Искусственный интеллект выходит на дорогу

В 2021 г. первый беспилотный грузовик проехал по ЦКАД, а уже в сентябре этого года вице-премьер Виталий Савельев открыл движение для подобного транспорта по всей трассе М-11 «Нева», которая соединяет Москву и Санкт-Петербург. По его словам, к концу этого года автопарк на маршруте составит 43 автомобиля, а в 2025 г. он увеличится до 93 машин. То, что многим в транспортной отрасли до сих пор кажется далеким будущим, давно успешно претворяется в реальность благодаря технологиям искусственного интеллекта (ИИ).

ИИ находится в центре внимания во всем мире уже не первый год. По оценкам консалтинговой компании «Яков и партнеры», в России созданы благоприятные условия, способствующие привлечению инвестиций и развитию ИИ, в том числе в транспортной сфере. Этот сектор является одним из лидеров по внедрению и использованию цифровых решений, что позволяет повысить экономическую эффективность перевозок, улучшить качество обслуживания пассажиров и ускорить доставку коммерческих грузов, отметил Савельев.

Технологии для автодорог ‒ это не только беспилотные автомобили, но и системы управления движением, системы платности и транспортной безопасности, которые помогают миллионам россиян передвигаться на машине быстро и безопасно. На железной дороге ИИ-решения снижают аварийность и помогают автоматизировать многие процессы, например планирование работы станций, диагностику составов, их сцепку и расцепку. Развитию этого сектора способствуют и госпрограммы, и развитие российских IT-компаний с собственными разработками и производством. Транспорт относится к критической инфраструктуре, где применение зарубежных решений ограничено. И при этом Россия по многим технологиям уже заметно опережает зарубежные рынки.

«Сфера интеллектуальных решений на транспорте в целом неплохо адаптировалась к санкционным ограничениям. По примеру наших проектов доля ключевого оборудования отечественного производства превышает 90%, остальное – импорт из дружественных стран. А если говорить о программном обеспечении, то тут 100% ‒ это российские собственные разработки, ‒ говорит старший партнер концерна «Телематика» (один из ведущих игроков на рынке ИИ-решений для транспортной отрасли) Марсель Нигметзянов. «У нас есть и свои производственные площадки и порядка 1500 собственных разработчиков. Мы обеспечиваем исполнение всех этапов в рамках проекта: от разработки до производства, пуска и наладки до сервисного обслуживания. Концерн имеет больше 100 патентов и сертификатов на программные продукты и оборудование», ‒ сообщил он.

Беспилотное будущее

Беспилотное движение по М-11 функционирует с применением цифрового двойника трассы ‒ разработки концерна «Телематика». Это высокоточная цифровая карта дороги и ее инфраструктуры, которая взаимодействует с беспилотным автотранспортом и передает ему информацию о трафике, погоде и происшествиях на трассе в режиме реального времени, что повышает безопасность и скорость передвижения.

В единую сеть беспилотных логистических коридоров, помимо М-11, по которой уже ездят беспилотные грузовики, уже включены ЦКАД и автомагистраль М-12 «Восток». Всего планируется 20 000 км беспилотных дорог: в том числе транспортный маршрут Европа ‒ Западный Китай, автодороги М-1 «Беларусь», М-4 «Дон». Ожидается, что беспилотные коридоры на «умных» дорогах позволят на 15% снизить себестоимость перевозки, а средняя скорость движения машин при этом вырастет на 25%.

Технология V2X (Vehicle-to-Everything ‒ автомобиль, подключенный ко всему) позволяет «связать» любой автомобиль и систему управления дорожным движением. Например, благодаря использованию технологии V2X, водители могут заблаговременно узнавать о дорожных работах или происшествиях, о схемах работы светофоров, заранее получать информацию о приоритете проезда перекрёстков, о пешеходе на дороге и т. д .

