Цифровизация автотранспорта: как в России будут внедрять беспилотные машины, телематику и навигацию26.02.2021 13:04

26.02.2021, Пт, 12:45, Мск , Текст: Игорь Королев

Мировой рынок «Автонет» к 2035 г. составит $12,7 трлн, российский — $1,17 трлн. Соответствующие прогнозы содержатся в дорожной карте, подготовленной в рамках проекта НТИ. Рынок «Автонет» состоит из трех направлений: телематические транспортные и информационные системы, интеллектуальная городская мобильность и транспортно-логистические услуги.

Что собой представляет рынок «Автонет»

CNews изучил дорожную карту «Автонет», разработанную в рамках проекта Национальной технологической инициативы (НТИ). Документ был утвержден президиумом Совета при Президенте по модернизации экономики и инновационному развитию.

Первая версия данного документа была утверждена в 2016 г. Изначально проект был ориентирован на беспилотные автомобили. В новой версии документа его сфера была расширена на все цифровые автотранспортные сервисы. Также в 2018 г. правительство страны утвердило дорожную карту по нормативно-правовому регулированию рынка «Автонет».

Рынок «Автонет» разделяется на три направления: телематические транспортные и информационные системы (платформы, системы управления, транспортные средства), интеллектуальная городская мобильность и транспортно-логистические услуги.

Рынки интеллектуальной городской мобильности и транспортно-логистических услуг удовлетворяют потребности конечных пользователей и находятся на последней стадии цепочки добавленной стоимости. А вот рынок телематических транспортных и информационных систем, по сути, является рынком технологических решений, используемых как для первых двух рыночных направлений, так и для других отраслей промышленности.

Мировой рынок «Автонет» к 2035 г. составит $12,7 трлн, российский — $1,17 трлн. Источник: ru.depositphotos.com

В экосистему рынка «Автонет» входят потребители рынка и операторы/агрегаторы сервисов, в том числе операторы сервисных платформ новых бизнес-моделей. К последним относятся потребительские услуги в транспортных средствах, страховая телематика, информационно-развлекательный контент, мониторинг транспортных средств, охранно-поисковые сервисы, техпомощь и реагирование при авариях, видеонаблюдение и регистрация, паркинг, взимание платы за проезд, техническое обслуживание, аутсорсинг транспортно-логистических услуг, фрахт, экспедиция маршрутов, аренда складских помещений, аренда и краткосрочная аренда транспортных средств, услуги по запросу, поиск попутчиков, мультимодальные маршруты и с использованием онлайн-заказа. Также в экосистему включены поставщики обеспечивающей инфраструктуры и сервисов (картография, ГНСС, платежные системы, инфраструктура V2X, инфраструктура ИТС, энергетическая и ЖКХ-инфраструктура, дорожная и придорожная инфраструктура, мультимодальные транспортно-логистические центры, склады, терминалы), государственные регуляторы (ФОИВы и подведомственные организации, контрольно-надзорные органы и др.), производители (автопроизводители, разработчики персонального транспорта, оборудования, систем и комплектующих для автотранспорта, ИТ-платформ и др.).

Телематические транспортные и информационные системы

Информатизация производственных, экономических и социальных процессов в последние десятилетия развивается чрезвычайно высокими темпами, позволяющими говорить об информационной революции. В автотранспортной индустрии одним из основных ее направлений стало создание и внедрение телематических и информационных транспортных систем, которые обеспечивают автоматизированный сбор, обработку, передачу и представление потребителям либо другим системам данных о местоположении и состоянии транспортных средств, а также информации, получаемой на основе этих данных, в целях эффективного и безопасного использования ТС различного назначения и принадлежности.

История систем на основе телематики на транспорте началась в 1980 г. с охранно-поисковых систем и систем управления автопарком. Поскольку в это время наземные сети подвижной радиотелефонной связи было развиты достаточно плохо, а их использование требовало значительных затрат, то первые системы на основе телематики использовали специализированные сети или спутниковую связь. Одним из наиболее заметных проектов этого периода стала система OnStar компании General Motors (GM). Система переустанавливалась на все автомобили производства GM в условиях производства и могла быть использована для навигации, охранно-поисковых услуг, помощи в экстренной ситуации, техпомощи на дороге, удаленной диагностики автомобиля и других услуг.

