За последние два десятилетия мобильные гаджеты и полупроводники (всем доступные сейчас компьютерные чипы) сделали значительный шаг вперед и изменили автомобили до неузнаваемости. Сегодня автомобильная промышленность переживает пик второй технологической революции.
Прежде всего, речь идет о двигателях, а именно, электрических силовых установках и гибридных системах, которые постепенно вытесняют с рынка автомобили с ДВС.
Далее отметим переход к выпуску умных автомобилей (с искусственным интеллектом), который связан с разработками в области электронных систем и смещением акцентов из области механики в сторону электроники, то есть, от «железа» к программному обеспечению. Традиционные механические узлы и компоненты автомобиля исчезают или заменяются: рулевое колесо трансформируется в джойстик, щиток приборов без традиционного стеклянного покрытия превращается в сенсорный дисплей, а роль зеркала заднего вида теперь выполняет видеокамера. И это лишь «цветочки», поскольку мы не упоминаем механические агрегаты, которые остались в «истории» после замены двигателя внутреннего сгорания на электрическую установку. Сегодня в стандартное оснащение автомобиля входят разные типы высокочувствительных прецизионных датчиков. Да и программного обеспечения требуется все больше и больше по мере развития беспилотного транспорта, появления точных навигационных карт, больших массивов информации, встроенных автомобильных операционных систем. Поэтому самообучение автомобиля и алгоритмы искусственного интеллекта захватывают современный автопром. Не говоря уже о рынке «облачных» структур, который породил телекоммуникационное «облако» (сервисную платформу) для автомобилей, например, Baidu.
Кроме того, непрерывное развитие общества сопровождается тем, что групповое (коллективное) пользование ресурсами проникает во все аспекты нашей жизни. Подобные модели поведения становятся модными и популярными в жизни и на работе. Вместе с тем, они ломают привычные стереотипы и исторически сложившиеся бизнес-модели. А, значит, будущее автопрома неразрывно связано с новыми видами энергии, искусственным интеллектом и групповым пользованием автомобилями - каршерингом. Т.о., услуги телематики и автомобильная индустрия развиваются бок о бок.
Сегодня в КНР наблюдается множество «узких мест» в развитии электромобилей. Помимо банальных человеческих комплексов и привычек, серьезных затрат на покупку и слабую законодательную защиту, проблема усугубляется низким сроком службы батарей и нехваткой зарядных станций. Это и есть основные сдерживающие факторы развития электромобильного транспорта в стране. Автомобильные аккумуляторы электромобилей из-за их ограниченной емкости необходимо регулярно подзаряжать. Однако зарядных станций в большинстве наших городов сильно не хватает и это создает определенные сложности для водителей. В каждом городе зарядные станции сконцентрированы в отдельных районах. Здесь они объединяются в зарядные (заправочные) центры. Даже если правительство увеличит государственную поддержку, все равно строительство зарядных станций будет тесно связано с развитием городской инфраструктуры. Проблема не только в крупномасштабных инвестициях, но и в дефиците земель, экологической нагрузке и др. факторах. Поэтому равномерно расположить зарядные станции очень сложно, а заправочный центр в часы-пик создает проблемы с парковкой автомобилей и способствует увеличению дорожных пробок на прилежащих территориях. В этих условиях важным решением становится интеграция телематических технологий в систему зарядных станций.
Дистанционный контроль состояния и износа батарей в системе управления батареями (battarey management system - BMS) существенно продляет срок службы аккумуляторов. Сегодня в базовое оснащение выпускаемых в Китае электромобилей входит терминал - телематическое устройство TBOX - Tele-Information Processor. Кроме того, «облачные» технологии Baidu помогают решать проблемы изнашиваемости батарей путем имитации работы «лаборатории на колесах», анализа больших массивов информации, самообучения автомобиля. Для прогнозирования износа и анализа состояния аккумуляторов электромобилей применяется научный анализ.
