AutoNet: будущее беспилотного транспорта в городской агломерации

аналитический отчет по итогам учебного «Боевого форсайта» в рамках Форсайт-школы Национальной технологической инициативы

Денис Медведев, leader-id 12790

Очевидные проблемыбольшого города

• Пробки на земле и под землей

• Большие объемы ежедневной трудовой маятниковой миграции из малых городов агломерации в ее центр и обратно

• Устаревшая транспортная инфраструктура, низкая эффективность инвестиций в модернизацию инфраструктуры

• Ввод новых дорог и развязок не решает проблемы пробок

• Плохая экология

На этой фотографии в пробке стоят 711 человек

Все они могли бы поместиться в 2-х трамваях

Общество идет по пути отказа от личного транспорта в пользу общественного Источник: фонд

«Городские

проекты

»

Города для людей, а не для машин

В ближайшие годы будут пересмотрены приоритеты развития городской транспортной инфраструктуры.

Будет продолжена практика экономического и нормативного

ограничения для частного транспорта, что приведет к увеличению стоимости

владения автомобилем.

Развитие комфортного, быстрого и удобного общественного транспорта,

сделает его более привлекательным, чем личный легковой автомобиль.

Актуальная проблема для России сегодня - инвестиции идут на скоростной общественный транспорт и автодороги общего пользования. Практически отсутствуют вложения в новые трамвайные, автобусные и троллейбусные линии, движущихся по выделенным путям. В результате

поездки на средние расстояния для жителей неэффективны, а массовый транспорт перегружен.

Вывод: необходимо перенаправить инвестиции на создание среднескоростного пассажирского транспорта и выделение

под него специальных полос.

Глобальные тренды, ведущие к новому образу транспортных систем

Повышение автономности и производительности

роботизированных систем

Развитие искусственного

интеллекта и Big Data

Полностью автономные транспортные средства, действующие без человека, способные ремонтировать и обслуживать себя.

Роботизированные системы эфективно решают поставленные задачи, исходя из оптимального решения на основе анализа больших массивов данных в режиме реального времени.

Рост запроса на экологичность транспорта, рост энергоэффективности

систем

Транспорт максимально экологичен всем жизненном цикле. Города сконструированы по технологиям Smart Grid, Smart City. Используются возобновляемые и экологически чистые источники энергии, вредные выбросы минимальны.

Сегодня В будущем

Развитие человеко-машинных интерфейсов и

интернета вещей

Нейронет как естественное развитие интернета. Основная интеллектуальная и творческая деятельность человека происходит в виртуальной сети.

AutoNet: образ будущего

2018 2025 2035

Полностью автономный общественный транспорт: массовый и персональный легковой

Личный автомобиль становится атрибутом элиты, используется преимущественно вне городской территории

За счет телеработы люди меньше ездят на работу, сокращается ежедневная маятникова миграция. Люди пересаживаются с автомобилей на городской массовый общественный транспорт.

Стоимость владения и эксплуатации личного автомобиля растет

Вводятся выделенные полосы «умные дороги» для автономного автомобильногно транспорта

Вся городская автомобильная инфраструктура становится «умной», появляются «умные трассы» между городами

Растет сервис Кар-шэринга. Люди отказываются от личного автомобиля в пользу арендуемого

Легковые автомобили становятся преимущественно общественным транспортом

«Умная инфраструктура», связывающая крупнейшие города

!

Исчезновение профессии «водитель»

Социокультурные угрозы для развития беспилотного транспорта

Кибертерроризм: сетевая структура беспилотных транспортных систем может подвергаться хакерским атакам. Злоумышленних может нарушить движение БПЛА, устанавливая помехи в

определенном районе. В результате системе может быть нанесен значительный ущерб.

Мировой гегемон: Тотальное превосходство технологий других государств и транснациональных компаний приведет Россию к отказу от стратегии опережающего развития отрасли беспилотного

транспорта в России в пользу других направлений - потеря драйвера технологического развития.

Технологическое эмбарго: санкции в отношении России. Запрет на передачу механизмов, технологий, лицензий, технологической номенклатуры и компетенций, связанных с производством высокотехнологичной продукции, в

т.ч. беспилотных систем.

Культурный шок: внедрение беспилотных систем в развитых регионах усилит технологический разрыв и экономическое отставание других регионов, приведет к

большему перекосу в инвестиционной привлекательности.

«Большой брат»: беспилотные транспортные системы обмениваются данными с сетью и постоянно сообщают в центр о местонахождении своего владельца и его маршруте. Это вызовет противодействие части населения вплоть до полного отказа от

сервиса и саботирования внедрения изменений.

2018 2025 2035

Городской транспорт как сервис постоянно эволюционирует

<1980 1990 2010

скоро

2010

Пассажирский транспорт становится клиентоориентированным сервисом, призванным максимально комфортно и эффективно с точки зрения затрат времени и средств переместиться из точки А в Б. Получит развитие формат «каршэринга» - поминутная аренда автомобиля без водителя, а пассажирский транспорт в целом пойдет по пути взимания оплаты за время в пути и дополнительные сервисы, а не за его длину.

Со временем число пассажиров в городах снизится, а на смену личному автомобильному транспорту придет персональный автономный

общественный транспорт

2010 2025 2035

100

200

300

500

Распространение лекгового общественного транспорта

2018

Число личных автомобилей на 1000

жителей

5. Полная автономность

4. Высокая автономность

3. Частичная автономность

2. Ассистент водителя

1. Водитель

2018 2025 2035

Круиз-контроль, электронная стабилизация, антиблокировочная система

Адаптивный круиз контроль: сохранение дистанции до впереди едущего автомобиля. Ассистент парковки: управление рулем, водитель контролирует педали газа и тормоза.

