Мы в Яндекс Еде разработали умный электровелосипед для курьеров, чтобы сделать их работу удобнее, безопаснее и эффективнее. Существующие велосипеды не подходили для интенсивных городских доставок: ломались, имели слабые батареи, не были адаптированы для курьеров. Мы решили создать свой, учтя реальные потребности пользователей и встроив велосипед в экосистему Яндекса. В этой статье расскажем, как мы проектировали и разрабатывали электровелосипед, с какими вызовами столкнулись и какие технологические решения применили.
нажмите и потяните,
чтобы крутить байк
Почему мы решили создать свой велосипед
Курьеры, сотрудничающие с Яндекс Едой, каждый день преодолевают десятки километров, часто в сложных погодных условиях. Мы изучили, на чём они ездят, и увидели, что существующие решения не подходят для интенсивной работы сразу по нескольким причинам:
-
Самокаты Основная проблема самоката в том, что на нем нужно стоять, что неудобно при длительной работе. Кроме того он не подходит для перевозки больших заказов: термосумку приходится носить на спине, а значит пиццу в ней перевозить уже не получится. Да и сами самокаты работают только в тёплый сезон, зимой их просто нет.
-
Обычные велосипеды Кручение педалей требуют больших физических усилий, а курьеры и так работают на выносливость. К тому же у механических велосипедов нет встроенной электроники, а значит, нельзя контролировать их состояние, удалённо управлять ими или интегрировать в систему заказов.
-
Мопеды Электроскутеры или бензиновые мопеды решали часть проблем, но у них есть другие ограничения: необходимость водительских прав, сложности с парковкой, более высокие риски ДТП. К тому же бензиновый транспорт неэкологичен, а электроскутерам нужна развитая сеть зарядных станций.
Протестировав разные подходы, мы поняли, что ни одно из существующих решений не закрыло всех проблем. Поэтому мы решили создать собственный умный транспорт, который будет надежным, удобным и безопасным, а еще встроенным в цифровую экосистему Яндекса.
Что мы сделали
Для начала мы сформировали список ключевых требований к новому велосипеду и начали работу.
Курьеры используют велосипеды в любую погоду, в любой сезон года и на дорогах разного качества. Они проезжают десятки километров в день и проводят много времени в седле. Поэтому мы заложили в конструкцию несколько важных решений, призванных позаботиться о безопасности и комфорте курьера, а также о надежности и проходимости самого велосипеда и его частей.
На этом этапе у нас получился удобный и надежный электровелосипед, но он всё ещё оставался просто велосипедом. Он не умел взаимодействовать с курьером и с нашими сервисами. Мы же хотели сделать его по-настоящему умным: связать с облаком, дать курьеру цифровые инструменты управления, добавить телеметрию.
Разработка умных функций
Современные электровелосипеды уже содержат немало встроенной электроники: блок управления, координирующий работу мотора и батареи; контроллер аккумулятора, отслеживающий уровень заряда, напряжение, температуру и циклы перезарядки; дисплей и сенсоры, и много чего еще. Однако у такой системы есть важный недостаток: вся электроника работает изолированно. Велосипед не умеет передавать данные в облако, получать обновления или команды извне и взаимодействовать с другими сервисами. Мы решили добавить IoT-модуль, который стал бы «мостом» между электроникой велосипеда и внешним миром.
IoT-модуль: связь с облаком и сбор телеметрии
Главная задача IoT-модуля — собирать и передавать данные о состоянии велосипеда в облако, а также получать команды. Мы определили несколько ключевых требований к системе связи:
- Лёгкий и надёжный протокол — велосипед должен работать даже при плохом интернете.
- Поддержка двусторонней связи — помимо передачи данных в облако, велосипед должен получать команды (например, на удаленную блокировку).
- Энергоэффективность — IoT-модуль не должен быстро разряжать аккумулятор.
- Высокая масштабируемость — система должна выдерживать нагрузку от тысяч велосипедов.
Для этих целей мы выбрали MQTT — легковесный протокол обмена сообщениями, который широко используется в устройствах умного дома. Оказалось, что он идеально подходит и для транспорта потому что работает поверх TCP, хорошо справляется с нестабильной связью и позволяет устройствам отправлять сообщения в топики, а подписчикам — получать их в реальном времени.
