Интеллектуальная Система Управления Автотранспортом (ИСУА)

2016-10-18

Научная составляющая инновационного проекта

Основные характеристики продукта, создаваемого в результате выполнения НИОКР (функциональное назначение, основные потребительские качества и параметры продукта):

Функциональное назначение системы — полный контроль технического состояния автотранспорта, интеллектуальное управление всеми компонентами техники. Возможность установки комплекса контроля с максимальной простотой для потребителя, не требуя особых навыков в установке подобных систем. ИСУА будет способна максимально точно и подробно отображать состояние автотранспорта на который будет установлена. Полный контроль за состоянием агрегатов техники. Контроль работы двигателя будет осуществляться множеством датчиков, позволяющих не только в режиме онлайн наблюдать в каком состоянии находится двигатель, но и удаленно им управлять, тем самым предотвращая поломку техники и сводя к минимуму возможность не правильной эксплуатации водителем техники.

В перспективе планируется разработать систему искусственного интеллекта, которая сама будет принимать решения для обеспечения безопасности водителя и сохранности техники. ИСУА, в случае не правильного эксплуатации техники, будет оповещать об этом водителя, если не соответствующая эксплуатация будет продолжена и сигнал ИСУА будет проигнорирован, система сама предотвратит возможную поломку и выход из строя одно или нескольких агрегатов техники. В помощь оператору будет разработано специальное программное обеспечение по контролю за ИСУА. Данное программное обеспечение, позволит из любой точки мира отслеживать передвижение техники при помощи систем GSM, GPS и ГЛОНАСС. Появится возможность в наглядном виде отслеживать все проблемы и неполадки в технике, а так же, фиксировать "слабые места", там где возможно скоро случится поломка по причине износа компонентов или по другим факторам.

Контроль за расходом топлива и его качеством, мониторинг таких показателей как уровень и давление масла в двигателе, температура охлаждающей жидкости, обороты двигателя, угол наклона, содержание кислорода в воздухе, нагрузка на оси, давление воздуха в колесах, температура окружающей среды. ИСУА будет способна не только контролировать состояние техники, но и водителя - контроль за состоянием водителя будет осуществляться сенсорами установленными в кабину ТС. ИСУА будет способна сама принимать решение на основе всех показаний, и прекратить работу техники в случае опасности. На базе ИСУА, будут создаваться отечественные системы помощи водителю (ADAS). Все данные телеметрии собираемые и накапливаемые во внутренней памяти блока управления ИСУА, передаются на сервер, где будут хранится длительное время, доступ к данным можно получить в любое время и просмотреть историю использования техники. Связь между ИСУА установленным на автотранспорт и сервером осуществляется при помощи GSM. В случае, если техника будет работать вне зоны доступа сигнала GSM, данные будут скапливаться во внутреннем блоке памяти, при первом появлении связи все данные автоматически будут отправлены на сервер.

Гибкие настройки программного обеспечения позволят получить любой желаемый результат от ИСУА, начиная от исключительно мониторинговых функций и заканчивая полным контролем за техникой, вплоть до ее удаленного управления. Инновационная система связи и взаимодействия ТС, позволит находится на связи с центром управления даже в недоступных для GSM и GPS местах:

Как следствие разработка ИСУА станет основой для проектирования нового поколения интеллектуальных транспортных систем для БПТС, реализация отечественной свободной робототехнической операционной системы для БПТС, создание комплексов мультиспектральных сенсоров БПТС и высокоточного позиционирования мобильных объектов, создание и отработка технологий безлюдной добычи и перевозки твердых полезных ископаемых с применением роботизированной карьерной техники, создание коммерческо-производственных консорциумов на основе решений и технологий, разработанных в рамках проекта «Интеллектуальный карьер» для освоения других специальных рынков (сельское и лесное хозяйство, МЧС, грузовые перевозки на малонаселенных территориях: Арктика, Заполярье, Дальний Восток). В итоге планируется разработать полностью автономную транспортную единицу, способную без вмешательства человека выполнять поставленные задачи, помимо того способную проводить самодиагностику и частичный ремонт. В перспективе ИСУА можно будет адаптировать под любые другие ТС различного назначения.

Научная новизна и обоснование предлагаемых в проекте решений.

