![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
tm-viluy.livejournal.com posting in ![[community profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/community.png){kind=small}
engineering_ruПару лет назад мне довелось провести небольшое журналистское исследование на тему развития новых технологий в автомобильной промышленности. И если гибриды и электромобили - это наше сегодня в области экологии, а что нас ждёт "завтра"? Может самоуправляемые машины...
В наше время развитие технологий идёт семимильными шагами. Транспортные средства модернизируются и совершенствуются. Требования по экологичности и безопасности техники постоянно ужесточаются, заставляя производителей изобретать новые системы и внедрять новые технологии. Налаженная постоянная кооперация и обмен инновациями и опытом между различными отраслями промышленности только способствуют развитию. Работа учёных вдохновляет писателей-фантастов, а учёные, в свою очередь, ищут пути воплощения в жизнь фантазий писателей.
В голливудском боевике «Я, робот», выпущенном в 2004 году, грузовики (если их конечно можно так назвать), перевозящие роботов, движутся по автостраде самостоятельно, без водителя. А в более ранней картине, вышедшей на экраны в 2000 году – «6-й день» – есть эпизод, где герои едут в машине и спокойно разговаривают, повернувшись лицом друг к другу. Управление автомобилем осуществляется автоматически до определённого момента, о чём сидящего за рулём человека предупреждает «автоводитель». Предваряет фильм фраза «в недалёком будущем, которое наступит раньше, чем вы думаете». Насколько мы близки к воплощению мечты о транспортных средствах будущего? Какого прогресса в этом направлении достигли технологии за восемь-двенадцать лет после выхода этих картин?
Автокараван с одним водителем
Важный аспект, на который обращают внимание производители техники и, в первую очередь, автомобильного транспорта – работа водителей, осуществляющих перевозки на дальних расстояниях. Не секрет, что такая работа требует постоянной концентрации внимания, сохранить которую при однообразном движении по автомагистрали и шоссе достаточно сложно. А при длительных командировках в другие регионы, особенно возвращаясь домой, да ещё и в преддверии праздников, тем более хочется поскорее добраться в родной город. При этом часто игнорируются требования техники безопасности, касающиеся количества времени, проведённого за рулём, и иногда, к сожалению, это приводит к плачевным последствиям.
Одной из разработок в области облегчения работы водителей, особенно дальнобойщиков, является проект SARTRE компании Volvo. Цель проекта, разрабатываемого центром исследований и инноваций Volvo Technology, заключается в реализации технологий, позволяющих выстроить движение автомобилей в караване: когда водитель в головной машине ведёт за собой вереницу других автомобилей, которые могут определять скорость и направление движения переднего автомобиля и расстояние до него, а также подстраиваться под данные параметры. Машины физически не связаны друг с другом и могут отделиться в любой момент.
Оказавшись в караване, водители ведомых машин могут расслабиться и заняться другими делами, а караван продолжает движение к месту назначения под квалифицированным управлением водителя ведущего автомобиля. Ожидается, что движение автомобилей в караване будет обладать большим количеством преимуществ: дорожная безопасность повысится, расход топлива и, следовательно, выбросы углекислого газа (СО2) снизятся, уменьшатся заторы на дорогах, так как расстояние между транспортными средствами будет составлять всего лишь несколько метров и контролироваться автоматически. Во время такого движения водители ведомых транспортных средств смогут отдохнуть или поесть, а может быть, даже вздремнуть. Технологию успешно испытали в караване с одним ведущим и одним ведомым автомобилем. «Безопасность – это одна из основных ценностей Volvo, поэтому мы направляем значительные усилия на разработку процессов автоматизации максимально безопасным способом, – отмечает Карл Йохан Альмквист (Carl Johan Almqvist) из компании Volvo Trucks. – Технология быстро развивается, но наша цель заключается в том, чтобы обеспечить её максимально безопасную работу в паре с человеком. Водитель должен чувствовать себя в такой же безопасности, как если бы он управлял автомобилем самостоятельно, несмотря на то, что основную работу выполняет компьютер».
