Ako to dopadne, keď spojíte konštrukčne poctivú, štyridsať rokov starú Tatru a najmodernejšie technológie 21. storočia? Vznikne unikátny expedičný hybrid technicky vybavený na zber a analýzu cestovateľských údajov – ale nielen to. Spracovávanie veľkého množstva dát o výkone a chode vozidla bude hrať podstatnú úlohu aj v bezpečnosti a komforte samotnej posádky. Tá totiž vďaka tomu bude spoľahlivo a predovšetkým v predstihu dostávať informácie o riziku poruchy.
Tri roky na ceste, takmer 300-tisíc kilometrov a viac ako šesťdesiat navštívených krajín. Taký je plán expedície Tatra okolo sveta 2. Na účastníkov čaká cesta plná extrémov od africkej púšte až po juhoamerickú džungľu, kde sa môže stať čokoľvek. To si uvedomili aj špecialisti firmy KPCS, ktorí dokážu využívať analýzu dát na predchádzanie poruchám. A Tatru preto vybavili premysleným systémom inteligentných snímačov a senzorov, ktoré budú nepretržite sledovať všetky kľúčové parametre a systém bude po ich analýze schopný predpovedať poruchy skôr, než k nim reálne dôjde. „Projekt nás zaujal práve preto, že nejde o žiadnu laboratórnu simuláciu – nejde o jazdu v umelo vytvorených, optimálnych podmienkach. Vďaka expedícii dostaneme unikátnu možnosť vyskúšať všetky technológie aj vo veľmi extrémnych podmienkach,“ hovorí Marek Burkoň z KPCS.
Dáta, dáta a zase dáta
Predpovedať poruchy je vlastne celkom jednoduchá – „stačí“ včas rozpoznať signály. Hlavnou úlohou je zber a vyhodnocovanie čo najväčšej škály dát, ktoré majú cenu zlata. Pri ich riešení sa odborníci z KPCS v prípade expedičnej Tatry inšpirovali technologickým riešením navrhnutým pre dakarskú rely. Firma totiž už skôr spolupracovala s tímom Big Shock Racing na čele s pilotom Martinom Macíkom. Posádka a mechanici vtedy denne hodnotili stav a vývoj rozhodujúcich parametrov s cieľom minimalizovať zlyhania vozidla v nasledujúcej etape, respektíve vyhodnotiť efekt predošlej opravy. Pri expedícii Tatra okolo sveta 2 bude kontinuálna diagnostika získaných dát slúžiť ako spoľahlivá prevencia s možnosťou včasného odhalenia blížiacej sa poruchy.
Ako najnáročnejšia úloha sa pri expedičnej Tatre nakoniec ukázalo celý senzorický systém čítajúci desiatky senzorov zladiť. Ako upozorňuje Marek Havlíček, jeden z organizátorov expedície, expedičná tatrovka je de facto renovovaný model z roku 1982, na ktorého prestavbe spolupracovali profesionálni technici i amatérski nadšenci. Voz nemal a ani nemá žiadnu riadiacu elektroniku. Naopak, senzory a snímače patria medzi to najmodernejšie, čo môžeme vo svete chytrých zariadení nájsť. Naplánované je sledovanie prevádzkových informácií o motore, ako je napríklad teplota valcov, priebeh rezonancie kompresora, rezonancia ložiskového domu alternátora, teplota kvapalín, hnacej sústavy, turba, nábojov a bŕzd alebo teplota a tlak v každom kolese. Analyzovať sa priebežne budú aj trackingové informácie, ako je GPS poloha a rýchlosť, nadmorská výška či atmosférický tlak, teplota a vlhkosť vzduchu. Pre pohodlie posádky bude dôležitá práca s údajmi zo senzorov klimatizačných okruhov. Posádku môžu spoľahlivo varovať napríklad pri vysokej koncentrácii oxidu uhličitého alebo iných zdraviu škodlivých plynov a prvkov. Plne automatizované bude získavanie a spracovávanie fotografických dát a ďalšie funkcie. „Vyrobiť sme museli aj špeciálne prevádzače, pretože niektoré súčiastky na sebe mali ešte nápis Made in Czechoslovakia,“ dodáva s úsmevom M. Burkoň.
Senzory čaká naozajstný krst ohňom. Na rozdiel od krátkodobých intenzívnych pretekov typu Rallye Dakar musia vydržať v perfektnom stave dlhšie ako tri roky. Pri výrobe sa preto dbalo na ich odolnosť proti teplu, chladu, prachu, vlhkosti, ale predovšetkým dlhodobému opotrebeniu. Aj z toho dôvodu sú jednotlivé časti systému zapojené autonómne, teda nezávisle od seba, aby výpadok jednej súčiastky negatívne neovplyvnil ostatné. Extrémne nároky konštruktéri kládli aj na energetickú účinnosť. Tzv. pod prúdom sú snímače iba pri zbere dát a dajú sa uspať tak, aby nespotrebovali žiadnu energiu.
