Петербургские трамваи поедут в будущее на автопилоте

Уже почти год СПб ГУП "Горэлектротранс" (ГЭТ) эксплуатирует на линии серийные трамваи с элементами искусственного интеллекта — системой активной помощи водителю. За это время предприятие успело как пожалеть о том, что связалось с беспилотными технологиями, так и убедиться, что это единственно правильный путь развития. Извлечённым из проделанной на данный момент работы опытом в рамках научно–технического совета (НТС) "Беспилотные технологии в рельсовом транспорте: первые результаты и стратегия развития" поделился директор петербургского ГЭТ Денис Минкин.

НТС проводила Международная ассоциация предприятий городского электрического транспорта (МАП ГЭТ), объединяющая как эксплуатирующие организации, так и заводы. Тема беспилотных технологий, которая многим ещё может казаться утопией, заинтересовала немалое число ГЭТ страны и всех ключевых производителей общественного электротранспорта, которые приехали на НТС.

К тому же, ставя задачи по внедрению беспилотных систем, перевозчики "за уши" тащат промышленность в завтрашний день, поскольку ранее подобные задачи трамвайные заводы не решали.

И это тоже государственная задача. В противном случае мы так и будем ездить на условных ЛВС, только в новом кузове, говорят в ГЭТ.

В ПК "Транспортные системы", которая сейчас и поставляет Петербургу умные машины, признают, что роль систем беспилотного вождения в конструкции трамваев с каждым днём становится всё более весомой, а сами системы — более сложными.

"В ближайшем будущем во многом именно они будут определять конкурентоспособность нашей продукции, поскольку “беспилотность” транспорта станет основополагающим требованием среди заказчиков при выборе поставщика", — прокомментировал "ДП" гендиректор ПК "Транспортные системы" Александр Дубровкин.

Напомним, с 2022 года на всех трамваях, поступающих в Петербург, по заказу ГЭТ устанавливается комплекс, который включает в себя систему контроля бодрствования водителя и систему активной безопасности, связанные между собой. Последняя — детище Cognitive Pilot (дочернее предприятие "Сбера" и Cognitive Technologies) с искусственным интеллектом, позволяющее прогнозировать развитие дорожных ситуаций, оценивать вероятность столкновения и предупреждать водителя, если она появляется. При отсутствии реакции — тормозить.

По словам Дениса Минкина, вся модернизация, вся современность, всё развитие подвижного состава — именно в системе управления. Поэтому на ней "Горэлектротранс" и сделал акцент, когда придумывал ТЗ для новых трамваев, которые должны быть актуальны и через 30 лет эксплуатации.

"Если взять все бортовые системы управления, мониторы, СЭКОП, автоинформирование и автопилотирование, то их себестоимость в односекционном трамвае составляет 9%, в трёхсекционном — 7%. Когда идёт разговор о том, что давайте не будем ставить элементы автопилота, потому что это безумно удорожает трамвай, это демагогия. Это удорожание всего на 2–4%, но в них заложен весь прогресс", — заявил на НТС директор петербургского "Горэлектротранса".

Чересчур умная

Любая цифровая автоматическая система управления держится на трёх китах, отмечает Денис Минкин: аппаратное обеспечение — "железо", датчики и процессоры, программное обеспечение — алгоритмы, и информационное обеспечение — знания.

Именно по части алгоритмов специалисты "Горэлектротранса" столкнулись с неожиданными вещами. Например, два сигнала "стоп" стоящей на путях машины трамвай воспринимал как красный сигнал светофора и начинал тормозить за 150 метров. Машину поблизости, которая резко и без поворотника перестраивается в левый ряд, техника воспринимает как угрозу, которая через несколько секунд окажется на путях перед трамваем, и тоже начинает подтормаживать вагон. Хотя машина на самом деле просто перестроилась в левый ряд. Езда при этом далека от плавной, поэтому зачастую водители просто отключали систему и ехали без неё.

"Все ситуации разработчик предусмотреть не мог. Требуется совместная работа, достаточно длительная, и возможности для этого. В городе мы сейчас вынужденно делаем это прямо на маршрутах, вызывая недовольство пассажиров и борясь с некорректностью работы алгоритмов. За полгода удалось достичь того, чтобы водители не замечали эту систему, чтобы она их “не дёргала за руку”", — пояснил Минкин.

