Беспилотные автомобили, еще недавно казавшиеся фантастикой, постепенно становятся реальностью. Тестовые образцы сегодня можно встретить и на улицах Москвы, и на безлюдных просторах Западной Сибири и Заполярья. Все достоинства грузовых беспилотников сотрудники «Газпром нефти» смогли оценить этой весной: компания совместно с отечественными производителями грузовой техники — КАМАЗом и ГАЗом — провела два цикла испытаний умных машин на Ямале и в Югре.
Благодарим редакцию корпоративного журнала "Сибирская нефть" ПАО «Газпром нефть» за предоставление данного материала.
Сложно найти более экстремальные условия для испытаний грузовых беспилотников, чем Гыданский полуостров Ямала ранней весной. В марте здесь еще стоят тридцатиградусные морозы, а метели набирают силу. Днем горизонта практически не видно. Белую пелену не могут разогнать даже штормовые ветра, летящие над тундрой с бешеной скоростью. Добавьте к этому сложный рельеф с перепадами высот до 25 метров, отсутствие транспортной и дорожной инфраструктуры, и вы получите идеальную площадку для максимально объективной проверки возможностей человека и машины. Испытания беспилотных грузовиков «Газпром нефть» и группа компаний «КАМАЗ» сознательно провели именно в таких условиях. Ни нефтяной компании, ни Камскому автозаводу не нужен был образцовый выставочный стенд для демонстрации намерений с одной стороны и возможностей с другой. Никакого глянца, только хардкор: если умные грузовики не потеряют голову при этих вводных, значит, можно смело планировать их внедрение в логистику жизнеобеспечения северных нефтепромыслов. Производитель специально разработал эту серию беспилотников для перевозки грузов в условиях Крайнего Севера и даже назвал ее «Ермак» в честь покорителя Сибири.
В разработке арктических месторождений грузоперевозки играют роль кровеносной системы. С их помощью на удаленные нефтепромыслы поступает «кислород» материально-технических ресурсов для строительства инфраструктуры, добычи нефти, жизнеобеспечения автономных территорий. На Восточно-Мессояхское месторождение, где и проходили первые в истории отечественного автопрома арктические испытания беспилотных КамАЗов, только этой зимой было доставлено более ста тысяч тонн оборудования и материалов. Ежедневно на зимник — 140-километровую временную автодорогу, связывающую автономный промысел с Большой землей, — выходило до 400 машин. Непростой маршрут, включающий десятки ледовых переправ, крутые подъемы и резкие спуски, занимает минимум шесть часов от поселка Тазовский до Восточной Мессояхи. Сегодня компания делает все, чтобы это логистическое плечо было максимально надежным: строит зимники, представляющие собой спрессованный снег со льдом, следит за их обслуживанием, контролирует безопасность перевозок. В какой-то момент стало очевидно, что цифровые технологии, которые «Газпром нефть» сегодня активно использует в разведке и добыче, необходимо внедрять и в логистику, чтобы вывести грузоперевозки на качественно новый уровень безопасности и эффективности.
Умение передвигаться по заданным маршрутам с высокой точностью, за доли секунды распознавать препятствия и прогнозировать траекторию своего движения — важное преимущество беспилотников
В испытаниях беспилотных КамАЗов на Восточно-Мессояхском месторождении участвовали три машины. Этого количества автомобилей достаточно, чтобы оценить возможность ведущего транспортного средства — КамАЗа-альфы — управлять движением бета-автомобилей в колонне. В перспективе в состав одного грузового каравана могут входить до 20 машин, и каждая будет безоговорочно, если это слово уместно в отношении техники, выполнять приказы альфа-мобиля. Перемещение умных КамАЗов по Мессояхе координировал экипаж из водителя и двух программистов. Они управляли системой контроля за движением колонны и фиксировали результаты эксперимента: даже безлюдные технологии не могут обойтись без людей. Общий километраж испытаний составил 2,5 тысячи километров.
