Беспилотники:
ничего лишнего

Мир завтрашнего дня

Согласно данным Всемирной организации здравоохранения (WHO), транспортные происшествия ежегодно уносят до 1,4 млн человеческих жизней — больше, чем СПИД и туберкулез. К этой печальной статистике стоит добавить до 50 млн раненых, которые временно или даже навсегда оказываются выключены из активной жизни в связи с лечением или инвалидностью. За львиную долю смертей на транспорте (97%) ответственны автомобили, причем среди детей и молодежи в возрасте от 5 до 29 лет аварии на дорогах уже являются самой распространенной причиной гибели. По статистике американского Национального управления безопасностью движения на трассах (NHTSA), причиной 94% дорожных инцидентов является человеческий фактор. Вывод о том, что, исключив людей из процесса управления автомобилями, можно существенно уменьшить смертность, напрашивается сам собой.

Идея машины без водителя ненова. На всемирной выставке 1939 года в Нью-Йорке компания General Motors показала «мир завтрашнего дня» в тематическом павильоне Futurama. Сначала на уровне идеи, а в 1964 году в виде реальной модели был представлен электромобиль, ориентировавшийся в пространстве благодаря специальным датчикам, улавливавшим волны от намагниченных металлических колышков в дорожном полотне. Потом колышки заменили на специальный кабель. Довольно скоро на этой системе удалось достичь предельной скорости 130 км/ч, после чего исследования были свернуты из-за неясных экономических перспектив.

В 1977 году свой самоуправляемый автомобиль продемонстрировала японская Tsukuba Mechanical. Благодаря двум камерам, изображение с которых обрабатывал компьютер, он мог двигаться по обычной трассе. Максимальная скорость движения составляла около 30 км/ч. В середине 1980-х германский инженер Эрнст Дикманнс смог ускорить эту машину втрое.

Отправной точкой для массовых коммерческих разработок стал конкурс, организованный управлением перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) в 2005 году. Разработчикам, которые смогут обеспечить прохождение самоуправляемым автомобилем извилистой трассы на пересеченной местности длиной 225 км, было обещано 2 млн долл. Победителем стала разработка Стэнфордского университета Stanley: нашпигованный камерами, датчиками и компьютерами Volkswagen Touareg преодолел путь за 6 часов 53 минуты 58 секунд.

В 2014 году Сообщество автомобильных инженеров опубликовало принципы классификации систем управления в зависимости от степени вовлеченности человека: с нулевого (полностью ручного) до пятого (полностью автоматического). Всего через три года в автосалонах появился Audi A8 — первый автомобиль, соответствующий третьему уровню автоматизации (полный контроль определенного режима вождения с расчетом на готовность водителя в определенный момент взять управление на себя). Ожидается, что серийный автомобиль, соответствующий четвертому уровню автоматизации (полный контроль определенного режима вождения без вмешательства человека), появится уже в ближайшие пару лет. Агрегаторы Lyft и Uber обещают перейти на самоуправляемые автомобили к середине 2020-х.

Кажется, что и производители, и потребители полностью готовы к повсеместной автоматизации дорожного транспорта. Однако сегодня даже в США доступ таких машин на дороги общего пользования узаконен немногим более чем в половине штатов. В других странах законодательство регулирует в основном порядок тестирования самоуправляемых автомобилей, но не их свободного использования.

По мнению юристов Nishith Desai Associates, потребуется довольно продолжительное время, чтобы урегулировать вопросы, связанные с модификацией правил страхования и определения ответственности при дорожно-транспортных происшествиях, стандартами обслуживания, защитой персональных данных и кибербезопасностью. Эксперты Организации экономического сотрудничества и развития считают, что пока говорить о существенном повышении смертности на дорогах в связи с инновациями преждевременно, и призывают, не поддаваясь эйфории, сохранять приверженность системным подходам к управлению безопасностью движением.

Автономные крылья

Для широкой публики дроны сегодня являются куда более привычными, чем автономные автомобили, однако в авиации внедрение беспилотных технологий продвигается крайне медленно. С одной стороны, по оценке аналитиков UBS, беспилотные полеты могли бы сэкономить авиакомпаниям астрономические 35 млрд долл. Однако для гражданских перевозок изменение конфигурации лайнеров, которая позволит отказаться от пилотов, по-прежнему является крайне чувствительной темой. Согласно опросам, более 60% путешественников отрицательно относятся к беспилотным перевозкам. В грузовом авиасообщении сокращение количества пилотов на рейсе тоже пока под запретом: попытка включить в бюджет Федерального управления гражданской авиации США (FAA) строку о финансировании соответствующих разработок не увенчалась успехом.

