Беспилотный автотранспорт на российских дорогах уже стал реальностью. «Яндекс» тестирует умные такси, в июле 2023 года на федеральную трассу М-11 «Нева» вышли автономные тягачи. Каковы перспективы внедрения высокоавтоматизированного транспорта?

Правительство РФ утвердило стратегию по цифровой трансформации транспортной отрасли России до 2030 года. Согласно стратегии, в 2024 году трафик высокоавтоматизированных транспортных средств (ВАТС) на трассе М-11 «Нева» может составить 11 тыс. штук в год. Кроме того, в новом году по всем участкам этой трассы запустят движение грузовых беспилотных тягачей 4-го уровня автоматизации. Планируется, что грузопоток беспилотного транспорта в стране вырастет не менее чем в три раза к 2030 году.

Запуск тестовых поездок на беспилотных грузовиках по М-11 был утвержден в рамках принятого правительством экспериментально-правового режима (ЭПР) в конце октября 2022 года. ЭПР распространили на Москву, Санкт-Петербург, Московскую, Ленинградскую, Тверскую и Новгородскую области. Планировалось, что в 2023 году по автомагистрали будут курсировать пять цифровых магистральных тягачей, а в 2024-м — до 50. В рамках Петербургского международного экономического форума 14 июня 2023 года состоялся запуск первых беспилотных грузовиков «КамАЗ» по трассе М-11 «Нева» между Москвой и Санкт-Петербургом. Беспилотные грузоперевозки осуществляют такие отечественные перевозчики и ритейлеры, как «ПЭК», «Глобалтрак лоджистик», «Национальный перевозчик», «Агро-авто» (Х5), «Магнит», «Сберавтотех», «Газпромнефть-снабжение».

В Татарстане заказали разработку проектно-сметной документации с целью создания пилотной зоны для тестирования высокоавтоматизированного транспорта на дорогах общего пользования.

Об экономической целесообразности грузоперевозок беспилотным транспортом

Операторы логистических услуг, осуществляющие в рамках эксперимента использование беспилотных тягачей на трассе М-11, положительно оценили первые результаты и планируют наращивать объемы грузоперевозок. Согласно обнародованным данным, запуск беспилотных грузовиков позволил сократить время доставки между Москвой и Санкт-Петербургом с 20 до 10 часов. Беспилотникам не требуется перерыв каждые 4,5 часа для отдыха водителей. Это значительно экономит время в пути, а значит, ускоряет процесс доставки и оборот подвижного состава. Полный переход на автономные перевозки сократит себестоимость доставки за счет непрерывного движения транспортных средств на 10%.

Для повсеместного применения беспилотного транспорта необходимо понимание участниками рынка экономической целесообразности такого способа доставки грузов. Пока это пилотный проект, но за этой технологией будущее.

Еще в 2021 году на проектно-образовательном интенсиве НТИ по подготовке команд в сфере сквозных технологий «Архипелаг 2021» эксперты обсуждали экономическую целесообразность беспилотных грузоперевозок. Было озвучено мнение, что переход к полноценным беспилотным перевозкам позволит компаниям экономить 10% расходов. Кто-то говорил о 30%. Но даже 10% при существующих объемах грузоперевозок — это огромные деньги. Соответственно будет снижаться стоимость грузов и конечная стоимость товаров, которые доходят до потребителей. К тому же это поможет уменьшить расходы на зарплаты водителям, которых, кстати, остро не хватает.

В ближайшей перспективе для увеличения заинтересованности рынка услугами перевозки грузов беспилотниками государство должно субсидировать такие грузоперевозки. Потом бизнес, почувствовав выгоду и без субсидирования, продолжит использовать технологию. Новые технологии не внедряются с наскока. Часто приходится убеждать игроков рынка в том, что это полезно, нужно и выгодно. Субсидирование — один из таких методов убеждения.

Еще один фактор заключается в том, что развитие ВАТС дает стимул для развития радиоэлектронной промышленности.

О необходимом оборудовании для цифрового транспорта

До применения ВАТС на дорогах общего пользования еще далеко, но в перспективе 10–15 лет беспилотные грузовики смогут перевозить значительную часть грузов до логистических хабов, считают эксперты. Нужно понимать, что любые технологии становятся доступнее при массовости применения. Со временем отдельные компоненты беспилотника, включая камеры, лидары, радары, GNSS-модули и другое оборудование, будут существенно дешевле.

Скептики введения беспилотного транспорта в России ссылаются на погодные условия и некачественную, а порой и отсутствующую дорожную разметку. Беспилотные автомобили, в частности испытываемые в США, оснащены камерами с искусственным интеллектом, которые помогают им ориентироваться на улицах и идентифицировать такие объекты, как дорожные знаки, пешеходов, автомобили и т.д. Зимой на заснеженной дороге камера просто не увидит разметки на дорогах.

Решение этой проблемы найдено за счет цифровых двойников дороги, рассказывает начальник отдела главного конструктора Научно-исследовательского института микроэлектронной аппаратуры «Прогресс» Евгений Скиба. По его словам, они позволяют без использования визуальной информации с камер полностью воспроизвести дорожные инфраструктуру и полотно, вплоть до ям, ухабов, которые можно заранее прогнозировать. В двойнике учтены все знаки, разметка, схема движения, пересечения, съезды и т.п. Сейчас в Минтрансе рассматривается вопрос о том, что ремонт дороги будет засчитываться только при занесении цифрового двойника этого участка дороги в общую базу. В перспективе это позволит оцифровать всю дорожную сеть страны. Применение дублирующих средств навигации — таких, как лидар, различных датчиков, позволяют сгладить существующие дорожные и погодные сложности.

