Беспилотная уборка. Какие перспективы?

Тему автономных беспилотных грузовиков мы поднимаем на страницах журнала периодически. И, к сожалению, пока дальше разговоров да тестовых заездов на полигонах в России дело не движется. А тут Росавтодор, учёные и отраслевые специалисты заговорили о более сложной эксплуатации — использовании роботизированных машин в содержании и уборке дорог.

Робот — дело тонкое

Одно дело — установить на шасси множество лидаров, камер и связать это все соответствующим программным обеспечением. И то, потребуются высокоточные карты, навигация, качественная дорожная инфраструктура, чтобы компьютер мог корректно анализировать поступающую информацию о ситуации вокруг. И вот научить машину распознавать лёд, снег, лужи и т. д. — дело совсем другое.

В конце 2018 года СМИ громко трубили о начале эксперимента в Рязани по внедрению беспилотной снегоуборочной техники на базе мини-тракторов «Агробот», созданных в местной компании Avrora Robotics. Только вот анонсы прошли, а о результатах скромно умолчали и представители Национальной технологической инициативы (НТИ) «Автонет» и разработчиков техники и рязанской администрации. То ли результатами гордиться не вышло, то ли тестирование пошло не так.

Тем не менее, попытки вывести на рынок «умные» КДМ продолжаются. Например, на выставке «Дорога 2019» директор по стратегическим коммуникациям «Меркатор Холдинг» Мария Панова презентовала наработки компании.

До 2024 года планируют создать прототипы автономного блока управления и роботизированных механизмов навесного оборудования. А к 2025 году свет должен увидеть беспилотный пылесос. А уже сейчас идут испытания автоматизированного управления распределением противогололёдных материалов.

«Контроллер не только учитывает скорость (чем быстрее едем — больше сыплем), но и синхронизируется с метеостанциями. Он определяет температуру, осадки, подробные метеопрогнозы на будущее, даже скорость ветра, т. е. всю информацию, которую даёт метеостанция, будет поступать в контролер.

Естественно, он будет определять нужную плотность, ширину ассиметрии, распределение угла, тип реагента, а также возможную адаптацию с требованиями по нормативам содержанием. Именно в процессе работы выяснилось, что понадобится научно-исследовательская работа, вот с таким вот рабочим названием «оценка эксплуатационного состояния покрытия автоматизированным и полу автоматизированным транспортом».

Её результатом должна стать рекомендация по оценке состояния покрытия, что ляжет основой для правительственных решений по её содержанию. И здесь, всё-таки, главную скрипку должны играть дорожники. Мы знаем, что коэффициент сцепления определяется только в летнее время, в то или иное время мы пытаемся выводить коэффициенты скользкости, коэффициенты проскальзывания.

Так вот, мы можем вывести такой коэффициент, с одной оговоркой, что область использования только для выполнения работ по содержанию дорог автоматизированным и высокоавтоматизированным транспортом. Не используется для оценки транспортно-эксплуатационного состояния дорог», — заявила г-жа Панова.

Кроме того, контроллер может оценивать дефекты дорожного полотна и ограждений. Всего в ходе тестирования одна машина записывала 151 200 параметров в сутки. По прогнозам разработчиков, внедрение роботизированной уборочной машины сократит расходы на выполнение контрактов по содержанию дорог на 15%, снизит на 38% издержки подрядчиков на топливо и реагенты, на 300% сократит время на выполнение задач за счёт оптимизации регламентов и на 30% — на подготовку отчётности.

Правда, пока всё это в теории. К тому же, экспериментальный образец получится дорогим. Хотя в «Меркаторе» обещают отдать его заказчику бесплатно для получения обратной связи по доработкам в результате эксплуатации.

Получается, если оптимистичные прогнозы сбудутся, то вскоре профессия, допустим, оператора КДМ исчезнет.

«Никто не задаётся вопросом вообще, куда делись армии кочегаров, телефонистов, а также десятки других профессий, которые ушли в историю. Везде, где технологии начинали справляться лучше, машины заменяли это место. В большинстве случаев процесс замены занимал не один год и не вызывал взрывного эффекта.

И я уверена, что автоматизация, а в дальнейшем роботизация коммунальных дорожных машин произойдёт также естественно. Через какое-то время они естественно встроятся в трудовой процесс, станут привычными и понятными. В заключении хочу сказать, что вопрос дорожников:

«Можем ли мы себе позволить автоматизированную или высокоавтоматизированную, либо в дальнейшем беспилотную машину?» — звучит неправильно. Верный вопрос: «Можем ли мы себе позволить не использовать такую машину?», — резюмировала Мария Панова.

Робот под присмотром

Но, как ни крути, а отпускать хоть и компьютеризированные машины, будь они хоть трижды умней человека, без контроля и подстраховки нельзя. Мало ли что? Датчик снегом залепит, камера не успеет заметить внезапно появившееся препятствие и т. д. За роботами нужен контроль. Да, собственно, эти умные машины беспилотниками уже называть не стоит.