Как работает сбор и передача данных
Для того чтобы всегда быть в курсе состояния и местоположения велосипедов, мы построили архитектуру, которая связывает всех их с экосистемой Яндекса через облачные сервисы. Каждый из велосипедов раз в 10 секунд отправляет в облако сообщение размером 500 байт, в котором сообщает свою текущую геопозицию, уровень заряда батареи, скорость и направление движения и другие данные.
Для хранения и обработки данных мы используем Яндекс IoT Core — облачное решение для управления IoT-устройствами. Оно поддерживает MQTT и позволяет масштабировать систему без перегрузки серверов.
В свою очередь курьеру важно видеть статус велосипеда и иметь возможность управлять им. Для этого мы добавили все необходимые функции прямо в приложение Яндекс Про, чтобы не плодить лишние сущности. В этом приложении курьер может заблокировать или разблокировать велосипед, проверить его состояние и проложить маршрут до нужной точки.
Все эти команды передаются через MQTT-топики в IoT Core и доставляются на велосипед с минимальной задержкой.
Наращиваем обороты
Когда система работала на сотне тестовых велосипедов, никаких проблем не было. Но с ростом парка до тысяч единиц мы начали сталкиваться с новыми вызовами, главным из которых стало распределение нагрузки. Как уже упоминали выше, один велосипед отправляет примерно 500 байт информации один раз в 10 секунд. При парке 100 000 велосипедов мы будем иметь 10 000 сообщений в секунду и 38 Мбит/с потока. А MQTT не умеет автоматически распределять нагрузку между сервисами.
Чтобы решить эту задачу мы добавили архитектуру Kafka. Теперь MQTT-брокер в IoT Core передает данные в Yandex Data Streams, а уже YDS предоставляет Kafka интерфейс для чтения данных, что позволяет распределять нагрузку между сервисами. Такое решение позволило избежать перегрузки и масштабировать систему под любое количество велосипедов.
Надежность и отказоустойчивость
Каждый велосипед в нашей системе оснащён IoT-модулем, поддерживающим подключение через Bluetooth и Wi-Fi, что дает нам возможность организовать резервные каналы связи в ситуациях, когда основной интернет-сигнал недоступен. Такие ситуации могут возникнуть, например, когда курьер оказывается в зоне с плохим покрытием мобильной сети.
Если курьер столкнется с проблемой доступа к интернету, он сможет разблокировать велосипед, подключившись к нему напрямую через Bluetooth. Это позволяет продолжить работу даже в условиях отсутствия мобильного интернета. Кроме того, если велосипед потеряет связь и не сможет передать свои GPS-координаты, он автоматически начинает собирать данные с ближайших Wi-Fi-точек, Bluetooth-маяков и вышек сотовой связи. Эти данные отправляются в сервис Яндекс Локатор, который использует их для определения местоположения велосипеда даже в отсутствие сигнала GPS.
Что получилось
Мы начали этот проект, потому что на наш взгляд существующие на рынке доставки решения не подходили для курьеров. Обычные велосипеды были ненадежными, самокаты неудобными, а мопеды требовали прав и сложной инфраструктуры. Поэтому мы сделали свой электровелосипед — удобный, безопасный и полностью интегрированный в экосистему Яндекса.
В итоге получился по-настоящему умный транспорт, который меняет правила игры. Велосипед передает телеметрию в облако, автоматически регулирует скорость, синхронизируется с приложением и дает курьерам полный контроль через смартфон. Благодаря IoT-интеграции, предиктивному обслуживанию и масштабируемой архитектуре, этот транспорт не только помогает быстрее доставлять заказы, но и упрощает управление целым парком устройств.
На этом мы не останавливаемся. Уже в прошлом году мы увеличили парк велосипедов до 4000 единиц. А сейчас разрабатываем новые станции замены батарей, чтобы курьеры могли моментально получать заряженные аккумуляторы. Кроме того мы активно интегрируем новые партнерские сервисы, чтобы в регионах, где наши велосипеды пока недоступны, можно было использовать сторонний транспорт с той же удобной цифровой инфраструктурой.
Мы верим, что технологии должны работать не ради самих технологий, а ради людей. Наш электровелосипед — это не просто очередное средство передвижения. Это классный умный девайс, который делает жизнь курьеров проще, работу удобнее, а доставку — быстрее и надежнее. И это только начало.
