На автомате: чего не хватает беспилотным автомобилям в России
Беспилотный автомобиль — транспорт, оборудованный системой автоматического управления и безопасно передвигающийся без участия человека, стал реальностью. Перестав быть выдумкой советского писателя-фантаста Александра Казанцева, беспилотники прочно входят в жизнь современного человека. А любое новшество, особенно связанное с безопасностью человека, требует перед внедрением тщательной проработки. Одно дело — спроектировать робота-почтальона, «рискнув» только письмом или посылкой, и совсем другое — запустить сотни беспилотников по улицам мегаполисов уровня Москвы или Санкт-Петербурга.
Уже доказано: беспилотники — это выгодно. Видимых преимуществ от такой инновации, как минимум, два. Первое — отсутствие водителей, которым не нужно будет платить заработную плату, а также исчезновение влияния человеческого фактора: усталости и переутомления Второе — при наличии специальной системы автомобили смогут передвигаться друг за другом практически вплотную, образуя специальные «поезда».
Эта технология называется «платунинг» от английского термина platooning, означающего движение машин на автопилоте колонной. Это преимущество позволит достигать значительной экономии топлива, например, при грузовых перевозках. Очевидно, что внедрение беспилотников коснется сразу нескольких сфер.
Что предстоит изменить
Во-первых, предстоит модифицировать сами беспилотные автомобили. Те, что поедут по трассам первыми, будут иметь лишь третий–четвертый уровень автономности, то есть их эксплуатация будет возможна только в специальных областях, при определенных условиях. Сегодня следует сосредоточиться на создании автомобиля с наивысшим уровнем автономности — пятым, когда беспилотник может самостоятельно передвигаться по дорогам без сопровождения водителя.
Во-вторых, нужна модифицированная или вовсе новая инфраструктура. Создание современных, качественных дорог, разработка цифровых двойников дорожно-транспортной инфраструктуры и внедрение высокоточных технологий связи.
В-третьих, предстоит существенно поработать над нормативной базой, которая в будущем станет регулировать движение беспилотных автомобилей в общем потоке. Таким образом, беспилотные автомобили смогут войти в нашу жизнь и не просто ездить по специальным трассам, а использоваться повсеместно.
Как известно, в современных автомобилях уже имеются системы помощи, которые позволяют в хорошую погоду, при хорошей видимости и точной разметке ехать по дороге без участия водителя. Но пока автоматизация в серийных автомобилях находится лишь на третьем уровне автономности и требует наличия человека за рулем, его постоянного внимания за дорожной обстановкой.
В связи с этим для эксплуатации беспилотного автомобиля основополагающим фактором является наличие качественного дорожного полотна, разметки, знаков и навигации. Поэтому следующим важным элементом становится цифровой двойник дорожно-транспортной инфраструктуры (ДТИ). Далее следуют решения на базе протокола V2X, который позволяет взаимодействовать с дорожной инфраструктурой, а также обеспечивает автомобиль четкой системой навигации.
Дополнительным фактором внедрения беспилотников станет, несомненно, кооперативная система распознавания дорожной обстановки, при которой автономные автомобили смогут передавать друг другу актуальную информацию о дорожных объектах и участниках движения. Взаимодействие с элементами дорожной инфраструктуры, а также взаимодействие автомобилей между собой будет способствовать оптимизации движения и предотвращению аварийных ситуаций.
Технология V2X
Одной из важнейших систем стала технология на базе протокола vehicle-to-everytning (V2X), связывающая автомобиль с дорожной инфраструктурой, включая светофоры. На основе получаемых данных о погоде и ДТИ управление поездкой можно осуществлять в автоматическом режиме. V2X позволяет получать информацию об изменившейся дорожной обстановке и предоставляет данные о том, кто и где находится.
V2X делится на V2V (машина–машина), V2I (машина–инфраструктура–инфраструктура–машина) и V2N (машина–сеть). Говоря про V2I, мы имеем в виду получение автомобилем данных о состоянии инфраструктуры и передаче данных инфраструктуре о состоянии автомобиля.
То есть получение данных о сигнале светофора, в зоне действии дорожного знака, об актуальных дорожных событиях в окрестностях. А автомобили передают друг другу информацию о собственном состоянии: резкое торможение, поворот руля и точное местонахождение. Инфраструктура и автомобиль передают данные широковещательно. Это сравнимо с «глазами» некой информационной системы, которые установлены на борту автомобиля.
Для пилотируемых автомобилей V2X позволяет обеспечить повышенную безопасность: то, что водитель может пропустить или не увидеть, система выведет на приборы и покажет в понятном виде.
Для беспилотников эта технология не менее важна, так как в городе и за городом они тратят определенный вычислительный ресурс на считывание информации с инфраструктуры (увидеть знаки, светофоры и прочее). V2X помогает получать достоверную информацию об инфраструктуре, прописанную ключами. То есть беспилотники не тратят на это свой вычислительный ресурс.
Сама технология V2X не является обязательным условием для беспилотных автомобилей, но ее наличие позволит значительно повысить их скорость передвижения при повышении безопасности движения, а также снизить нагрузку на вычислительные системы. Но даже при отлаженной работе всей системы необходимо развивать всю дорожную инфраструктуру в целом: от дорог и разметок до оборудования для анализа и мониторинга.