Даже в Америке воздушное пространство остается весьма зарегулированным: беспилотным летательным аппаратам запрещено подлетать к правительственным зданиям и аэродромам, двигаться со скоростью свыше 150 км/ч и на высоте более 120 м. Однако авиастроители уверены, что власти будут вынуждены сделать исключение для аэротакси: автомобильные пробки ежегодно оборачиваются для мировой экономики потерей сотен миллиардов долларов. По прогнозу аналитиков Roland Berger, коммерческие перевозки на беспилотных воздушных аппаратах начнутся уже к 2025 году. В частности, Дубай тестирует такие технологии с 2017 года. Автономный воздушный транспорт готовы развивать также Лос-Анджелес, Даллас, Сингапур и Токио.

Можно и вплавь

На водном транспорте, который зарегулирован не меньше воздушного, успехи в области автоматизации несколько выше. Здесь человеческий фактор также является причиной значительного числа происшествий (по данным Allianz, от 75 до 96%), и, кроме того, существует осязаемый потенциал для снижения издержек. В декабре 2018 года самоуправляемый паром Elektra совершил первый в истории рейс на маршруте между двумя островами финского архипелага Турку. Капитан судна наблюдал за происходящим на расстоянии 30 км в удаленной рубке.

Британская Rolls-Royce, разработчик Elektra, обещает, что беспилотные суда позволят перевозчикам сократить расходы на 20%, преимущественно за счет экономии на топливе, что важно с точки зрения сокращения ущерба экологии. По прогнозу специалистов компании, с 2020 года автономное коммерческое плавание начнется во внутренних водах, а с 2025 года — и в международных. Этот прогноз подкрепляется оценками сотрудников Японского НИИ транспорта и туризма (JTTRI), считающих, что на малых судах уже достигнут высокий уровень автоматизации. К сожалению, Международная морская организация (IMO) занялась темой самоуправляемых кораблей лишь летом 2017 года, и, по прогнозу генерального секретаря Китака Лима, на обсуждение всех аспектов проекта может уйти до десяти лет.

Железный аргумент

Единственным видом транспорта, где беспилотная революция, по сути, уже состоялась, является железнодорожный. В 1981 году в японском Кобе была запущена первая полностью автоматическая линия метро. Согласно данным Международного союза общественного транспорта (UITP), сегодня в 42 городах мира эксплуа­тируются 64 подобные подземные линии общей протяженностью 1026 км, что составляет около 7% общей длины мирового метро. К 2023 году полностью автоматической будет половина вновь построенных линий и общая длина беспилотной подземки утроится.

В то же время автоматизация старых линий происходит очень медленно. По словам руководителя обсерватории UITP по автоматизированным метро Рамона Малла, главными препятствиями являются необходимость проводить работы, не прерывая движения, а также высокая цена. В частности, оператор барселонской подземки задумался о модернизации своей самой старой линии лишь незадолго до окончания срока службы подвижного состава. К числу преимуществ автоматизации Малла относит повышение провозной емкости, операционную гибкость, исключение человеческого фактора, снижение капитальных и операционных затрат.

Автоматизация затронула и другие сегменты железнодорожного транспорта. В июле 2018 года горно-металлургическая компания Rio Tinto ввела в строй линию транспортировки железной руды от шахт в Пилбаре до портов Западной Австралии. Проект AutoHaul, реализованный при поддержке Hitachi Rail STS, стоил 940 млн долл. Составы длиной до 2,5 км оборудованы камерами, системами контроля скорости и предотвращения столкновений, которые в режиме реального времени передают информацию в центр управления. Средний оборотный рейс длиной 800 км поезда проходят за 40 часов, включая разгрузку и погрузку. Благодаря автоматизации уже в первые полгода эксплуатации провозная емкость сети Rio Tinto выросла на 2%.

В ближайшие годы беспилотные технологии внедрят и крупнейшие европейские перевозчики. Французская SNCF выделила на разработку соответствующих технологий около 65 млн долл. Эта сумма разделена между прототипами автоматического грузового транспорта (консорциум Alstom, Altran, Hitachi-Ansaldo, Apsys) и пассажирских региональных поездов (Bombardier, Bosch, Spirops, Thales). В середине 2019 года состоя­лись первые полевые тесты.

По мнению руководства SNCF, беспилотные поезда позволят увеличить провозную емкость, уменьшить простои составов, улучшить пунк­туальность и эффективнее использовать энергию. Ожидается, что уже с 2020 года часть поездов во Франции переведут на полуавтоматический режим, а с 2023 года — на полностью беспилотный. Для скорейшего внедрения новых технологий SNCF совместно с Deutsche Bahn разрабатывает проект европейского стандарта.

Таким образом, железные дороги, являясь старейшим массовым видом транспорта, чья история насчитывает более 200 лет, по-прежнему остаются примером непрерывного инновационного развития в условиях сохранения высоких стандартов безопасности и экологичности.