В 2022‒2024 гг. инфраструктура для V2X была развернута на ЦКАД и протестирована в Москве, Санкт-Петербурге, Самаре, Перми, Волгограде, Курске и на автомагистрали Самара-Тольятти, узнали «Ведомости. Инновации и технологии» в Московском автомобильно-дорожном государственном техническом университете (МАДИ). Для массового использования технологии V2X на российских дорогах необходимо оснащать автомобили и дорожную инфраструктуру специальным оборудованием для связи, считает профессор и заведующий кафедрой «Организация и безопасность дорожного движения, интеллектуальные транспортные системы» МАДИ Султан Жанказиев. По его словам, для поэтапного перехода к повсеместному движению беспилотного транспорта важно уже сейчас внедрять технологии взаимодействия с интеллектуальной дорожной инфраструктурой не только беспилотных, но и подключенных авто, проводить систематические испытания и тестирование для оценки эффективности V2X в пилотных зонах, а также разрабатывать соответствующие стандарты и формировать законодательство.

На ЦКАД «Единый оператор» подключил с использованием V2X аварийных комиссаров, которые получают от системы управления дорожным движением сообщения об автоматически распознанных инцидентах, тем самым сокращая время информирования и реагирования на событие. «Мы получаем переход от информирования потоков с помощью классических табло и знаков к информированию конкретного участника движения. Массовое появление таких «умных» автомобилей на дорогах – вопрос ближайшего будущего. Это кардинально изменит ситуацию с безопасностью в лучшую сторону и сделает поездки более комфортными», ‒ говорит старший партнер концерна «Телематика» Нигметзянов.

Развитием и внедрением V2X в России занимаются в том числе в научно-инжиниринговом центре «НАМИ». По словам исполнительного директора по информационным и интеллектуальным системам ФГУП «НАМИ» Дениса Ендачева, использование технологии позволит снизить количество ДТП и сделать передвижение безопаснее для всех участников дорожного движения. «Безопасность транспорта для каждого – один из главных приоритетов нашей работы, поэтому мы делаем особый акцент на развитии и интеграции технологии V2X в транспорт, в современную городскую и междугороднюю инфраструктуры», – сказал он.

Сейчас решение компании проходит дорожные испытания в рамках российской универсальной системы беспилотного транспорта NAMI Self-Driving System. «Происходит это следующим образом: наша система V2X установлена на испытательном транспортном средстве и подключена к специальной сети, в которой моделируются различные дорожные ситуации. Помимо испытаний в городской среде, мы активно участвуем в тестировании различных сценариев взаимодействия подключенных транспортных средств между собой и с инфраструктурой скоростной автомобильной дороги Москва – Санкт-Петербург М-11 «Нева», – отметил эксперт.

По словам директора Ассоциации цифрового транспорта (АЦТЛ) Полины Давыдовой, массовое появление беспилотного транспорта – вопрос ближайшего будущего. «Еще десять лет назад мало кто всерьез рассматривал такую возможность: это казалось чем-то из области научной фантастики. Но за последние три года мы проделали огромную работу, чтобы сделать эту идею реальностью, и теперь планируем расширить применение беспилотных технологий на другие виды транспорта. Мы видим высокий интерес к развитию беспилотных коридоров в первую очередь со стороны самих логистов», – отметила она.

По словам эксперта, для расширения экспериментального правового режима беспилотных перевозок на трассы М-12 и ЦКАД необходимы цифровые двойники каждой трассы, которые обеспечат безопасность движения на магистралях. Это своего рода «зрение» для беспилотных автомобилей. «Применение таких технологий поможет достичь максимальной эффективности при перевозках по этим маршрутам», – подчеркнула Давыдова.

Безопасность дорог

Решения на основе ИИ помогают не только беспилотному транспорту. Разработанные той же «Телематикой» системы управления автодорогами и системы безопасности делают российские автомагистрали одними из самых безопасных в мире. В состав решений для трасс входят автоматическое распознавание инцидентов на дороге, информационные табло и системы мониторинга транспортных потоков, весогабаритный контроль и технологии подключенного транспорта. Всю информацию сводит вместе и анализирует система на базе ИИ. Автоматические системы управления дорожным движением снижают аварийность до 40%, обнаруживая инциденты и предупреждая о них других водителей через информационные табло.

