Если в отношении электрификации автотранспортных средств еще ведутся бурные дискуссии и окончательные варианты развития этой темы до сих пор полностью не определены (даже сам вопрос электрификации нередко ставится под сомнение), то с автономным вождением ситуация полностью ясна – автономным автомобилям быть. Причем быть очень скоро. Уже проработаны соответствующие стандарты, активно внедряются государственные программы и инициативы, стремительно формируется законодательно одобренная технологическая база. Обзору наиболее принципиальных решений в этой сфере мы и посвящаем данную публикацию.

По сути, основополагающим документом для формализации всех процессов вокруг автономного вождения стало появление в конце 2014 г. стандарта  SAE J3016 «Систематизация и определения терминов, связанных с автоматизированными системами вождения автотранспортных средств». SAE, напомним, это американское сообщество автомобильных инженеров (Society of Automotive Engineers) – организация глобальная, несмотря на свои североамериканские корни, и стремящаяся стать основным источником объективных инженерных знаний для отрасли. В нее входит около 150 тыс. специалистов в сфере автомобилестроения, технического обслуживания автотехники, индустриальной экспертизы и проч. А один из принципиальных видов деятельности – установление отраслевых стандартов, используемых по всему миру.

Эти стандарты, в общем-то, необязательны к исполнению, но государственные структуры множества стран (в частности, Сенат США, Еврокомиссия ЕС и проч.) принимают их как данность. Если хотите – как непреложную истину, на которую всецело ориентируются в своей законодательной работе, используя для создания своих нормативных документов. От них же отталкиваются и производители автотехники, расходных материалов, автокомплектующих и т. п. не только Северной Америки, но и всего мира.

Так, в частности, уже упомянутый SAE J3016 этим летом был поддержан Немецким институтом стандартизации, известным в профессиональных кругах как DIN (Deutsches Institut für Normung), результатом чего стала публикация DIN-SAE Spec 9138 «Термины и определения, связанные с испытаниями автоматизированных технологий транспортных средств». Для Германии это фактически, в нашем понимании, госстандарт – непреложный и безусловный.  

Двуязычный документ DIN-SAE Spec 91381 – первый опыт сотрудничества между двумя организациями по разработке стандартов – был создан для установления однозначных терминов и определений в качестве основы для глобальной коммуникации и разработки дополнительных стандартов. Время публикации приходится как раз очень кстати, поскольку исследования и разработки усиливаются с каждым днем, а автономные платформы приближаются к прогнозируемым целям коммерциализации и реализации, но до этих пор единой терминологии принято не было. Что, несомненно, вызывало серьезные сложности. Появление DIN-SAE Spec 91381 решает эту проблему и открывает новые возможности для международного сотрудничества в решении наиболее важных задач.

Соответственно, и предложенная SAE классификация уровней автоматизации автотранспортных средствах стала интернациональной. Она определяет 6 уровней такой автоматизации – от совершенно «неавтономного»  (0 уровень) до «полностью автономного» (5 уровень).

Естественно, только одного определения уровней автономности ТС недостаточно. Для того, чтобы система автономного вождения заработала глобально, нужно описать и стандартизировать множество процессов, иначе она просто не сможет функционировать и решать стоящие перед ней задачи. А задачи эти, прямо скажем, масштабные. Первая, конечно же, повышение безопасности дорожного движения.

По расчетам американских исследователей, внедрение автономного вождения на 10%, 50% и 90% позволит спасти в США соответственно 1100, 9600 и 21700 человеческих жизней ежегодно и в десятки раз больше человек убережет от травм и увечий. С экономической точки зрения (конечно, это звучит немного цинично, но что поделать, такой аспект тоже надо учитывать) – это миллионы долларов, сэкономленных на страховке, на выплатах пострадавшим, на содержании скорой медицинской помощи и соответствующих структур экстренного реагирования.

Вторая – радикальное сокращение стоимости транспортировки грузов и людей за счет исключения расходов, связанных с оплатой труда водителей и экономией топлива. Экономия топлива, кстати, за счёт централизованного управления транспортным потоком, движения в режиме «каравана», более рационального выбора режима движения и как следствие сокращения эмиссии вредных веществ – это фактически уже третья принципиальная задача. По подсчетам немецких экологов, предполагаемый эффект при максимальном использовании потенциала автономного вождения будет достигать 50% снижения потребления используемого сегодня горючего.

И это только три из целого комплекса задач – менее глобальных, но не менее актуальных, позволяющих в значительной степени изменить наше мироустройство к лучшему. Вы представляете, о каких деньгах идет речь? О каких экономических выгодах и перспективах? Естественно, неопределенность с электрификацией на фоне однозначных преимуществ автономизации отодвигает решение вопроса с электротранспортом на второй план, выводя вперед транспорт автономный.

Эти преимущества прекрасно понимают в ЕС и потому всячески стимулируют развитие автономного вождения, инвестируя значительные средства в разработку соответствующих технологий, создание необходимой технологической поддержки и социальной адаптации автономной мобильности. В рамках нескольких специальных программ более 1 млрд евро будет потрачено Еврокомиссией в период 2014 – 2020 гг. на исследовательскую и инновационную деятельность в этой области, на развертывание целевой инфраструктуры, на пилотные проекты тестирования высокоавтоматизированных систем вождения для легковых автомобилей, эффективных грузовых перевозок и услуг совместной мобильности в городских агломерациях. Полученные в итоге преференции обещают быть просто колоссальными.

