«Умные» дороги — Как дорожные сенсоры помогут в распространении беспилотного транспорта и когда это произойдёт

Издание Backchannel опубликовало материал технологического исследователя Брента Скорапа о том, как в распространении самоуправляемых автомобилей могут помочь «умные» дороги и почему пока правительства городов не спешат внедрять подобные технологии. Редакция vc.ru публикует адаптированный перевод заметки.

«Беспилотные автомобили из фантазий инженеров агентства DARPA быстро трансформировались в реальные машины, разъезжающие по дорогам Питтсбурга. Волнение специалистов вполне оправдано — особенно учитывая, как много может выиграть человечество с распространением самоуправляемых механизмов», — пишет Скорап.

По подсчётам исследователей Техасского университета, одно самоуправляемое транспортное средство, которым пользуются все желающие, может заменить 11 обычных автомобилей. Благодаря распространению беспилотных машин уменьшится общее количество автомобилей на дорогах, сократятся выбросы в атмосферу, уменьшится транспортный поток. Кроме того, многим семьям больше не придётся копить деньги и приобретать собственные машины.

Однако, замечает автор материала, до того момента, когда самоуправляемые автомобили прочно войдут в человеческую жизнь, всё ещё далеко.

«И главное препятствие на пути прогресса — навигация. Производители обучают машины дорожному движению с помощью армии водителей на самых обычных машинах — они ездят по дорогам мира и оцифровывают их, превращая в обширную карту. Они следят за изменениями и за появлением новых маршрутов. Всё это делается для того, чтобы машины понимали, куда ехать дальше», — объясняет Скорап.



Такая система решает множество проблем, с которыми могут столкнуться самоуправляемые автомобили. Информация о дорогах обновляется раз в два–три месяца, и этого достаточно, чтобы отслеживать крупные изменения вроде появления новых улиц или пешеходных зон, смены правил движения на перекрестках и так далее. Другие данные — например, информацию о дорожных работах — автомобили могут получать из сети.

Но самоуправляемым машинам нужна и другая информация — о том, что может помешать движению прямо сейчас. Перебегающая дорогу собака, машина скорой помощи, которой необходимо проехать как можно быстрее, небольшая авария — всё это важно для составления маршрута.

Как отмечает Скорап, способ обеспечить машину такими знаниями существует — для этого необходимо адаптировать инфраструктуру и транспортную систему под нужды беспилотных автомобилей.

«Раньше идея о том, чтобы снабдить дороги специальными сенсорами, с помощью которых машины смогут «видеть и слышать» свой маршрут, казалась несбыточной и очень дорогой мечтой. Однако реализовать такую систему станет возможно с появлением новых технологий», — говорит автор заметки.

Одна из таких технологий — мобильная связь пятого поколения 5G. Разработку сетей 5G уже ведут крупнейшие операторы. Такие сети позволят повысить скорость подключения к интернету, а также передавать большие объёмы данных без существенных задержек.

Сенсорные системы управления, пишет Скорап, также становятся всё лучше и дешевле. Сейчас самоуправляемые автомобили применяют оптические системы и различные датчики для идентификации объектов на пути. Стоит такое обеспечение недёшево — например, блоки геопозиционирования, установленные на крышах беспилотных машин от Google, обходятся компании в $75 тысяч.

Однако цена на такие комплексы стремительно падает. В апреле одна из компаний, базирующихся в Кремниевой долине, представила лидар-сенсор стоимостью в $500. Весит такой сенсор чуть меньше килограмма. Такой датчик используется на самоуправляемых машинах от Ford, которые появятся на дорогах уже в 2016 году. Менее мощные сенсоры можно приобрести по $100. Некоторые из них, отмечает автор, по размеру едва превосходят монетку.



Ещё одна проблема заключается в радиусе действия встраиваемых датчиков. «Лучше всего такие сенсоры работают в диапазоне 100 метров. Учитывая, что автомобиль движется со скоростью от 50 до 100 км в час, у пассажира будет от 5 до 15 секунд на то, чтобы принять предупреждение от машины и сориентироваться в ситуации».

При этом, согласно исследованию компании Virginia Tech, в среднем у водителя, который следит за поездкой, уходит около 17 секунд на то, чтобы осознать ситуацию на дороге, принять решение и начать действовать. Пассажиру самоуправляемого авто, который смотрит фильм или занят другими делами, понадобится ещё больше времени.

Эту задачу помогут решить встроенные в дорогу датчики — они смогут обеспечивать автомобиль информацией на несколько миль вперёд. «Счёт пойдёт уже на минуты, а не на секунды. Кроме того, такие датчики могут обеспечить машину более точной информацией — например, сообщить о том, что нечто человекообразное у дороги — не живой ребёнок, а пугало, наряженное на Хэллоуин».

У дорожных датчиков есть и другие преимущества. Например, риск, что сенсор в пути окажется повреждён, значительно снижается. Меньше становится и нагрузка на вычислительные мощности самого автомобиля — системе приходится принимать меньше решений.

В качестве примера Скорап приводит дороги в городе Вашингтон. Всего в городе проложено около 2400 км общественных дорог. За $24 млн правительство города сможет закупить достаточно датчиков, чтобы покрыть все такие дороги. Обустройство дороги между Бостоном и Вашингтоном обойдётся правительству в сумму от $4 млн до $15 млн в зависимости от плотности покрытия датчиками.

Звучит дорого, пока вы не знаете, что правительство Вашингтона потратило $200 млн на создание трамвайной линии длиной в 3,9 км.

Подобной системе сенсоров потребуется собственная инфраструктура. Её особенно сложно организовать в городах с развитой подземной инфраструктурой — метро, канализационными линиями и так далее. «Зачастую земли в городах находятся в совместной собственности, и получить разрешение на работы бывает проблематично», — объясняет автор материала.

Однако, отмечает Скорап, в течение пары десятилетий нужная инфраструктура образуется сама собой — с развитием высокоскоростного доступа в интернет. А в сельской местности проблем с этим не возникнет. И именно в сельской местности потребность в таких датчиках выше всего — трафик там не настолько плотный, чтобы водители или автомобили могли оперативно сообщать об изменениях в движении.



Датчики смогут использовать не только сами автомобили, но и правительство городов — для анализа транспортного потока, предотвращения заторов и повышения безопасности движения. Информации о движении смогут найти применение и рекламодатели: например, узнавать, сколько человек прошли или проехали мимо витрины в конкретный день, сколько из них передвигались с животными и так далее.

Одна из причин, по которой на дорогах пока нет таких сенсоров — боязнь технологических компаний, что правительство может им помешать, заключает автор материала. «Муниципальные органы власти должны осознать, что помочь транспортной революции — в их силах».