Тут больше подойдёт определение «высокоавтоматизированные». Базой для цифровой диспетчерской для управления и контроля над этими машинами должны стать существующие пункта сбора информации о работе коммунальной техники в системе ГЛОНАСС. Сейчас в ней зарегистрированы свыше 18 000 единиц.

«Мы наработали большой опыт диспетчеризации коммунального транспорта. Для повышения эффективности формирования оперативных заданий для выполнения циклических работ разработан классификатор, который позволяет все работы, которые выполняют подрядные организации, оцифровать, закодировать и занести в базу данных системы.

Это позволит при создании цифрового диспетчера использовать единый подход. Более того, мы используем оцифрованные километровые столбы, которые позволяют в режиме реального времени определять местоположение дорожных машин.

Как только производители дорожных машин нам смогут предоставить свои высокоавтоматизированные модели, даже программный комплекс «ДорТрансНавигация», который использует Федеральное дорожное агентство, позволит при незначительных доработках сделать его цифровым диспетчером для высокоавтоматизированных дорожных машин.

Для этого мы взаимодействуем с производителями и планируем принять участие в пилотном проекте на обходе Калуги. Те наши результаты они будут доступны», — сообщил преподаватель кафедры «Транспортная телематика» Московского автодорожного государственного технического университета Али Байтулаев.

Эксперт также подчеркнул, что развитие высокоавтоматизированной дорожной техники невозможно без участия подрядных организаций. Именно они должны подсказывать какие технологические операции нужно автоматизировать. Правда, есть один нюанс — пока оцифрованы стандарты работ по содержанию федеральных трасс. На региональных дорогах технологические задания формируют, что называется, кто во что горазд.

Сейчас разработчики цифровой диспетчерской ведут переговоры с производителями дорожной техники о подключении датчиков навесного оборудования через CAN-шину для получения данных о скорости и плотности обработки.

Тем временем, к автоматизации рабочих органов дорожных машин готовы подключиться и в государственном научном центре Российской Федерации «Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики» (ЦНИИ). Специалисты говорят о накопленном опыте в части навигационного контроля, систем технического измерения, видеофиксации и т. д.

«Если беспилотный транспорт снабдить электронными системами фиксации, алгоритмами технического зрения и сбора информации, то мы получаем комплекс, который позволяет производить операции по уборке дорожного покрытия в автономном режиме, где оператор может сидеть помещении и отслеживать не один, а несколько объектов.

Он может управлять внештатной ситуацией, вручную подключаться к резервному управлению транспортом, корректировать работу. Также в процессе уборки территории онлайн можно видеть состояние территории до уборки и после, видеть дефекты покрытия дорог, люки открытые, ямы.

Нам необходима глубокая автоматизация, потому что просто в беспилотном режиме у нас снижается система безопасности. Могут детишки играть в футбол, мяч может закатиться под транспортное средство. И если это транспортное средство не может среагировать на внештатную ситуацию, то велик шанс травм», — предостерёг заместитель главного конструктора робототехники, технической кибернетики и мехатроники ЦНИИ Игорь Даляев.

Нужна инфраструктура

Только вот какой бы умной не была высокоавтоматизированная машина, каким бы оперативным не был диспетчер — без соответствующей дорожной инфраструктуры вся затея грозит остановиться на уровне опытных образцов. Можно полностью окружить машину лидарами, сонарами, парктрониками и прочим оборудованием, но это полдела.

«По дорогам она может ездить только с помощью команд, предупреждающих или правоустанавливающих сообщений непосредственно от окружающей структуры.

Поэтому на нашем интеллектуальном полигоне в Казани есть детекторы транспорта и пешеходов, зона автобусной остановки, где есть большая вероятность выхода пешехода на проезжую часть, по принципу «умная дорога». У нас есть базовые станции RCU, которая непосредственно общается с нашим беспилотным транспортным средством.

У нас есть знаки переменной информации, метеостанции. Работает это следующим образом. Сканер состояния дорожного полотна передаёт данные на метеостанцию о скользкой дороге или реагенте, на метеостанцию. Та передаёт в центральную платформу «умная дорога» и дальше оповещение идёт об этом на беспилотное транспортное средство и всю инфраструктуру.

Это оповещение падает не только в бортовое устройство беспилотника, но и изменяет изображение на знаке переменной информации. Если обледенение, то у нас ограничение становится 40 и беспилотник меняет скорость на рекомендуемую, в соответствии с ограничениями, показанными на данном знаке.

Точно также есть и зона платной парковки и зона платной дороги, беспроводные светофоры. Центральная платформа «умная дорога» рассчитывает и передаёт на беспилотник рекомендуемую скорость движения, для того чтобы попасть в «зелёную волну» светофора», — презентовал руководитель проекта ООО «Казань-телематика» Павел Завгородний.

В ближайшем будущем компания планирует построить подобные выделенные полосы для беспилотников на транспортных коридорах «Приморье-1» и «Приморье-2», а также на скоростной трассе М11. И возможно, высокоавтоматизированные дорожные машины через несколько лет начнут работу именно там.

Текст: Артём Щетников