• Повышение прибыли — главная причина внедрения роботов
• «Сложный» город и «простая» автомагистраль?
• Как устроен классический беспилотный автомобиль
• Видеокамеры
• Радары
• Лидары
• Погода против ВАТСов
• 6000000₽ за каждый км беспилотного логистического коридора
• Беспилотник безопаснее человеческого фактора?
• Социальная ответственность недоступна ВАТСу
• Кто будет сидеть за программистов
• Законы для людей придётся переписывать
• Трасса — живой организм
• В полуприцепы тоже придётся вкладываться
• Беспилотники на вторичном рынке никому не нужны
• КАМАЗ и технологические перевозки
• Возродить 160-кубовые паровозы
ВАТС — революция в грузоперевозках?
Недавно появился очередной вариант проекта закона «О высокоавтоматизированных транспортных средствах» (сокращённо ВАТС), под которыми подразумеваются беспилотники, то есть автомобили, способные ездить без водителя.
А также прошёл Петербургский международный экономический форум, на котором были подписаны соглашения о создании на трассе М-11 беспилотного логистического коридора.
Сами участники соглашений довольно-таки осторожно высказывались по поводу беспилотных автомобильных перевозок.
Ну а журналистов, как обычно, понесло. Вот, например, сайт «национальныепроекты.рф»:
Уже в 2024 году, а может быть и раньше по трассе М-11, соединяющей Москву и Санкт-Петербург, в общем потоке поедут первые коммерческие беспилотные грузовики. «Нева» станет первой трассой не только в России, но и во всем мире, на всем протяжении которой будет обеспечено полноценное коммерческое использование всех типов беспилотных грузовиков, а не просто движение в рамках эксперимента технологий.Это при том, что в официальном документе Минтранса даже постройка обхода Твери, то есть собственно завершение строительства М-11 запланировано только на 2027 год...
Ну, так или иначе, судя по всем этим заявлениям, нас в скором времени ожидает прямо-таки революция в грузоперевозках. И, конечно, сразу возникают вопросы:
- произойдёт ли это на самом деле, а если произойдёт, то когда именно?
- смогут ли работодатели избавиться от водителей?
- снизится ли востребованность профессии водителя большегруза?
Как именно должны работать беспилотные логистические коридоры — нигде не сообщается. Но, попробуем разобраться.
Повышение прибыли — главная причина внедрения роботов
Из-за чего, в общем-то, всё началось?
Все проекты по разработке беспилотного автотранспорта, особенно тяжёлого, как у нас, так и за рубежом, имеют красивую обёртку с надписями «повышение безопасности движения», «скорость доставки до клиента» и «коммерческая эффективность».
Ну, понятно, что людей, вкладывающих деньги в разработку беспилотников, безопасность движения не слишком интересует, как не интересует она и наше государство, что видно по открытому попустительству несоблюдению водителями Режима Труда и Отдыха.
Следующий аргумент — скорость доставки.
Но, во-первых, она требуется очень небольшому количеству разновидностей грузов, и в 90% случаев водителей торопят вовсе не грузополучатели, а работодатели (или диспетчера).
А во-вторых, в России эта проблема уже решена с помощью так называемых «экспрессов-рейсов», — это когда 2 водителя месяцами нигде не останавливаются, кроме как на погрузках/разгрузках и для заправок, попеременно «отдыхая» в кавычках прямо на ходу. Такая деятельность, кстати, тоже никак не пресекается государством, так что — будем реалистами.
И оставим единственную реальную причину для внедрения беспилотников — коммерческую эффективность, то есть повышение прибыльности.
Для автотранспортных предприятий очень заманчивым выглядит решение проблем с водителями и простоями с помощью роботов. Ведь зарплаты — это одна из самых серьёзных статей расходов, а их сокрытие от налогообложения — постоянная головная боль.
Так же как и простои — в грузоперевозках это всегда убытки, но пока их невозможно совсем избежать из-за того, что водителю хоть и не по РТО, но всё ж таки хотя бы иногда нужно отдыхать, а то ведь и вправду не выдержит и уложит 10 миллионов в кювет.