В рамках нацпроекта «Безопасные качественные дороги» интеллектуальные транспортные системы (ИТС) активно внедряют в том числе и в городских агломерациях. К ним относятся крупные города с населением от 300 000 человек. К 2030 г. оснастить ИТС планируется 82 городских агломерации. С помощью технологии V2X интеллектуальные системы будут связаны с городскими системами транспорта, ЖКХ, безопасности и здравоохранения. В 2024 г. ИТС внедряли в 62 агломерациях.

По словам заместителя министра транспорта и дорожного хозяйства Татарстана Артема Чукина, сказанным на форуме Kazan Digital Week, внедрением элементов ИТС регион занимается более 15 лет. За это время на городских дорогах появились системы светофорного управления, метеомониторинга, весогабаритного контроля, информирования водителей с помощью динамических информационных табло и знаков переменной информации, системы фиксации нарушений и многое другое. В результате с 2008 г. в регионе улучшился показатель безопасности: число погибших в ДТП снизилось на 60%. Кроме того, интеллектуальные системы уже помогли снизить время в пути по магистральным автодорогам города на 16%, подчеркнул эксперт.

Другие участники рынка также активно внедряют элементы ИИ в транспортной сфере. К примеру, Sitronics Group. В 2022 г. специалисты компании разработали интеллектуальный комплекс управления дорожным движением. Такие системы в режиме реального времени позволяют анализировать дорожную ситуацию и адаптировать работу тех же светофоров с учетом трафика, минимизируя время ожидания и вероятность возникновения пробок. Это, в свою очередь, снижает риск возникновения аварий на дорогах, узнали «Ведомости. Инновации и технологии» со слов вице-президента по технике компании Алексея Морозова.

Sitronics Group в 2023 г. построила основной и резервный ЦОД, создала центральный пункт управления, внедрила периферийное оборудование для сбора данных и управления светофорными объектами. Кроме того, в том же году компания реализовала проект по внедрению ИТС в Саранской агломерации. Там также заработали умные дорожные контроллеры, подсистема мониторинга параметров транспортного потока и подсистема метеомониторинга.

Интеллектуальные дорожные системы способны отслеживать автомобильные потоки в онлайн-режиме и на основе этих данных планировать развитие транспортной сети, говорит главный редактор журнала «За рулем» Максим Кадаков. «То есть на основе полученной информации система может подсказать, стоит или нет на этом участке дороги строить, например, транспортную развязку. Таким образом, нейросети помогают на более качественном уровне проводить модернизацию дорожного каркаса страны», – отметил эксперт.

Проезд без барьеров

C развитием ИИ на дорогах появились безбарьерные системы оплаты: на некоторых трассах уже работает безбарьерная форма оплаты проезда «Свободный поток», напомнил партнер «Автостата» Игорь Моржаретто. Водитель может не останавливаться у шлагбаума, а деньги за проезд спишутся в автоматическом режиме за счет работы алгоритмов ИИ. Инновационная платформа распознает все типы транспортных средств, более сотни марок и тысячи моделей автомобилей, а также регистрационные знаки 60 государств.

Такая система установлена на самой умной дороге России – ЦКАД в Московском регионе. «Телематика» внедрила на дороге «Свободный поток» в 2020 г. Тогда это была первая в стране интеллектуальная система взимания платы. Точность распознавания транспортных средств и номеров выше 99%, в том числе система считывает грязные и даже частично закрытые номера. Использование «Свободного потока» позволяет достичь до 40% экономии времени в пути, снижает расходы на грузоперевозки и улучшает экологическую обстановку за счет уменьшения пробок и заторов.

«Свободный поток» также внедрен на трассе М-12 ‒ это самая протяженная в мире трасса, использующая систему. В том числе благодаря ее внедрению время в пути из Казани в Москву сократилось вдвое. За все время применения безбарьерной системы на обеих дорогах она обработала более 345 млн транзакций, свидетельствуют данные «Телематики».

Внедрение новых технологий в транспортной сфере позволяет сделать проезд более комфортным для автолюбителей и снижает уровень аварийности, считает Моржаретто.

В числе трендов развития транспорта в городах России и мира можно отметить увеличение на городских дорогах средств индивидуальной мобильности, автономного транспорта, появление платных скоростных дорог внутри городов, общественного электротранспорта, платных объездов городов. Продолжающийся рост населения крупных городов России уже ставит вопросы мобильности населения и экологии.

