Когда у России появятся свои поезда на автопилоте

В России начали производить системы помощи машинистам поездов, работающие на основе искусственного интеллекта (ИИ). Для начала ими будут оснащать грузовые локомотивы, но в будущем роботы смогут управлять и пассажирскими поездами. Plus-one.ru узнал, какие проблемы позволяет решить автоматизация железнодорожных перевозок и что может ей помешать.

В основе новой технологии управления поездами — нейронные сети глубокого обучения и алгоритмы постобработки. Система оценивает окружающую обстановку и предупреждает машиниста о возможной опасности — например, о человеке на путях. Если водитель локомотива не реагирует, система снижает скорость состава и при необходимости полностью его останавливает. Технологию Cognitive Rail Pilot создали в компании Cognitive Pilot, совместном предприятии Сбербанка и компании Cognitive Technologies.

Разработка состоит из вычислительного блока, радаров миллиметрового диапазона (помогают обнаруживать объекты) и нескольких видеокамер ближнего, среднего и дальнего обзора. Камеры устанавливаются с двух сторон кузова локомотива, они переключаются при смене направления движения. «Система также высчитывает прогноз столкновения, траектории других объектов и скорость поезда», — сообщили Plus-one.ru в пресс-службе Cognitive Pilot.

Алгоритмы помогают повысить эффективность перевозок. Созданная Cognitive Pilot технология сопоставляет спутниковые данные с информацией от датчиков вращения колес, радаров и видеокамер и может с точностью до 30 см определить местоположение локомотива даже на многопутевых станциях. В компании сообщили, что стоимость системы составляет около 5-10% от стоимости локомотива. Для ее внедрения не нужны «умные» дороги и другие технологии, работать можно с уже существующей инфраструктурой.

Где в России производят системы помощи машинистам

Комплектующие для Cognitive Rail Pilot выпускают на предприятии по производству роботизированных систем в Томске. На разработку технологии ушло около трех лет, за это время в проект инвестировано около $9 млн. В конце января Cognitive Pilot и ОАО «РЖД» завершили тестирование автопилотов. Испытания показали, что система может работать в любую погоду при температуре от −40 °С до +50 °С. Производитель уже получил необходимые разрешения и собирался поставлять разработку в Армению, Беларусь, Казахстан и Кыргызстан. В 2022 году автопилотами должны были оснастить около 500 составов.

Такие планы компания строила до введения в конце февраля 2022 года антироссийских экономических санкций. Ограничения, наложенные на страну, могут сократить поставки микропроцессоров для систем с ИИ. По мнению гендиректора Cognitive Pilot Ольги Усковой, отечественные компании, которые производят подходящие микропроцессоры, смогут заменить зарубежные аналоги в течение 3-4 лет.

Разработкой «умных» систем управления поездами также занимается группа компаний «ЛокоТех-Сигнал», входящая в АО «Трансмашхолдинг» (ТМХ, поставляет пассажирские поезда и вагоны, поезда метро, локомотивы, двигатели и компоненты). Группа создает технологии на основе машинного зрения. Одна из основных технологий называется CTRL@VISION. Она следит за психофизиологическим состоянием машиниста, анализируя ключевые точки на лице и направление взгляда. При необходимости система может снизить скорость подвижного состава или полностью его остановить. Ее уже установили на маневровый тепловоз, который используется на Череповецком металлургическом комбинате, сообщили Plus-one.ru в пресс-службе ТМХ.

Как развивается мировой рынок автономных поездов

Сейчас объем мирового рынка систем автономного управления железнодорожным транспортом оценивается в $7 млрд, сообщают в Cognitive Pilot со ссылкой на аналитическую компанию Visiongain. Ожидается, что он будет расти на 11% в год и к 2031 году превысит $21 млрд. Схожие данные приводят в исследовательской компании Allied Market Research. По подсчетам экспертов, мировой рынок автономного железнодорожного транспорта ежегодно растет на 12,9%, а к 2026 году должен достичь $15,5 млрд.

Чаще всего системы на основе ИИ применяются в поездах, перевозящих грузы, отмечают в Visiongain. Третья по величине горно-металлургическая компания мира Rio Tinto запустила первый поезд с автопилотом в 2018 году. Он перевез около 28 тыс. т железной руды на расстояние 280 км. В 2019-м компания начала эксплуатировать автоматизированную систему управления грузовыми поездами AutoHaul, которые перевозят железную руду на западе Австралии. Система умеет прогнозировать вероятность столкновений и проверять скорость состава. Это позволяет повысить безопасность перевозок, а также сделать их более экологичными. Так, машинистам поездов AutoHaul, которых заменили беспилотники, больше не приходится ехать на автомобиле до места работы и обратно. Как подсчитали в компании, расстояние, которое они при этом преодолевали, составляет около 1,5 млн км в год.

В ТМХ подтверждают, что проще всего внедрять системы беспилотного управления на маневровом промышленном транспорте и в метро. «В метро всегда одни и те же окружающие условия и маршрут движения изначально предопределен», — поясняют в компании.

Однако развитие рынка по-прежнему тормозит несколько факторов. Один из них — отсутствие законодательства, регламентирующего правила управления беспилотниками. До сих пор непонятно, кто будет нести ответственность за нарушения и как следует тестировать такие технологии. Еще одна проблема состоит в том, что внедрение «умных» систем требует больших инвестиций, которые не гарантируют быстрой окупаемости.

Будут ли беспилотники возить пассажиров

В Cognitive Pilot намерены оснащать «умными» системами и пассажирские поезда РЖД. Компания планировала производить такие составы в том числе на экспорт, разработкой интересовались Китай, Франция и Нидерланды.

Напомним, автономные поезда уже используются для перевозки пассажиров. Например, в Китае в 2022 году начал курсировать поезд с автопилотом Fuxing. Он ездит по маршруту Пекин — Чжанцзякоу со скоростью почти 350 км в час и вмещает 564 пассажира. Поезд даже имеет вагон-телестудию с подключением к сети 5G, откуда журналисты могут вести прямые трансляции.

На Московском центральном кольце (МЦК) в конце 2021 года начали тестировать беспилотные поезда «Ласточка». Машинист в таком поезде контролирует посадку и высадку пассажиров, а также управляет составом в нештатных ситуациях. В основе разработки — нейронные сети и система машинного зрения, которыми оснащены поезда и объекты инфраструктуры. Ожидается, что «Ласточки» на автопилоте начнут курсировать по МЦК в 2024 году.

Подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзен.