Беспилотные автомобили постепенно становятся реальностью. Тестовые образцы сегодня можно встретить и на улицах Москвы, и на безлюдных просторах Западной Сибири и Заполярья. Все достоинства грузовых беспилотников этой весной смогли оценить сотрудники «Газпром нефти»: компания совместно с отечественными производителями грузовой техники — КАМАЗом и ГАЗом — провела два цикла испытаний умных машин на Ямале и в Югре
Никакого глянца, только хардкор
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. 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.
За альфа-КамАЗом
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».
Как устроен безспилотный КамАЗ?
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 в том, что они не устают и не ошибаются даже на сложных маршрутах, в условиях низких температур, метелей и плохой видимости. Среди важных характеристик - умение передвигаться по заданным маршрутам с высокой точностью, за доли секунды распознавать препятствия и прогнозировать траекторию своего движения с учетом актуальной дорожной обстановки.
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.
Перспективный рынок
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.
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.
Мировой опыт внедрения беспилотников
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.
Подписывайтесь, чтобы больше узнать о новых технологиях в нефтяной отрасли. Оставляйте свои комментарии - нам важно знать ваше мнение.
Перспективные технологии для российской нефтянки
Миллиарды тонн геологических запасов ачимовской толщи на протяжении многих лет остаются практически недоступными. Что поможет их добыть?
Как нефтяная отрасль использует современные цифровые решения?
Оригинал статьи и другие материалы читайте на сайте журнала: www.gazprom-neft.ru/press-center/sibneft-online/