Dobrodružstvo až na do špiku kosti
Čo si však počať s veľkým objemom zistených dát, ktoré navyše pochádzajú z takých rozličných zdrojov? A ako vôbec na ich základe predpovedať budúce poruchy? Voľba padla na cloudovú platformu Microsoft Azure hneď z niekoľkých dôvodov. „Využitý priestor, kapacita aj prenájom výpočtového výkonu sa budú zvyšovať postupne. Aj keď ide napospol o numerické dáta z metrík senzorov, ich objem narastie až do jednotiek terabajtov. Flexibilita úplne zodpovedá našim potrebám – plus odpadá starosť s údržbou a nákupom vlastného hardvéru a softvéru. A Azure navyše podporuje služby umelej inteligencie,“ vysvetľuje M. Burkoň.
Technologické riešenie počíta s presunom dát z vozidla do cloudu na následnú analýzu. „Tam, kde nebude žiadna možnosť pripojenia na internet, bude naša technológia zbierať dáta do tzv. perzistentných frontov na lokálne médiá priamo vo vozidle – dá sa to prirovnať k známej čiernej skrinke v lietadlách. Len čo bude expedícia znova online, dáta sa okamžite presunú do cloudu,“ opisuje M. Burkoň a dodáva: „Čo sa týka dát v cloude, niektoré budú využité hneď, niektoré podrobíme detailnejšej analýze a skúsime v nich čítať a hľadať zaujímavé korelácie v priebehu celej expedície.“
Práve neustále a priebežné vyhodnocovanie a spracovanie zhromaždených dát umožní prediktívne analýzy. Expedícia bude neustále na ceste, je teda nutné brať do úvahy jej aktuálnu polohu a správne naplánovať zodpovedajúce logistiku, efektívne zásobovanie alebo servis. No nie všetko sa dá doladiť pred odchodom. Konkrétne informácie, hraničné hodnoty a postupy sa budú technika aj ľudia učiť za prevádzky.
Zhromaždené údaje neposlúžia iba posádke. V reálnom čase budú informácie zo snímačov dostupné na HMI displeji v kabíne vodiča a na druhom v priestore obytnej nadstavby. Odpočívajúci člen expedície tak bude ako „strážny anjel“ sledovať potenciálne hrozby, zatiaľ čo vodič sa bude môcť plne venovať riadeniu. „Do monitorov navyše môžeme na diaľku poslať správu aj priamo z riadiaceho štábu expedície. V prípade potreby tak posádku upozorníme na informácie, ktorým je nutné okamžite venovať pozornosť,“ upozorňuje M. Burkoň.
Vďaka využitiu modernej cloudovej technológie od Microsoftu budú vybrané dáta zdieľané priamo na webových stránkach expedície a na sociálnych sieťach, čo umožní fanúšikom sledovať výpravu online. Atraktívnym bonusom bude možnosť obojsmernej komunikácie s posádkou, keď fanúšikovia budú môcť zasielať krátke správy priamo do vozidla, aj keď sa práve bude nachádzať na druhej strane zemegule. Každý sa tak z pohodlia svojho domova môže stať dobrodruhom.
Dôležitú úlohu pri nastavovaní spojenia medzi vozidlom a cloudom hrala aj bezpečnosť. Spojenie s posádkou bude zakódované a pre prenos dát do cloudu sa vždy vytvorí šifrované tunelové spojenie zabezpečené multifaktorovým obojstranným overením. „Pôjde teda o mimoriadne bezpečný a spoľahlivý vzdialený prístup. Na akýkoľvek kritický parameter alebo zistené dáta budeme môcť nielen okamžite reagovať v reálnom čase, ale v dátovo bezpečnom režime aj zrealizovať rýchlu kontrolu, drobné úpravy alebo aktualizácie nastavení,“ dodáva na záver M. Burkoň.
AKÉ PORUCHY POMÔŽU „VYCHYTAŤ“ CHYTRÉ SENZORY A PREDIKTÍVNA ANALÝZA DÁT?
- Klíma v pohode
Meraním tlaku v štyroch klimatizačných okruhoch je možné včas zistiť netesnosť a pozvoľný únik chladiva a zaistiť tým preventívny servis, kým sa expedícia ešte vyskytuje v miestach, kde je taký servis vôbec možný. Navyše o týchto dátach bude online informovaný dodávateľ klimatizačnej techniky, ktorý sám môže včas kontaktovať posádku a dať jej ďalšie užitočné inštrukcie.
- Brzdy brzdia
Ak sa napr. začne dlhodobo zvyšovať teplota zadnej nápravy, znamená to nutnosť zvýšenej servisnej pozornosti skôr, než by došlo k vážnejšiemu havarijnému stavu. Nadlimitné teploty nábojov kolies môžu byť v horách pri prudkých a dlhých zjazdoch signálom pre nutnú chladiacu prestávku skôr, než dôjde k nevratnému poškodeniu bŕzd.
- Pomaly, ale isto
Rýchly nárast teploty turba môže vodiča včas upozorniť, že je potrebné zvoľniť.
Je to len niekoľko ukážok, ale výsledkom sú vždy významné časové a finančné úspory. A tie sa pri expedícii budú veľmi hodiť.