Смогут ли отечественные разработчики электронно-компонентной базы удовлетворить потребности российских производителей цифровых тягачей в необходимых оборудовании и микрочипах с учетом западных санкций? НИИМА «Прогресс», например, сейчас разрабатывает линейку навигационно-связных модулей, таких как 2-3-4G модули, Wi-Fi и bluetooth, а также ГНСС (глобальную навигационную спутниковую систему). В ООО «ДЕФАН» в настоящее время занимаются разработкой отечественного лидара, который является одним из важных элементов ВАТС.

Имеющиеся потребности производителей в части электронно-компонентной базы (ЭКБ) сейчас успешно закрываются, отмечают в НИИМА «Прогресс». При необходимости разработчики заранее резервируют производственные линии, выпускающие микрочипы.

О решении проблем с навигацией

Определенная доля скепсиса связана с надежностью работы навигационной системы в условиях помех. НИИМА «Прогресс» разрабатывает комплексированную навигационную систему услуг локации «КОНСУЛ». Она обеспечивает связь на технологическом диапазоне LTE. Вторая функция — это обеспечение навигации. Создается навигационное поле в зоне покрытия базовыми станциями.

Если используются классические GSM-связи, 4G, у них есть приоритизация трафика. Голосовой трафик идет в первую очередь. Когда беспилотник обменивается данными с телематической платформой, платформой внешнего управления, этот трафик может идти с задержками. Для того чтобы исключить эти задержки, желательно создать свою связную систему, которая обеспечит именно тот трафик, который нужен для беспилотного транспорта. Причем это закрытая сеть — вмешаться извне в нее будет крайне сложно.

«Вторая функция «КОНСУЛа» — дублирование глобальной спутниковой системы, — объясняет технологию Евгений Скиба. — В центре Москвы ГНСС работает далеко не везде. Плюс геодезисты часто жаловались на дальнобойщиков, которые используют “глушилки”. Работая рядом с дорогой, геодезисты часто теряли сигнал. Внешнее воздействие влияет на работу беспилотного транспорта. Мы создаем свое локальное навигационное поле, которое не зависит от ГНСС. Даже если он будет выключен полностью, беспилотники смогут продолжать движение, получать координаты внутри нашей системы».

Тот терминал, который будет устанавливаться на беспилотный транспорт, при подключении внешних источников навигационной информации, таких как лидар, камера, радиосканер, одометр и т.д., позволяет получать местоположение. Эти технологии используются для того, чтобы заметить препятствие и дать управляющую команду (остановиться, объехать и т.д.). С помощью лидара и камеры определяется местоположение, координаты, что позволяет беспилотнику двигаться дальше, не теряя свое местоположение на местности.

Разработчики используют нейросеть. Для этого необходимо заранее собрать датасет (обработанный и структурированный массив данных). Чем интересно это решение: в цифровой карте дороги присутствуют данные видеокамеры, лидара. На созданных цифровых двойниках дороги можно обучать нейросеть. В процессе движения актуализируются данные цифровой карты. Когда комплексируются все доступные сигналы, то при изменении одного из навигационных слоев, не теряя местоположение, система управления беспилотника актуализирует этот слой.

По словам Евгения Скибы, в НИИМА «Прогресс» рассчитывают уже к середине следующего года пилотировать в полях, пробовать систему «КОНСУЛ» на беспилотном транспорте — с Научно-исследовательским автомобильным и автомоторным институтом (НАМИ) уже обсуждается создание полигона, на котором будет тестироваться ВАТС.

Кроме того, одной из подсистем «КОНСУЛа» является indoor-навигация (навигация внутри помещений). Эта подсистема позволяет в транспортной логистике отслеживать транспортные средства и грузы: на палету размещается метка и с ее помощью определяется местонахождение груза. Между тем специалисты «Прогресса» нашли и необычный способ использования indoor-навигации.

В ходе разработок они пришли к интересному решению проблемы навигации в центре Москвы. Зная о существовании сущности цифрового двойника дороги, в Институте решили применить видеоданные и данные лидара. Там озадачились вопросом, что же делать, чтобы обычный человек со смартфоном мог вернуться в ту точку, в которой он находится в центре столицы. Разработчики взяли bluetooth-маячки, которые используются внутри помещений, и разместили их на одной улице, на столбах освещения. И при помощи собственной системы indoor-навигации стали двигаться со смартфоном. При этом получилась точность позиционирования до 10 метров. Что равнозначно точности ГНСС в городе.

Сейчас ведется диалог с правительством Москвы о реализации этого проекта и обеспечении навигации в центре Москвы с помощью технологии bluetooth. При этом разработчики заранее продумали, как ограничить использование системы, чтобы ей не могли воспользоваться в незаконных целях. Внутри Третьего транспортного кольца, по подсчетам, понадобится порядка 50-60 тысяч маячков. Это достаточно маленькое устройство. Сейчас тестируется собственный подобный bluetooth-маяк.

Нет сомнений, что за беспилотным транспортом будущее. Вопрос остается лишь в том, когда произойдет его массовое внедрение. Технический прогресс и экономическая целесообразность сделают процесс введения ВАТС в России неизбежным, и мы увидим впечатляющие достижения в этой области.

Благодарим НИИМА «Прогресс» за помощь в подготовке материала

Изображения: телеканал «Санкт-Петербург»; «Российская газета»; Getty Images; Frepik

Подписывайтесь на каналы Let AI be в Telegram и «ВКонтакте» — оставайтесь в курсе главных новостей в сфере искусственного интеллекта!