Органы стандартизации принимают в этой работе самое непосредственное участие, закладывая базовый фундамент для развития необходимой сложной структуры. Было бы ошибкой думать, что для обеспечения автономности достаточно лишь создать специальные системы беспилотного вождения. Нет, они, несомненно, важны, но они лишь следствие, а начало… Начало это самодиагностика транспортного средства.

Судите сами. Прежде чем запустить в движение абсолютно любое транспортное средство, необходимо удостовериться в его полной исправности и потом постоянно контролировать происходящее. В контексте автономного  движения этот вопрос приобретает особое значение. Кто будет диагностировать автомобиль без водителя? Кто будет проверять его перед стартом и следить за ним во время поездки?

Даже самый неопытный шофер способен понять, что с машиной что-то не в порядке по странным шумам, нехарактерным запахам, неадекватной реакции исполнительных механизмов и т. д. А как быть в случае беспилотного вождения?

Мы уже писали на страницах журнала о том, что сегодня появляется все больше особых систем, способных по сигналам разнообразных датчиков и рабочим параметрам транспортного средства анализировать «самочувствие» автомобиля, прогнозировать возможные неполадки и давать рекомендации по обращению на СТО. Но эти рекомендации они дают водителю, который и принимает окончательное решение.
А если водителя нет?

Весной этого года SAE опубликовал стандарт JA 6268, касающийся исключительно прогнозирования поломок автономных автомобилей. Прогностика ориентирована на обнаружение надвигающегося сбоя, в то время как производительность узлов и компонентов ТС все еще находится в пределах нормального диапазона.

Определение момента, когда автомобильный компонент, рассчитанный на длительный срок службы, близок к отказу, подразумевает постоянную доступность данных о его состоянии в режиме реального времени. И это не должно зависеть от того, известен ли его ресурс изначально (хотя бы приблизительно, как, например, тормозной колодки, ремня ГРМ, масляного фильтра и проч.).

Поэтому самодиагностика или прогностика ТС сейчас является ключевым фокусом всех исследований в области автономного вождения. Полностью пересматриваются устоявшиеся модели транспортно-сервисной коммуникации для того, чтобы в любой момент времени состояние транспортного средства оставалось под неусыпным контролем. Должна появиться некая глобальная инфраструктура с мощными серверами и суперсовременными информационными технологиями, постоянно следящая за каждым автомобилем на нашей планете.

Она станет связующим звеном между транспортным средством, другими транспортными средствами на дороге, автопроизводителем и авторемонтной организацией. А еще к ней необходимо подключить государственные органы для решения их специфических контролирующих функций и обеспечения оперативного реагирования в экстренной ситуации (например, российскую «ЭРА-Глонасс» или европейскую E-Call) и системы геопозиционирования. И все это должно общаться друг с другом, грубо говоря, на одном языке, то есть едиными протоколами.

Задача, ничего не скажешь, масштабная. Очень сложная. Всеобъемлющая. Но она уже решается и вполне успешно. Не так давно даже появился особый термин – extended vehicle. По-русски это будет звучать, как «расширенный» или «дополненный» автомобиль. Не путайте с фурами-длинномерами. Это, естественно, и про них тоже, но совсем не только про них, потому что это абсолютно про все автомобили, которые имеют в своем оснащении специальное оборудование, способное связываться с такой вот глобальной инфраструктурой и постоянно оставаться «подключенными» к ней – в любой момент своего движения, стоянки или технического обслуживания. 

Чтобы стандартизировать все процессы, связанные с extended vehicle, ISO в содружестве с ACEA (Ассоциация европейски автопроизводителей) сформировало три стандарта:

•   ISO 20077 «Extended Vehicle Concept»

•   ISO 20078 «Extended Vehicle Web Services»

•   ISO 20080 «Remote Diagnostic Support»

Первый дает полное описание таких транспортных средств и методологию их разработки, включая все аспекты, обеспечивающие безопасность, жизненный цикл, утилизацию и т. д.

 Второй определяет способы и возможности внешней коммуникации: описывает ресурсы для коммуникации, информационные потоки, шифрование и аутентификацию передаваемой информации, контроль доступа к ней и авторизацию. 

Ну и третий касается удаленной диагностики и самодиагностики ТС: варианты использования диагностических систем, способы связи со службами удаленной диагностики, считывание кодов неисправностей, активация процедур самодиагностики, использование рабочих параметров, прогнозирование неисправностей и проч. 

Согласитесь, все это уже куда более серьезно, чем простое описание уровней автономности транспортных средств. С такой документацией продукт под названием беспилотный автомобиль уже фактически готов для серийного внедрения. И все это было сделано за каких-то пять лет (вспомните, с чего начиналась статья)! То есть темпы развития просто ошеломляющие. Остается только догадываться, что нам принесут следующие пять лет, а может быть, даже и меньше.