Пять уровней автономных грузоперевозок

По мере того как все большее количество автоматизированных технологий грузоперевозок проходит испытания и появляется на рынке, отрасль находится на перепутье. У неспециалистов "автоматизированные функции" часто вызывают образы футуристических автомобилей без водителя, работающих полностью автономно. Однако это не так, и автоматизация происходит по разным направлениям.

Вопрос заключается в том, какие уровни автономности могут быть приняты в коммерческих автомобилях, и когда следует принимать каждый из них? В настоящее время федеральная политика и нормативные акты, регулирующие рынок автономных грузовиков, в значительной степени отсутствуют, что затрудняет интеграцию всех сетей.

Таким образом, перед отраслью встают новые вопросы о будущем автоматизации.долгосрочного будущего и стратегий устойчивого развития  грузоотправителей.

Пять уровней автономности в коммерческих перевозках

По мере появления более совершенных автомобильных технологий возможности автоматизированных грузовиков становятся все шире: от предоставления отдельных систем помощи водителю до полной автономии без вмешательства человека. Эти возможности можно разделить на пять уровней, каждый из которых имеет различные последствия для отрасли в случае реализации.

Хотя технология автономных автомобилей хорошо известна как продукт таких разрушителей рынка, как Peloton, Tesla и TuSimple, на этом инновации не заканчиваются. Более традиционные производители грузовиков, такие как Daimler, Peterbilt и Volvo, также работают над будущим, в котором используются автоматизированные технологии.

Пять уровней автономного вождения для полугрузовиков

Спектр уровней автономного управления грузовиками включает: 

• Уровень 1: Помощь водителю- одна функция контролируется автоматически (т.е. круиз-контроль)
• Уровень 2: Частичная автоматизация- автоматизированы как рулевое управление, так и ускорение/замедление, при этом водитель готов взять управление автомобилем на себя
• Уровень 3: Условная автоматизация- все критически важные для безопасности функции автоматизированы, но водитель присутствует при определенных условиях движения и окружающей среды
• Уровень 4: Высокая степень автоматизации - автоматизация выполнения всех критически важных для безопасности функций и условий дорожного движения в течение всей поездки (водитель все еще присутствует)
• Уровень 5: Полная автоматизация - ожидается, что во всех сценариях и условиях (водитель не присутствует)

Автономные функции на уровнях 1 и 2

Эти изменения включают небольшие сдвиги в сторону увеличения помощи водителю. Во многих случаях эти технологии можно увидеть как в пассажирских автомобилях, так и в большегрузных грузовиках на дорогах сегодня. Например, уровень 1 может включать адаптивный круиз-контроль и функции помощи при движении по полосе. Однако технологии первого уровня реализуются независимо от других автономных функций. 

Уровень 2 предполагает совместную работу двух основных функций управления. Передовые компании, такие как Peloton  и Tesla  реализовали эти уровни автоматизации в опытных парках.

Автономные грузовики третьего уровня 

На третьем уровне начинается более интенсивная автоматизация. Полностью автономные решения начинают появляться в тех случаях, когда движение по шоссе является постоянным и предсказуемым - например, на дальних маршрутах. Водитель сам выбирает, какие автоматизированные функции использовать, и большинство миль проезжается автономно. Но водитель сохраняет полный контроль над автомобилем на протяжении всего времени.

 К случаям, когда требуется вмешательство водителя, относятся плохие погодные условия, ограничивающие связь и видимость, а также более переменчивая езда по городу, требующая частых стартов и остановок.

Автоматизация для автомобилей четвертого уровня

Автоматизация четвертого уровня похожа на уровень 3, поскольку водитель по-прежнему присутствует, но на этом уровне автомобиль будет работать полностью самостоятельно во всех сценариях. Большинство компаний уже перешли на уровень 3 и стремятся к уровню 4.

К примеру, Waymo тестирует технологию уровня 4 в рамках своего бизнеса, но пока не переходит на коммерческую основу. Компания TuSimple, основанная в 2015 году, - еще один лидер рынка, который тестирует автоматизированные автомобили на более высоких уровнях автоматизации. TuSimple эксплуатирует 200 грузовиков в США и 500 грузовиков по всему миру, пройдя миллионы миль испытаний в течение 2019 года. 

Уровень 5 делает полугрузовики полностью автономными

Уровень 5, пожалуй, наиболее далек от реальности сегодняшней индустрии грузоперевозок. Люди больше не будут управлять грузовиками - или даже присутствовать в них, - а транспортные средства будут полностью автоматизированы.

Автоматизация уровня 5 больше распространена за рубежом, в частности в Швеции, где две компании - Einride и Volvo - тестируют технологию уровня 5 в контролируемых условиях на низких скоростях и коротких дистанциях. 

Возможности для безопасности и устойчивости

Расширяющиеся уровни автоматизации открывают новые возможности для безопасности и эффективности, поскольку устраняют наиболее изменчивый элемент вождения тяжелых грузовиков - человеческую ошибку.

Устойчивость на уровнях 2 и 3

Технологии на уровнях 2 и 3 направлены на повышение аэродинамики, экономию топлива и определение идеальных скоростей для повышения эффективности. В качестве примера можно привести навигационное программное обеспечение, позволяющее водителям находить более экономичные маршруты. Другие оптимизируют такие рабочие функции, как скорость и торможение, что может сделать автоматику не хуже, а то и лучше самого эффективного водителя.

