Беспилотный транспорт накануне технологического прорыва

Эпохой автоматизации транспорта можно назвать первую половину XX века, когда начались разработки и внедрение практик применение автопилота для самолетов. А важным рубежом считается 1947 год, когда американский военно-транспортный самолет B-54 совершил трансатлантический перелет полностью под контролем автопилота, который управлял не только полетом, но также взлетом и посадкой. Беспилотные технологии в авиации до сих пор применяется наиболее массово, так как движение в этом случае происходит в пространстве с малым количеством препятствий. По этой же причине применение автопилота пока остается проблемой на наземных магистралях, за исключением железные дороги и метрополитена.

При этом еще в 1967 году в Лондоне открыли первую автоматизированную линию, а метро Копенгагена сейчас является полностью беспилотным - поезда без машинистов сами движутся по линиям и совершают высадку и посадку пассажиров. Успешным освоением наземных дорог можно назвать сеть автоматического транспорта ULTra, открытую в 2010 году в аэропорту Хитроу. Система рассчитана на перевозку одного или нескольких пассажиров в режиме такси по личным маршрутам, в пределах выделенных полос для движения.

Автоматизации транспорта базируется на том, что движение должно быть безопасным. Автопилот может быть быстро отключен, чтобы пилот, следящий за полетом, мог вмешаться в его работу. Системы копенгагенского метро и такси ULTra всегда обслуживают несколько человек, следящих за их работоспособностью и готовых взять дистанционное управление в свои руки в случае непредвиденной ситуации.

Сейчас идет активная автоматизация персонального и общественного транспорта, который будет двигаться по дорогам общего пользования. Такие компании как Tesla, Google, Uber все ближе к внедрению автоматических автомобилей в жизнь. Обычно автомобили оснащаются множеством датчиков, камер, радаров и обрабатывающим данные бортовым компьютером, который принимает решения исходя из анализа дорожной ситуации. Такие тесты всегда происходят под наблюдением водителя, а Tesla, внедрившая систему автопилота во все свои автомобили, предупреждает владельца о том, чтобы он следил за работой системы.

На сегодняшний день поезда с автопилотом работают на некоторых линиях метро в Великобритании, США, Японии, Германии, Испании, Бразилии, Японии, Малайзии и других странах. Существует несколько уровней автоматизации поездов, которые отличаются той ролью, которую выполняет персонал поезда в работе.

Класс 4 позволяет поездам ездить вообще без машинистов, при этом сотрудники метрополитена могут находиться в поезде для обслуживания пассажиров. В составе иногда даже не предусмотрена кабина машиниста, поэтому пассажиры первого вагона могут наблюдать через лобовое стекло и тоннель, и рельсы. Такие поезда ходят, например, в Копенгагене, в Нюрнберге, Милане, Париже и Лондоне. Но одним из лучших считается дубайский беспилотный метрополитен. Там также нет машиниста — две линии метро, протянувшиеся по основной заселенной территории, полностью автоматизированы.

Класс 3 требует присутствия в кабине водителя только для открытия и закрытия дверей, а также на случай чрезвычайных происшествий. К нему относится линия 11 метро Барселоны и пекинский метрополитен, а также метро в Сингапуре.

Класс 2 требует, чтобы машинист находился в кабине, чтобы следить за препятствиями на пути. Такая система работает в метро Мадрида, линиях 5–9 сеульского метро. Внедрена она и в России: поезда на автопилоте ходят на одной линии Санкт-Петербургского метро и в Казани. Система автоведения, используемая на этих линиях, имеет собственное название «Движение». Кроме того, подобная система используется и на Российских железных дорогах.

Консалтинговая компания AT Kearney считает, что рынок беспилотного транспорта во всем мире в ближайшие 20 лет может быть оценен в 560 млрд долл. Эксперты уверены в том, что беспилотники не только сэкономят потребителям миллиарды долларов на страховых и топливных издержках, но и стимулируют развитие других отраслей — программного обеспечения, телекоммуникаций, инфраструктурных проектов. Также в AT Kearney уверены, что беспилотный транспорт позволит потребителям тратить меньше и на техническое обслуживание беспилотных машин.

Эксперты отмечают, что при массовом развитии беспилотных авто только в США потребители смогут сэкономить по всем этим статьям до 1,3 трлн долл. Например, сокращение числа ДТП приведет к экономии 488 млрд долл, экономия на топливе составит почти 170 млрд долл. Авторы исследования отмечают, что беспилотники будут тратить меньше топлива в том числе и потому, что такие автомобили могут связываться друг с другом и выбирать наиболее оптимальную и безопасную скорость для движения по трассе. Также прогнозируется, что на техобслуживании беспилотников, в которых будет меньше изнашиваемых механических частей, а также за счет более высокой производительности «умных» машин, потребители смогут сэкономить до 500 млрд долл. Оптимальный скоростной режим, выбираемый беспилотником, позволит существенно сократить дорожные заторы, что также позволит сократить расходы на топливо и износ в объеме 140 млрд долл.