Главным новшеством ИСУА, является полная автономность, не требующая вмешательства человека в работу системы. Искусственный интеллект ИСУА, будет способен сам принимать решения в различных ситуациях, не требуя вмешательства человека. Контроль за ИСУА возможно осуществлять удаленно с помощью любых устройств (компьютеры, смартфоны, планшеты). Таким образом можно свести к минимуму человеческий фактор в работе техники и минимизировать риск для человека и транспорта во время работы.

Соответствие НИОКР целям и целевым показателям дорожной карты НТИ — "Автонет".

Проект ИСУА, отвечает требованиям дорожной карты "Автонет" по следующим пунктам:

  • Развитие отрасли беспилотных транспортных средств
  • Создание отечественного производства многофункциональной роботизированной техники для грузовых и пассажирских перевозок
  • Создание беспилотных автомобилей различных классов общего и специального назначения.
  • Создание программно-аппаратных комплексов нового поколения интеллектуальных транспортных систем (ИТС) для БПТС с достижением доли отечественных производителей на российском рынке Автонет (в соответствующих сегментах) в размере 60% к 2035 году
  • Достижение доли продаж на зарубежных рынках (от общего объема продаж отечественных производителей БПТС и программно-аппаратных комплексов нового поколения ИТС для БПТС) в размере 30% к 2035 году.

Соответствие НИОКР направлениям и значимым контрольным результатам дорожной карты НТИ.

Использование ИСУА позволяет снизить риски для жизни и здоровья людей, использовать технику в зонах возникновения чрезвычайных ситуаций и регионах с тяжелыми климатическими условиями. Сенсоры и специализированное программное обеспечение для управления автономными и частично автономными автотранспортными средствами. Создаваемая цифровая инфраструктура нового поколения ИТС для транспорта под управлением ИСУА позволяет эффективно использовать генерируемую транспортную информацию. Использование ИСУА и нового поколения ИТС позволяет существенно оптимизировать транспортно - логистические процессы, в том числе снизить потерю времени на дорогах, увеличить коммерческую скорость движения. Разработка ИСУА, позволит преодолеть барьер в технологии беспилотных транспортных средств и дать старт новой технологической и технической революции. ИСУА станет базой для создания полностью автоматизированных и роботизированных транспортных средств.

ПЕРСПЕКТИВЫ КОММЕРЦИАЛИЗАЦИИ:

Рост мирового потребления автомобильной продукции влечет постоянное увеличение нагрузки на транспортные сети государств. Согласно прогнозам ряда ведущих исследовательских агентств, доля грузовых перевозок автомобильным транспортом вырастет к 2025 году с 60% до 72%. Среднемировой показатель отношения количества произведенных автомобилей к приросту городского населения составляет 2,6, в России он находится на уровне 17,4. При этом Российская Федерация имеет относительно невысокую протяженность дорожной сети (1,4 млн. км) в сравнении с ЕС и США (5,3 млн. и 6,6 млн. км), что существенно обостряет проблему перегруженности дорог в густонаселенных российских регионах. Перечисленные тенденции приводят к неизбежному возникновению спроса на автоматизацию транспортной системы. Однако на данный момент рынок беспилотных автотранспортных средств не сформирован. Рынок средств обеспечения частичной автономности автотранспортных средств находится в зачаточной стадии, его объем оценивается в размере около 4 млрд. долларов.

Реализация «дорожной карты» на базе ИСУА укрепит конкурентные позиции российских авто производителей на внутреннем и мировом рынках, позволит разработать и освоить производство компонентов и программного обеспечения нового поколения, создать на их базе беспилотные автотранспортные средства широкой гаммы применения и обеспечить их эффективную эксплуатацию в рамках транспортной системы Российской Федерации. Специализированные производства смогут быстрее интегрироваться в мировую сеть поставщиков комплектующих и оказаться более привлекательными для иностранных инвестиций. Развитие современной, ориентированной на рынок сети специализированных производств компонентов и систем будет способствовать росту уровня конкурентоспособности российского машиностроения, отраслей микроэлектроники, сенсорики, иных высокотехнологичных производств. Все это создаст технологическую основу для реализации множества рыночных проектов и создания бизнесов с оборотами в сотни миллиардов долларов.

Конкурентные преимущества создаваемого продукта, сравнение технико-экономических характеристик с мировыми аналогами.