«Как обычный человек представляет себе управление беспилотником? — говорит водитель-испытатель Научно-технического центра „КАМАЗа“ Руслан Муратов. — Прикасаешься к кнопке на приборной панели, и все начинает крутиться, лететь, ехать. По сути, то же самое происходит и у нас. Нажимаем на клавишу автопилота и активации системы на смартфоне, принимаем удобное положение и можем наслаждаться поездкой. На Мессояхе мы так не расслаблялись, конечно: уровень задач и природные условия к релаксу не располагают, нужно каждую секунду быть включенным в процесс».
Принцип работы беспилотных КамАЗов, конечно, сложнее, чем «нажми на кнопку — получишь результат». Программное обеспечение беспилотных транспортных средств разработано по Европейскому стандарту функциональной безопасности ISO 26262. Навигационная спутниковая система позволяет высокоавтоматизированным КамАЗам передвигаться по заданным траекториям с точностью до 20 см. Автомобили оснащены четырьмя типами сенсоров: 3D-лидар строит цифровую карту дорог, 2D-лидар сканирует объекты во фронтальной зоне, радар распознает препятствия на расстоянии до 200 метров, камеры с широкоугольным и узкоугольным объективом фиксируют статичные и движущиеся объекты как в ближней, так и в дальней зоне.
Вся информация с сенсоров и систем связи поступает в мозг машины — вычислитель, где происходит обработка входящих данных и формируются команды для управления автомобилем. Чтобы машины в колонне могли принимать управляющие сигналы и общаться между собой, их оснастили промышленным Wi-Fi, LTE и резервным УКВ на случай, если не сработали другие каналы связи. При проектировании беспилотных КамАЗов было использовано комплексное решение, позволяющее переходить на резервное питание и в случае помех со стороны одного из передающих каналов переключаться на другой. Беспилотники фиксируют информацию от нескольких источников управления и принятия решений. К исполнению принимаются команды блока с наивысшим приоритетом, а в случае отказа системы автомобили получают сигнал к безопасному экстренному торможению. Если осторожно провести аналогию с человеком, то интеллектуальная начинка беспилотников моделирует функции гиппокампа — отдела человеческого мозга, который отвечает за управление реакциями и ориентацию в пространстве.
«Главное преимущество беспилотных транспортных средств — их неограниченная работоспособность, — убежден Дмитрий Потапов, генеральный директор „Газпромнефть-Снабжения“ — предприятия, непосредственно занимающегося доставкой грузов в периметре „Газпром нефти“ и курировавшего испытания. — Эти машины не устают и не ошибаются даже на сложных маршрутах, в условиях низких температур, метелей и плохой видимости. Испытания подтверждают, что в сравнении с пилотируемыми аналогами беспилотные КамАЗы более безопасны и рентабельны».
Умение передвигаться по заданным маршрутам с высокой точностью, за доли секунды распознавать препятствия и прогнозировать траекторию своего движения с учетом актуальной дорожной обстановки — важное преимущество беспилотников. По утверждению разработчиков автоматизированных КамАЗов, использование этих машин позволит на 50% снизить аварийность при грузоперевозках, на 15% уменьшить себестоимость процесса, на 30% увеличить скорость поставок. Для «Газпром нефти», которая главными приоритетами своей работы считает безопасность и эффективность, это серьезные аргументы в пользу внедрения беспилотных технологий в свои логистические процессы.
Эксплуатационные характеристики беспилотных КАМАЗов
Развивающийся рынок беспилотных автомобилей — прекрасная возможность для отечественных автопроизводителей вступить в конкурентную борьбу с мировыми гигантами и занять свою нишу. Благо сегодня для этого появляются все условия: и спрос, и законодательная база.
