Умные дороги – опыт России и мира

В Report Ocean подсчитали, что рынок искусственного интеллекта в мировой транспортной отрасли и логистике в 2020-ом составил $1,45 млрд. К 2030-му эта цифра приблизится к $17,9 млрд, а средний годовой темп роста будет 18,5%. iot.ru рассмотрел, за счет чего прогнозы могут стать реальностью и что уже представляют умные дороги в России и в мире.

Умную дорогу в ИСИЭЗ НИУ ВШЭ называют базовым условием повсеместного распространения автономного транспорта, развитие которого сегодня идет быстрым темпом. «Новые и действующие магистрали оснащаются сенсорными сетями, системами цифрового картирования и др. Более высокий уровень безопасности обмена данными и сохранности персональных данных должны обеспечить технологии коммуникации между транспортными средствами (V2V) и с объектами умной инфраструктуры», – отметили эксперты в своем исследовании. Пример тому – набирающая популярность электрификация транспорта, которую нельзя реализовать без соответствующей зарядной инфраструктуры.

В идеале все компоненты умной дороги (а это датчики движения авто и пешеходов, датчики контроля интенсивности дорожного движения и скорости транспортных средств, фото- и видеокамеры, модули управления светофорами и уличным освещением, метеодатчики, электронные дорожные знаки, инфотабло на остановках, паркоматы и навигация GPS/ГЛОНАСС) должны работать на базе единой платформы – интеллектуальной транспортной системы (ИТС). Но даже по одиночке смарт-решения дают эффект. Так, интеллектуальное управление уличным освещением экономит электроэнергию, а умные светофоры на перекрестках, работающие в зависимости от дорожно-транспортной обстановки, повышают пропускную способность, сокращая вероятность появления заторов. Другой пример – автоматическая фиксация нарушений ПДД, заставляющая водителей быть ответственнее и аккуратнее, благодаря чему понижается вероятность возникновения ДТП.

Ситуация за рубежом

К слову об авариях, НИУ ВШЭ привело в своем исследовании оценки Европейской комиссии, согласно которым, внедрение ИТС снизит долю ДТП со смертельным исходом на 1,3-6,9%, а долю травм в результате ДТП – на 1,1-7%. Общий же эффект для ЕС и Великобритании от снижения числа аварий на дорогах может достигнуть €98 млрд в 2020-2035 гг. Рассмотрим несколько решений, демонстрирующих состоятельность этих цифр.

В японской Mazda разработали виртуального водителя на случай, если находящемуся за рулем человеку станет плохо. Систему Co-Pilot («Концепция второго пилота», аналогичными разработками занимаются также Toyota и Volkswagen) автопроизводитель представил в ушедшем году, пообещав оборудовать некоторые серийные авто уже в 2022-ом. Принцип работы прост – камеры будут следить за самочувствием водителя, и при ухудшении состояния последнего система сама остановит автомобиль и уведомит медслужбы о произошедшем.

В австралийском Мельбурне на улице Николсон-стрит длиной всего 2,5 км запустили самую умную на сегодня дорогу в мире. Речь идет о рассчитанном на три года проекте Intelligent Corridor, который легко масштабируется с отдельного перекрестка на целый город. Всем трафиком управляет программный комплекс Kapsch Mobility с универсальной платформой глубокого обучения, системой управления городской мобильностью и платформой совместной обработки данных для расширенной аналитики.

Источник изображения: kаpsch.net

Конкретизируя, комплекс подключен к разветвленной городской сети датчиков AIMES. «Коридор» получает оперативные и статистические данные с видеокамер, Bluetooth, датчиков качества воздуха, а также сведения о погоде, движении общественного транспорта, пробках и работе светофоров. Все эти данные обрабатывает и анализирует ИИ, после чего результаты можно использовать как для динамического контроля и оптимизации транспортных потоков, так и создания «зеленой волны» для автомобилей экстренных служб и регулирования трафика около школ с возможностью перенаправлять транспортные средства в зависимости от уровня загрязнения воздуха. Система позволяет спрогнозировать и влияние аварии на перекрестке на движение общественного транспорта и предложить пассажирам альтернативные маршруты. Повышает разработка и безопасность простых пешеходов – например, в поворотах с плохим обзором водителю придет уведомление. Пока технологию поддерживают несколько моделей Lexus, но очевидны расширения списка авто в будущем.

Что в России

Позиции России в плане развития беспилотного автотранспорта и ИТС скромнее результатов ряда стран. Так, в НИУ ВШЭ рассказали, что по уровню готовности к автономному автотранспорту лидируют Сингапур, Нидерланды, Норвегия, США и Финляндия, а Россия в топ-30 стран, по которым представлены оценки, заняла 26-е место. Однако сравнительно низкий уровень внедрения передовых решений в стране пытаются исправить – государство в последние годы запустило ряд инициатив для ускорения развития законодательных основ использования беспилотников. «Создаются регуляторные песочницы для тестирования технологий (запуск первых беспилотных такси от «Яндекса» в Москве – ред.), вводятся экспериментальные режимы на дорогах общего пользования (трасса М-11 «Нева», соединяющая две столицы, – ред.)», – отметили в НИУ ВШЭ.

Узнать о зафиксированных государством приоритетах в цифровой трансформации транспортной отрасли можно из таких документов, как национальный проект «Безопасные и качественные автомобильные дороги», комплексный план модернизации и расширения магистральной инфраструктуры на период до 2024-го, ведомственная целевая программа «Цифровая платформа транспортного комплекса РФ» и др.

Актуальность подобных документов не вызывает сомнения, ведь только в рамках недавно созданной в стране цифровой платформы автомобильного транспорта «Автодата» сбор данных о резком торможении автомобилей, по замечанию НИУ ВШЭ, может привести к сокращению числа ДТП на 20-30%. И это не говоря об экологии, оптимизации транспортных потоков, возможностях управления трафиком, снижении сроков и стоимости доставки, сокращении рутинных и опасных операций.

В целом, согласно исследованию ВШЭ, спрос на цифровые технологии в транспортной отрасли будет ежегодно расти на 21%, достигнув 626,6 млрд ₽ к 2030-му.

Как уже умнеют отечественные дороги

Из недавних разработок приведем две из «Ростеха» – умный переезд и смарт-проекторы. Первый призван обеспечить безопасность ж/д движения за счет функций видео- и радиомониторинга в круглосуточном режиме при любой погоде. Обнаружив на путях неподвижные объекты, система немедленно передаст сигнал тревоги диспетчеру и машинисту. Умные же проекторы, умеющие проецировать пешеходный переход, стоп-линию и дорожные знаки, созданы для замены дорожной разметки. Световой пучок яркостью 330 люкс делает проекцию заметной на расстоянии до 200 м, а наличие специального датчика позволяет оборудованию включаться и выключаться автоматически, благодаря чему в нерабочее время экономится электроэнергия.

Источник изображения: НИИ «Вектор»

Однако самым показательным примером представляется подмосковная трасса ЦКАД-3, где уже этим летом планируют открыть участок умной дороги, по которому поедут подключенные к радиопокрытию V2X автомобили. Первыми станут «КАМАЗ» и «Меркатор», для чего в авто установят спецдатчики, предупреждающие водителя об обстановке на дороге. Так, если кто-то включит стоп-сигналы, другие автомобилисты получат на свои планшеты уведомления о резком торможении. Расскажет система водителям и о проведении дорожных работ или движении спецслужб.

Особенностью ЦКАД-3 станет и система безостановочной оплаты проезда «Свободный поток», являющаяся передовой не только для России, но и мира. «С помощью различных устройств и камер ведется мониторинг и анализ обстановки, погодных условий, состояния дорожного полотна. На основе этих данных определяется стоимость оплаты за участок платной трассы и формируются счета на оплату», – пояснили в НИУ ВШЭ.

Не исключено, что по результатам эксперимента в стране разработают и выпустят новые 3 или 4 в 1 устройства («ЭРА-ГЛОНАСС», V2X, страховая телематика, «справедливая» (по км) оплата за проезд по платным дорогам).

Идет развитие умных дорог с ИТС и в других регионах страны. Так, в Свердловской области в рамках упомянутого проекта «Безопасные качественные дороги» развивают сеть умных парковок и остановок, устанавливают интеллектуальное уличное освещение и совершенствуют систему управления светофорами. В Екатеринбурге к автоматизированной системе управления дорожным движением уже подключили 630 светофоров, а в Нижнем Тагиле в 2021-ом модернизировали светофоры на 26 перекрестках. На создание ИТС только в прошлом году указанные регионы получили от властей 330 млн ₽.

А вот для создания умных дорог в Волгограде национальным проектом из бюджета на 2021-2023 гг. предусмотрено 900 млн ₽. Узнать же, как обстоят дела с ИТС в других частях страны и какие новые решения появляются в отрасли, всегда можно в специальном разделе iot.ru. А насколько эта тема актуальна, говорит открытие в Москве в начале апреля Центра компетенций интеллектуальных транспортных систем. Центр создан ассоциацией «Цифровая эра транспорта» как демонстрационная площадка, место обучения профильных специалистов со всей страны и обмена опытом.   

Основные проблемы и пути их решения

Среди факторов, сдерживающих активное внедрение цифровых технологий, в НИУ ВШЭ называют:

• низкий уровень развития взаимодействия между участниками отрасли;

• неравномерное проникновение цифровых технологий в деятельность организаций транспорта;

• низкие темпы развития и недостаточные масштабы обновления инфраструктуры;

• невысокую пропускную способность имеющихся транспортных артерий;

• нехватку стандартов создания объектов умной инфраструктуры;

• недостаток квалифицированных кадров с достаточным уровнем цифровой грамотности.

Чтобы усилить эффекты от уже запланированных мероприятий и расширить вовлеченность различных участников отрасли в процессы цифровой трансформации, в НИУ предлагают:

• обеспечить базовые условия для внедрения и использования цифровых решений, в том числе покрыть транспортные магистрали сетями 5G и модернизировать дорожную инфраструктуру;

• стандартизировать сервисы платформ, протоколы безопасной передачи данных;

• разработать регуляторные правила, включая закрепление прав и ответственности при эксплуатации беспилотных/высокоавтоматизированных транспортных средств;

• выдать льготные займы малым и средним организациям отрасли, чтобы растиражировать успешно зарекомендовавшие себя российские цифровые решения;

• создать правовые условия для оборота данных, аккумулируемых бизнесом, и расширить возможности использования отраслевой информации;

• создать отраслевые центры подготовки кадров в области цифровых технологий для транспорта.

Надеемся, что участники и регуляторы рынка прислушаются к советам экспертов, и следующий обзор iot.ru включит еще больше интересных решений.