Автономные грузовики. Путь к широкому распространению

Технологии автономных транспортных средств существуют уже много лет. Некоторые из них можно увидеть в таких машинах, как комбайны и оборудование для укладки дорожных покрытий, а также в легковых автомобилях и в тяжелых грузовиках.

Еще в 2016 году проект, известный как Colorado beer run, продемонстрировал возможности автономности грузовиков. Трак с трейлером груженым пивом Budweiser, с водителем за рулем въехал на I-25. Затем водитель перевел грузовик в режим автономного вождения, и оказался в роли наблюдателя. Грузовик проехал в автономном режиме за три часа примерно 130 миль, исправно подавая сигналы торможения и поворотов.

«Просто обратившись к этому проекту, мы понимаем, что эти типы технологий уже близки к прайм-тайм», - говорит Дэн Мюррей, старший вице-президент Американского транспортного исследовательского института (ATRI), основной докладчик на недавно проведенном AEM образовательном вебинаре для членов AEM по автономным технологиям транспортных средств.

Широкое их внедрение, конечно, является конечной целью, но компаниям необходимо уже начинать готовиться к предстоящим инвестициям.

ВСЕ УКАЗЫВАЕТ НА РЕНТАБЕЛЬНОСТЬ ИНВЕСТИЦИЙ

ATRI провела обширные исследования в области внедрения технологий автономных транспортных средств. Транспортные компании и водители во многом разделяют одни и те же желания и заботы. Вверху списка находятся авансовые инвестиции и страховые взносы.

«Автономное оборудование имеет высокую первоначальную стоимость», - говорит Мюррей. «Сегодня в порядке вещей заплатить 130,000 долларов на трак. Но трак с автономными технологиями легко будет стоить от 185,000 до 200,000 долларов. Это означает, что в итоге стоимость перевозки грузов будет выше. Если перевозчик не сможет переложить эти расходы на своего клиента, какая реальная выгода от этого для него? "

Нечто подобное можно сказать и о страховых взносах. По словам Мюррея, инвестиции в автономные технологии, которые делают траки более безопасными, не приводят, по крайне мере пока, к снижению страховых взносов. Итак, опять же, перевозчик или водитель (владелец / оператор) не видит немедленной финансовой выгоды от таких инвестиций.

«Вдобавок адвокаты уже “пускают слюни” на эту среду», - добавил Мюррей. Данные Министерства транспорта США (DOT) показывают, что примерно 89% критических факторов ДТП связаны сегодня с человеческим фактором. Остальные 11% — это неисправности, связанные с автомобилем и его компонентами.

«С автономными транспортными средствами эти цифры, вероятно, поменяются местами», - предположил Мюррей. «Скорее всего, мы увидим изменения в модели судебного разбирательства, но сами судебные процессы никуда не денутся. Траки с автономными технологиями привнесут на дороги больше безопасности, но не надо думать, что судебные тяжбы с траковыми компаниями как последствие аварий канут в небытие».

Еще одним финансовым фактором, который необходимо принять во внимание, является тот факт, что расходы на зарплаты водителям все равно не исчезнут. Дни полностью автономных, беспилотных траков еще “за горами”. Кроме того, у водителей по-прежнему есть и будет длинный список задач по проверке функционирования узлов и агрегатов грузовика и трейлера, а также ведения документации, которые необходимо выполнять на регулярной основе.

Еще одним сдерживающим фактором является тот факт, что не существует налоговых льгот для инвестиций в автономные технологии - по крайней мере, пока.

«Хорошая новость в том, что Министерство транспорта США, возможно, рассматривает налоговые льготы для внедрения некоторых из этих технологий», - отметил Мюррей. «Трудно сказать, одобрит ли Конгресс в конечном итоге такие кредиты. Но тот факт, что это даже рассматривается, является положительным признаком».

ШЕСТЬ КЛЮЧЕВЫХ ФАКТОРОВ

• Одним из основных факторов, необходимым для широко распространения автономного транспорта является осознание и положительное восприятие этого явления самими водителями. Водители должны захотеть работать на таких грузовиках, фургонах и других транспортных средствах. Одним из важных моментов является то, что автономные технологии наверняка помогут привлечь в эту профессию новый круг потенциальных водителей. Как отметил Мюррей, эти высокотехнологичные такси могут понравиться более молодым, более технически подкованным людям. Это может иметь большое значение для решения проблемы нехватки драйверов, от которой страдает отрасль.

