Проект внедрения беспилотных грузовиков (self-driving trucks) — это отрасль развития грузового транспорта, в котором крупнотоннажные автомобили двигаются без участия водителя. Движение происходит: на магистралях, в промышленных, портовых зонах. Управление беспилотными грузовиками происходит посредством комплексной системе сенсоров, искусственного интеллекта и встроенных механизмов управления. Эти автомобили могут самостоятельно разгоняться, тормозить, перестраиваться, следить за дорожной обстановкой и безопасно перемещаться по маршруту.
В Китае к 2030 г будет 6 270 000 беспилотных грузовиков
Количества грузовиков без водителей в сфере грузовых перевозок Китая и других стран увеличивается. Согласно отчёту пекинского аналитического центра Equal Ocean, к 2030 году количество большегрузных автомобилей в грузовых перевозках в Китае достигнет 6 270 000 единиц. Это вызвано большим спросом на грузовые автомобили без участия водителя-человека.
Каким оборудованием оснащены беспилотные грузовики (self-driving trucks)
1. Лидары (LiDAR) ✔Лазерные дальномеры, создают 3D-карту окружения в реальном времени (в моменте). ✔Отслеживают объекты, измеряют расстояния, определяют форму объектов, препятствия, другие машины.
2. Активные радары. ✔Испускаю и принимают радиоволны. Отлично видят объекты на больших расстояниях и в плохую погоду (дождь, туман).
3. Камеры наблюдения и контроля. ✔Это можно сказать «Глаза» машины, они считывают разметку, светофоры, дорожные знаки, видят пешеходов. ✔Также есть камеры кругового обзора.
4. Системы GPS + ГЛОНАСС+ используются высокоточные карты (HD-maps) ✔Система определяет место-положение грузовика с точностью до нескольких сантиметров. ✔ Подробные карты содержат информацию: разметку, бордюры, уклоны дороги и т. д. Карты постоянно обновляются.
5. Бортовой компьютер(Autonomous Driving System Unit) ✔Используются мощные процессоры (NVIDIA Drive, Huawei, Mobileye) обрабатывают данные от всех сенсоров. ✔Работает искусственный интеллект, который моделирует текущую дорожную обстановку .
6. Привод и исполнительные механизмы. ✔Грузовик управляется посредством комплексного оборудования: -сервоприводом рулевого управления — автоматическое управление -электронным управлением педалью «ГАЗ» для ускорения или снижения скорости движение грузовика. -электронными тормозными системами (EBS).
Расположение камер и сенсоров на грузовике обеспечивает круговой обзор 360°. Лидары, камеры и радары размещены по периметру: • на крыше, • по сторонам кабины, • в бампере, • иногда — по краям прицепа. Это обеспечивает непрерывный обзор во всех направлениях. (картинка)
Как происходит управление беспилотных грузовиков во время движения
БГ используют так называемый автономный “стек” - это организованный набор сетевых протоколов, для организации взаимодействия "узлов" в сети.
1. Восприятие (Perception) - считывание внешней информации. Системы видят окружающий мир — машины, людей, препятствия, знаки, светофоры, разметку.
2. Локализация (Localization) - определяют свою точку на карте с высокой точностью.
3. Прогнозирование (Prediction) - нейросети мгновенно прогнозируют, что будут делать другие участники движения.
4. Планирование траектории (Planning) - система рассчитывает оптимальные параметры движения: скорость, манёвры, торможение.
5. Управление (Control) - электронные приводы поворачивают руль, нажимают газ и включают тормоз.
Существует 5 уровней автоматизации беспилотных грузовиков (SAE 0–5)
Уровень 0 - нет автоматизации
Уровень 1 — “Помощь водителю” (Driver Assistance). Такой грузовик может выполнять одну автоматизированную функцию.
Уровень 3 называется «условная автоматизация” (Conditional Automation) Система может полностью вести грузовик в определённых условиях (например, на трассе)
Уровень 4 — Высокая автоматизация (High Automation). Это уже настоящие беспилотные грузовики.
