Интеллект за рулем. Лишь очень умному транспорту можно доверить перевозку людей

Премьер-министр РФ Михаил Мишустин утвердил концепцию по ускорению в стране развития беспилотных транспортных средств. Первые такие авто, в которых не будет даже подстраховки в виде инженера-испытателя на водительском сиденье, появятся на улицах Москвы уже в этом году. Чего ждать от стремительно умнеющего транспорта и какое будущее нам в этой связи уготовано? Попробуем разобраться.

Эксперименты с беспилотниками сейчас проходят как минимум в 13 регионах страны. До конца 2021-го появится федеральный закон, который установит требования к перевозке пассажиров и грузов такого рода машинами, предельные тарифы по ОСАГО (обязательное страхование автогражданской ответственности), периодичность прохождения техосмотра и другие основополагающие вещи. Затем последуют поправки в Правила дорожного движения, порядок расследования дорожно-транспортных происшествий с участием беспилотников, правила аккредитации операторов техобслуживания и многое другое.

— Высокоавтоматизированный транспорт — это наше будущее. Скорое или удаленное, но однозначно неизбежное, — считает Султан Жанказиев, завкафедрой «Организация и безопасность движения» Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ). — Это неотъемлемая часть умных городов, развитие которых сейчас во многих странах описывается большими стратегическими документами. В Европе, например, это знаменитая «Белая книга», содержащая сценарии развития ЕС на обозримую перспективу. Убежден, что в самое ближайшее время такой стратегический документ с плановыми показателями по комфорту проживания и качеству жизни людей появится и в России.

А умный транспорт — это как раз один из факторов, определяющих качество жизни.

И ум такого транспорта, по мнению нашего эксперта, не только и не столько в продвинутой IT-начинке, сколько в подключенности ко множеству цифровых сервисов, объединенных в единую интеллектуальную систему управления городским движением. Важнейшей, на его взгляд, частью этой системы является цифровая модель дороги (ЦМД) — динамическая (то есть отражающая сиюминутное состояние) база, собирающая в нон-стоп-режиме данные с машин, магистралей, светофоров, дорожных камер, остановок и тому подобных «подключенных объектов», являющаяся по сути виртуальным двойником дороги реальной.

— Умный автомобиль — это автомобиль подключенный, он должен информировать не только о себе, но и о происходящем внутри салона. Взрослые люди, дети, животные, наличие не очень трезвых пассажиров или какой-то немирной ситуации должны распознаваться внутренним техническим зрением и влиять на предоставление или непредоставление тех или иных дорожных сервисов (например, проезд по приоритетной полосе). Снаружи в автомобиль должна поступать информация от ЦМД — о скорости и составе транспортного потока, осадках, ограничении видимости, коэффициенте сцепления дороги, о ее повреждениях и износе… Мы провели уже огромное количество тестов, и все показывают, что автомобиль, снабженный одним лишь собственным техническим зрением, всегда проигрывает машине, активно взаимодействующей с ЦМД. Скажем, в ситуации экстремального торможения люди, сидящие в первом авто, чувствуют себя очень некомфортно. Во втором случае ЦМД видит статусы всех мобильных объектов, определяет характеристики их движения, предугадывает возможные конфликтные сценарии и дает команду на заблаговременное замедление, сводя стресс пассажиров к нулю. Мы проигрывали различные сценарии конфликтности, в том числе и ситуации с двойным перестроением (часто встречающейся на российских дорогах), и во всех случаях ЦМД обеспечила не только безопасность, но еще и возможность выбирать те режимы движения, при которых сидящие внутри люди — а это было одно из условий теста — вообще не обращают внимания на то, какие перестроения и маневры совершает автомобиль.

Внешняя цифровая система, по словам эксперта, регулирует даже плотность дорожного потока:

— Представьте себе ситуацию, что в городе есть авто только определенной категории, одинаково оборудованные, с одинаковым уровнем автоматизации, вся информация в которых обрабатывается платформой одного производителя. При такой картине и машины в потоке движутся идеально. Но в ближайшие десятилетия нас, увы, ждут лишь смешанные транспортные потоки. И все наши тесты показывают, что и тут ЦМД приходит на помощь водителям. То есть все первоначальные заявления о том, что беспилотный автомобиль никак не разваливает поток, безосновательны до тех пор, пока он не начинает взаимодействовать с ЦМД. Да и сами посудите, кому нужна машина, которая интенсивно разгоняется, активно тормозит и даже может встать посреди магистрали, потому что при возникновении целого ряда дорожных ситуаций не ехать — это для нее единственный сценарий?

Заплати за турбокнопку

Так когда же заработает этот волшебный, руководящий и направляющий помощник?

— Многие сервисы интеллектуальной транспортной системы (ИТС) могут быть запущены уже сейчас, — уверен Жанказиев. — Технологии это позволяют. Скажем, переход к пополосному управлению движением и с нормативной, и с технологической точки зрения возможен уже сегодня. Но этого не происходит по многим причинам. Существующий 44-й Федеральный закон, к сожалению, не очень мотивирует бизнес вкладываться в такие системы. Нужен документ прямого действия, который напрямую предъявляет требования к архитектуре и к типовым составляющим ИТС.