Автомобиль способен передвигаться круглые сутки без участия человека

Автомобиль может частично решать задачи по перемещению в городе без постоянного контроля со стороны водителя.

Водитель не контролирует руль и педаль газа, но вынужден все время контролировать движение и быть готовым вмешаться.

Адаптивный круиз-контроль внутри полосы движения. Ассистент движения в потоке машин.

Усилитель руля автоматизирован, но водитель должен контролировать остальные функции

Автомобиль полностью под управлением человека, но имеет частью автоматизированных систем.

Эволюция автономного транспорта

Зона технологического разрыва

Коммуникационная среда автономного автомобильного транспорта

V2V автомобиль - автомобиль

V2I автомобиль - инфраструктура

Auto + NetУмный

БеспилотныйКомфортныйДоступный

?

Связанность

Безопасность+

Глобальный технологический вызов в сфере автономного транспорта - обеспечение связанности и безопасности

транспортных систем

Будущее беспилотного транспорта находится в руках не производителей умных автомобилей, а разработчиков умной инфраструктуры. Для городов будушего необходима распределенная технологическая транспортная среда,

обеспечивающая высокий уровень безопасности и отказоустойчивости, защиту от взлома, энергоэффективности. Россия обладает компетенциями мирового уровня в свере защищенных систем связи и компьютерного инжиниринга, это может обеспечить основу для разработки комплекса продуктовых решений и стандартов, необходимых для

формирования мирового рынка AutoNet и для создания нового облика городов будущего.

Связность и сотовость «умной инфраструктуры»

Зоны «частично умной» инфраструктуры

«Умные магистрали» между городами

Город А

Город Б Город С

Зоны максимальной автономности автомобилей

Меры по обеспечению технологического лидерства в сфере создания умной инфрастукртуры

• создание центра наукоемкого компьютерного инжиниринга в сфере беспилотного транспортного машиностроения;

• создание центра компетенций в сфере беспилотных систем;

• создание технико-внедренческой зоны по принципу «Город будущего», для внедрения и испытания разрабатываемых систем и инженерных решений. Например, Иннополис в Татарстане или транспортная сеть аэропорта «Пулково» в Санкт-Петербурге;

• создание Фонда перспективных исследований в сфере беспилотных транспортных систем. Создание венчурного фонда в сфере умного транспорта;

• создание консорциума между крупнейшими инновационными бизнесами России и мира, научно-исследовательскими центрами и пр.;

• проведение конкурса с крупным призом среди частных компаний на разработку первого российского беспилотного автомобиля и коммуникационной системы V2V и V2I;

• разработка технологической дорожной карты развития сферы беспилотного автомобильного транспорта на период до 2045 года с последующей концентрацией усилий на прорывных направлениях;

• разработка стратегии и государственной программы развития рынка беспилотного автомобильного транспорта на период до 2025 года.

Некоторые потенциальные рыночные ниши и технологичные решения в сфере AutoNet

Виртуальная и дополненная реальностьУскоренное обучение вождению автомобилем за счет использования технологий дополненной реальности.Вывод на стекло автомобиля информации об окружающих объектов в форме дополненной реальности.

КаршэрингРынок частного общественного транспорта на основе поминутной аренды автомобиля с водителем без водителя с автопилотом

Безопасность (аппаратная, программная, криптозащита, энергонезависимость)Внедрение стандартов защищенных систем управления беспилотным транспортом и умной инфраструктурой.

Компетенции в сфере умных транспортных системСоздание профильных образовательно-научных организаций в сфере беспилотного автотранспорта и умной городской среды

Репутационный банкРеализация идеологии «обучение через всю жизнь» для людей, талантливых в сфере STEM-специальностей, ориентированных на отрасль транспорта с формированием портфолио на основе достижений в сфере профильных дисциплин и проектов.

Авто-автозаправкиАвтоматизированные заправки для беспилотных автомобилей

Новые источники энергииСоздание сети заправочных станций на альтернативных источниках энергии (электричество, водоров, природный газ и пр.)

Автомобильный радарПродвинутый радар высокого разрешения на основе активной фазированной антенной решетки, взаимодействующей с умной инфраструктурой на высокой скорости обмена данными

Беспроводная зарядка Механизм зарядки для электромобилей на стоянке, во время движения

Big DataРынок инфраструктурных решений для умного транспорта с технологиями Big Data для оптимизации процессов за счет обработки и анализа больших объемов данных

Аппаратно-программный комплекс реального времениРешение проблем анализа и обработки большого потока данных в реальном времени, разработка алгоритмов принятия решений, обеспечение защиты от сбоев, задержек.

Умная дорогаРешения для модернизации дорог: беспроводные станции сопровождения автомобилей, «умная парковка»

Системы и стандарты связи «автомобиль-автомобиль» и «автомобиль-инфраструктура»Стандарты обмена, обработки и передачи данных по беспроводным сетям. С защитой от помех, ошибок и взлома со стороны злоумышленников. Обеспечение связности сети большого количество автономных подвижных объектов в рамках одной сети. Специализированные

транспортные системыТранспортные системы для локальных решений и узкоспециализированных задач. Например, беспилотная разработка карьеров.

Приложение: карта форсайт-исследования AutoNet

Спасибо за внимание