Отключение функции «Избирательная доступность» системы GPS, которая обеспечивала намеренное искажение сигналов спутниковой системы, вывело телематические транспортные системы на новый уровень. В настоящее время помимо сигналов системы GPS массовому потребителю доступны сигналы российской системы ГЛОНАСС, европейская система Galileo и китайском «Бэйдоу». Увеличение числа орбитальных группировок, предоставляющих навигационные сигналы, позитивно повлияло на степень доступности навигационного решения.

В период с начала 2000-х по начало 2010-х было инициировано несколько проектов государственного масштаба, нацеленных на обязательное внедрение некоторых функций и услуг на всех транспортных средствах. В первую очередь к этим проектам относятся eCall в Европейском союзе, «Эра-ГЛОНАСС» в России и других странах Таможенного союза, Simrav в Бразилии. Именно «Эра-ГЛОНАСС» в России является одним из основных драйверов рынка подключенных автомобилей.

Анализ сегмента рынка «Автонет» «Телематические транспортные и информационные системы» показывает неравномерный уровень развития технологий в различных подсегментах. С одной стороны, благодаря государственным инфраструктурным проектам и инициативам обеспечивается высокий уровень проникновения подключенных устройств в транспортных средствах. С другой стороны, функции разных устройств частично дублируют друг друга, но ни одно из них не имеет доступа ко всем группам данных.

Российский рынок транспортной телематики сильно фрагментирован: на нем большое количество устройств и игроков, предоставляющих сложные и дорогие услуги, которые водители хотят получать бесплатно. Автопроизводители ограничивают доступ к данным штатных систем, а страховые компании, дилеры, сервисы и операторы управления автопарком предлагают собственные устройства и платформы в дополнение к системам, требуемым по законодательству. Фрагментация создает риски доступа, увеличивает стоимость и сложность для водителя. Необходимо иметь минимум три устройства с каналами связи по требованию законодательства в дополнение к системам мониторинга автопарка, мониторинга грузов и традиционным СВ-радиостанциям.

Из-за различных требований законодательства объединить все устройства в одно сложно. Конкуренция — не единственный драйвер фрагментации. Разрозненное регулирование устройств и типов транспортных средств, на которые они должны устанавливаться, делает совмещение этих устройств экономически невыгодным. Самой востребованной функцией штатной системы транспортных средств является интеграция со смартфоном, которая позволяет объединить «зоопарк технологий».

За последнее десятилетие многие иностранные автопроизводители открыли сборочные площадки в России, что привело к увеличению доли продаж иномарок российской сборки. Однако, помимо этого, в Россию импортируют и технологии, причем, не самые последние. Зачастую на российский рынок выводятся новинки, представленные на локальных рынках год назад или ранее. Отсутствие российских технологий не только углубляет зависимость от импорта, но и замедляет развитие страны в целом.

Таким образом, при отсутствии должных мер по стимулированию развития технологий подключенных и автономных автомобилей российские потребители со временем будут вынуждены полностью перейти на импортные системы помощи водителю, беспилотные системы наземного автотранспорта. Это будет сопровождаться полным вымыванием с рынка продукции российского производства по причине отсутствия свойств, востребованных потребителями, что в конечном итоге может привести к полной деградации отрасли и повышению уровня безработицы в стране.

Вторым риском при отсутствии отечественных разработок в области беспилотного и подключенного транспорта может стать государственная безопасность, поскольку контролировать транспортную систему будут исключительно импортные корпорации — производители автомобилей и компьютерных платформ. Развитие и внедрение телематических транспортных и информационных систем позволит обеспечить технологические, экономические, законодательные и иные предпосылки для масштабного внедрения новых цифровых сервисов в автомобили, а также станет основой для развития других сегментов.

Потребителями в сегменте телематических транспортных и информационных систем являются автопроизводители, производители оборудования, систем и комплектующих для автотранспорта, ИТ-платформ, собственники транспортных средства, владельцы автопарков, транспортно-логистические компании, экспедиторы, лизинговые и страховые компании, дилеры и сервисные центры.

Основными сегментами этого направления являются: информационно-навигационные системы и системы мониторинга транспорта и другие телематические транспортные системы; системы сбора, обработки и анализа данных, искусственного интеллекта и кибербезопасности; системы помощи водителю и комплектующие; беспилотные автомобили и автомобили высокой степени автономности.

Информационно-навигационные системы

К информационно-навигационным системам и системам мониторинга транспорта относятся: телематические терминалы, мультимедийные головные устройства, решения для бортовых систем связи, системы удаленной диагностики транспортных средств, системы мониторинга транспорта, навигационные платформы (системы автомобильной навигации, системы indoor-навигации, системы повышения точности навигации и высокоточная картография, системы локального позиционирования), сервисные платформы (телематические, мультисервисные), охранно-поисковые системы, платформы умного страхования.