По данным мировой аналитики, к концу 2030 года объем рынка ИТС достигнет 4,2 триллиона рублей с ежегодным приростом до 10 процентов. На откуп бизнесу могут быть отданы некоторые элементы АСУДД, сфера логистики, управление парковками, платные дороги, пользовательские сервисы, кооперативные ИТС и многое другое.

— Уверен, что нас ждет и отход от понятия дороги общего пользования, — считает Жанказиев. — Потайминговый километровый тариф — это наше неизбежное будущее. Представьте, что вы куда-то опаздываете — в аэропорт, на переговоры, в театр — и можете заказать передвижение в ускоренном режиме. Оплачиваете услугу бесконтактным способом (скажем, голосом), ЦМД анализирует движение с учетом тех, кто запросил аналогичный сервис, упаковывает вас в отдельный транспортный поток и дает ему зеленый свет, так сказать, в «турборежиме». Уверен, что в Москве значительная часть водителей в районе 17–19 часов захотят купить такую услугу.

Зайцы, в лес!

Понятно, что такой же турборежим ЦМД сможет обеспечить, например, общественному транспорту или скорой помощи и пожарным машинам. Было бы на то желание городских властей. Кстати, зайцы тоже, скорее всего, в самое ближайшее время будут водиться исключительно в лесу, потому что и на безбилетников, как выясняется, нашлась управа.

— Перед нами стояла задача повысить собираемость за проезд, — рассказывает Геннадий Суворов, эксперт по руководству проектами искусственного интеллекта. — Для Москвы это, может быть, не так актуально, потому что большинство пользуется «Тройками», а вот в регионах, где деньги за проезд собирает водитель или кондуктор, потери по статистике составляют до 40 процентов ежедневной выручки. Идея была проста: вешаем над дверьми камеры, подключаем их к небольшому бортовому компьютеру, задействуем машинное зрение и сверхточную нейронную сеть и считаем пассажиров на борту. При этом система не только видит вошедших и вышедших в одном конкретном автобусе, но и может выдавать аналитику в целом по городу: геолокацию транспортных средств, интенсивность потока, тепловую карту пассажиров (в каком автобусе, например, народу много, а где свободно), препятствовать воровству, мониторить скопления людей на остановках и так далее.

По словам разработчиков, нейронная сеть и машинное зрение тут работают в тандеме:

— В реальной жизни возникают разные нештатные ситуации, с которыми нейронная сеть еще не сталкивалась. Например, человек или его одежда отражается в окне, в салон падают тени от деревьев, какой-то пассажир вошел в майке, на которой нарисована голова — необученная сеть посчитает все это как отдельных пассажиров. Или, например, если в дверь зайдет высокий человек с рюкзаком на спине, его голову и верх рюкзака она посчитает за двоих. С такими ситуациями помогают разбираться алгоритмы машинного зрения, которые в таких случаях лучше понимают, что происходит, и обучают сеть по ходу дела, давая ей более качественно «вести» пассажира от входа к выходу.

Разумеется, системы, считающие пассажиропоток, — не новость. Но в большинстве своем они снимают видео нон-стоп, потом пересылают его на сервер, там в конце дня, когда пришли изображения со всех автобусов, все это долго и нудно считается и превращается в довольно дорогое удовольствие, потому что видео с тысячи автобусов — это 12 терабайт, которые еще надо как-то перекачать по интернету в облако. Наша система большую часть данных обрабатывает прямо на борту, а в облако передает только результаты. В итоге масштабируемость получается неограниченная — хоть тысяча автобусов или трамваев в городе, хоть 100 тысяч, сколько поставим на борт маленьких компьютеров, столько данных и получим.

Стремительно умнеют сейчас и поезда — что в подземельях метрополитена, что на МЦК или загородных направлениях. И тут большинство стран опять-таки делает ставку на беспилотники. Довольно серьезные программы на эту тему реализуют сейчас Китай и Великобритания, Франция и Голландия, Германия и Польша... Россия и Москва тоже в теме.

— В мире действительно очень активно занимаются этим вопросом, — рассказывает Павел Попов, руководитель Центра систем управления и обеспечения безопасности движения АО «НИИАС». — Например, голландцы заезд в депо осуществляют уже в беспилотном режиме: машинист приезжает на последнюю станцию, передает управление удаленному оператору, и тот заводит весь состав в депо. Дополнительно все (в том числе и мы) работают над роботизацией осмотра подвижного состава — создаются роботы-осмотрщики, роботы-расцепщики. Дело в том, что для людей эта работа очень тяжелая. Смена длится 12 часов, и все это время они железной вилкой расцепляют вагоны...

