"Неправильний маршрут коштує $800 000 за рейс" — інженер про новий підхід до планування морських маршрутів

Дев'яносто відсотків усього світового товарообігу припадає на морський транспорт — і в кожному рейсі є одне питання, від якого залежить усе: яким маршрутом іти. Неправильне рішення коштує сотні тисяч доларів на одному рейсі. Олександр Коростін, провідний інженер-програміст, українець за походженням, створив систему планування маршрутів. У судноплавстві він до цього ніколи не працював. Ми поговорили з ним про те, як інженер ззовні розв'язав задачу, над якою билися десятиліттями.

– Коли люди чують "світові вантажоперевезення", вони уявляють судна на горизонті. Наскільки це взагалі масштабна історія?

Масштаб складно переоцінити. Близько 90% світового товарообігу в об'ємному вираженні припадає на морський транспорт — не на авіацію і не на автошляхи. Коли люди думають про ланцюжки постачань, вони часто уявляють вантажівки та склади. Але вантажівка — це, як правило, остання миля. Усе, що до неї, майже завжди — корабель. Загальна місткість галузі оцінюється приблизно у $2 трлн. У найповнішому сенсі слова — це невидима інфраструктура світової економіки.

– А як це взагалі працює — як вантаж знаходить судно?

Це більш індивідуальний процес, ніж люди звикли думати. Жодного рушія бронювання, де ви обираєте контейнер, як місце в літаку, не існує. Є суднові брокери, які виступають посередниками: вони знають, які судна вільні, де вони перебувають, що можуть перевезти і скільки це має коштувати. Фрахтувальники з іншого боку шукають судна для своїх вантажів. Переговори йдуть — нерідко дуже швидко — і угоди укладаються.

Що дивує людей — так це інструмент. У галузі з обігом у кілька трильйонів доларів головним засобом комунікації залишається електронна пошта. Близько 95% комерційних переговорів у судноплавстві проходять через електронні поштові скриньки. Угоду на мільйони доларів можна закрити в листуванні за двадцять хвилин.

– Зачекайте — електронна пошта? У 2026 році?

Так, електронна пошта. Причини тут глибші, ніж здається — про це можна було б говорити ціле інтерв'ю. Електронний лист має юридичну силу в судноплавних контрактах. Рекап — підсумкове резюме досягнутих домовленостей — це юридично зобов'язуючий документ, яким обмінюються електронною поштою. Сама мова — це живе викопне епохи телексу: повна абревіатур і скорочень, що виникали в часи, коли за кожен символ платили окремо. У галузі неймовірна інерція, і електронна пошта вплетена в юридичну та комерційну тканину того, як тут ведуться справи.

– З усього, що можна автоматизувати в цьому світі, чому маршрут — ключовий елемент?

Тому що саме від маршруту залежать усі витрати. Паливо становить — залежно від типу судна — від 35% до 70%операційних витрат на рейс. На великому контейнеровозі паливо — безумовно домінантна стаття витрат. І рахунок за паливо майже цілком визначається маршрутом: яку відстань проходить судно, якими каналами користується чи яких уникає, через які зони контролю викидів проходить, де зупиняється на дозаправку.

– Про які суми йдеться — тисячі доларів чи мільйони?

Легко про мільйони. Наведу актуальний приклад. З кінця 2023 року судна на маршрутах Азія–Європа уникають Червоного моря через загрози безпеці. Замість Суецького каналу вони йдуть в обхід мису Доброї Надії — південного краю Африки. Цей обхід додає близько 3500 морських миль і приблизно два зайвих тижні до рейсу. Для великого судна додаткові бункерні витрати на один рейс можуть становити $400 000–800 000. Не на рік — за один рейс. І це тільки прямі витрати на паливо. Але що більше палива — то більше викидів, а за викиди сьогодні теж платять.

— Платять? У якому сенсі?