Современные системы предоставления телематических сервисов в автомобиле можно разделить на три категории: с привязкой к смартфону, встроенные и интегрированные. Активное использование смартфонов связано с комбинацией следующих факторов: широкий спектр применения; быстрый цикл обновления смартфона; значительные объемы продаж смартфонов; широкий спектр датчиков, встроенных в новые смартфоны, что делает возможным их применение в контексте измерительных устройств; значительная мощность компаний лидеров в сфере производства и разработки программного обеспечения смартфонов — Apple, Google, Samsung; наличие в смартфонах интегральных компонентов (датчики, гироскопы, акселерометры), которые не уступают аналогичным устройствам, входящим в состав телематических устройств; рост времени, которое человек ежедневно проводит со смартфоном.

Расширение возможностей портативных гаджетов и увеличение интереса пользователей к мобильным приложениям заставляют разработчиков ПО пересматривать традиционные подходы, адаптируя навигационный софт к распространенным операционным системам (Android, iOS). Таким образом, пользователю не требуется покупать дополнительное устройство, а достаточно загрузить навигационную программу на свой смартфон или планшет.

Наиболее популярными в мире являются приложения Google Maps, Waze, Here, TomTom, Sygic. Наиболее популярными навигационными приложениями в России являются «Яндекс.Навигатор», Navitel Navigator, 2ГИС, «Прогород», «Ситигид», Sygic. В зависимости от приложения, пользователям доступны 3D-карты, информация о различных объектах, включая режим дополненной реальности, уровень загруженности дорог и возможность голосового управления.

Смартфонизация является причиной того, что автопроизводители используют в подключенных транспортных средствах различные интерфейсы для связи со смартфонами, например, Android Auto, Apple CarPlay и MirrosLink. С другой стороны, производители ПО ищут возможность синхронизации смартфонов со встроенными системами автомобилей для более комфортного использования приложений. Например, Sygic дает возможность синхронизировать работу смартфона и информационно-навигационных систем автомобилей ряда производителей, позволяя проецировать навигационные сведения мобильного приложения на встроенный в автомобиле экран и выполнять другие действия при помощи голосовых команд.

Фиксация и реконструкция обстоятельств ДТП основаны на записи параметров движения транспортного средства (ускорение, скорость, координаты местоположения, время) до момента и после момента ДТП для получения объективной информации при разборе ДТП и установления виновников ДТП, обстоятельств ДТП и т.д.

Интеграция устройств, обеспечивающих доступ к привычным информационно-коммуникационным каналам в автомобиле, стала для автопроизводителей конкурентным преимуществом, которое повышает уровень удовлетворенности и лояльности клиентов, а также дополнительным источником выручки. Автопроизводители предлагают автомобили с подключенными телематическими сервисами, активировать которые пользователи могут через приложение на смартфоне, если сами того захотят. Ядром системы чаще всего является система экстренного вызова и помощь водителю в случае ДТП или поломки на дороге. Пакетные предложения включают в себя такие функции как удаленное управление автомобилем, информационно-навигационные, развлекательные и коммуникационные сервисы. Чаще всего автопроизводители предлагают бесплатное использование функций при покупке автомобиля на определенное время, чтобы пользователь обучился их использованию и привык.

Примеры интегрированных подключенных сервисов отдельных производителей

Системы сбора, обработки и анализа данных

К системам сбора, обработки и анализа данных, искусственного интеллекта и кибербезопасности относятся: системы обработки и анализа видеоизображений, системы кибербезопасности, системы принятия решений на основе данных, системы сбора и обработки данных, системы дополненной и виртуальной реальности, платформы агрегации сервисных данных, системы управления и автоматизации для предоставления потребительских сервисов, решения для реализации человеко-машинного интерфейса, облачные платформы.

Автомобиль, с учетом роста подключенных устройств, также представляет собой объект, генерирующий большое количество данных, начиная от местоположения, определенного при помощи ГНСС приемника, и заканчивая состоянием автомобиля или водителя. Объем накопленной в мире информации к 2025 г. составит 163 Зб. Для принятия решений беспилотным автомобилям нужны камеры, генерирующие поток порядка 20–60 Мб/с, радары (до 10 Кб/с), ультразвуковые локаторы (10–100 Кбайт/с), GPS-системы (около 50 Кб/с), лидары (порядка 10–70 Мб/с). Автомобиль, оборудованный всеми возможными технологиями, будет генерировать около 4 Тб данных в день.

Данные смартфона (ID), объединенные с данными Can, представляют максимальную ценность для таргетированной рекламы, скорингов, логистики, картографии, развития транспортной инфраструктуры и автопилотируемых ТС. Уже сейчас данные о манере вождения активно используются страховыми компаниями, представляющими полисы «умного страхования», а данные о местонахождении и передвижении автомобилей помогают оптимизировать трафик на дорогах и разрабатывать модели строительства дорог.

Потребители готовы давать доступ к данным, если это уменьшит стоимость владения автомобилем, включая расходы на страховку, сервис, топливо. Данные привлекают интернет-компании с большими ресурсами и опытом, которые начинают конкурировать с OEM. Использование информации о стиле вождения владельца автомобиля дает широкие возможности для развития сервисов страховой телематики. Здесь можно выделить два основных направления: умное страхование и фиксация и реконструкция обстоятельств ДТП.

Данные с автомобиля и автомобильных устройств передаются по каналам 3G/4G/Wi-Fi/V2I в защищенный облачный сервис. Используя любое мобильное устройство (на iOS или Android), автомобилист может подключаться к облаку и пользоваться: телематическими услугами и сервисами (удаленной диагностикой автомобиля, статистикой расходов на ремонт, расхода топлива); навигационными и геолокационными сервисами (информацией о маршрутах движения, местах парковок, заправок, данными о препятствиях на пути следования); информационно-развлекательными сервисами (потоковым аудио и видео, радиоканалами и бесплатными мессенджерами); данными в облаке — записями с видеорегистратора, аудио- и видеофайлами.

Возрастающее количество данных, таких как информация о наличии других участников движения в непосредственной близости от автомобиля, дорожных знаках или сигналах светофора, полученная с камер, радаров и лидаров, а также потребность в их обработке, превращают современный автомобиль в мощную вычислительную платформу. Технологии искусственного интеллекта помогают проводить анализ состояния транспортных средств и осуществлять принятие решения в режиме реального времени.

Технологии искусственного интеллекта уже сегодня применяются, чтобы сделать владение автомобилем более комфортным. Например, встроенная система может запоминать наиболее частые маршруты, положение кресел и зеркал, общаться с водителем, понимая голосовые команды, такие как поиск информации или изменение параметров маршрута. Например, Toyota представила новый концепт iConcept-I, оснащенный системой искусственного интеллекта Yui, которая осуществляет не только все вышесказанное, но и может определить настроение владельца или состояние его здоровья.

Еще большее значение технологии искусственного интеллекта имеют в беспилотных автомобилях, когда автомобиль должен сам принимать решения на основании полученной извне и обработанной информации. Помимо идентификации объектов, искусственный интеллект упрощает для автоматизированного транспорта оценку ситуации. К примеру, машины, которые включают сигналы при повороте, с большей вероятностью поменяют полосу движения, чем те, которые этого не делают. Как результат, беспилотные автомобили с системой искусственного интеллекта могут распознавать и оценивать сложную дорожную обстановку, например, учитывать траекторию движения встречного автомобиля, который совершает поворот.

С ростом количества данных возникает вопрос о том, кому должны принадлежать данные и кто несет ответственность за их сохранность. В настоящее время нет согласованного решения по данному вопросу, но ведутся активные обсуждения на уровне регуляторов. С одной стороны, необходимо обеспечить защиту данных от внешнего несанкционированного доступа, а с другой — предоставить возможность беспрепятственного обмена, например, между участниками движения при помощи технологий V2X. Таким образом, автомобиль будущего становится уязвимой целью для хакеров.

Системы помощи водителю и комплектующие

К системам помощи водителю и комплектующим относятся: системы предупреждения столкновений транспортных средств, ИТС (системы управления трафиком, дорожной инфраструктурой, парковками), системы адаптивной помощи водителю, системы управления движением пассажирского транспорта, системы взимания платы за проезд, системы активной и кооперативной безопасности, сервисные платформы, ИТ-системы связи V2X, лазерные дальномеры (LIDAR), радары, датчики, навигационные чипы и модули.

Современные системы помощи водителю (ADAS) могут быть либо предустановлены на автомобиле штатно, либо вмонтированы в пост-продажный период дополнительно по желанию владельца автомобиля. ADAS получает данные из нескольких источников, включая как внешние, так и внутренние: радары ближнего и дальнего действия, внешние и внутренние видеокамеры, парковочные радары (передние и задние ультразвуковые датчики), лазерные дальномеры (LIDAR — Light Identification Detection and Ranging — световое обнаружение и определение дальности).

