Транспортные системы будущего

            Мировая автомобильная промышленность в настоящее время стоит на пороге новой эпохи, знаменуемой переходом к беспилотным системам движения. Всё большее количество автопроизводителей анонсирует работы над системами автопилота, признавая, что в будущем наличие водителя не будет обязательным условием комфортного перемещения в пространстве на дорогах общего пользования. Помимо этого, характерной тенденцией нынешнего времени является отказ от личного владения транспортным средством; автолюбители всё чаще пользуются услугами каршеринговых компаний, а также сервисов на основе подписки – так называемых subscription-based services. Исследование в моей статье базируется на изучении этих трёх концепций (беспилотный транспорт, каршеринг и сервисы подписки на автомобиль).

Автономные транспортные системы

Описание технологии

            В первую очередь, изучим отдельный пласт технологических инноваций в автомобилестроении – автономные автомобили. Обратимся к терминологии: автономный автомобиль – это транспортное средство, оборудованное системой автоматического управления, которое может передвигаться без участия человека. Принципиальные различия неавтономных транспортных средств и автономных заключаются в том, что конструкция последних требует наличие следующих систем: LIDAR (технология обработки информации об удалённых объектах и с помощью активных оптических систем); стереозрение; система глобального позиционирования (GPS или – в случае российских реалий – ГЛОНАСС); гиростабилизатор (устройство для стабилизации объектов в пространстве). Корректное функционирование систем требует наличие специализированного программного обеспечения, которое, как правило, использует в своей основе нейронные сети (математические модели по принципу организации и функционирования биологических нейронных сетей) и так называемое машинное зрение. Наиболее высокотехнологичные на данный момент системы имитируют присутствие человека на уровне принятия решений об изменении скорости или положения руля за счёт многочисленных камер, датчиков, сенсоров и радаров.

Уровни автономности беспилотных систем

На данный момент существует официальная иерархия уровней автономности беспилотных автомобилей:

  • 0-й уровень: отсутствие контроля системы над машиной
  • 1-й уровень: водитель должен быть готов в любой момент взять управление на себя; могут присутствовать следующие автоматизированные системы: круиз-контроль (ACC, Adaptive Cruise Control), автоматическая парковочная система и система предупреждения о сходе с полосы (LKA, Lane Keeping Assistance) 2-го типа.
  • 2-й уровень: водитель должен реагировать, если система не смогла справиться самостоятельно; система управляет ускорением, торможением и рулением и может быть отключена.
  • 3-й уровень: водитель может не контролировать машину на дорогах с «предсказуемым» движением,  как-то автобаны, но быть готовым взять управление на себя.
  • 4-й уровень: аналогичный 3-му уровню, но уже не требует постоянного внимания водителя.
  • 5-й уровень: со стороны человека не требуется никаких действий кроме старта системы и указания пункта назначения; автоматизированная система может доехать до любой точки назначения, если это не запрещено законом страны.

Преимущества и недостатки

Далее я бы хотел конкретизировать преимущества и недостатки автономных транспортных средств на данный момент. К безоговорочным преимуществам автономных систем высших уровней относятся следующие положения: минимизация ДТП и практически полное исключение человеческих жертв; повышение эффективности использования дорог и их пропускной способности; экономия времени бывших водителей. К недостаткам, в свою очередь, относятся: потеря рабочих мест людьми, чья работа связана с вождением транспортных средств; уязвимость ПО; этический вопрос (проблема вагонетки). На последнем тезисе хотелось бы остановиться и изучить более детально: в случае неизбежности ДТП перед компьютером будет стоять выбор о «наиболее приемлемом» количестве жертв; и если прежде ответственность за любое решение лежала непосредственно на водителе, то в случае с автоматическими системами этот вопрос остается нерешенным. На данный момент этот вопрос остается одним из наиболее существенных, и единого ответа на него по-прежнему нет.

Перспективы

В настоящее время сравнительно большое количество автопроизводителей инвестирует в развитие собственных систем автопилота; к таким корпорациям относятся Tesla, Junior (Стэнфордский университет), Waymo, Apple (по неподтвержденной информации, компания на протяжении нескольких лет над секретной технологией автопилота), Google, Uber и еще несколько крупных автоконцернов. На данный момент серийные автомобили с автопилотом по-прежнему недоступны из-за нерешенного вопроса государственного регулирования. Что касается более далекой перспективы функционирования беспилотных автомобилей, подразумевается, что все автономные автомобили будут встроены в единую систему, позволяющую распределять транспортные потоки наиболее рациональным образом, тем самым сокращая количество ДТП и человеческих жертв, а также оптимизируя перемещение из одной точки в другую. На данный момент, однако, интеграция систем управления беспилотным транспортом в единую общегородскую систему еще не применима на практике.