Уровень 5 — Полная автоматизация (Full Automation). Это максимально автономная форма, при которой грузовик может ездить ВЕЗДЕ, где ездит человек.
Беспилотные грузовики по сравнению с беспилотными роботакси более устойчивы, им не надо много маневрировать на автомагистрали. Надо просто поддерживать прямолинейное движение, а датчики тем временем контролируют ситуацию вокруг автомобиля, увеличивают скорость или уменьшают в зависимости от обстановки на дороге. Кроме того условия движения на скоростных автомагистралях более простые, потому что там нет ни светофоров, перекрестков и нет остановок. Поэтому участок пути по автомагистрали создает простые условия для движения БГ.
Какие трудности и проблемы связанны с использованием беспилотных грузовиков (БГ).
Грузовикам без водителей трудно "ориентироваться" в сложных погодных условиях, такие как сильный ливень, сильный снегопад. А также на скользкой дороге. Еще одно препятствие связано с тем как беспилотные грузовики будут въезжать на автомагистрали с плотным движением, а также как будут съезжать с них. Вызывает вопросы и то, как будут передвигаться БГ в маневровых зонах портов, складов, пунктах погрузки/разгрузки. Наиболее вероятным решением в таких ситуациях на начальном этапе - это управление человеком. Также сложно сказать, как грузовик без водителя отреагирует на попадение в аварию, произошедшую в реальном времени, поедет ли дальше или остановится? Очевидно, что БГ могут помочь компаниям, испытывающим нехватку водителей. Одновременно их повсеместное внедрение оставит без работы тысячи людей-водителей. Другие опасения связаны с кибербезопасностью и защитой грузовика от внешних угроз связанных со «взломом» системы управления.
В Китае запущен крупнейший в мире проект одновременного использования 100 беспилотных электро самосвалов
Китай запустил эксплуатацию 100 электрических беспилотных карьерных самосвалов на угольной шахте во Внутренней Монголии. Этот проект разработан компанией XCMG (эксплуатант компания Huaneng) является крупнейшим в мире парком самоуправляемых,электрических карьерных самосвалов. Грузовики с технологиями управления Huawei Technologies ис системой мониторинга безопасности в режиме реального времени, полностью автономны и передвигаются без водителей. Они работают на электроэнергии аккумуляторов, усиленных солнечными панелями,и рассчитаны на непрерывную эксплуатацию 24/7. Работая идет в три смены. Отмечено что автопарк достигает на 20 % более высокой эффективности по сравнению с дизельными двигателями и обычными водителями. Замена аккумулятора занимает шесть минут, все остальное время грузовик либо везет породу, либо находится под загрузкой. Ожидается, что проект просто сэкономит более 15 000 тонн дизельного топлива и сократить выбросы CO₂ примерно на 48 000 тонн в год.
Китайская транспортная компания «ZTO Express» закупает 400 беспилотных грузовиков для грузоперевозок.
Поставщик логистических услуг ZTO Express, акции которого котируются на Нью-Йоркской и Гонконгской фондовых биржах, расширяет парк грузовых автомобилей (L3 и L2+) за счёт покупки 400 беспилотных грузовиков. Задача - повысить эффективность и прибыльность своей деятельности. Грузовики оснащены китайской системой автономного вождения "Inceptio".
О преимуществах использования беспилотных грузовиков (грузовиков без водителей):
1. Увеличивается скорость доставки. На что у водителя-человека ушло бы несколько дней, учитывая федеральные правила, ограничивающие время вождения человеком. Беспилотным грузовиком такой груз может быть доставлен гораздо быстрее поскольку он работает круглосуточно, останавливаясь только для дозаправки или разгрузки и погрузки.
2. Переход на беспилотные грузоперевозки ускоряет цепочки поставок для многих товаров, сокращает затраты на эксплуатацию. Это делает грузоперевозки конкурентными для авиа перевозок.
3. Экономический эффект от использования грузовиков без водителей прогнозируют в районе 20%