Самоуправляемые машины наших дней
Машины давно умеют тормозить и разгоняться самостоятельно, определять своё местоположение и расстояния до препятствий. Даже рулить сами. Многочисленные системы помощи водителю, такие как лидар, радар, ультразвук, камеры, системы GPS и т. д., давно и успешно используются в различных транспортных средствах. Теперь специалисты компаний стараются объединить их воедино, «научив» автомобиль ездить самостоятельно, без участия водителя. В настоящее время разнообразные проекты самоуправляющихся автомобилей реализуются в университетах, научно-исследовательских институтах и высокотехнологичных компаниях по всему миру, а их история уходит своими корнями в Японию 1970-х. В самоуправляющемся режиме автомобили преодолели сотни тысяч километров, и сторонники данной технологии полагают, что подобные машины смогут повысить пропускную способность дорог, уменьшить количество заторов и, что наиболее важно, повысить безопасность дорожного движения за счёт устранения водительских ошибок. В поддержку данного предположения говорит и статистика: причиной 90% аварий становится человеческий фактор.
Немецкий концерн BMW Group проводит исследования возможного использования систем автоматического управления автомобилем на автобане. Для этого компания оборудовала BMW 5-й серии функцией автоматического движения при движении по автобану, которое активизируется нажатием одной кнопки. Система способна с помощью большого числа различных датчиков, систем и высокоточных компьютерных карт отслеживать текущее местоположение и самостоятельно двигаться по автобану. Прототип успешно взаимодействует с другими участниками дорожного движения, самостоятельно производя обгон медленно идущего транспорта. Большое количество датчиков, дополняющих друг друга, помогает общей системе компенсировать слабые стороны различных систем и разносторонне оценивать ситуацию. Подобные системы уже давно и успешно ежедневно используются в другом виде транспорта – это автопилот в авиации. Конечно, загруженность авиатрасс меньше, и поток транспорта ниже, но он постепенно увеличивается.
Но как у любой медали тут есть и другая сторона. Что будет, если случится внештатная ситуация? Ведь за движением самолётов следят диспетчерские службы, а в кабине постоянно присутствует экипаж, контролирующий ситуацию. Пилот в любой момент может взять на себя управление лайнером. По мнению Карла Йохана Альмквиста (Carl Johan Almqvist), директора по безопасности движения и продуктов Volvo Trucks, наиболее безопасным подходом является сочетание автоматизированной системы, контролирующей обстановку в диапазоне 360 градусов, со знаниями и опытом профессионального водителя. «Мы верим в водителя и понимаем, что человеческий мозг может принимать решения, неподвластные автоматизированным системам, – говорит он. – Компьютер никогда не устает, но он может делать только то, на что запрограммирован».
Доктор Нико Кэмпфхен (Nico Kemphen), руководитель проекта по автоматизации движения отдела BMW Group по исследованиям и технике, согласен с коллегой. После успешных испытаний и тестов на автобане автоматизированного BMW 5-й серии, оснащённого функцией автоматического движения, он отметил, что, «несмотря на передачe полного управления автомобилем на магистрали автоматической системе, именно водитель несёт ответственность за происходящее и контролирует ситуацию на дороге».
Готовы ли мы к прогрессу
Благодаря технологическому прогрессу в области автоматического управления автомобилем, производители могут внедрять и усовершенствовать системы по отдельности. Например, при движении в пробках внимание рассеивается, теряется концентрация и в случае резкой остановки едущего впереди автомобиля водитель может просто не успеть среагировать, что увеличивает вероятность столкновения. Разработанные системы помощи при движении в заторах позволяют транспортному средству самостоятельно поддерживать дистанцию, замедляться и останавливаться при необходимости. Автомобиль способен даже самостоятельно менять направление движения, но только пока рука водителя находится на рулевом колесе. А говорить о ставших уже привычными системах и вовсе нет необходимости. Но все они являются составными частями комплексной системы автоматизированного управления транспортным средством. Некоторые из них стали отправной точкой развития, другие – кусочком от единой системы, который внедрили в серийно производимый автомобиль.
К сожалению, большинство новых разработок остаются пока только в прототипах и концепткарах. Для внедрения некоторых инновационных технологий на практике необходимы изменения в законодательстве и... в наших умах. Насколько мы готовы к тому, что управление автомобилем будет осуществляться автоматически, а на нас останется только контроль и ответственность? Не расслабит ли водителя отсутствие активных действий при движении ещё больше? В каких ситуациях можно доверить управление транспортным средством электронике, а в каких этого делать не следует? Вопросов, как видим, ещё очень и очень много. Но рано или поздно мы узнаем на них ответы. И, возможно, гораздо раньше, чем мы думаем...