Помимо контроля состояния батарей навигация ближайших пунктов зарядки также входит в состав услуг телематики.
Это позволяет вывести информацию о зарядных станциях на встроенных навигационных картах «облака». Когда водителю необходимо проверить расположение ближайшего пункта зарядки, на электронной карте выводятся в режиме онлайн ближайшие станции, а затем навигационное ПО на основании координат автомобиля и выбранной зарядной станции прокладывает маршрут движения к ней.
Во-вторых, если частные пункты зарядки расположены в каждом жилом районе и применяется технология телематики, то в тот момент, когда бортовая система электромобиля обнаруживает потребность в зарядке аккумулятора, производится автоматическая навигация положения ближайших доступных зарядных станций. Водители обычно сами рассчитывают поездку в заправочный центр, чтобы подзарядить свои аккумуляторы, а здесь технология «загружает» простаивающие ресурсы частных пунктов зарядки, повышая эффективность их использования и разгружая транспортные потоки.
На рисунке представлена архитектура «облака» телематики Baidu. «Облако» включает в себя телематическое устройство для соединения автомобиля с сетью Интернет, выполняет контроль состояния износа и заряженности аккумулятора, выдает информацию о ближайших пунктах зарядки, выполняет противоугонные функции, предоставляет информационные услуги на базе «облачных карт», производит хранение информации в «облачных дисках» и дает возможность пользователю посещать информационный портал.
Классификация автомобилей по уровню автоматизации управления представлена Международным сообществом автомобильных инженеров (SAE) и Национальной администрацией безопасности дорожного движения (NHTSA). Согласно SAE, автомобили по автономности разделяются на 6 уровней от 0 до 5, где автомобиль с ручным управлением – все делает сам водитель – относится к уровню 0, а беспилотный автомобиль – к уровню 5. Уровень автономности зависит от оснащенности автомобиля системами помощи водителю. Уровень 1 (автомобили с частичной автоматизацией): адаптивный круиз-контроль, помощь при парковке. Уровень 2 (автомобили условно автоматизированные): в некоторых экстренных режимах компьютер управляет педалями и рулем, например Tesla 2014. Уровень 3: автомобили будущего с высокой автоматизацией. Уровень 4: технологии будущего - Waymo, Baidu и т.д. И наконец, полностью автоматизированные или беспилотные автомобили - Уровень 5: без рулевого колеса.
Исследования в области создания автономных автомобилей проводились в течение нескольких последних десятилетий 20 века, но оказались востребованными только в начале этого века. Благодаря разработкам и усилиям по продвижению беспилотной концепции таких авто и техноинформационных гигантов, как Volvo, Audi, BMW, Mercedes-Benz, Volkswagen, Google и Baidu стало возможным претворить задуманное в жизнь и воплотить концепт-кары в серийно выпускаемые автомобили. В 2017 году идея беспилотного управления полностью овладела автопромом и стала самой популярной темой в науке и технике.
В настоящее время автопилотные технологии базируются на датчиках, камерах, радарах, лазерах, сонарах, которые выполняют роль «ушей и глаз» для автомобиля. Именно они позволяют автомобилю распознавать внутреннюю обстановку, информируют автомобиль об основных характеристиках окружающих объектов и дают возможность машине различать людей, дороги, полосы на дорогах, другие движущиеся автомобили, дорожные знаки и препятствия. Например, по результатам тестирования Мичиганского университета такие технологии, как V2V (взаимодействие «автомобиль-автомобиль») делает автопилот еще безопаснее.