У буквальному. Європейська система торгівлі викидами тепер поширюється і на судноплавство: компанії платять безпосередньо за вуглець, викинутий у рейсах до європейських портів та з них. Менш ефективний маршрут — той, що спалює більше палива, ніж необхідно, — тепер має прямі фінансові наслідки. Оптимізація маршруту — це основний важіль, яким оператори можуть керувати обома факторами. Двигун у короткостроковій перспективі поміняти непросто, а от маршрут — можна.

– Але ж це технічно добре визначена задача. Невже її ще ніхто не розв'язав?

Саме так я й думав, коли починав розбиратися. Академічна література велика: розумні люди працюють над цим десятиліттями, і рішення існують. Але у кожного з них є своя стеля — місце, де алгоритм починає давати збої при зіткненні з реальним світом.

Візьмемо геометрію. Більшість підходів добре працюють на відкритій воді, але ламаються там, де починається справжня морська складність: вузькі канали, де безпечний прохід вимірюється лише кількома сотнями метрів — Суецький канал, Панамський канал, Кільський канал у Німеччині. Фьорди, які на карті виглядають прохідними, але такими не є. Архіпелаги з сотнями невеликих островів, де навігаційні проходи суворо визначені. Алгоритми пошуку шляху існують давно і працюють добре — але тільки якщо граф, на якому вони працюють, точно відображає реальність. А побудувати такий граф для всього світового океану — це і є справжня проблема.

– А що щодо відстеження реальних маршрутів суден — їхніх історичних треків?

Це частина відповіді, але сама по собі вона недостатня — і я ще повернуся до того, чому. Інша проблема в тому, що морська маршрутизація — це не тільки океан. Сучасні вантажоперевезення мультимодальні. Вантаж може почати шлях на річковій баржі, перейти на фідерне судно в регіональному порту, а потім на океанське судно для основного плеча. Більшість підходів у літературі розглядають кожен вид транспорту окремо і не можуть об'єднати їх у єдиний зв'язний маршрут. Для реального планування перевезень це принципово важливо.

– Чому б просто не перебрати всі можливі маршрути й не обрати найкращий?

Тому що складність зростає експоненціально з якістю результату. Для грубого наближення перебір може спрацювати в малих масштабах. Але якщо потрібна точна відповідь у глобальному масштабі — яка враховує одночасно Малаккську протоку, сезонний лід на Північному морському шляху та обмеження щодо осадки в конкретному великому порту — простір пошуку стає незбагненно величезним. Не існує комп'ютера, здатного перебрати всі варіанти й видати результат у потрібний час. Задачу потрібно структурувати розумніше.

– Що саме ламало існуючі рішення так, як ви не очікували?

Динамічні умови — це велика проблема. Більшість досліджень виходять зі статичного світу: карта фіксована, правила фіксовані. Але в реальності зони піратського ризику змінюються щомісяця. Зони контролю викидів сірки (SECA), де судна зобов'язані використовувати паливо з жорсткими обмеженнями щодо вмісту сірки, мають конкретні географічні кордони, які суттєво впливають на економіку маршруту. Сезонний льодовий покрив змінює прохідність північних шляхів. І є дещо, що стає все більш актуальним: арктичні судноплавні маршрути, які ще десять років тому не існували як комерційно життєздатні, тепер відкриваються сезон за сезоном у міру зміни клімату.

Планувальник маршрутів, який сприймає карту як щось статичне, даватиме все більш застарілі відповіді. Світ, для якого він був створений, — не той світ, яким судна ходять сьогодні.

– Коли ви пройшли через усю цю літературу і виявили всі ці обмеження — з чого ви взагалі почали?

З найфундаментальнішого питання всієї задачі: як будувати граф?

Будь-який планувальник маршрутів для води має починати з побудови графа — мережі вузлів, які є шляховими точками, і ребер, що представляють можливі шляхи між ними. Якість графа визначає якість усього іншого. Можна мати найвитонченіший алгоритм оптимізації у світі, але якщо граф, який лежить в основі, неточно відображає реальність, маршрути будуть неправильними — і це не виправити жодними пізнішими доопрацюваннями.

Отже, питання: де розміщувати шляхові точки?

– І якою була стандартна відповідь у літературі?