Ну и у владельцев автопредприятий, естественно, сразу возникает вопрос: а сколько будет стоить беспилотная система? Причём, разумеется, не тестовая, а рабочая — так, чтобы купить и сразу запустить её зарабатывать (ну хотя бы для начала только по М-11).
Так вот: на данный момент (2021 год) цена для междугородных перевозок на беспилотниках вообще не может быть хоть сколько-нибудь точно определена. И, вполне возможно, что она превысит расходы на водителей и на простои.
«Сложный» город и «простая» автомагистраль?
Вот, я сделал акцент именно на междугородных перевозках. Давайте же посмотрим, почему.
Все, наверное, видели беспилотные такси от Яндекса, Гугла, Маска и прочие.
Действительно, технологии впечатляют, ведь некоторое количество таких машин уже, хоть и не идеально, но вполне безопасно перевозят пассажиров вообще без водителя.
И люди, близкие к разработкам, но далёкие от дальних грузоперевозок, рассуждают так: раз удалось создать транспортные средства, ориентирующиеся в сложной городской обстановке, то уж для прямой автомагистрали с минимумом изменений в процессе движения будет гораздо проще разработать оборудование и запустить эксплуатацию.
Как устроен классический беспилотный автомобиль
Давайте посмотрим, как устроен так сказать классический беспилотный автомобиль.
Ну, понятно, что у него имеются электроприводы руля, газа, тормозов и прочих систем, требующих механических усилий. Здесь ничего особо инновационного и интересного для нашей темы нет, тем более, что подобные системы уже серийно устанавливаются на обычных автомобилях, обеспечивая водителю-человеку помощь в управлении.
Нас же интересует прежде всего то, с помощью чего беспилотный грузовик может самостоятельно ориентироваться на дороге. То есть, его система восприятия. Точнее то, что может заменять человеческие зрение и мозг.
Какие функции выполняет зрение при управлении автомобилем? Это:
- измерение расстояний до объектов;
- определение характеристик объектов;
- интерпретация сигналов, знаков и надписей.
Какие устройства могут для этого применяться при движении на высокой скорости?
Это, прежде всего: видеокамеры, радары и лидары.
Видеокамеры
Видеокамеры хорошо подходят для определения характеристик объектов, а также для интерпретации сигналов, знаков и надписей, поскольку они различают цвета и имеют высокое разрешение.
Но вот расстояния до объектов видеокамеры пока определяют не очень точно, и то если до тех не более 50 метров.
И ещё: поскольку камеры обрабатывают отражённый от объектов свет сторонних источников, эти источники всегда должны иметься: солнце, фары, уличные фонари. То есть, в полной темноте камеры работать не могут.
Для компенсации этих недостатков на беспилотниках используются радары и лидары.
Радары
Радары применяются для обнаружения и определения положения объектов в пространстве по отражающимся от них радиоволнам.
Радар видит гораздо дальше камер и лидаров. И это пока единственное устройство в системе восприятия беспилотника, на которое практически не влияет погода.
Однако радары могут лишь примерно определять, что за объект обнаружен, и для управления беспилотником полагаться лишь на радары не получится. Они должны работать вместе с видеокамерами, или с видеокамерами и лидарами.
Лидары
Лидар — это сканирующий лазерный дальномер. Он выстраивает трёхмерную проекцию обстановки вокруг автомобиля.
Подобно радару, лидар испускает лучи и принимает их отражение от объектов, но только у него это не радиоволны, а световые.
И в этом его первое преимущество: поскольку, в отличие от видеокамеры, лидар сам является источником света, он видит в темноте не хуже, чем днём.
Второе важнейшее преимущество — точное и надёжное определение расстояния до объекта и размеров объектов.
Но есть и недостатки.
Лидар не различает цвета, поэтому не может читать знаки, или, например, видеть сигналы поворотников других автомобилей.
Он не видит так далеко, как радар, максимальная дальность лидара в основном около 200 метров.
Лидары не спрячешь под панелью, как радары, или под стеклом, как камеры.
Лидары, а их на грузовике должно быть как минимум два, должны быть установлены снаружи, а это — увеличение габаритов, что критично для больших грузовиков, максимальные габариты которых ограничены законом. А ещё — это некоторое увеличение сопротивления воздуха, особенно заметное на высоких скоростях.