Повышенная безопасность автомобилей уровней 4 и 5

Автоматизированные автомобили уровней 4 и 5 включают технологии, повышающие эксплуатационную функциональность. Это приводит к значительному снижению уровня безопасности на дороге. Автоматизированные грузовики этих уровней могут включать в себя возможности повышения устойчивости (предотвращение заносов и опрокидываний) или более быстрого времени реакции и остановки, чем у большинства людей, реагирующих на внешние раздражители.

Примеры повышения безопасности и устойчивости

Peloton в настоящее время является пионером программы взвода, разработанной с учетом этих целей, используя искусство драфта для снижения затрат на топливо. В ходе испытаний система Peloton позволила добиться 7-процентной общей экономии топлива, при этом ведущий грузовик во взводе экономил 4,5 % дизельного топлива, а следующий за ним - 10 %.

Автоматизированные системы, подобные тем, что используются в Peloton, похоже, прокладывают путь к более рациональному подходу к грузоперевозкам. В своем отчете за 2018 год  Без водителя? Autonomous Trucks and the Future of the American Trucker, Центр труда Калифорнийского университета в Беркли подсчитал, что отрасль получит около 35 млрд долларов за счет повышения эффективности использования топлива, а общая экономия в масштабах отрасли составит 168 млрд долларов.

McKinsey & Company также отметила, что автоматизированные грузовики будут приведет к изменениям в эффективности перевозок и цепочек поставок, поскольку графики перевозок и производства будут меньше зависеть от наличия водителей грузовиков.

Влияние внедрения автоматизированных технологий грузоперевозок

Переход к рынку автономных полуприцепов сопряжен с определенными трудностями. Хотя в США все чаще появляются технологии уровня 2, переход к технологиям уровня 3 станет самым большим скачком на сегодняшний день.

Отношение общества к автоматизации

Отношение общества к автоматизированным автомобилям создает барьеры для развития или принятия технологии. Возникает страх перед неизвестной технологией и опасения по поводу рисков, связанных с ее отказом.

Это часто усугубляется новостями об авариях с участием автономных автомобилей. Такое освещение в СМИ может способствовать негативному восприятию технологии потребителями и привести к замедлению ее внедрения.

Опасения, связанные с технологией/тестированием

Многие представители отрасли задаются вопросом: "А что, если технология не будет работать так, как ожидается?". В предсказуемой среде - например, на дороге с другими автономными автомобилями - технология работает сегодня. Но как будет работать технология в окружении непоследовательного поведения людей? Как введение непредсказуемого принятия решений в конечном итоге повлияет на безопасность других водителей на дороге? Если системы дадут сбой, какие функции безопасности предусмотрены для предотвращения усугубления рисков?

Роль водителя также находится под вопросом, поскольку обязанности водителя изменятся, и в конечном итоге изменится демографический состав водительского контингента. Эти факторы порождают опасения по поводу возможной потери рабочих мест водителей. Однако некоторые источники утверждают, что расширение использования автоматизированных грузовиков может помочь смягчить значительную нехватку водителей, наблюдавшуюся в 2018 году и сохранившуюся в 2019-м.

Национальные стандарты для тестирования и использования автономных грузовиков

Помимо этих проблем, законодательство, регулирующее тестирование автономных автомобилей, сильно различается в разных штатах. В настоящее время не существует федерального стандарта для автономных грузовиков, поэтому каждый штат по-разному относится к автономным грузовым технологиям. В ряде штатов не было предложено никакого законодательства, в то время как такие штаты, как Невада, Калифорния, Техас и Аризона, являются очагами тестирования автоматизированных грузовиков.

И наоборот, ограничительная политика в некоторых штатах и отсутствие федеральной политики замедлили темпы разработки и внедрения на практике. Хотя некоторые технологии уровней 1 и 2 уже интегрированы в коммерческие грузовики, продвижение транспортных средств на более высокие уровни автоматизации происходит медленно.

В транспортных сетях грузоотправителей чаще всего используются стратегии перевозок по бездорожью, которые охватывают сотни миль по территории многочисленных штатов. Отсутствие единообразия на территории Соединенных Штатов затрудняет поиск приемлемых маршрутов, соответствующих требованиям автономности. По мере того как все больше штатов - или федеральное правительство - будут принимать законы, разрешающие тестирование автоматизированных грузовиков, решение станет более практичным в реальных условиях.

Что грузоотправители могут ожидать от автономных грузоперевозок в будущем?

Отношение к автономным грузовикам и стандарты для них по-прежнему находятся в процессе изменения. Однако мало кто сомневается, что эти автономные переменные будут играть все более значительную роль в будущем отрасли. Ранние последователи, стремящиеся к повышению безопасности, эффективности и устойчивости, продолжают появляться. В конечном итоге информированность, открытость к изменениям и активная роль в политической сфере ставят грузоотправителей в выгодное положение, поскольку опережение этих изменений позволяет создавать более гибкие цепочки поставок.

Команда Breakthrough стремится быть в курсе последних новостей и исследований этих постоянно развивающихся технологий. Для получения дополнительной информации о влиянии автономных технологий грузоперевозок на эффективность, безопасность и управление цепочками поставок контакт с нами и ознакомьтесь с нашим блогом.