По прогнозам AT Kearney, к 2030 году только рынок специального оборудования (сенсоров, датчиков, систем коммуникации и пр.) достигнет 103 млрд долл. Развитие беспилотного транспорта также может стать стимулом развития мобильного интернет-рынка, а также других видов беспроводной передачи данных. Рынок специальных мобильных приложений, телематики и обмена данными между беспилотными автомобилями достигнет к 2030 году объема 86 млрд долл. Еще один рынок, который выиграет от развития беспилотников, — инфраструктурный. Магистрали будут оснащаться новым оборудованием для упрощения ориентации, навигации и безопасного движения таких машин.

Помимо автопроизводителей, которым развитие беспилотного рынка позволяет привлечь новые инвестиции и сменить модельный ряд, машины с автопилотом стимулируют сразу несколько других отраслей. В первую очередь, речь идет о разработке программного обеспечения для беспилотников и соответствующего оборудования со стороны высокотехнологических компаний.

Сейчас внимание аналитиков приковано к развитию беспилотных автомобилей. Автономные машины работают в таких отраслях, как фермерство, управление запасами и строительство. Uber, Tesla и Mercedes-Benz экспериментируют с применением технологий автономного вождения в городских автобусах и полуприцепах.

Аналитик Брайан Солис, последние несколько лет изучающий индустрию беспилотных технологий, сформулировал основные тенденции на рынке:

Американский аналитический центр RethinkX спрогнозировал сдвиги в экономике, политике и социальной сфере с приходом беспилотного транспорта в 2020–2030 годы. Целью исследования было максимально точно отразить тенденции в автомобильных технологиях сегодняшнего дня и привлечь внимание к их масштабам. Особое внимание было уделено проектам в сфере A-EV (беспилотных электрокаров) и прототипам TaaS (бизнес-модели перевозок по требованию).

Компания считает, что к 2030 году 95% маршрутов будет обслуживаться автономными автомобилями, принадлежащими корпорациям. Это можно считать одной из крупнейших технологических революций транспорта в истории (бизнес-модель TaaS). При этом стоимость поездки для конечного потребителя сократится в десять раз, что вынудит владельцев личных автомобилей отказаться от единоличного владения. Вместо этого они будут иметь к ним доступ по мере необходимости.

При внедрении беспилотных транспортных средств начали проявляться реальные проблемы, которые до этого лишь прогнозировали аналитики. В феврале 2017 года в небольшое ДТП попал автомобиль с системой автономного управления, разработанной компанией Google. Lexus RX450h, объезжая препятствие на дороге, задел двигавшийся рядом автобус, так как неверно просчитал возможные действия его водителя, решив, что он уступит дорогу. Тогда Google признала свою частичную вину за происшествие и заявила, что внесла изменения в ПО своих автомобилей в связи с ним. А в мае произошло смертельное ДТП с автомобилем Tesla, двигавшимся с включенной функцией автопилота. Этот случай лишь усилит обсуждение и разработку законодательных положений и регулирующих норм.

В целом же эксперты считают, что распространение беспилотных автомобилей значительно уменьшит число ДТП на дорогах, так как причиной многих аварий становится человеческий фактор. По оценке консалтинговой компании Ptolemus, общее число ДТП благодаря беспилотным автомобилям может снизиться на 30%.

Однако в своем исследовании ученые из Мичиганского университета теоретически предсказывают возникновение других проблем. Эксперты выяснили, что более трети водителей намерены во время поездок в беспилотных автомобилях читать, смотреть телевизор или работать. Подобное времяпрепровождение, как говорится в докладе, обернется для владельцев таких авто постоянным или частым проявлением синдрома укачивания.

В июле 2017 года президент Владимир Путин дал поручение правительству РФ до 1 декабря подготовить предложения о создании российской сервисной информационно-телематической платформы, которая в дальнейшем станет основой для организации беспилотного автомобильного движения. Предполагается, что платформа будет аккумулировать информацию в транспортной сфере, включая оценку загруженности дорог, оптимизировать транспортные потоки, прогнозировать возникновение чрезвычайных и опасных ситуаций, следить за состоянием оборудования городской и транспортной инфраструктуры. Сбор данных о движении транспорта будет производиться из систем «ЭРА-ГЛОНАСС» и «Платон», от МЧС, Минтранса, ГИБДД, операторов охранно-поисковых систем и техпомощи, а так же других частных и государственных инфосистем.

