Раньше, чем Google: Тихон Рощупкин об алгоритмах Яндекс.Маршрутизации

Компания Яндекс.Маркет сообщила, что за год сократила выбросы своей службы доставки почти на 5000 тонн CO2-эквивалента благодаря планированию маршрутов курьеров с помощью технологии искусственного интеллекта от Яндекс.Маршрутизации. Поглотить такой объем парниковых газов за год может лесной массив, сравнимый по площади с Битцевским парком – вторым по размеру парком Москвы.

Ответственный за новые алгоритмы, которые способны рассчитывать маршруты и уменьшить выбросы в атмосферу с учетом реальной дорожной обстановки - технический директор Яндекс.Маршрутизации Тихон Рощупкин. Задача, которую ранее не решал никто, была выполнена его командой на пять лет раньше, чем аналогичное решение показал Google. Как опередить время и стать специалистом, способным с помощью математики и программирования спасти планету - наш материал.

Царство алгоритмов

То, что его специальность так или иначе будет касаться автомобилей и программирования, наш герой знал еще со школы. Поэтому искал профессию на стыке этих двух областей. Без каких-либо сложностей поступил в Московский автомобильно-дорожный университет на кафедру автоматизированных систем управления. Окончил с красным дипломом со средним баллом 5.0, его имя поместили на мраморную табличку в зале славы выпускников.

«Это было начало 2000-х, так что классические алгоритмы мы знали, но мощности компьютеров того времени не хватало для всего того, что сейчас автоматизировано и кажется совершенно естественным, - говорит Тихон. - Но мне уже тогда казалось, что с помощью алгоритмов можно решить практически любую, даже самую амбициозную задачу. Решение как будто уже существовало, нужно было только его увидеть».

Молодой человек очень скоро осознал, что ему не хватает опыта промышленной разработки программного обеспечения. Прошел собеседование в несколько компаний, но выбрал в итоге Хостинг-Центр РБК, где занялся разработкой систем биллинга. Это был первый практический опыт, который сразу был успешным и обеспечил Тихону повышение: он стал руководителем отдела разработки и получил опыт управления командой.

Через некоторое время стало понятно, что все большие и важные задачи в компании выполнены. Кроме того, область хостинга и регистрации доменов начинала охлаждаться. Встал вопрос дальнейшего развития и поиска места работы, где можно было применить себя в разнообразных и сложных задачах. Так талантливый специалист начал работать в Яндексе, который вскоре начал развивать свои новые продукты, такие как Яндекс.Маркет, Яндекс.Доставка, Яндекс.Лавка и другие.

Работа над проектом

Изначально в Яндексе Тихон Рощупкин отвечал за ранжирование результатов в выдаче на запросы пользователей. Благодаря, в том числе, его работе, поисковик показывал лучшие результаты на рынке по качеству ответа. Руководство Яндекса отметило нестандартные решения своего сотрудника и предложило ему присоединиться к команде, которая должна была изобрести новые бизнес-модели для Яндекс.Карт.

«После серии экспериментов с разными прототипами пришло осознание, что есть большая область логистики, где часто пользуются нашими продуктами, но специального решения для этой отрасли у Яндекса тогда не существовало, - вспоминает Тихон. - Так наша команда определилась с направлением движения и приступила к созданию продукта».

Анализируя маршруты, которые строят пользователи в Яндекс.Картах, Рощупкин и его команда увидели, что часто пользователи пытаются найти оптимальный порядок объезда точек на карте. Это классическая задача коммивояжера в комбинаторной оптимизации. Так появилось мобильное приложение под рабочим названием Яндекс.Курьер, которое решало эту задачу за водителя. Однако после первых «пилотов» стало понятно, что такая внутримаршрутная оптимизация дает всего лишь около 1% экономии затрат на логистику. Требовались еще более смелые и кардинальные решения. Родилось предположение, что гораздо более серьезной эффективности можно достичь, если правильно распределять заказы между водителями и экономить их число в смене. Так возник проект Яндекс.Маршрутизация, куда также вошли смежные API Яндекс.Карт, а Тихон Рощупкин стал отвечать за все технические решения в этом проекте.