Интеллектуальные оптические системы

Volkswagen Matrix LED

            Отдельно я бы хотел выделить следующее направление развития автономного транспорта – интеллектуальные оптические системы. Наиболее совершенными, на мой взгляд, к данному моменту являются технологии, разработанные автопроизводителями VW и Mercedes-Maybach. Рассмотрим технологию Matrix LED, разработанную концерном Volkswagen. Это матричная светодиодная система, состоящая из 30 тысяч отдельных элементов. Технологии позволяют проецировать различные изображения на асфальте, например, траекторию движения, индикатор открытия дверей и любые световые индикации для иных участников движения. Также система позволяет освещать отдельные объекты на дороге, как-то: знаки, пешеходов и т.д. Помимо этого, Matrix LED может быть полезна во время парковки, проецируя на асфальт границы необходимого для маневра пространства. Более того, технологии, разработанные в VW, также могут пригодиться для каршеринговых систем, так как вместе с интеллектуальными фарами и фонарями концерн представил технологию «умных» дверных ручек со встроенным NFC-модулем и световой индикацией. Однако концерн признает, что подобные технологии нескоро можно будет увидеть на серийных автомобилях, поскольку на данный момент представленные идеи запрещены для использования на дорогах общего пользования.

MercedesMaybach Digital Light

            Технология, представленная автопроизводителем Mercedes-Maybach, называется Digital Light. Эти идеи гораздо ближе к реальности, поскольку будут реализованы на серийных автомобилях в ближайшем будущем. Конструкция принципиально отличается от той, которая была представлена Volkswagen, поскольку оптика представляет из себя более одного миллиона микрозеркал, а также чипы и специальные датчики, которые могут идентифицировать других участников дорожного движения. Благодаря полученной информации система настраивает лучи фар таким образом, чтобы не ослепить водителей других транспортных средств, а также пешеходов и велосипедистов на улицах. При этом, технология учитывает угол поворота рулевого колеса и расстояние до впереди идущего автомобиля. Кроме этого, новая оптика также способна проецировать на дорогу различные символы, например, продублировать дорожный знак, показать поворот или подсветить пешеходный переход. «Фары Digital Light не только создают идеальные условия освещения в любой ситуации на дороге, но также дополняют набор систем помощи вождению», — заявил член правления Daimler AG Ола Келленюс.

Применение

            Основной и наиболее важной целью подобных систем является минимизация опасений других участников движения касательно беспилотных транспортных средств, формируя таким образом комфортную среду взаимодействия между пешеходами и автомобилями. В долгосрочной перспективе это также ориентировано на глобальные системы транспортных потоков внутри города.

Сервисы на основе подписки

Описание

            Следующий аспект транспортных систем будущего, который я бы хотел рассмотреть, –  subscriptionbased services. Механизм подобных сервисов следующий: пользователи оформляют платную подписку на автомобиль через мобильное приложение и получают транспортное средство в пользование на протяжении всего срока действия подписки. Подписка предоставляет следующие услуги: кастомизация, техническое обслуживание, страховка, программа помощи на дорогах и т.д. (варьируется в зависимости от автопроизводителя). На данный момент уже несколько автопроизводителей предоставляют для своих клиентов такие сервисы; к ныне реализуемым программам относятся: Access by BMW, Book by Cadillac, Care by Volvo, Mercedes-Benz Collection, Porsche Passport, Carpe by Jaguar и другие.

Преимущества и недостатки

В числе безоговорочных преимуществ таких сервисов можно назвать следующие аспекты: экономия совокупной стоимости транспорта, удобство пользования встроенными сервисами, возможность легко изменить модель автомобиля во время действия подписки. К ключевым недостаткам, в свою очередь, относятся малая территория распространенности сервисов (на данный момент ни одна компания не предоставляет сервисы на основе подписки в России) и аспект личного владения.

Каршеринг

Описание

            Также хотелось бы рассмотреть каршеринг как интенсивно развивающуюся в России и мире систему, являющуюся удобной альтернативой общественному транспорту и владению личным ТС. Каршеринг, говоря в общем, – это предоставление автомобиля в краткосрочную аренду, со следующими отличиями от обычной долгосрочной аренды: пункты выдачи и возврата открыты круглосуточно; бронирование, взятие и возврат машины автоматизированы; машины могут быть арендованы по минутам, часам или дням; бензин и страховка обычно входят в стоимость аренды; как правило, более удобное для пользователя расположение автомобилей.

Типы современного каршеринга

Современный каршеринг представлен следующими типами: наиболее распространенный freefloating carsharing (короткосрочная аренда автомобиля с возможностью окончания поездки в удобных для водителей точках и местах, обозначенных знаком парковки), peertopeer carsharing (модель автопроката, работающая аналогично классической схеме каршеринга, однако автомобили чаще всего находятся в частной собственности или в собственности компаний, основным видом деятельности которых не является арендная/прокатная деятельность), fractional carsharing (модель так называемой дробной собственности, которая позволяет пользователям совместно содержать и использовать транспортное средство).