«Несмотря на то что беспилотные технологии — явление сравнительно новое для России, спрос на беспилотные автомобили КамАЗ стал очевидным еще несколько лет назад, и компания давно работает в этой области. Сегодня интерес к внедрению беспилотных перевозок среди промышленных предприятий увеличивается, постепенно формируется законодательная база, это открывает перед нами новые возможности. Уверен, что с решением юридических вопросов, долгое время сдерживавших производство автономного колесного транспорта в стране, тема получит новое развитие», — говорит Ирек Гумеров, заместитель генерального директора КАМАЗа по развитию.
Вадим Яковлев, заместитель генерального директора по разведке и добыче «Газпром нефти»
Арктические проекты составляют значительную часть нашего производственного портфеля. Мы научились преодолевать вызовы, связанные с экстремальными климатическими условиями и удаленностью наших активов от развитой инфраструктуры, создавая инженерные и технологические решения, которых нет больше нигде в мире. Компания постоянно ищет новые возможности для повышения эффективности и безопасности нефтедобычи. В том числе используя беспилотные технологии мониторинга промышленных объектов и доставки грузов. Эти инновации «Газпром нефть» внедряет вместе с партнерами из других отраслей, создавая стимулы для развития многих российских индустрий.
Россия относительно недавно включилась в мировую гонку беспилотников. И законодательная база для использования высокоавтоматизированных транспортных средств действительно только формируется. В феврале 2020 года Правительство РФ приняло поправки в нормативные документы, упрощающие механизм допуска беспилотных машин на дороги общего пользования и расширяющие географию эксперимента по их тестированию. В числе 13 регионов, включенных в перечень, оказались Югра и Ямал, которые вместе с «Газпром нефтью» вошли в пул инициаторов этих поправок. Кроме того, компания взаимодействует с федеральными органами власти в направлении изменений правил охраны труда при использовании автомобилей на производственных объектах.
На одном треке с нефтяной компанией скорость продвижения инициатив в области развития беспилотных технологий сегодня набирают Сбербанк и «Яндекс». Совместно с отечественными производителями умных машин они подготовили план из 30 технологических и нормативных мероприятий для поэтапного перехода от тестирования к полноценной эксплуатации автоматизированных транспортных средств. Согласно этому документу, направленному в Минтранс и Минпромторг, в 2022 году в стране уже могут быть созданы все условия для полноценной эксплуатации беспилотников.
Беспилотники — на выход
Так или иначе, все российские компании, занимающиеся развитием беспилотных автомобилей, рассчитывают, что их детища появятся на дорогах страны буквально через год-два. Например, представители ГЛОНАССа называют 2022 год как срок окончания эксперимента по тестированию безлюдных технологий. К этому времени «Яндекс» рассчитывает вывести на дороги общего пользования около тысячи умных машин. Сегодня флот беспилотников «Яндекса» насчитывает около 110 автомобилей. Они активно тестируются в Москве и, по утверждению менеджмента компании, технически уже готовы ездить полностью самостоятельно, даже без участия водителя-испытателя. Зеленым светом для выхода таких машин на линию должны стать соответствующие поправки в нормативные акты и ПДД.
Что касается месторождений «Газпром нефти», то первые беспилотные автомобили могут заступить на северную вахту уже в 2021 году. По крайней мере, такое промежуточное решение было принято по итогам испытаний, которые компания провела весной этого года на Южно-Приобском месторождении ХМАО. При поддержке правительства Югры и компании «ГАЗ» — еще одного российского разработчика процессов беспилотного управления транспортом — нефтяники совместно с НПО «Автомобильные интеллектуальные технологии» протестировали беспилотный электромобиль ГАЗель Next Electro и проверили его возможности в решении типовых транспортных задач на внутрипромысловых дорогах.
В ходе испытаний на Южно-Приобском месторождении умная машина фиксировала появление постороннего транспорта и пешеходов, автоматически изменяя скорость и траекторию движения, демонстрировала стабильность связи с центром дистанционного контроля и вообще пришлась нефтяникам по душе: маневренная, быстрая, сообразительная. По итогам тестирования Центр инноваций в логистике «Газпромнефть-Снабжения» направил заводу-производителю уточняющие требования. После учета этих замечаний, возможно, уже ближайшей осенью, на югорском месторождении начнется пробная коммерческая эксплуатация ГАЗель Next Electro с внедрением беспилотника в реальные бизнес-процессы.
