Электричка с зоркими глазами
Беспилотники пригородного сообщения
Скоростной поезд «Ласточка» мчится по рельсам, сбрасывает скорость, останавливается в сотне метров от стоящей на путях лошади. Машиниста в кабине нет, поезд управляется автоматически с помощью комплекса технического зрения, разрабатываемого инженерами из АО НИИАС (ОАО РЖД).
С первого по четвертый
Эксперименты с автоматическими поездами начались еще в 1950-х годах. Беспилотные поезда в наши дни эксплуатируются в метро в Великобритании, Франции и Китае. В России всерьез ими занялись в 2019 году. Отечественный беспилотник на рельсах, предназначенный для пригородных пассажирских перевозок, разрабатывается на базе скоростной российской «Ласточки», которая уже перевозит миллионы людей по МЦК. Команда инженеров из Научно-исследовательского и проектно-конструкторского института информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте — АО НИИАС (ОАО РЖД) — ведет испытания поезда на экспериментальном железнодорожном кольце в Щербинке — отраслевом полигоне общей протяженностью 6 км, который работает здесь с 1932 года.
Первый российский беспилотный электропоезд на первый взгляд ничем не отличается от тех «Ласточек», что сейчас летают по МЦК. Однако «голова» локомотивного вагона оснащена небольшими дополнительными деталями общего механизма, способного распознавать посторонние объекты на железнодорожных путях
В отличие от поездов для перевозок в метро российский беспилотник создается для открытого пространства. По словам инженеров, это существенно усложняет систему оптического зрения. В открытом пространстве неизмеримо больше вероятность, что на путях окажутся самые разные объекты, которых там не должно быть,— от детской коляски, человека до животных. Поезд должен уметь быстро просканировать препятствие, обработать видеосигнал, передать его в систему безопасности и оперативно отреагировать — сбросить скорость и остановиться.
«Железную дорогу довольно часто перебегают люди, а с эстакад, вагонов и платформ на рельсы могут упасть предметы, поэтому все беспилотные поезда для наземных перевозок мы будем оснащать комплексом технического зрения. Этот комплекс состоит из нескольких камер, ориентированных на разные дистанции — ближнюю, среднюю и дальнюю. Есть два тепловизора, восемь камер за лобовым стеклом, с ними в систему входят два лидара дальней зоны действия и ультразвуковые датчики»,— объясняет заместитель генерального директора АО НИИАС, директор его Санкт-Петербургского филиала Павел Попов.
В 2022 году НИИАС издал документ с описанием четырех уровней автоматизации (УА) беспилотного поезда. У каждого из них есть свой код обозначения и принцип работы. Первый, УА 1, предусматривает, что поездом управляет машинист, чьи действия контролирует система безопасности. Второй уровень, УA 2, регламентирует, что машинист едет в кабине поезда, однако поездом управляет только во внештатной ситуации. Третий уровень, УА 3, позволяет присутствующему в кабине машинисту выполнять минимум рабочих задач. А вот четвертый уровень автоматизации, УA 4, позволяет машинисту управлять поездом удаленно.
Отметим, что сейчас вторым уровнем автоматизации оснащены практически все современные российские поезда. Беспилотные поезда будут оснащены четвертым уровнем автоматизации: все электрические и тормозные схемы управления поездом должны работать без участия человека.
Машинист следит издалека
Беспилотную «Ласточку» УA 3 с компонентами УA 4 в серийное производство пока не запустили, ее тестируют в Щербинке не первый месяц. Сейчас инженеры испытывают поезд в рамках «Программы и методики эксплуатационных испытаний в части обнаружения препятствий». Пока все идет по плану. Инженеры удостоверились, что системы технического зрения позволяют поезду сканировать пространство, обнаруживать препятствия на путях и останавливаться перед ними. Беспилотная «Ласточка» не только видит, но и понимает различные знаки и ручные сигналы сотрудников железной дороги. Сейчас поезд «обучается» тому, чтобы распознавать объекты в соответствии с инструкцией по сигнализации, то есть замечать светофоры и реагировать на них.