Преимущества и недостатки

К преимуществам каршеринга можно отнести мобильность, удобство пользования встроенными сервисами, более эффективное использование автомобиля, отказ от невынужденных поездок. С другой стороны, каршеринг обладает следующими недостатками: уязвимость ПО; зависимость от того, где именно находится ближайший автомобиль аренды; риски, связанные с выплатами при нарушении условий пользования сервисом; непредвиденные проблемы; малая распространенность в России (представлен в таких городах как: Москва, Санкт-Петербург, Сочи, Адлер, Красная Поляна, Туапсе, Новосибирск, Грозный, Самара, Уфа, Красноярск).

Распространенность на территории России

Касательно распространенности сервисов каршеринга в России есть исследование, проведенное аналитическим агентством Автостат, к результатам которого я и обращаюсь: согласно изданию, сервис появился в России в 2015 году и пока предоставляется только в нескольких крупных городах. При этом Москва по динамике роста автопарка каршеринга занимает 1 место в мире. По словам главы департамента транспорта Москвы Максима Ликсутова, сейчас в Москве работают 12 компаний, для пользователей доступны 4,35 тысячи машин. Жители и гости столицы в 2017 году совершили более 5 миллионов поездок. “Однако для города с населением более 12 миллионов человек этого недостаточно, чтобы сервис стал массовым. Сравнивая с другими городами, в Берлине на 1 тысячу жителей приходится 0,66 машин, занятых в системе каршеринга, в Милане – 1,16 автомобилей, в Москве – примерно 0,2. Таким образом, только в Москве парк автомобилей каршеринга может вырасти в 4-5 раз, не говоря уже о других городах, где сервис не развит в принципе”, – считает руководитель исследовательских проектов НТИ “Автонет” Татьяна Ледовская. В приведенном исследовании также обращается внимание на тенденцию российского авторынка к так называемому электрокаршерингу, использующему в автопарке электромобили. Однако ввиду того, что в России по-прежнему плохо развита соответствующая инфраструктура для автомобилей на альтернативных источниках энергии, в этой работе я не концентрировался на электрокаршеринге.

Тема роста рынка каршеринга в Москве получает свое развитие в исследовании JPMorgan, основные результаты которого были опубликованы на портале РБК в сентябре 2018. В частности, в исследовании приводятся следующие сводные данные: на один каршеринговый автомобиль приходится 1082 москвича, в то время как всего в Москве на данный момент представлено 15 компаний краткосрочной аренды автомобилей, автопарк которых в сумме составляет около 11,5 тысяч машин. Также в статье приводится количество поездок в течении года, составляющее более 12 миллионов, а также среднее ежедневное количество поездок на автомобилях каршеринга в столице (60 тысяч). В исследовании JPMorgan также указывается, что московское правительство планирует увеличить автопарк, таким образом приблизив приблизившись по распространенности к нынешним лидерам: Торонто (1 автомобиль на 498 жителей), Штутгарт (515) и Нью-Йорк (525). Ниже представлены доли сервисов каршеринга в Москве по количеству автомобилей на сентябрь 2018 года, а также динамика развития применительно к Москве.

Уязвимость программного обеспечения

Более детально изучим аспект уязвимости ПО: в 2018 году специалисты «Лаборатории Касперского» провели анализ 13-ти приложений по услугам каршеринга. Исследование показало, что найденные уязвимости позволяют хакерам взламывать учётные записи пользователей и арендовать машину за счёт другого клиента. Также киберпреступники могут выкрасть личные данные клиентов или отследить их передвижения, узнав тем самым домашний адрес пользователя. Эксперты отметили, что возможность взлома связана с тем, что сервисы каршеринга предоставляют пользователям слабые пароли и короткие коды для верификации. Также ЛК заявили, что приложения от американских и европейских компаний имеют более сильную защиту от кибератак по сравнению с российскими.

Выводы

            Таким образом, можно сказать, что автомобилестроение находится на пороге нового времени, для которого характерно главенство интеллектуальных транспортных систем высших уровней, новый язык взаимодействия между участниками дорожного движения и – в перспективе – совершенно новые автономные системы городского трафика, нацеленные на сокращение среднего времени в пути и минимизацию ДТП. Помимо этого, автопром также подстраивается под гибкость предпочтений автомобилистов, предлагая удобные для конечного потребителя сервисы, предлагающие более комфортные условия пользования транспортом, предоставляющие высокий уровень мобильности, что особенно актуально в условиях растущих мегаполисов. Однако до формирования принципиально нового уровня взаимодействия с транспортными системами еще далеко, и существующим на данный момент концепциям предстоит долгий путь к созданию безоговорочно комфортной и слаженной системы.

Источники

Литература

  • P. Lin – Autonomous Driving, 2016
  • T. Lozano-Perez – Autonomous robot vehicles – 2012
  • S Le Vine, A Zolfaghari, J Polak – Autonomous cars: The tension between occupant experience and intersection capacity – 2015
  • C. Rodel, S. Stadler, A. Meschtscherjakov, M. Tscheligi – Towards Autonomous Cars: The Effect of Autonomy Levels on Acceptance and User Experience – 2014

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *