Петербургский Горэлектротранс уже почти год эксплуатирует на линии серийные трамваи с элементами искусственного интеллекта - системой активной помощи водителю. 1-2 июня выводы об этой практике и стратегии развития городского электротранспорта эксперты со всей России обсуждали на научно-техническом совете «Беспилотные технологии в рельсовом транспорте: первые результаты и стратегия развития». Организатор НТС - Международная ассоциация предприятий городского электрического транспорта (МАП ГЭТ), крупнейший отраслевой орган, объединяющий более ста организаций со всей России, а также ряд ведущих европейских государств в этой области.
«Важно отметить, что те технические решения, которые мы сейчас обсуждаем, - это не фантастическое будущее, а уже сегодняшний день, потому что система активной безопасности реализована Горэлектротрансом Петербурга впервые в стране на штатных маршрутах города», - подчёркивает директор СПб ГУП «Горэлектротранс» Денис Минкин.
Так, с сентября 2022 года по май 2023 года умные трамваи с установленной, обученной и настроенной системой прошли на маршруте №24 свыше 50000 км. Более того, все новые серийные трамваи, поступающие в город с 2022 года, по ТЗ Горэлектротранса оснащаются новой системой, и «робот» фактически участвует в управлении трамваем. На данный момент в парке предприятия уже 82 вагона, оснащенных ИИ Cognitive Pilot.
Денис Минкин, директор СПб ГУП «Горэлектротранс»: «Тема оказалась очень интересна с технической точки зрения, потому что выявила целый ряд направлений и проблем, которые мы даже представить себе не могли. Это и необходимость обучения этих интеллектуальных систем: точно так же, как мы учим водителей, мы теперь учим автопилоты запоминать маршрут, правильно реагировать на дорожные ситуации, адаптируем их алгоритмы. Второй момент - это необходимость построения системы переподготовки кадров и образования внутри Горэлектротранса, потому что в перспективе, когда эти системы внедрятся уже на уровне полноценного автопилотирования, водитель трамвая должен стать уже фактически бортинженером и изменить профиль своей специальности. Третье - принципиально новая система организации производства трамваев. Становится совершенно очевидно, что все бортовые системы должны быть интегрированы в единую систему управления».
Применение ИИ в управлении трамваями на данном этапе позволяет сделать транспортный поток на линиях более равномерным, минимизировать заторы, обеспечить более комфортный для пассажиров скоростной режим, без резких рывков и торможений, сократить время ожидания трамваев на 5-10%. Кроме того, контроль скоростного режима позволяет больше сохранять инфраструктуру, минимизировать число инцидентов с «биением» стрелок, повреждением крестовин и кривых участков полотна. Этот фактор, по мнению экспертов, на 30-40% может продлить срок жизни инфраструктуры и вагонов и до 15% сэкономить бюджетные средства на ремонт. Стоимость системы составляет всего 2-2,5% от общей стоимости трамвая, сообщили в Cognitive Pilot.
За время эксплуатации Cognitive Tram Pilot разработчики получили большой объём информации, которая позволит повысить безопасность на дорогах. Это данные о причинах возникновений проблемных ситуаций на дорогах, разных категориях нарушения ПДД и т.д. На их основе в ближайшем будущем планируется выпуск рекомендаций водителям автотранспорта о том, как не следует ездить в общем потоке с трамваями.
Ольга Ускова, генеральный директор Cognitive Pilot: «Санкт-Петербург стал первым российским регионом, который массово внедрил отечественные технологии ИИ в сферу общественного электротранспорта. Для Горэлектротранса задачи повышения безопасности движения, создания более комфортной среды передвижения для пассажиров, снижения нагрузки с водителя являются приоритетными. Положительный результат совместного проекта - это яркий пример другим российским регионам. В наших планах развивать функционал системы. Умные трамваи будут повышать уровень автономности до максимума, а также смогут проводить постоянный мониторинг инфраструктуры города - определять проблемные зоны, повреждение дорожного полотна, знаков, элементов освещения и т.д. Это позволит сэкономить существенную часть бюджетных средств на ремонт, повысит качество инфраструктуры, создаст дополнительные удобства для горожан».