Итак, на данном этапе развития технологий, на беспилотном автомобиле, едущем по обычной трассе, должны работать все три вида этих устройств.
И, обратите внимание: два из них — видеокамеры и лидары — крайне чувствительны к погоде!
Погода против ВАТСов
Какой самый ходовой товар на российских трассах зимой? Омывайка!
За один рейс на грузовике запросто можно потратить литров 20 омывателя стёкол.
И любой дальнобойщик в состоянии понять, почему зимой после движения за другой фурой по посыпанной реагентами дороге хотя бы в течении 5 минут, все видеокамеры и лидары беспилотника будут безнадёжно залеплены соляно-песчано-ледяным налётом, или даже коркой, и наш ВАТС практически полностью ослепнет, и ещё не известно, успеет ли он хотя бы безопасно остановиться на обочине с помощью единственного оставшегося органа зрения — радара, да сигналов спутниковой навигации.
Посмотрите американские ролики про беспилотные автопоезда. Все они сняты где-нибудь в Калифорнии или Аризоне — то есть в южных тёплых и солнечных штатах. Так ведь даже у них перед каждым рейсом приходится лезть наверх и протирать оптику.
Да, для видеокамер, конечно, можно прикрутить омыватели и дворники. Но как быть с лидарами?
Это очень серьёзная проблема.
Вспомним ПДД 2.3.2:
Запрещается движение при ... недействующем со стороны водителя стеклоочистителе во время дождя или снегопада.Даже если удастся сделать автоматический очиститель для лидара, то ведь во время очистки его должен заменять другой — насколько такое допустимо по соображениям безопасности? И сколько должно быть дублёров?
А стоят они дорого, особенно с высоким разрешением — как раз те, что применяются для скоростей, развиваемых на трассе.
А как быть с мойкой такого автомобиля — насколько устойчивы лидары к струям воды и к химическим средствам? А ведь зимой грузовики могут мыться несколько раз в месяц...
Такие, казалось бы мелочи в сумме могут обернуться серьёзными дополнительными расходами.
Между прочим, ледяная каша из-под впереди идущего грузовика может и совсем повредить лидар...
А как насчёт температуры? Смотрим спецификации лидера рынка фирмы Velodyne.
У лидаров для транспорта это от -20 до +60. А если где-нибудь в Новгородской области ударит -35? Что будет с лидарами и что станет с беспилотником?
Далее.
Из тех же американских роликов можно понять, что за движением в пределах полосы или при смене полос следят видеокамеры, а ориентируются они прежде всего по разметке.
Поэтому на дороге должна быть хорошая разметка.
Да, на наших новых трассах такая вроде бы есть. Но... опять вмешиваются зима и снег.
Кстати, дорожные знаки тоже иногда заметает...
Получается, что для эксплуатации беспилотников должен устанавливаться «погодный минимум», подобный «эксплуатационному минимуму» в авиации, ниже которого движение роботизированных грузовиков должно приостанавливаться.
Но такие перевозки никому не нужны, поскольку дорогостоящие ВАТСы будут слишком часто простаивать в ожидании погоды.
6000000₽ за каждый км беспилотного логистического коридора
Но почитаем ещё про планируемый на трассе М-11 беспилотный логистический коридор.
Для запуска беспилотников Минтранс планирует переоборудовать трассу и оснастить её некой инфраструктурой, что обойдётся, между прочим, по цене от 4 до 6 миллионов рублей за каждый километр.
Что это за инфраструктура — пока не известно. По идее, это и должно быть оборудование, наводящее беспилотный автопоезд на правильный курс при любой погоде. То есть, некие активные маяки, сами отправляющие сигналы беспилотнику, а не просто отражающие волны от его приборов.
Таким образом, трасса станет как бы вытянутой на 600 с лишним км технологической площадкой, исключительно в пределах которой и должны будут работать ВАТСы.
А если с этих маяков передавать на беспилотник информацию о текущей обстановке, то ему не обязательно видеть и знаки, в том числе и временные предупреждения.
Да, но что насчёт взаимодействия с другими участниками движения?