В наше время развитие технологий идёт семимильными шагами. Транспортные средства модернизируются и совершенствуются. Требования по экологичности и безопасности техники постоянно ужесточаются, заставляя производителей изобретать новые системы и внедрять новые технологии. Налаженная постоянная кооперация и обмен инновациями и опытом между различными отраслями промышленности только способствуют развитию. Работа учёных вдохновляет писателей-фантастов, а учёные, в свою очередь, ищут пути воплощения в жизнь фантазий писателей.
В голливудском боевике «Я, робот», выпущенном в 2004 году, грузовики (если их конечно можно так назвать), перевозящие роботов, движутся по автостраде самостоятельно, без водителя. А в более ранней картине, вышедшей на экраны в 2000 году – «6-й день» – есть эпизод, где герои едут в машине и спокойно разговаривают, повернувшись лицом друг к другу. Управление автомобилем осуществляется автоматически до определённого момента, о чём сидящего за рулём человека предупреждает «автоводитель». Предваряет фильм фраза «в недалёком будущем, которое наступит раньше, чем вы думаете». Насколько мы близки к воплощению мечты о транспортных средствах будущего? Какого прогресса в этом направлении достигли технологии за восемь-двенадцать лет после выхода этих картин?
Автокараван с одним водителем
Важный аспект, на который обращают внимание производители техники и, в первую очередь, автомобильного транспорта – работа водителей, осуществляющих перевозки на дальних расстояниях. Не секрет, что такая работа требует постоянной концентрации внимания, сохранить которую при однообразном движении по автомагистрали и шоссе достаточно сложно. А при длительных командировках в другие регионы, особенно возвращаясь домой, да ещё и в преддверии праздников, тем более хочется поскорее добраться в родной город. При этом часто игнорируются требования техники безопасности, касающиеся количества времени, проведённого за рулём, и иногда, к сожалению, это приводит к плачевным последствиям.
Одной из разработок в области облегчения работы водителей, особенно дальнобойщиков, является проект SARTRE компании Volvo. Цель проекта, разрабатываемого центром исследований и инноваций Volvo Technology, заключается в реализации технологий, позволяющих выстроить движение автомобилей в караване: когда водитель в головной машине ведёт за собой вереницу других автомобилей, которые могут определять скорость и направление движения переднего автомобиля и расстояние до него, а также подстраиваться под данные параметры. Машины физически не связаны друг с другом и могут отделиться в любой момент.
Оказавшись в караване, водители ведомых машин могут расслабиться и заняться другими делами, а караван продолжает движение к месту назначения под квалифицированным управлением водителя ведущего автомобиля. Ожидается, что движение автомобилей в караване будет обладать большим количеством преимуществ: дорожная безопасность повысится, расход топлива и, следовательно, выбросы углекислого газа (СО2) снизятся, уменьшатся заторы на дорогах, так как расстояние между транспортными средствами будет составлять всего лишь несколько метров и контролироваться автоматически. Во время такого движения водители ведомых транспортных средств смогут отдохнуть или поесть, а может быть, даже вздремнуть. Технологию успешно испытали в караване с одним ведущим и одним ведомым автомобилем. «Безопасность – это одна из основных ценностей Volvo, поэтому мы направляем значительные усилия на разработку процессов автоматизации максимально безопасным способом, – отмечает Карл Йохан Альмквист (Carl Johan Almqvist) из компании Volvo Trucks. – Технология быстро развивается, но наша цель заключается в том, чтобы обеспечить её максимально безопасную работу в паре с человеком. Водитель должен чувствовать себя в такой же безопасности, как если бы он управлял автомобилем самостоятельно, несмотря на то, что основную работу выполняет компьютер».
Самоуправляемые машины наших дней
Машины давно умеют тормозить и разгоняться самостоятельно, определять своё местоположение и расстояния до препятствий. Даже рулить сами. Многочисленные системы помощи водителю, такие как лидар, радар, ультразвук, камеры, системы GPS и т. д., давно и успешно используются в различных транспортных средствах. Теперь специалисты компаний стараются объединить их воедино, «научив» автомобиль ездить самостоятельно, без участия водителя. В настоящее время разнообразные проекты самоуправляющихся автомобилей реализуются в университетах, научно-исследовательских институтах и высокотехнологичных компаниях по всему миру, а их история уходит своими корнями в Японию 1970-х. В самоуправляющемся режиме автомобили преодолели сотни тысяч километров, и сторонники данной технологии полагают, что подобные машины смогут повысить пропускную способность дорог, уменьшить количество заторов и, что наиболее важно, повысить безопасность дорожного движения за счёт устранения водительских ошибок. В поддержку данного предположения говорит и статистика: причиной 90% аварий становится человеческий фактор.