СПб ГУП «Горэлектротранс», Cognitive Pilot и «ПК ТС» с июня 2022 года реализуют в Санкт-Петербурге проект по промышленному использованию системы активной помощи машинисту городского трамвая на основе искусственного интеллекта.
«Современные транспортные технологии развиваются весьма быстрыми темпами. Поэтому говорить о полностью беспилотных трамваях как о техническом чуде из далекого будущего в корне неправильно. Беспилотные трамваи – это транспорт завтрашнего дня. Понимая это, в нашей компании уже несколько лет работают в этом направлении. Еще в 2019 году «ПК Транспортные системы» совместно с партнерами начала тестировать систему автопилота. И уже сегодня отдельные ее элементы пошли в серию и интегрированы в конструкцию трамваев моделей 71-932 «Невский», 71-923М «Богатырь-М» и 71-931 М «Витязь-М», которые наша компания поставляет в Санкт-Петербург. Так, при нештатной ситуации, возникновении препятствия по ходу движения, если водитель не предпринимает никаких действий, система будет предупреждать его звуковыми сигналами, а в случае отсутствия реакции со стороны водителя – останавливать вагон. В дальнейшем эта система будет только совершенствоваться, становиться все более умной, пока, в конечном счете, трамваи полностью не станут беспилотными», - комментирует генеральный директор «ПК Транспортные системы» Александр Дубровкин.
Директор ГУП «Горэлектротранс» Денис Минкин также отметил, что новинку обкатывают не в лабораторных условиях, а в живой городской системе с настоящими пассажирами в салоне трамвая. В этом Петербург шагнул дальше других российских регионов, в том числе – Москвы.
«Пока робот вмешивается только в процесс торможения, но перспектива технического перехода на полное автоуправление близка. «Думаю, в пределах пяти лет это будет становиться реальностью», - сказал Минкин и предположил, что водитель сможет уступить автопилоту свое место в кабине вагоновожатого и переквалифицироваться в бортинженера.
Информация о системе Cognitive Tram Pilot
Система активной безопасности и помощи водителю Cognitive Tram Pilot обеспечивает устойчивое обнаружение объектов дорожной сцены (пешеходов, светофоров, транспортных средств, дорожных знаков и т. д.), на основе этой информации система «понимает» дорожную ситуацию и в случае нахождения объектов на пути трамвая подает водителю предупреждающие об опасности сигналы, а при отсутствии реакции на них самостоятельно принимает решение - осуществляет автоматическое торможение.
Детекция объектов дорожной сцены (пешеходов, светофоров, транспортных средств, дорожных знаков и т. д.)
Нейронная сеть выделяет разные объекты разными цветами и формами. Например, автомобили и пешеходов - кубоидами, рельсы - цветом, светофоры - рамками. Светофор - один из наиболее сложных объектов для распознавания. Его сложно отличить, особенно в темное время суток или плохую погоду, от фонарей, рекламных огней и т.п. B Cognitive Tram Pilot проблема распознавания светофоров полностью решена.
В системе также реализовано распознавание нечетких и частично-заслоненных объектов, в том числе велосипедистов и скутеристов.
Набор сенсоров, используемых в Cognitive Tram Pilot, включает 2 камеры, которые крепятся под стеклом в кабине водителя, и 1 радар, устанавливаемый в передней части трамвая.
Технологическая уникальность. Использование уникальных камер
Cognitive Tram Pilot позволяет программными и аппаратными средствами решить проблему ослепления при резком изменении освещенности (выезд из тоннеля, въезд в тоннель, солнце вышло из-за тучи, гроза и т.п.)
Камеры Cognitive Tram Pilot позволяют работать в огромном температурном диапазоне – от -50 до +85 градусов.
Стоит отметить, что в настоящее время опытным путём реализуется и другая новая система – система авторасстановки в парке. То есть по приезде трамвая в парк водитель может покинуть рабочее место, а трамвай автономно займёт нужное место на парковых путях, ночью съездит на мойку и вернётся на место расстановки. Кроме того, место расстановки трамвай выберет с учётом утреннего выпуска на линию.
Руководство Горэлектротранса планирует внедрить систему до конца 2024 года, как только завершится реконструкция 7го Трамвайного парка.
Арсений Пересунько