Например, как беспилотник будет обгонять, если по причине непогоды ему придётся ориентироваться только по установленным у дороги информационным маякам? Ведь обгоняемое транспортное средство он должен видеть сам, причём расстояния до всех его частей он должен определять с точностью до сантиметров. Но такая точность пока доступна только лидарам, и вот — они залеплены грязью.
Так что не зря в проекте закона о беспилотниках запланирована перестраховка в виде термина «среда штатной эксплуатации»:
Среда штатной эксплуатации – окружающие и географические условия, время суток, а также дорожно-транспортные, инфраструктурные, погодные и другие условия, для работы в которых предназначена данная автоматизированная система вождения...Проблема атмосферных осадков и поднимаемой с дороги грязевой взвеси — самая серьёзная для беспилотников на междугородних трассах.
Но она — не единственная.
Беспилотник безопаснее человеческого фактора?
Вспомним про ту самую безопасность движения, повышение которой якобы должны принести беспилотники.
Вот несколько строк из блога пилота самолёта:
Некоторые оппонируют цифрами, мол, человек - слабое звено, ведь согласно статистике 80% всех катастроф произошли по вине человеческого фактора.Ну а что касается водителей, то можно добавить: им частенько приходится исправлять не только отказы техники, но и ошибки тех, кто едет рядом с ними по трассе. И таких случаев — тысячи каждый день!
Всё верно. Техника стала настолько надёжной, что в большинстве случаев отказывает человек.
Однако мало кто говорит про то, что многие полёты, в которых произошел отказ техники, закончились благополучно лишь потому, что в кабине сидел человеческий фактор.
Уверяю, если убрать из кабины пилотов, то доля человеческого фактора увеличиться ЕЩЁ больше, но только в этом случае под человеческим фактором будет пониматься ошибка программирования.
Где-то подвинуться, уступить, предусмотреть, даже нарушить правила, чтобы избежать худшего, помигать фарами или аварийкой, предупредить по рации — эти нехитрые действия позволяли и позволяют предупреждать тысячи реальных катастроф.
Беспилотник же ничего этого делать не будет.
Во-первых потому, что его нельзя будет этому быстро обучать. Ведь однотипные ситуации на трассе встречаются гораздо реже, чем в городе.
А во-вторых, потому, что он ни за что не будет нарушать правила и инструкции. Ведь ни разработчики, ни изготовители, ни настройщики, ни владельцы беспилотников никогда не захотят брать на себя ответственность — такую ответственность, которую каждый день берут на себя тысячи водителей.
Социальная ответственность недоступна ВАТСу
Возьмём такую распространённейшую ситуацию, когда на автомагистрали поставлены знаки ограничение скорости в связи с ремонтом.
В этой ситуации практически все водители лишь немного сбавляют ход, значительно превышая ограничение скорости. Беспилотник же тут должен будет ехать 50, создавая опаснейшую разницу скоростей и нервируя водителей.
Давайте-ка потщательнее разберём эту вроде бы простейшую ситуацию.
Правая полоса огорожена и работы ведутся далеко от ограждений.
Совершенно понятно, что знаки ограничения скорости установлены согласно инструкциям и правилам, призванным снять с дорожников ответственность в случае каких-то инцидентов. То есть, дорожники руководствуются инструкциями.
А чем руководствуются водители, которые не следуют ограничениям? Они руководствуются здравым смыслом. Ведь им видно, что никаких особых причин сильно замедляться нет, и они просто усиливают внимание, что собственно и нужно для правильного баланса между безопасностью и скоростью.
Иначе говоря, нормальное движение по трассе происходит благодаря тому, что водители-люди в каждый конкретный момент сознательно или бессознательно берут на себя ответственность.
А чем будет руководствоваться беспилотник? Инструкциями и правилами, чтобы, как и дорожники, избежать ответственности в случае каких-то инцидентов.
И он будет дестабилизировать нормальное движение, потому что ответственность на себя брать некому.
Такой вот парадокс.
Кстати, по этой же причине, при реальной эксплуатации беспилотные грузовики в среднем будут ездить медленнее, чем управляемые людьми.