Что касается поездов-беспилотников, то старт этим разработкам в России был дан в 2015 году. Уже спустя два года первый такой локомотив появился на станции Лужская Октябрьской железной дороги. В 2019-м стали тестировать другие беспилотные поезда…

— У нас сейчас на МЦК есть два поезда, которые оснащены системой технического зрения и возможностью дистанционного управления, там машинист еще должен присутствовать в кабине, но может ее покинуть и, например, пройтись по салону. И активно готовятся финальные версии электропоезда, которые уже будут соответствовать четвертому уровню автоматизации, то есть полностью беспилотные, — продолжает эксперт. — К концу 2021 года один такой поезд мы планируем пустить в тестовом режиме по МЦК, хотя человек в кабине там на всякий случай пока еще будет, но к пульту сможет прикасаться лишь в самом крайнем случае.

Как и в истории с автомобилями, поезд-беспилотник подразумевает целую сложную систему, обслуживающую посадку и высадку пассажиров, мгновенную связь, обеспечение правильных интервалов, перестройку депо — фактически поменяться должна вся и без того замороченная система обслуживания. Особое внимание, разумеется, уделяют ЧП.

— Обычно, если что-то происходит, диспетчер должен связаться по радио с каждым машинистом, сообщить ему о ситуации, — объясняет Попов. — Сейчас система вместе с диспетчером быстро распознает и анализирует происходящее и мгновенно отдает команду, как действовать, всем поездам. Скажем, раньше в случае поломки одного все поезда собирались из-за этого в «гармошку». Сейчас идет мгновенная команда, что они должны остановиться на ближайших платформах, высадить, если надо, пассажиров, и как только сломанный поезд будет убран с путей, дается «добро» на дальнейшее движение с автоматическим пересчетом графиков всех поездов.

Активно решают сейчас инженеры и проблему «перебежчиков»:

— Все современные локомотивы оснащаются сейчас девятью камерами, одна из которых — инфракрасная, и несколькими лидарами (лазерными сканерами). В итоге обнаружить какое-то препятствие на рельсах или рядом с ними вся эта техника может еще за километр. В конце января я присутствовал на очередном испытании в кабине машиниста и видел, что система реально обнаруживает манекены раньше, чем люди. На участках, где люди часто перебегают пути, сейчас дополнительно устанавливают стационарные комплексы, которые передают информацию о каких-то препятствиях на подъезжающий поезд. Эта же система используется и при маневровых операциях, когда поезд движется вагонами вперед и на локомотиве не видно, что там на рельсах.

РЕПЛИКА

Будущее не за формализмом, а за технологиями

Александр Высоцкий, руководитель службы по связям с госорганами и организациями компании по заказу такси и перевозок:

— Цифровые технологии в последнее время очень активно стали влиять на транспортную безопасность. Теперь мы можем отслеживать маршрут, если отправляем ребенка одного на такси, передавать этот маршрут доверенным контактам, быстро, одной кнопкой на смартфоне, вызывать экстренные службы и так далее. И перемены, если что, продолжаются.

Например, зная, какие есть ограничения скорости на том или ином участке дороги, мы можем видеть нарушителей и уведомлять их о конкретном нарушении. Тот же водительский смартфон в салоне позволяет отслеживать и манеру вождения — резкие перестроения и другие опасные маневры. Причем технология сделана таким образом, что различает маневры автомобильные и те, при которых человек просто взял в руки или уронил телефон. И это уже гораздо более умный контроль, позволяющий отслеживать лихачей. Сейчас еще будем тестировать устройства для мониторинга внимания водителя.

Благодаря биометрии, фото- и видеоконтролю идентификация водителя и его документов теперь занимает лишь пару секунд, и на всей территории страны ее точность достигла 99,8 процента! То есть времена, когда вам пишут, что приедет Иван, а приезжает Петр, уже закончились.

Об эффективности этих мер говорит статистика, по которой 90 водителей из 100 после предупреждения перестают нарушать скоростной режим и улучшают манеру вождения, потому что реально опасаются лишиться возможности принимать заказы или упасть в рейтинге, ведь это влияет на их заработок. В итоге мы видим реальное снижение ДТП — как по собственным данным, так и по статистике страховых компаний.

КСТАТИ

Предсказуемость дороги — одна из главных проблем тестирования беспилотников на полигонах. В подмосковной деревне Шахово построили инновационный комплекс с программируемой изменчивостью ландшафта, который можно обновить на 90%, резко изменив при этом даже тип дорожного покрытия.

В ДВИЖЕНИИ

В ГАУ «НИ и ПИ Градплан города Москвы» не так давно подсчитали все наши передвижения. 84% жителей перемещаются по городу в средний рабочий день.

16% сидят на месте. Одно передвижение по городу совершают 5% горожан, два передвижения — 59%, три передвижения — 14%, пять и более — 2%. В общем и целом в сутки в Москве происходит 24,7 миллиона перемещений по городу.

Читайте также: Благодаря чат-боту время на сбор анамнеза у врачей столичных поликлиник сокращается вдвое