Немецкий концерн BMW Group проводит исследования возможного использования систем автоматического управления автомобилем на автобане. Для этого компания оборудовала BMW 5-й серии функцией автоматического движения при движении по автобану, которое активизируется нажатием одной кнопки. Система способна с помощью большого числа различных датчиков, систем и высокоточных компьютерных карт отслеживать текущее местоположение и самостоятельно двигаться по автобану. Прототип успешно взаимодействует с другими участниками дорожного движения, самостоятельно производя обгон медленно идущего транспорта. Большое количество датчиков, дополняющих друг друга, помогает общей системе компенсировать слабые стороны различных систем и разносторонне оценивать ситуацию. Подобные системы уже давно и успешно ежедневно используются в другом виде транспорта – это автопилот в авиации. Конечно, загруженность авиатрасс меньше, и поток транспорта ниже, но он постепенно увеличивается.
Но как у любой медали тут есть и другая сторона. Что будет, если случится внештатная ситуация? Ведь за движением самолётов следят диспетчерские службы, а в кабине постоянно присутствует экипаж, контролирующий ситуацию. Пилот в любой момент может взять на себя управление лайнером. По мнению Карла Йохана Альмквиста (Carl Johan Almqvist), директора по безопасности движения и продуктов Volvo Trucks, наиболее безопасным подходом является сочетание автоматизированной системы, контролирующей обстановку в диапазоне 360 градусов, со знаниями и опытом профессионального водителя. «Мы верим в водителя и понимаем, что человеческий мозг может принимать решения, неподвластные автоматизированным системам, – говорит он. – Компьютер никогда не устает, но он может делать только то, на что запрограммирован».
Доктор Нико Кэмпфхен (Nico Kemphen), руководитель проекта по автоматизации движения отдела BMW Group по исследованиям и технике, согласен с коллегой. После успешных испытаний и тестов на автобане автоматизированного BMW 5-й серии, оснащённого функцией автоматического движения, он отметил, что, «несмотря на передачe полного управления автомобилем на магистрали автоматической системе, именно водитель несёт ответственность за происходящее и контролирует ситуацию на дороге».
Готовы ли мы к прогрессу
Благодаря технологическому прогрессу в области автоматического управления автомобилем, производители могут внедрять и усовершенствовать системы по отдельности. Например, при движении в пробках внимание рассеивается, теряется концентрация и в случае резкой остановки едущего впереди автомобиля водитель может просто не успеть среагировать, что увеличивает вероятность столкновения. Разработанные системы помощи при движении в заторах позволяют транспортному средству самостоятельно поддерживать дистанцию, замедляться и останавливаться при необходимости. Автомобиль способен даже самостоятельно менять направление движения, но только пока рука водителя находится на рулевом колесе. А говорить о ставших уже привычными системах и вовсе нет необходимости. Но все они являются составными частями комплексной системы автоматизированного управления транспортным средством. Некоторые из них стали отправной точкой развития, другие – кусочком от единой системы, который внедрили в серийно производимый автомобиль.
К сожалению, большинство новых разработок остаются пока только в прототипах и концепткарах. Для внедрения некоторых инновационных технологий на практике необходимы изменения в законодательстве и... в наших умах. Насколько мы готовы к тому, что управление автомобилем будет осуществляться автоматически, а на нас останется только контроль и ответственность? Не расслабит ли водителя отсутствие активных действий при движении ещё больше? В каких ситуациях можно доверить управление транспортным средством электронике, а в каких этого делать не следует? Вопросов, как видим, ещё очень и очень много. Но рано или поздно мы узнаем на них ответы. И, возможно, гораздо раньше, чем мы думаем...