Потому что будут программироваться с перестраховочным запасом. Чтобы избежать ответственности.
Кто будет сидеть за программистов
А теперь ещё про ответственность — про уголовную.
В ст. 264 УК РФ говорится о наказаниях за ДТП, происшедших как по вине лица управляющего транспортным средством, так и по вине лица ответственного за техническое состояние транспортного средства, которое выпустило его на линию.
Беспилотником в процессе движения по трассе никакое конкретное лицо не управляет. Кто будет нести уголовную ответственность, если беспилотник, допустим, не различит человека, устанавливающего знак аварийной остановки, и собьёт его?
По идее: «лицо ответственное за техническое состояние транспортного средства, которое выпустило его на линию», так как это лицо не убедилось в качестве программного обеспечения, установленного в беспилотнике.
Но кто же решится пойти на такую работу, где можно попасть на уголовную статью за ошибки в коде, который писали десятки программистов? По-моему, никто на такую работу не пойдёт.
Законы для людей придётся переписывать
Помимо этих проблем, для запуска беспилотников даже в рамках одной трассы придётся переписывать и дополнять очень большое количество законов. Ведь все они рассчитаны на использование людьми.
Вот тот же знак аварийной остановки.
В Правилах Дорожного Движения п. 7.2 имеется требование о его незамедлительной установке вне населенных пунктов на расстоянии не менее 30 метров.
Спрашивается: кто будет его устанавливать, если беспилотник будет вынужден остановиться?
Да, конечно, теоретически можно сделать выезжающую из-под прицепа, опять же беспилотную, тележку с этим знаком.
Но это ещё одно усложнение, удорожание и снижение надёжности: ведь для этой тележки должны быть разработаны и утверждены соответствующие стандарты; произведены образцы и проведены испытания; она должна быть запущена в производство; для неё должно быть выделено и оборудовано место под прицепом; зимой эта тележка скорее всего будет просто примерзать...
Причём, всё это, обратите внимание: только если у беспилотного тягача будет специально созданный для него полуприцеп. А если беспилотники будут таскать обычные полуприцепы?
Вот сколько проблем только лишь по одному пункту только лишь одного закона.
А вот водитель может просто разложить и выставить простой и дешёвый знак.
Трасса — живой организм
Так вот если начать вдумываться и разбираться, окажется, что водитель не только сидит в кресле и смотрит в окно. Он ещё всегда готов выполнять массу функций!
И заменить его на автомат не так-то просто, а скорее всего — невозможно.
Ведь трасса сама по себе — это живой организм, состоящий из живых водителей, которыми прежде всего руководит понимание отличия жизни от смерти, то есть ответственность за жизнь, да хотя бы только за свою — но у автомата нет и этого.
Автоматы должны работать среди автоматов, для них должны быть отдельные трассы.
Но пока это нереально дорого. Потому что придётся строить ещё одну четырёхполосную трассу. Ведь если в каждом направлении будет только по одной полосе, как беспилотники будут объезжать сломавшийся беспилотник?
Повторяю: трасса — это не город!
В полуприцепы тоже придётся вкладываться
Я только что сказал про полуприцепы — какие они будут: любые или только специально созданные для беспилотных тягачей?
Не совсем любые — это точно. Потому как — опять безопасность: поскольку автопоезд некому будет контролировать визуально, у него должны быть как минимум датчики давления воздуха во всех колёсах и подушках, а также на всех открывающихся/закрывающихся объёмах.
Это — если просто тягать прицепы от одного терминала до другого.
Но такая схема не будет полностью беспилотной, поскольку автоматический автопоезд не сможет сам отцепляться/зацепляться, а также подъезжать на погрузку/выгрузку задним ходом. То есть, для его работы всё равно понадобятся водители, причём на обоих терминалах.
Так что, экономия времени относительно обычных перевозок тут под большим вопросом.
А чтобы сделать полностью беспилотный цикл, для беспилотного тягача нужен специальный полуприцеп — так же как тягач оборудованный камерами, лидарами и датчиками для движения задним ходом. Что повлечёт потребность в дополнительной мощности для компьютера, дополнительной перекидке (может и не одной), дополнительных омывателях. А это ещё большее усложнение, увеличение стоимости и снижение надёжности.