Антенное оборудование V2V – это одно из прикладных применений автомобильной телематики, основная задача которого состоит в повышении безопасности управления автомобилями. В системе V2V автомобили держат связь друг с другом в определенном радиусе действия, обмениваются данными о положении, скорости и направлении движения на базе технологии DSRC (беспроводная сеть малого радиуса действия) или LTE-V. Сигналы о движении автомобиля впереди, автомобиля позади, светофорного регулирования, о неровностях дорожного полотна образуют динамический массив данных, который заблаговременно предупреждает автомобиль об опасности. В результате этого срабатывают тормозные механизмы автомобиля и он «вписывается» в ритм дорожного уличного движения, реализуя концепцию безопасного движения в потоке машин. Фактически, для создания по-настоящему автоматического управления движением помимо системы V2V разрабатывается также ряд дополнительных сервисов: V2I (связь «автомобиль-дорожная инфраструктура»), V2P (связь «автомобиль-пешеход») и V2C (связь «автомобиль-облачная архитектура»).
Беспилотному автомобилю помимо информации о состоянии проезжей части, определяемой по сигналам датчиков, для динамического планирования маршрута и реализации безопасного движения с помощью сервиса V2V требуется также информация о текущей дорожной ситуации (траффике).
Для получения данных о занятых дорожных полосах разрабатывается сервис V2I, который обеспечивает коммуникацию автомобиля с дорожной инфраструктурой. Кроме того, автомобилю необходимы данные о метеорологических условиях, движении пешеходов и т.п. опять же через сервисы связи V2C, V2P. Поэтому телематика является фундаментом создания беспилотного транспорта, она делает автопилоты безопаснее.
В традиционном понимании покупателя автомобиль – это не только средство передвижения, но и удовольствие от вождения, и предмет роскоши, призванный продемонстрировать социальный статус владельца. Однако сегодня основная цель приобретения автомобиля состоит в комфортном и удобном передвижении. После покупки автомобиля среднестатистический автовладелец тратит не более 3 часов в день на поездки за рулем. Остальное время автомобиль простаивает на стоянке. А поскольку цены на автомобили растут, а с парковками возникают постоянные проблемы, покупатель начинает думать о покупке автомобиля более рационально и взвешенно. Люди не стремятся быть владельцами автомобилей, они хотят ими просто пользоваться. В этом контексте и возник феномен «каршеринга» или краткосрочного проката автомобилей.
Для «каршеринга» требуется мобильный интернет и телематический сервис, а также стандартное программное приложение «интернет + автомобиль». Благодаря краткосрочному прокату простаивающих без дела автомобилей или посадочных мест можно задействовать и использовать их максимально эффективно. Владельцы автомобилей не только помогают тем, кто нуждается в автомобиле, но и получают определенный доход, загружая собственный автомобиль работой, максимизируя экономическую выгоду от автомобиля.
«Каршеринг» при невысокой стоимости постепенно изменяет формат поездки и доставки людей. Он сокращает простои автомобилей, количество автовладельцев в городе, разгружает дорожные пробки и затруднения, снижает загрязнения воздуха, что, в конечном счете, благоприятно сказывается на экологической ситуации в городе. В новых социальных и экономических реалиях «каршеринг» становится новой точкой роста бизнеса взамен традиционного отношения к автомобилю.
Столкнувшись с нахлынувшей волной спроса на краткосрочную аренду автомобилей, компании-операторы занимаются решением проблемы эффективного и точного определения статуса автовладельцев. Для получения точной информации о продавцах и покупателях услуг «каршеринга» облачная система Baidu Cloud применяет технологию распознавания лиц для верификации, упрощения бизнес-процессов и регистрации пользователей, чтобы обеим сторонам сделки было максимально просто ее совершить.
Итак, автомобильная телематика – это фундамент для создания беспилотных автомобилей, а телематический сервис краткосрочной аренды беспилотных электромобилей становится вектором развития услуг «каршеринга». При непрерывном развитии технологий телематики неминуем прорыв в дистанционном управлении автомобилем, системах помощи водителю и других технологиях. В этих условиях телематика придает мощный импульс развитию «каршеринга».
* дополнительная (уточняющая) информация в редакции переводчика выделена курсивом
Источник: Telematics Weekly 07.12.17 / Автор: Lizhao Rong. Перевод на рус. яз. Launch-СНГ