Якщо спростити — там, де трафік. Реальні підходи влаштовані складніше, але загальна логіка більшості з них зводиться до одного: що більше суден проходить через район, то щільніша мережа вузлів у ньому. Висока роздільна здатність там, кипить життя, економія ресурсів у тихих районах. Це здається розумним — і саме тому зустрічається в роботі за роботою.

– Звучить розумно. У чому ж проблема?

Проблема в тому, що жваві райони та геометрично складні райони — це не одне й те саме. Відкритий океан між Європою та Північною Америкою має величезний трафік. І водночас дуже просту геометрію — на шляху нічого немає, судно може йти практично в будь-якому напрямку. Густі шляхові точки там не потрібні. Натомість підходи до Кільського каналу, або проходи через Індонезійський архіпелаг, або вузькі фьорди вздовж норвезького узбережжя — усе це геометрично небезпечні місця, які потребують точності. І там може бути відносно мало трафіку просто тому, що ці шляхи доступні лише для суден певних типів. При стандартному підході саме ці райони отримують найменше покриття. Точність виявляється найнижчою там, де вона найважливіша.

– Що ж ви зробили інакше?

Я переформулював задачу. Замість того щоб запитувати, де трафік, я запитав: де географія вимагає точності? Шляхові точки розміщуються густо там, де цього вимагає рельєф, — вузькі проходи, складні берегові лінії, підходи до каналів, обмежені фарватери. У простих районах відкритого океану граф розріджений, тому що там це не потрібно.

Дані про трафік тепер не визначають граф — вони його валідують. Історичні дані AIS, тобто сигнал позиціонування, який безперервно транслює кожне комерційне судно, говорять мені: "судна дійсно проходять тут, отже, ця шляхова точка відповідає реальному, судноплавному шляху". Вони підтверджують, що граф базується на реальності. Але вони не визначають структуру графа. Це робить географія.

На перший погляд — тонка відмінність. Але вона змінює характер усієї системи.

– Можете розповісти детальніше про реалізацію?

Лише частково — деталі реалізації захищені угодою про нерозголошення (NDA). Можу сказати, що концептуальний зсув — це і є головне. Щойно ви правильно переформулюєте питання, багато наступних проблем стають простішими для розв'язання. Це фундамент, на якому будується все інше.

– Що він тепер може робити з того, що раніше було неможливо?

Він працює з реальною морською геометрією — вузькими каналами, річками, фьордами, ланцюжками островів, прибережною складністю, — а не тільки з маршрутами у відкритому океані між великими портами. Він забезпечує інтеграцію від внутрішньої території до океану: маршрут починається в місці перебування вантажу, а не біля воріт порту. І він накладає динамічні фактори поверх геометричної бази: погода, оптимізація витрати палива, обхід зон SECA, коридори піратського ризику, сезонний лід та північні маршрути, які тепер стали частиною комерційної картини.

– Чи є окремий екран планувальника маршрутів?

Не зовсім — і в цьому, власне, суть. Планувальник маршрутів — це не один з інструментів. Це те, навколо чого вони всі стали можливими. Калькулятор рейсу рахує правильно, тому що маршрут точний. Трекер флоту відстежує реально, тому що є з чим порівнювати. Система управління рейсами будує повний шлях, тому що вміє з'єднувати плечі. Індекс викидів рахує чесно, тому що знає реальний маршрут, а не усереднений. Приберіть планувальник — і кожен із цих інструментів втратить основу.

– Для тих, хто користується цим щодня — брокера, трейдера — що реально змінюється?

Ланцюжок прямий: точна маршрутизація дає точну вартість рейсу, яка дає конкурентну комерційну пропозицію, яка приносить нові вантажі. У судноплавстві маржа невелика, а конкуренція реальна. Пропозиція, завищена на 2%, може програти угоду конкуренту. Занижена на 2% — з'їсть маржу судновласника. Правильна цифра має значення.

– Чи можна виразити в цифрах, скільки коштує краща маршрутизація?