![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
no subject
Date: 2014-03-22 07:59 am (UTC)no subject
Date: 2014-03-22 08:10 am (UTC)no subject
Date: 2014-03-22 08:18 am (UTC)Собственно, эта система (аварийное торможение по показаниям радара) уже давно существует и работает, на последних тяжелых мерсюках (distronic plus) ставится поголовно, и вольва что-то там такое делала лет пять назад, но не знаю насколько оно реально применяется. Получается гораздо лучше, чем у человеков.
no subject
Date: 2014-03-22 08:28 am (UTC)Обычное ДТП - это почти мговенное изменение скорости на некоторую величину (как правило, не до нуля), и затем, опционально, торможение повышенной интенсивности. Дистанция в несколько десятков метров позволяет в большинстве случаев следующему не влететь в это дело, даже если за рулем белковое тело. Дистанция в несколько метров будет гарантировать паравозег, даже с самой совершенной системой управления.
no subject
Date: 2014-03-22 08:39 am (UTC)Обычное дтп в ламинарном потоке, а не "безумный дятел влетел на камазе щебенки с боковой дороги на полном ходу прямо в автобус", это именно "кто-то тормознул по какой-то левой причине, в него слегка приехал следующий и далее штук пять, последнего вырезают автогеном". Первого никакие робады не спасут, но ему все равно, а вот пятый, если все четыре перед ним оборудованы робадами, вполне бы был как живой.
no subject
Date: 2014-03-22 08:46 am (UTC)Ах да, я опять забыл, с кем разговариваю.
no subject
Date: 2014-03-22 08:49 am (UTC)no subject
Date: 2014-03-22 09:09 am (UTC)no subject
Date: 2014-03-22 09:35 am (UTC)no subject
Date: 2014-03-22 08:52 am (UTC)no subject
Date: 2014-03-22 09:17 am (UTC)У второй машины есть, однако, запас, равный дистанции между автомобилями. У третьей - двум дистанциям, и так далее. Соответственно, чем эта дистанция меньше - тем больше матожидание попавших в ДТП автомобилей в караване.
no subject
Date: 2014-03-22 09:15 pm (UTC)за треть секунды нужной человеку что бы начать реагировать робот уже оттормозится .
лет через десять людей водителей можно будет увидеть только на специальных закрытый треках.
no subject
Date: 2014-03-22 09:25 pm (UTC)no subject
Date: 2014-03-23 07:28 am (UTC)Треть секунды это 8.3 м на скорости 100 км/ч, 8.3 м только на то чтоб увидеть аварийную ситуацию и начать движение ногой.
no subject
Date: 2014-03-22 08:57 am (UTC)no subject
Date: 2014-03-22 09:08 am (UTC)no subject
Date: 2014-03-22 09:12 am (UTC)no subject
Date: 2014-03-22 09:14 am (UTC)no subject
Date: 2014-03-22 09:17 am (UTC)no subject
Date: 2014-03-22 09:19 am (UTC)Попробуйте, однако, подумать: вдруг при помощи каких-то сложных математических ухищрений, зная количество автомобилей, проезжающих в единицу времени, и их скорость - можно отыскать среднее расстояние между ними? Может быть, все-таки есть какой-то способ?
no subject
Date: 2014-03-22 09:34 am (UTC)no subject
Date: 2014-03-22 09:42 am (UTC)Для того, чтобы понять, какова средняя дистанция между автомобилями при максимальной загрузке дороги (и каков, соответственно, минимальный средний интервал) - надо выбирать дорогу с максимальной загрузкой, т.е. такую, по которой машины идут непрерывным потоком.
И мы увидим, что максимально возможный поток - около полутора тысяч автомобилей в час на полосу, иногда больше, но ни при каких условиях он не поднимается выше двух тысяч.
Соответственно, при скоростях 15-25 м/с (54-90 км/ч) минимальный средний интервал между автомобилями будет, соответственно, 27-45м. Длина легкового автомобиля - менее 5 м, что дает нам минимальную среднюю дистанцию в 22-40м.
no subject
Date: 2014-03-22 09:54 am (UTC)Тем не менее, задача управления автомобилем должна решаться в реальных, а не в сферических в вакууме условиях, т.е. учитывать ситуации "пробка", "пустая дорога", "движение в плотном потоке", а так же "один умник решил всех обогнать".
no subject
Date: 2014-03-22 09:56 am (UTC)Этот минимальный средний интервал - именно десятки метров, а не единицы.
no subject
Date: 2014-03-22 12:43 pm (UTC)Если рассматривать ситуации с точки зрения, что всё, завтра авария и весь "караван накрылся медным тазом", то может и есть смысл в ваших словах. Но во-первых, вас никто в караван не принуждает - сами озвучили риски, сами приняли решения, во-вторых, когда проедите 1500 км, как минимум "немного" устанете, и примкнуть к такому "каравану" будет неплохим решением не теряя времени немного отдохнуть, особенно когда едешь по монотонной местности - в степи....