Железнодорожные роботы

Еще одна сфера применения ИИ для транспортной отрасли – железная дорога. В этой отрасли технологии регулируют планы движения поездов по всем маршрутам движения, управляют формированием составов, координируют работу станций, тем самым повышая пропускную способность и производственные возможности станций.

В комплексе с интеллектуальным планированием нейросеть анализирует техническое состояние вагонов, благодаря чему персонал станции еще до прибытия состава получает чек-лист возможных неисправностей и регламентных отклонений. В итоге технологии позволяют быстрее доставлять грузы, в том числе, например, посылки с маркетплейсов. Нововведения уже внедрены в работу ЖД-станций благодаря разработкам «Телематики».

К концу 2024 г. цифровые решения концерна «Телематика» будут работать на всех станциях сети железных дорог России, где есть персонал, а их порядка 4700. На этих станциях установят разработанное концерном импортонезависимое ПО – автоматизированную систему управления станцией нового поколения, которая обеспечит работу сортировочных, грузовых, пассажирских, пограничных и припортовых станций. Система позволит автоматизировать фиксацию операций, выполняемых работниками, формировать информационные сообщения в модель данных перевозочного процесса, контролировать соблюдение технологического процесса работы железнодорожных станций.

Следующий этап развития технологий на железных дорогах ‒ роботизация, которая повысит безопасность рутинных процессов и высвободит человеческий ресурс для других задач. Роботы могут контролировать техническое состояние путей, заменить людей в задачах погрузки и разгрузки, а также на технологических процессах обслуживания. Сейчас в стране уже разработан первый робот ‒ расцепщик вагонов.

«Цифровая трансформация станционных процессов с использованием технологий промышленного искусственного интеллекта открывает новые горизонты в управлении железнодорожной инфраструктурой. Эти технологии позволяют не только повысить ритмичность и точность всех операций, но и создать систему, которая способна самостоятельно анализировать данные, принимать решения и выполнять задачи в режиме реального времени», – рассказал о проекте «Цифровая железнодорожная станция» генеральный директор АО «НИИАС» (ведущего института холдинга «РЖД») Александр Долгий. По его словам, автоматизация охватывает весь цикл работы станции – от прогнозирования нагрузки и планирования расписания до оперативного управления движением и контроля за безопасностью. В результате железнодорожная станция будущего – это станция-робот, интеллектуальный и автономный центр управления, способный обеспечивать непрерывность движения, минимизировать задержки и снижать вероятность ошибок.

Перспективы роста

В России построена одна из самых разветвленных дорожных сетей в мире. Страну связывают 85 000 км железных дорог и 1,5 млн км автомобильных трасс. Все это создает предпосылки для быстрого и долгосрочного роста российского рынка. Согласно прогнозам «Телематики», размер рынка интеллектуальных решений для транспортной отрасли в РФ может превысить 320 млрд руб. к 2030 г. Выручка самого концерна за последние три года выросла в четыре раза, до 39,6 млрд руб., чистая прибыль ‒ в 45 раз, следует из его публичной отчетности.

Развитие инфраструктуры находится среди ключевых национальных приоритетов, реализация которых намечена на годы вперед. Объем заявленных инвестиций государства в железные и автомобильные дороги до 2030 г. составляет 10,8 трлн руб., протяженность скоростных автомагистралей в этот период должна удвоиться, анонсировано создание высокоскоростных магистралей и на железной дороге. Сегодня строительство и развитие современной транспортной инфраструктуры невозможно без широкомасштабного внедрения решений на основе ИИ, развития «умных» дорог и роботизации.

«Существует значительный эффект от использования технологий на основе искусственного интеллекта на автомагистралях и на железной дороге. Их использование приводит к росту пропускной способности сети и сокращению издержек на перевозки, а также их сроков. Например, снижение аварийности на автодорогах может достигать 40%, а на железной дороге такие решения позволяют значительно уплотнить грузопотоки и увеличить пропускную способность», ‒ говорит Нигметзянов. Это означает, что спрос на IT-решения для транспортной отрасли в ближайшие годы продолжит рост.