«Иногда мне кажется, что я герой фильма о будущем, которое уже наступило», — делится своими мыслями с корреспондентом «СН» водитель-испытатель умных КамАЗов Руслан Муратов. И добавляет: «Но главная роль в этой истории все равно остается за человеком: кто-то же должен принимать правильные решения». Хороший слоган для беспилотного будущего.
Дольше остальных занимается автоматизацией перевозок концерн Daimler. Автопроизводитель продемонстрировал самоходный автомобиль под названием Mercedes-Benz Future Truck 2025 еще в 2014 году. Автомобиль использует систему Highway Pilot для навигации по автомагистралям без помощи человека. Компания сосредоточена на перевозках, где грузовики движутся друг за другом, снижая сопротивление воздуха, а также потребление топлива на 10%. Впрочем, у каждого транспортного средства по-прежнему есть водитель: для безопасности и ручного управления после выезда с автотрассы. А самоуправление автомобиля предусмотрено только до скорости 80 км/ч.
Беспилотные мерседесы, ориентированные на езду по автострадам, еще ждут своего часа. В то же время в мае 2019 года стартовала первая по-настоящему беспилотная коммерческая грузовая служба на дорогах общего пользования в Германии. Маршрут, по которому едут грузовики, короткий, а максимальная скорость всего 5 км/ч. Электрические автомобили произведены компанией Einride и не имеют ни кабины водителя, ни обычной системы управления. Они контролируются дистанционно оператором, который может вести до 10 автономных транспортных средств сразу. Грузовики осуществляют перевозки в немецкой логистической компании DB Schenker. Демонтаж кабины снижает эксплуатационные расходы примерно на 60% по сравнению с обычным дизельным грузовиком c водителем, утверждают в Einride.
Не осталась в стороне от актуальной темы и компания Volvo. В 2016 году шведы продемонстрировали беспилотные грузовики с акцентом как на безопасность, так и на эффективность. Ведущий грузовик управляет ускорителями и тормозами двух следующих грузовиков. То есть они все вместе ускоряются и замедляются, тем самым исключая задержки, вызванные временем реакции водителя. Водители все еще имеют доступ к рулевому управлению, но в Volvo говорят, что в будущем вождение тоже может быть автоматизировано.
Компания Volvo, которая сотрудничает с FedEx, утверждает: если управляемые компьютером грузовики следуют друг за другом, экономия топлива может составить 10%. В ноябре 2018 года Volvo Trucks начали первое в мире коммерческое обслуживание грузовиков без водителя, пусть и не на дорогах общего пользования, как Einride. Сервис использует грузовики Volvo в Норвегии для транспортировки известняка из карьера в порт, расположенный в трех километрах от места погрузки.
А вот, пожалуй, самый «громкий» производитель беспилотников компания Tesla пока еще находится в процессе разработки идеального грузовика. Свою первую автоматизированную грузовую модель Tesla представила в ноябре 2017 года. Грузовики оборудованы полуавтоматической системой, где газ, тормоза и руль управляются компьютером на магистралях с четкой разметкой полос, но водитель должен всегда оставаться в полной готовности и с рукой на руле. Цель компании — создание автоматизированных систем, в которых только ведущий грузовик полностью управляется человеком, а остальные следуют за ним.
Пока остаются за рулем и водители беспилотных грузовиков Waymo, компании, более известной как подразделение самоуправляемых автомобилей Google. В марте 2018 года компания объявила о планах по автоматизации грузовых автомобилей и уже через год запустила пилотный проект в Атланте, где автомобили Waymo перевозят грузы в дата-центры Google.
Текст: Наталья Емельянова
Фото: Виктор Молодцов
