Беспилотные электрички: секреты безопасности поездов без машинистов

Первые эксперименты с беспилотными поездами начались в США еще в 1920-е. В СССР тестовый автоматизированный состав выехал на пути в 1963 году. Конечно, изначально уровень интеллекта у локомотивов был не тот, да и не везде он нужен. Упрощенная беспилотность уже помогает обходиться без машинистов многим мировым метрополитенам — например, некоторым веткам парижского или нюрнбергского. Но там колея спрятана в тоннель и защищена от неожиданностей. Так что особо умное зрение поездам не требуется. Иное дело — открытая железная дорога.

Сенсоры разного физического принципа расположены на разном уровне. На нижнем уровне ультразвуковые датчики позволяют обнаруживать препятствия там в зоне от одного до двух метров. Выше расположены лидары — это лазерные сканеры, они работают до 150 метров, помогают распознавать как препятствия на пути, так и инфраструктурные объекты. В двух «ушках» за стеклами стоят тепловизоры. Они необходимы, чтобы различать теплокровные предметы. Несколько камер над лобовым стеклом тоже настроены на фиксацию объектов на разном расстоянии. И, судя по испытаниям, всё это техническое зрение значительно превосходит то, которым обладает человек. И в скорости реакции машина выигрывает. Собственно, это и есть одна из главных целей подобных проектов — сделать железные дороги безопаснее. Впрочем, до полной замены человека еще очень далеко.

За счет нейросетей бортовая система постоянно обучается распознавать объекты при любой погоде. Тренировки проходят сначала в цифровом формате — компьютеры тестируют самые разные комбинации условий и препятствий, а некоторые сценарии проверяют в реальной жизни с помощью манекенов — у испытателей есть и конь, и коляска, и ребенок.

По пути следования беспилотная московская «Ласточка» без проблем узнаёт станции — их координаты уже зашиты в память, а точное место остановки возле платформы определяется по ультразвуковым датчикам, как по парктронику. Но процесс посадки и высадки пассажиров поддается автоматизации куда хуже. Застревание или падение человека сенсоры могут не увидеть, поэтому в Москве пока машинист в электричке присутствует. Но инженеры ищут решения. Например, автоматический контроль посадки, высадки и наличия хулиганов-зацеперов, ездящих снаружи состава, в тестовом режиме отрабатывают на станции Крымская. Датчики там установлены и под платформой на случай падения, и над дверными проемами у вагонов.

Чтобы автоматика ездила как часы и не боялась нестандартных ситуаций, надо как минимум создать цифровую карту всех путей и обеспечить их бесперебойной связью, ведь без нее железный супергерой становится слепым и глухим. Затрат все это требует немалых, и в каждой стране сейчас решают, где это окупится, а где нет. По подсчетам российских железнодорожников, у нас автоматизация будет выгодна. И не только из-за безопасности, решения проблемы нехватки кадров, но и благодаря точности движения составов — они станут на 30% реже опаздывать. В ближайшие годы планируются беспилотные составы в московском метро и должны отправиться в путь автономные поезда дальнего следования «Финист».

Все выпуски программы «Чудо техники»