Система с элементами автопилота требует знаний, её нужно учить. Недостаточно просто включить её, чтобы она заработала. И обучением должен заниматься именно перевозчик, а не разработчик ИИ. К этому должны быть готовы и другие перевозчики, которые начнут закупать подобные трамваи. Нужно формировать группу, которая будет заниматься методологическим обеспечением между эксплуатантом и разработчиком, отдел, который будет заниматься обучением, обновлением и так далее. Принцип "я купил товар, и он должен работать" здесь не подходит.

"Мы эту работу ведём, внутри “Горэлектротранса” создана отдельная группа. Есть договоры с компаниями, которые профильно занимаются этой работой. Поначалу был хаос, казалось, что никогда мы не запустим эти маршруты, зря купили систему, только головную боль себе создали. Но всё поехало в итоге", — поделился Денис Минкин.

Также он отметил, что отрасль подходит к моменту, когда нужно будет менять систему организации производства трамвая. Поскольку системы бортового управления становятся столь сложными и важными, что их нужно интегрировать.

"Нужно вводить институт главных конструкторов, как это заведено, например, при производстве кораблей. Есть главный конструктор корабля и главный конструктор системы управления. Она собрана в БИУС (боевая информационно–управляющая система), и она одна, а все соисполнители под неё вставляются. Без этого мы не обойдёмся, иначе будет зоопарк. Это важнейший момент с точки зрения нашего взаимодействия с промышленностью", — считает Минкин.

К слову, система автопилота обучаема, ведь разработчик Cognitive Pilot моделирует её искусственный интеллект именно антропоморфным путём. Гендиректор Ольга Ускова регулярно рассказывает о схожести процессов, которые происходят в человеческом мозгу и искусственном. Такой путь программирования, по которому пошла российская компания, оказался выигрышным.

"Google пошёл по другому пути и остановился на теме лидаров, мы же выбрали математический путь на нейросетях. Эта развилка произошла в 2012 году. Google обвешал все свои машины лидарами, по этому пути пошёл и “Яндекс”. Есть две проблемы: первая — лидары достаточно дорогие, вторая — интерференция, когда лазерный луч попадает в каплю воды, и всё. Google говорил, что физики смогут справиться со вторым нюансом, но не справились. У нас же благодаря этому появилась фора в 4 года, нам очень повезло", — поделилась с "ДП" Ольга Ускова.

Благодаря математическому пути российский автопилот более умный, он обладает искусственной интуицией, например. Для этого у Cognitive Pilot есть мультидисциплинарная лаборатория с нейробиологами, философами и множеством других специалистов.

Отработка на местах

При обучении и корректировке работы алгоритмов интеллектуальной системы на трамваях специалисты ГЭТ в 101–й раз поняли, что нужен специализированный полигон, где можно будет отрабатывать все нюансы без пассажиров. Инициатива петербургского "Горэлектротранса" была поддержана на федеральном уровне: в ходе НТС замминистра промышленности и торговли России Василий Шпак заявил, что принято решение о создании на базе СПб ГУП "Горэлектротранс" полигона для испытания новейших технологий автономности для электротранспорта.

"Задачей полигона будет апробирование, стандартизация и сертификация разработок на базе искусственного интеллекта, а также подготовка специалистов и всех заинтересованных лиц на специальных тренажёрах", — сказал Шпак, отметив, что полигон создаётся Минпромторгом совместно с отраслевым институтом НАМИ, предприятиями–производителями и Ассоциацией городского электрического транспорта.

Предварительно затраты федерального бюджета на создание полигона составят 1,8 млрд рублей. Это сумма, которая будет выделена НАМИ, сейчас утверждается.

Полигон оборудуют на площадке ГЭТ на улице Шаврова. Там сделают имитацию дорожной обстановки, меняющийся климат и начнут тестировать интеллектуальные системы. Предполагается минимум два трамвая–лаборатории с модульной структурой, с возможностью подключения систем разных производителей. НАМИ станет сертифицирующей организацией. К этому будет подключён ряд вузов и научных институтов по части отработки автоматических решений, создания телеметрических систем управления и контроля и др. Без специалистов питерского ГЭТ тоже не обойдётся.

Один из существенных бонусов для Петербурга в связи с появлением полигона — он первым будет узнавать о всех новых разработках по части беспилотных технологий. К слову, Петербург в лице "Горэлектротранса", Cognitive Pilot и ПК "Транспортные системы" договорился к 2026 году создать полностью беспилотный трамвай, о чём подписано соответствующее соглашение. Так что полигон будет очень кстати, хотя на нём можно будет тестировать не только беспилотные технологии.