• Погодные условия могут быть проблемой для автономных систем, особенно при движении в северных штатах, где снег и лед могут препятствовать работе радаров, лидаров и камер. Дождь и туман также могут иметь отрицательный эффект. «Эти системы не смогут быть использованы в северных условиях еще как минимум в течение трех – пяти лет, если не 10-ти», - предположил Мюррей.

• Строительные зоны. На такие автономные технологии как радар и лидар, также могут негативно повлиять строительные зоны. Чем масштабнее строительный проект и дольше его продолжительность, тем больше влияние.

• Несоответствующая инфраструктура. Если говорить о проектах дорожного строительства, то инфраструктура в целом – это другая проблема. Дефекты проезжей части, такие как выбоины и выцветшие полосы движения, затрудняют или делают невозможной работу автономных транспортных средств.

• Пробки на дорогах. Пробки на дорогах нежелательны для всех, и особенно неблагоприятны для беспилотных автомобилей. «Водителей могут раздражать звуковые и другие сигналы от работающих без остановок всех этих передовых систем предупреждения, поскольку по обеим сторонам транспортного средства возникают пробки», - сказал Мюррей. «Большинство этих автономных систем лучше всего использовать на открытых дорогах, вдали от городской суеты». По мере того, как за последний год электронная коммерция бурно развивалась, появилась новая возможность для автономии. Все больше транспортных средств отправляются в пригородные и сельские районы. Это идеальные приложения для развертывания автономных технологий. Это может помочь ускорить их всеобщее принятие.

• Мюррей также отметил, что федеральное правительство делает недостаточно для продвижения концепции автономных транспортных средств. Местные уложения и правила должны быть стандартизированы на федеральном уровне, чтобы автономные транспортные средства могли лучше работать, пересекая границы штатов. «Если вы, например, идете пелотоном в Миннесоте, вам разрешается держать между машинами расстояние в 80 футов», - объяснил Мюррей. «Когда вы доберетесь до Висконсина, оно сократится до 40 футов. А в Иллинойсе оно снова возрастет, но до 65. Водители не должны останавливаться на границе каждого штата, чтобы изменить калибровку датчиков грузовика. Если у нас не будет здесь цельной межгосударственной системы, автономная транспортная система не будет такой безопасной, эффективной и производительной, как она задумывается».

ВНЕДОРОЖНЫЕ ПРИЛОЖЕНИЯ

Хотя проблем на пути повсеместного внедрения технологий автономных транспортных средств хватает, они уже несколько лет оставляют свой след в приложениях для бездорожья.

Первые автономные испытания начались в Японии в 1990 году. Как видите, процесс фактически начался с выпуска программного обеспечения для управления работами (FMS) на шахтах в конце 1980-х годов, и оно послужило толчком для последующей разработки автономной платформы Komatsu.

Первое коммерческое развертывание состоялось в Чили в 2007 году, а годом позже была запущена вторая система на предприятии по добыче железной руды в Западной Австралии. Наконец, в 2013 году компания Komatsu представила первый в мире бульдозер с полностью автоматическим управлением отвалом.

В Северной Америке система впервые была применена в 2016 году. А к 2018 году Komatsu перевезла более 2 миллиардов тонн, при этом 130 полностью автономных карьерных самосвалов работали на семи производственных площадках (шесть из которых являются полностью автономными). По состоянию на июнь 2020 года цифры подросли до 3 миллиардов тонн, число автономных грузовиков перевалило за 250, и этот автопарк по-прежнему поддерживал идеальный рекорд безопасности без каких-либо известных инцидентов на тот момент.

Компания Caterpillar также внедрила технологии автономных транспортных средств. По состоянию на конец 2020 года у компании было 276 эксплуатируемых автономных грузовиков, которые проехали более 42 миллионов миль без травм с временной потерей трудоспособности. Кроме того, Caterpillar вдвое увеличила количество автономных грузовых автомобилей с момента достижения отметки в 1 миллиард тонн в ноябре 2018 года.

По состоянию на конец 2020 года автономные транспортные средства занимали долю рынка менее 1% от общего объема продаж строительной техники во всем мире. Однако, учитывая, что мировые продажи оборудования, по прогнозам, будут расти на 2,5% ежегодно до 2022 года, в сочетании с экспоненциальным ростом внедрения AV, ожидается, что доля рынка увеличится вдвое в следующие пару лет.

