Маршрут построен

Вагон метро с панорамным стеклом вместо кабины машиниста или трамвай, регулирующий скорость движения без вмешательства человека вряд ли удивят жителей мегаполисов. Мы решили разобраться, с чем связано стремительное развитие беспилотного общественного транспорта и когда же он появится на наших улицах.

Едем без водителя

В основе работы беспилотного транспорта — алгоритмы «глубокого обучения» (Deep Learning), которые позволяют системам управления регулировать свое поведение в зависимости от ситуативной обстановки. Для беспилотных автомобилей умение быстро реагировать на постоянно меняющиеся условия важно, так как не реально заранее запрограммировать все возможные ситуации на дороге.

Есть два подхода к обучению системы управления автомобилем: классический и нейросетевой. Первый состоит из четырех модулей: локализация (определение положения машины на карте), распознавание (идентификация окружающих объектов), планирование (составление маршрута с учетом внешних условий) и управление (перемещение до пункта назначения). Второй подход к обучению подразумевает, что полученные данные отправляются нейросети, которая решает, куда повернуть и на какой скорости ехать. Информация о происходящем вокруг поступает в систему управления с модуля восприятия. Он включает в себя радар, который определяет радиальную скорость объектов, сканирующий лазерный дальномер и видеокамеры.

Пока что личным беспилотникам сложно маневрировать в реальном городском движении. Общественный же транспорт едет по четким маршрутам и часто по выделенным полосам, поэтому он более перспективен для внедрения систем автоматического пилотирования.

По улицам города

Первый в мире беспилотный трамвай появился летом 2017 года в китайской провинции Шаньдун. Его вагоны вмещают в себя до 380 пассажиров, которых трамвай может перевозить на скорости до 70 километров в час. Управление осуществляется с помощью интеллектуальной системы, позволяющей транспорту самостоятельно регулировать свою скорость. В России первый беспилотный трамвай появится на улицах Москвы уже осенью этого года. В отличие от китайской версии, внешне он ничем не отличается от обыкновенного: машинист по-прежнему находится в кабине, но берет управление на себя только в экстренных ситуациях.

Первыми беспилотными микроавтобусами стали автоматические электромобили WEpods. Перемещаются они между городами Вагенинген и Ид в Голландии. Чтобы вызвать WEpod, нужно воспользоваться приложением в смартфоне. Этим машинкам, рассчитанным на шесть пассажиров, не нужны выделенные полосы, рельсы, магниты или провода: WEpods движутся непосредственно в потоке транспорта.

Похожий проект разрабатывает российская группа компаний Bakulin Motors Group. Она создает «Матрешку» — беспилотный автобус, получивший название за модульный принцип сборки. В этом беспилотнике 80 % деталей — российского производства, а автоматическая коробка переключения передач разработана специально для проекта. Водитель не предусмотрен — у «Матрешки» даже нет руля как такового. Однако у испытателей всегда наготове джойстик от Xbox, чтобы перехватить управление, если что-то пойдет не так. «Матрешка» уже более года эффективно тестируется на территории «Сколково» и в Олимпийском парке в Сочи. Выйти на улицы городов «Матрешке» мешает отсутствие в России законов, регулирующих поведение беспилотного транспорта.

В маленьком городке Ористано на западе Сардинии (Италия) на маршруте длиной 1,3 км обычные автобусы полностью заменили на беспилотные.

Под землей

Если беспилотный наземный транспорт на наших улицах еще кажется чем-то из области фантастики, то в метро поезда на автопилоте уже давно стали реальностью. Система автоведения «Движение» используется в московском, петербургском и казанском метро. Внешне такой поезд ничем не отличается от других составов, и перед выходом на линию машинист традиционно занимает рабочее место в кабине. Однако основное управление поездом система берет на себя, причем компьютер способен самостоятельно остановить состав с точностью до трех сантиметров. Также инженеры разрабатывают технологию, которая позволит диспетчеру дистанционно остановить поезд в экстренной ситуации.

Почему же человек все еще ездит в кабине? Дело в том, что перед отправлением поезда машинист смотрит в зеркало заднего вида, чтобы не тронуться с места, если кто-то остался зажатым в дверях. В некоторых поездах уже установили датчики, проверяющие, закрылись ли все двери до конца — так система должна распознавать, что кто-то застрял. Однако на сегодняшний день машинист справляется с этой задачей быстрее, поэтому, пока технологию не доработали, он необходим в кабине. Кроме того, машинист следит за отсутствием помех на пути поезда.

В сентябре этого года на федеральной трассе «Скандинавия» начнут тестировать беспилотные автомобили, которые будут курсировать между Петербургом и Хельсинки.

Тем не менее в мире существует полностью беспилотное метро. Исходя из функций, которые выполняет персонал метрополитена, разделяют несколько уровней автоматизации поездов. Класс 4 (присвоен подземке Копенгагена, Милана, Парижа, Лондона) позволяет ездить вообще без машинистов, хотя сотрудники метрополитена могут находиться в поезде для обслуживания пассажиров. В этих составах даже не предусмотрена кабина машиниста, поэтому из первого вагона можно наблюдать через лобовое стекло и тоннель, и бегущие под колесами рельсы. Класс 3 (Барселона, Пекин, Сингапур) требует присутствия в кабине водителя только для открытия и закрытия дверей, а также на случай чрезвычайных происшествий. Класс 2 (Мадрид, Сеул) предполагает, что вдобавок к перечисленному машинист контролирует отсутствие препятствий на пути. К этой категории относится сейчас и беспилотное метро Москвы, Петербурга и Казани. Класс 1 принадлежит самой обычной подземке, где поездами полностью управляют машинисты.

Валентина Соловьева, сотрудник лаборатории «Оптимальные транспортные системы» Института дизайна и урбанистики Университета ИТМО

Говорить о готовности наших городов к полному замещению управляемого транспорта беспилотным, конечно, еще рано. Однако технологии развиваются стремительно, и не остается сомнений, что уже в ближайшие десятилетия беспилотный транспорт будет использоваться повсеместно. Поэтому уже сейчас необходимо развивать инфраструктуру городов с учетом этого фактора и подготавливать соответствующую законодательную базу.

Переход на беспилотный транспорт вызовет колоссальное снижение аварийности — это, конечно, его главное преимущество. Правда, есть и определенные риски: например, вследствие безопасности поездок на беспилотниках, практически у каждого появится возможность перемещаться на личном автомобиле, что приведет к усугублению проблем с заторами на дорогах и снижению качества городской среды.

Если же развивать беспилотный транспорт как общественный, например по принципу такси (каршеринг) или совместных поездок (райдшеринг), то он положительно повлияет на городскую среду. Мы подсчитали, что для удовлетворения текущего спроса на поездки, совершаемые на личных автомобилях, беспилотных транспортных средств, работающих по принципу такси, понадобится в 10 раз меньше, чем обычных машин.

В отличие от личных автомобилей, которые 95 % времени просто занимают место на парковке, эффективность использования беспилотных такси гораздо выше. Появляется возможность значительно сократить площади, занятые парковками, освободив их для иных объектов — общественных пространств, зеленых зон, пешеходных и велосипедных дорожек. Кроме того, благодаря синхронизированному перемещению, беспилотники занимают меньше места и при движении на дороге. Также при использовании беспилотных электромобилей радикально снизятся уровень шума и количество выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.

Что касается опасений по поводу сокращения рабочих мест: это естественный процесс, сопровождающий технический прогресс; постепенно одни профессии вытесняются другими, и беспилотный транспорт не что-то из ряда вон выходящее.