče a na druhém v prostoru obytné nadstavby. Odpočívající člen expedice tak bude jako „strážný anděl“ sledovat potenciální hrozby, zatímco řidič se bude moci plně věnovat řízení. „Do monitorů navíc můžeme na dálku poslat zprávu i přímo z řídicího štábu expedice. V případě potřeby tak posádku upozorníme na informace, kterým je nutné okamžitě věnovat pozornost,“ upozorňuje Burkoň.
Díky využití moderní cloudové technologie od Microsoftu budou vybraná data sdílená přímo na webových stránkách expedice a na sociálních sítích, což umožní fanouškům sledovat výpravu online. Atraktivním bonusem bude možnost obousměrné komunikace s posádkou, kdy fanoušci budou moci zasílat krátké zprávy přímo do vozu, i když se zrovna bude nacházet na druhé straně zeměkoule. Každý se tak z pohodlí svého domova může stát dobrodruhem.
Důležitou roli při nastavování spojení mezi vozem a cloudem hrála i bezpečnost. Spojení s posádkou bude zakódováno a pro přenos dat do cloudu se vždy vytvoří šifrované tunelové spojení zabezpečené multifaktorovým oboustranným ověřením. „Půjde tedy o mimořádně bezpečný a spolehlivý vzdálený přístup. Na jakýkoli kritický parametr nebo zjištěná data budeme moci nejen okamžitě reagovat v reálném čase, ale v datově bezpečném režimu i zrealizovat rychlou kontrolu, drobné úpravy nebo aktualizaci nastavení,“ dodává na závěr Burkoň.
Je to pouze několik ukázek, ale výsledkem jsou vždy významné časové a finanční úspory. A ty se při expedici budou velmi hodit.