Получение дополнительных данных возможно из других источников, вне платформы основного транспортного средства, например, от других транспортных средств (V2V) или инфраструктуры (V2I). Предполагается, что с течением времени ADAS все больше будут использовать данные внешних источников при помощи технологии V2X.

Эти устройства объединены в единое целое при помощи блока управления. Видеосистемы обеспечивают такие функции, как предупреждение о выходе на пределы полосы движения, распознавание дорожных знаков, интеллектуальную регулировку передних фар, обнаружение/классификация объектов и обнаружение пешеходов. Системы на основе радаров обеспечивают схожие функции, а также помощь при передней и задней парковке, предупреждение о возможном лобовом столкновении, помощь при перестроении, детектирование слепых зон, системы торможения для смягчения последствий столкновений и адаптивный круиз-контроль во всем диапазоне скоростей.

Основные функции, выполняемые компонентами системы, можно классифицировать следующим образом: адаптивные — системы, состояние которых меняется с учетом входных данных и состояния окружающей среды; автоматизированные — системы, которые выполняют определенные функции, облегчающие процесс управления транспортным средством; мониторинговые — системы, которые используют датчики, камеры или другие средства для наблюдения за пространством вокруг авто и оценивают, требуется ли вмешательство в управление автомобилем; предупреждающие — системы, которые предупреждают водителя о потенциальных опасностях управления или вождении других, которые могут увеличить риск столкновения транспортных средств.

Отдельные функции систем помощи водителю (ADAS)

Беспилотные автомобили

К беспилотным автомобилям и автомобилям высокой степени автоматизации относятся: системы управления транспортными средствами высокой степени автоматизации управления, системы караванного вождения, системы и полигоны для испытания транспортных средств высокого уровня автоматизации.

В зависимости от степени вовлеченности водителя в управление автомобилем, существует классификация уровня автономности автомобилей. ABI Research в своем исследовании предлагает самую простую систему, состоящую всего из 3 уровней: помощник, «второй пилот» и робот. Однако наиболее распространенной является система, разработанная международным сообществом автомобильных инженеров (SAE J3016) в 2014 г. и определяющая 6 уровней автономности. В основу классификации положены выполнение функций руления, торможения/ускорения, мониторинга окружающей среды и управление транспортным средством на основе полученной информации.

Отдельные государственные инициативы по тестированию беспилотных технологий

К нулевой категории (SAE0) относятся транспортные средства, в которых управление осуществляется исключительно водителем. Однако автомобили, оснащенные системами оповещения, такими как, например, датчики парковки, также находятся в этой категории, поскольку это пассивные элементы

Наличие адаптивного круиз-контроля позволяет отнести автомобиль к первому уровню (SAE1). В эту категорию попадает большинство существующих электронных систем в современных автомобилях. Например, системы экстренного торможения или электронного контроля устойчивости. Тем не менее, такое активное управление как нажатие на газ и тормоз осуществляется водителем. Кроме этого, каждая из функций выполняется самостоятельно, не являясь интегрированной с другими.

Автопилоты в автомобилях, например, таких производителей, как Tesla, Mercedes-Benz, BMW и Volvo, относятся ко второму уровню автономности (SAE2). Такие автомобили могут держаться в пределах своей полосы, избегать столкновения при помощи торможения и рулежки, искать место для парковки и парковаться, регулировать свою скорость в зависимости от интенсивности движения (в том числе до полной остановки) и перестаиваться по требованию водителя. Водитель при этом продолжает осуществлять мониторинг окружающей среды и обязан экстренно реагировать, перехватив управление в случае опасности или нестандартной ситуации. При повороте руля или нажатии на педаль тормоза автопилот отключается и автомобиль переходит под управление водителя. Включить системы может только водитель.

На 4 уровне (SAE4) автомобиль, например, такой как Google/Waymo, может управляться человеком, но это не всегда нужно. Беспилотник может ездить полностью самостоятельно, но в случае нестандартной ситуации управление передается водителю. На пятом уровне (SAE5) наличие водителя уже необязательно. Автомобиль полностью управляется автоматически, не передавая управление человеку ни в какой ситуации.

Планы и мероприятия ведущих автопроизводителей по запуску автомобилей высокого уровня автономности и полностью автономных автомобилей