Конкуренция в сфере БПТС и роботизированных ТС, с каждым годом будет только расти, однако на данный момент, нет готовых решений которые могли бы выдавать результат, который планируется в ходе разработки ИСУА. Конкуренция возможна по отдельным компонентам системы, таких как: системы помощи движения по полосе, разработки в этой сфере ведутся многими мировыми компаниями и уже успешно применяются в различных премиум сегментах авто рынка легковых автомобилей. У разных авто производителей система удержания полосы движения имеет свои торговые названия, но предлагаемые системы имеют, в основном, схожую конструкцию, например:

  • Lane Assist от Audi, Volkswagen, SEAT;
  • Lane Departure Warning System от BMW, Citroen, Kia, General Motors, Opel, Volvo;
  • Lane Departure Prevention от Infiniti;
  • Lane Keep Assist System от Honda, Fiat;
  • Lane Keeping Aid от Ford;
  • Lane Keeping Assist от Mercedes-Benz;
  • Lane Keeping Support System от Nissan;
  • Lane Monitoring System от Toyota.
Однако, подобные системы почти не применяются и не используются на тяжелой и специализированной технике, именно с такой техники и планируется начать установку ИСУА. Еще одними конкурентными технологиями будут являться разработки компании Mercedes-Benz, такие как: Система превентивного экстренного торможения BAS PLUS, Система превентивной безопасности PRE-SAFE® PLUS, Активная система предупреждения водителя о съезде с полосы движения, но как и было сказано ранее, данные системы разрабатывались исключительно для легковых автомобилей, ИСУА в данном случае будет инновационной разработкой именно для спец. техники и тяжелых автотранспорта. Конкуренты на рынке искусственного интеллекта для автотранспорта, на сегодняшний день, отсутствуют, однако, зарубежные концерны ведут разработки в этой области, такие как Honda Motor Co., Ltd, Google, а так же Российская компания Cognitive Technologies, именно сотрудничество с данной компанией в будущем в рамках проекта НТИ "Автонет", по способствует созданию совершенно новых и инновационных технологий для реализации ИСУА. Главным преимуществом ИСУА станет не только технические инновации в контроле и управлении автотранспортом, программное обеспечение и искусственный интеллект, а именно работа всех этих компонентов в одной новой и революционной системе в сфере автотранспорта.

Целевые сегменты потребителей ИСУА являются транспортные компании, угольные шахты и разрезы, использующие большегрузную технику в сложных технологических и климатических условиях с риском для жизни и\или здоровья человека. В перспективе развития система может быть адаптировано под легковые и малотоннажные ТС.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОЕКТА:

При построении будущих систем автопилотирования автотранспортных средств прогнозируется достижение полной автономности автомобильного транспорта к 2035 году. При этом выделяются следующие основные этапы формирования будущего рынка:

  • внедрение помощников водителя (ADAS) к 2018 году. Разработка и создания первого опытного образца ИСУА, способным вести мониторинг и оповещать водителя и проблемах и сбоях систем ТС.
  • достижение частичной автономности к 2020 году. Разработка программного обеспечения для контролирующих функций удаленной работы. Частичный контроль и автономность.
  • достижение высокой автономности к 2025 году. ИСУА способна полностью контролировать все системы ТС. Искусственный интеллект способен принимать решения о работоспособности отдельных узлов и агрегатов ТС.
  • достижение полной автономности к 2035 году. ИСУА способна работать без участия человека, по заранее заданной программе. Искусственный интеллект самостоятельно принимает решения о поведении ТС, его технического обслуживания и контроля.

Заключение:

21 век стал веком информационных технологий, которые все больше проникают в нашу жизнь. Высокотехнологичные цифровые устройства постепенно заменяют аналоговые. Все больше компаний стремятся не отставать от современного мира и все чаще применяют цифровые технологии в своей работе, не стали исключением и автомобильные отросли. Автомобили становятся всё умнее и технологичнее, производители стараются повысить комфорт, управляемость и безопасность транспортных средств, разрабатывая и внедряя новые технологии. Однако, прогресс не стоит на месте, и следующей ступенью развития отросли должны стать беспилотные и полуавтономные транспортные средства. Удаленное управление и полный контроль за состоянием машин, позволит получать максимум отдачи от техники. В скором времени мы сможем наблюдать новую технологическую революцию, революцию автономных и интеллектуальных машин, способных не только облегчить человеческий труд и повысить безопасность, но и в разы увеличить экономическую эффективность транспортных средств. И возможно именно проект ИСУА станет тем первым и решающим шагом на пути предстоящей технической революции в сфере автотранспорта.

Будущее уже близко!