Робот вместо человека

Разработанная Тихоном и его командой Яндекс.Маршрутизация стала настоящим прорывом и спасением для предприятий. До ее внедрения подавляющее большинство компаний планировало маршруты своих водителей вручную. После сбора всех заказов «на завтра», логист ночью садился за компьютер и за час-два распределял их между водителями. Он был ограничен во времени, потому что рано утром эти маршрутные листы надо было отправить на склад, чтобы там началась сортировка заказов по машинам. Логист далеко не всегда мог учесть все ограничения, торопился, так что маршруты далеко не всегда оказывались оптимальными.

После внедрения разработки планирование стало занимать около 15 минут, в зависимости от числа заказов. Алгоритмом учитывались все ограничения и прогноз пробок на маршруте. Логист был счастлив, поскольку такая автоматизация сильно разгружала его и забирала на себя львиную долю рутинной работы, а бизнес получал экономию 15-20% затрат. Этих результатов команда разработчиков под руководством Тихона достигла практически сразу же. Дальше они совершенствовали свои алгоритмы, и добились еще большей эффективности.

Широкие возможности

Яндекс.Карты очень полюбились пользователям, но все привыкли, что ими можно пользоваться бесплатно. И это при том, что разработка такого сложного продукта и его поддержка занимали много ресурсов компании. Было множество попыток вставить в продукт рекламу, но это не всегда хорошо воспринималось пользователями, поэтому приходилось искать компромиссы.

Яндекс.Маршрутизация стала одним из первых больших продуктов для бизнесов, которая приносила ясный экономический эффект, за что большие компании были готовы хорошо платить. Это позволяло монетизировать родительский сервис без дополнительной рекламной нагрузки.

Проект «выстрелил» и со стороны экологии. Ведь, когда сокращается пробег грузовиков, экономятся не только расходы на бензин, но также уменьшаются вредные выбросы в атмосферу. Один только Яндекс.Маркет, внедривший «Маршрутизацию», сообщил о сокращении углеродного следа почти на 5000 тонн в год.

Причем, применение Яндекс.Маршрутизации не ограничивается компаниями, занимающимися доставкой. Оказалось, что продукт целиком готов для того, чтобы содействовать оптимальному передвижению медицинских машин. Это сыграло огромную роль во время пандемии COVID-19.

«Мы всей командой были глубоко тронуты, когда увидели среди новых регистраций врачей, которые планировали маршруты карет скорой помощи, - говорит Тихон Рощупкин. - Это было важно, потому что машин было мало, новых пациентов поступало все больше с каждым днем, и нужно было оптимально использовать все доступные автомобили, а врачам не маршруты планировать, а лечить пациентов. Очень рад, что мой продукт приносит не только материальную выгоду, но и совершенно очевидную социальную пользу».

Перспективная область

Сфера логистики сейчас - одна из самых перспективных, быстроразвивающихся и многообещающих - резюмирует Тихон, один из тех людей, кто способствовал ее стремительной автоматизации и развитию. Поэтому завтрашним выпускникам школ экстраординарный специалист советует присмотреться к профессиям, связанным с транспортировкой и маршрутами.

«Отличный курс по дискретной оптимизации есть в Школе Анализа Данных и в Высшей Школе Экономики. Кроме того, сейчас начинается эпоха онлайн-образования, особенно бурно эта область развивается в России. Эти курсы часто имеют прямой путь на стажировку в большую компанию, где можно получить первый практический опыт и уже внутри строить свою карьеру», - советует он.

По мнению Тихона, будущее - за глобальной оптимизацией, поэтому, молодые специалисты будут начинать свою карьеру совершенно в иных условиях, нежели те, в которые когда-то попал он сам на заре карьеры. Переход от планирования логистом к автоматическому построению работы и маршрутов уже завершается. Но это не значит, что работы не будет, наоборот: перед специалистами стоят еще более амбициозные задачи и открываются по-настоящему фантастические возможности.

«Скоро появятся self-driving грузовики и роботы-доставщики, - прогнозирует Тихон Рощупкин, - кроме того, если взглянуть со стороны, то кажется удивительно неоправданным, что для доставки посылки весом меньше килограмма надо перемещать автомобиль весом полторы тонны через весь город, увеличивать нагрузку на дороги, выделять углекислый газ и тратить час работы человека за рулем. Рано или поздно мы решим эту неоптимальность. Например, как вам идея: доставка заказа квадрокоптером прямо к окну? Это уже не научная фантастика, это вполне можно реализовать в ближайшем будущем».