Беспилотники на вторичном рынке никому не нужны
И здесь самое время сказать вот о чём: вторичный рынок!
Известно, что бэушные машины в основном покупают частники или микропредприятия. И у них нет своих терминалов, для работы между которыми предназначены беспилотники. Поэтому беспилотники как таковые им не нужны.
Далее. В крупных конторах магистральные тягачи работают 3-5 лет, а то и меньше, после чего продаются. Для 5-ти летней машины цена падает примерно на 50% относительно новой. То есть, допустим, купили за 10 миллионов, через 5 лет продали за 5 миллионов.
И это очень существенная составляющая в бизнесе грузоперевозок.
А что будет происходить с беспилотниками?
Ну, во первых, сразу понятно, что все красивые проспекты с футуристическими бескабинными ВАТСами — всего лишь картинки. После выработки основного ресурса их вообще некому будет продавать. Разве что в музей. Или на технологические площадки, но там востребованы не автопоезда, а более маневренные одиночные машины.
Так что, продавать можно будет только такие беспилотники, в которых имеется всё для управления водителем-человеком.
Ну что ж, считаем: сам новый беспилотник разумеется будет стоить дороже обычного тягача. На сколько конкретно — в настоящее время сказать невозможно, но учитывая стоимость лидаров, камер, прочих датчиков, омывателей, разработки ПО и компьютеров — миллиона на два как минимум.
Ну хорошо. Отъездил он свои пять лет. Известно, что мелкие перевозчики не любят машины с наворотами. Чем меньше электроники, тем меньше проблем. А тут — сплошная электроника, которая когда-нибудь обязательно начнёт глючить — самопроизвольно тормозить и разгоняться и т. п.
Да, наверное всё это можно будет демонтировать, но сколько это будет стоить — это раз.
Как это будет оформляться документально — это два. Ведь был ВАТС, а стал обычный автомобиль — будет ли вообще такое допускаться законодательством?
Так или иначе, а беспилотник будет терять в цене значительно больше обычного тягача.
Минус оплата за использование оборудования трассы, минус зарплата загонщиков, минус нетрадиционный сервис и т.д.
Окупится ли всё это экономией на зарплате водителя? Вряд ли.
КАМАЗ и технологические перевозки
Так есть ли у беспилотных автомобильных грузоперевозок будущее?
Самый трезвый взгляд у КАМАЗа. Он видит наибольшие перспективы в технологических перевозках на закрытых территориях.
Там нет высоких скоростей и не так критичны погодные условия.
Да и вообще, технологический транспорт строго говоря не является автономным, поскольку где-то рядом, буквально в шаговой доступности, всегда есть люди, которые могут что-то подправить.
Возродить 160-кубовые паровозы
А что касается повышения эффективности междугородных перевозок и повышения конкурентоспособности России в международных перевозках, так тут есть, например, такой неиспользованный резерв, как удлинение и утяжеление автопоездов.
Многие помнят, что примерно до 2004 года по маршруту Финляндия - Москва ходили автопоезда длиной 24 метра. Общий объём этих паровозов достигал 160 куб. м.
И ездили они не по автобану, а по тогдашней убитой трассе М-10, местами двухполосной, не освещённой, с жуткой колейностью.
Да, сцепки состоящие из седельного тягача с полуприцепом и прицепом-племянником зимой иногда создавали проблемы на Валдайских подъёмах. Но сейчас-то на М-11 не должно быть таких проблем.
В Скандинавии вовсю используются такие автопоезда, даже длиннее — 25 с лишним метров, причём даже на региональных узких двухполосных дорогах.
Так почему такие не разрешить у нас, хотя бы на М-11 и будущей М-12 до Екатеринбурга?
Тем более, что и А-181 «Скандинавия», которая от Финляндии до Петербурга, тоже реконструируют до 4 полос.
Никаких особых вложений в запуск таких автопоездов со стороны государства не требуется — их нужно просто разрешить. Разрешить, разумеется, без всяких платных пропусков на негабарит или перегруз.
Вот вам и реальный логистический коридор с высокой эффективностью.
Текст с картинками