Автономные тяжелые самосвалы уже используются в горнодобывающей промышленности в нескольких странах, а также в настоящее время разрабатывается автоматизированное сельскохозяйственное и лесное оборудование. В то время как сочетание GPS и других датчиков отслеживания местоположения, датчиков изображения и телематики помогает автомобилям John Deere перемещаться по полям сегодня, компания до сих пор не может полностью воспроизвести все, что человек мог бы увидеть и почувствовать, сидя в кабине трактора. Определяющими факторами здесь являются восприятие этой техники фермерами, и добавленная стоимость. Это скорее всего останется до тех пор, пока не будет автоматизировано больше задач, а не только собственно движение.

Между тем, в лесообрабатывающем секторе наблюдается ограниченный прогресс в автоматизации, в основном из-за условий труда на значительно больших площадях, чем в других секторах. Рабочие места часто находятся в отдаленных районах, на крутых склонах, на очень пересеченной и изменчивой местности. В этих удаленных районах, как правило, нет вышек сотовой связи и нет Wi-Fi, а в настоящее время связь с ограниченной пропускной способностью стоит дорого. Эта проблема может быть решена, когда над землей, на низкой околоземной орбите зависнут сотни спутников новой генерации. Это должно произойти в недалеком будущем.

Кроме того, строительные подрядчики используют самоуправляемую технику для выполнения повторяющихся задач, таких как заливка бетона, кладка кирпича, сварка и даже снос зданий. Земляные и другие подготовительные работы также выполняются автономными или полуавтономными бульдозерами, которые могут подготовить рабочую площадку с помощью человека-программиста в соответствии с точными спецификациями.

ПРИНЯТЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

По словам Мюррея, дифференциальный GPS представляет собой одну из самых многообещающих автономных технологий на сегодняшний день. Примите во внимание тот факт, что GPS на типичном смартфоне довольно точен с разрешением примерно 10 футов. «Вы еще можете не видеть, в каком переулке вы находитесь, но вы определенно можете видеть, по какой дороге вы идете», - говорит Мюррей. «С дифференциальным GPS сигнал коррекции может быть аккуратен вплоть до пары сантиметров. Если это добавить к автономной системе, то она может стать всепогодной, что особенно важно для северных штатов».

Мюррею особенно нравятся системы видеокамер вместо обычных зеркал. «Министерство транспорта США уже исключило обязательное наличие зеркал бокового обзора на грузовиках, и больших транспортных средствах, если они оборудованы видеозеркалами. Эта технология не только дает водителям более широкое поле зрения и повышает безопасность, но и позволяет сэкономить 1-2% топлива за счет удаления больших по площади устаревших зеркал бокового обзора».

Как отметил Мюррей, большинство работающих сегодня семи-тракторов не используют технологии ADAS, но список уже адаптированных аппликаций выглядит следующим образом (проценты ниже являются приблизительными).

• Адаптивное рулевое управление - 92%
• Зеркальная система на базе камер - 90%
• Активный ассистент центрирования на полосе - 90%
• Ассистент удержания на полосе - 85%
• Камера, обращенная к водителю - 82%
• Предупреждение о слепых зонах - 80%
• Автоматическое экстренное торможение - 70%
• Предупреждение о выезде с полосы движения - 70%
• Предупреждение о лобовом столкновении - 62%
• Адаптивный круиз-контроль - 62%

ATRI недавно завершила обширное исследование, в ходе которого перевозчиков и водителей опросили, какие из существующих технологии они хотели бы иметь на своем траке. Автоматическое экстренное торможение возглавило список с показателем 16%, за ним последовали предупреждение о лобовом столкновении и камеры наблюдения за дорогой с 14%. Предупреждение об покидании полосы движения было процитировано примерно 10% опрошенных. Нужно отметить, что отношение компаний, и отношение водителей к адаптации автономизации весьма различны.

«В то время как перевозчики почти в восторге от многих из этих систем, с водителями дело обстоит иначе», - отмечает Мюррей. Многие дальнобойщики в возрасте от 40 лет и старше весьма настороженно относятся к новшествам, а иногда и откровенно циничны.

«Чтобы убедить водителей в том, что эти новые технологии не оставят их без работы, необходимо провести много образовательных, рекламных и информационных мероприятий», - сказал Мюррей. «Новые технологии на самом деле сделают работу водителя проще, лучше и безопаснее».

И водителям, и особенно компаниям также нужно наверняка убедиться в том, что инвестиции в новые технологии необходимы, и они будут рентабельны. Если некоторые из перечисленных выше препятствий будут устранены, внедрение автономных грузовиков может ускориться в ближайшие годы.