Система должна стать универсальной базой для реализации концепции «подключенного автомобиля», а также взять на себя обеспечение платежных сервисов, таких как оплата парковки, сбор платы за проезд, транспортный налог, оплата мультимодального проезда. В соответствии с поручением президента, разработкой проекта займется правительство совместно с Агентством стратегических инициатив и заинтересованными российскими IT-компаниями. Вопросы информационного обмена и сопряжения будут проработаны с АО «ГЛОНАСС», Минтрансом, Минприроды, «Ростелекомом» и другими операторами государственных и негосударственных систем, а также сервис-провайдерами.

Первый открытый полигон для тестирования беспилотных автомобилей появился в технопарке «Калибр» на улице Годовикова в Останкинском районе Москвы. Трасса длиной 400 метров воспроизводит городскую среду: на ней есть автобусные остановки, пешеходные переходы, дорожные знаки, разметка, соответствующая ГОСТу, а также круговое движение.

В 2017 году отечественные производители городского электротранспорта и беспилотников получат субсидии в размере 900 млн рублей. Производство этих высокотехнологичных транспортных средств открывает новые возможности для городского планирования и улучшения экологической обстановки.

В 2017 году российские производители беспилотной техники начали особенно активно представлять свои разработки в отрасли беспилотного транспорта. Так, в мае 2017 года компания «Яндекс» представила прототип беспилотного такси. На видео, выложенном компанией, авто с пустым водительским креслом забирает пассажира, заворачивает за угол здания и объезжает расставленные на дороге цистерны. Тестирование проводилось на пустынном участке дороги, испытать автопилот в условиях городского трафика компания собирается в 2018 году. Конечная цель проекта — создать беспилотный автомобиль пятой категории, самой высокой в классификации беспилотников.

Холдинг «Росэлектроника» госкорпорации «Ростех» в августе 2017 года объявил об изготовлении опытных образцов навигационно-связных элементов бортового и диспетчерского оборудования для системы управления беспилотной сельскохозяйственной техникой. Работы выполняются в интересах группы компаний «Ростсельмаш» московским НИИ микроэлектронной аппаратуры «Прогресс».

В июле 2017 года в Екатеринбурге «КамАЗ» и Научно-исследовательский центр НАМИ продемонстрировали совместный проект — беспилотный автобус «Шатл». Автобус способен самостоятельно развезти пассажиров, получив только данные о пункте назначения и желаемых остановках. Автотехника, рассчитанная на 12 человек, разгоняется максимум до 40 километров в час. В разработке НАМИ и «КамАЗ» используется собственный литиево-ионный аккумулятор. Тяговый электромотор в машине всего один, он сможет развивать мощность в 20–40 кВт (до 54 л.с.). «Шатл» сможет разгоняться примерно до 25 км/ч. Картографией, навигацией и облачными инфраструктурными вычислениями, связанными с поездками автобуса, займется «Яндекс». Вместимость составляет 12 пассажиров. Вызвать «Шатл» можно будет при помощи специального приложения для смартфона — беспилотник будет следовать по удобному маршруту и при этом подбирать пассажиров, которые следуют в этом же направлении. Cognitive Technologies и «КамАЗ» выпустят промышленную версию автомобиля с элементами ИИ до конца 2017 года.

Группа компаний «Волгабас» в текущем году планирует представить новые автобусы «Матрешка», оснащенные системой самоуправления. Для тестирования беспилотных автобусов выбрана закрытая территория инновационного центра «Сколково». В частности, испытывалась машина, рассчитанная на восемь человек. Этот автобус управляется компьютером с самообучаемым программным обеспечением. При полном заряде батареи транспортное средство может проехать 130 км, максимальная скорость достигает 30 км/ч. Сейчас «Матрешки» работают в тестовом режиме.

Рынок автономных транспортных средств будет пополняться, порождая высококонкурентную среду, обеспеченную улучшением уровня обслуживания. К Uber, Lyft и Didi присоединятся новые игроки. В целях экономии двигатели внутреннего сгорания постепенно заменятся электрическими. Затраты на техническое обслуживание, энергетику, финансирование и страхование уменьшатся и в результате компании предложат варианты, которые будут до десяти раз дешевле в эксплуатации, чем существующие автомобили. При этом эффективная эксплуатация транспортных средств (каждый автомобиль будет использоваться по меньшей мере в десять раз больше, чем автомобили, принадлежащие индивидуальным владельцам) приведет к тому, что их число сократится.

Аналитики сходятся во мнении, что к 2030 году 40% всех транспортных средств будет по-прежнему иметь индивидуальных владельцев, но доля их использования сократится до 5%. Поведенческие проблемы, такие как любовь к вождению, страх перед новыми технологиями или привычка, создадут первоначальные барьеры для перехода на новые автомобили, однако компании уже готовы инвестировать миллиарды долларов в развитие технологий и услуг для решения этих проблем.