Галузеві дані досить узгоджені. Дослідження вказують на економію палива від оптимізованої маршрутизації в діапазоні від 3% до 15% — залежно від маршруту, сезону та типу судна. Норвезький дослідницький інститут SINTEF провів 11-місячне дослідження атлантичних рейсів і виявив середню економію палива в 14% від комбінованої оптимізації маршруту та швидкості порівняно з неоптимізованим базовим варіантом — з піками понад 30% у штормові тижні. Orca AI, яка впровадила оптимізацію маршрутизації у великих комерційних флотах, зафіксувала економію приблизно $100 000 на судно на рік при зниженні витрати палива на 3–5%.

Ринок оптимізації маршрутів суден з використанням штучного інтелекту оцінювався приблизно в $1,4 млрд у 2024 році й зростає на 17–18% щорічно. Фінансове обґрунтування очевидне. Мидодаємо інтеграцію: оптимізація маршрутів не як окремий навігаційний інструмент, а вбудована в комерційну транзакцію: пропозиція, контракт, запис про викиди.

— Ви прийшли в цю сферу без досвіду в судноплавстві. Звідки взагалі?

Я працював над програмним забезпеченням для управління обладнанням кінотеатру — проекторами, звуковими процесорами, демонстраційними екранами, розумними розетками. Звучить далеко від судноплавства, але суть роботи була одна: тобі дають пристрій, у якого немає нормальної документації, і ти повинен зрозуміти, як він працює. Реверс-інжиніринг протоколів, які ніхто не описував. Ти розбираєшся з тим, що є, а не з тим, що має бути за інструкцією.

У морській маршрутизації те саме. Немає ідеальних даних або готового опису того, як має виглядати граф світового океану. Є сирі AIS-треки, реальна геометрія берегів, і ти будуєш із цього щось працююче.

– Судноплавні маршрути у світі буквально змінюються через зміну клімату. Чи робить це підтримку системи складнішою в майбутньому?

Це робить її важливішою. Північний морський шлях через Арктику був судноплавним лише у вузьких сезонних вікнах і тільки для суден льодового класу. Це вікно розширюється з кожним роком. Ми рухаємося до майбутнього, де арктична маршрутизація стане звичайною комерційною опцією для певних рейсів, а не екзотичним винятком. Планувальник маршрутів, який не враховує цього, даватиме все більш неправильні рекомендації.

– Що вам самому зараз найбільш цікаво?

Якщо чесно — регуляторна траєкторія. CII та EU ETS — це початок, а не кінець. Відповідальність за викиди в судноплавстві буде тільки посилюватися в найближче десятиліття. Для планувальника маршрутів це означає, що фінансова вага рішень про маршрути продовжує зростати: вартість неоптимального маршруту — це тепер не тільки паливо, а й вартість вуглецю, і потенційні регуляторні штрафи. Цінність правильного рішення зростає з кожним новим регулюванням.

Ми рухаємось до повного управління життєвим циклом рейсу, від точки відправлення вантажу до фінальної доставки, з кожним плечем у єдиній картині та кожною статтею витрат на видноті. Планувальник маршрутів — це те, що робить це можливим. Мені цікаво подивитися, як далеко може зайти ця інтеграція.

– Останнє питання: якщо інженер-програміст стоїть перед специфічною для конкретної галузі, абсолютно нерозв'язаною задачею — література є стіною зі статей, і жодне з існуючих рішень не працює як треба — що ви йому скажете?

Читайте все. Не для того, щоб знайти відповідь, а щоб знайти стелю. Кожна стаття, яка не розв'язала задачу до кінця, — це точка даних про те, де проходять тверді кордони. Якщо прочитати достатньо, починає простежуватися закономірність: ось тут кожен підхід у підсумку зупиняється. Це найцінніша інформація, яку можна отримати, — бо саме вона говорить, де починається по-справжньому цікава робота.

Олександр Коростін — провідний інженер-програміст AI-платформи цифрового фрахтового маркетплейсу та управління вантажоперевезеннями, якою користуються понад 1000 міжнародних компаній. Його рецензовані наукові роботи з предиктивної аналітики для планування маршрутів та диспетчеризації вантажів були представлені на міжнародних конференціях у 2025 році.