Фото: Daimler
Фото: Daimler

Умные дороги или автомобили: безопасность беспилотников вызывает вопросы

554
Анна Торговцева
30 марта 2021, 07:45

Беспилотный автомобиль или умная трасса? Эксперты спорят о будущем транспорта.

Минтранс РФ опубликовал план по тестированию и поэтапному вводу в эксплуатацию на дорогах общего пользования высокоавтоматизированных транспортных средств (ВАТС) без присутствия инженера–испытателя в салоне.

На то особый режим

Эксперты бьют тревогу: безопасность беспилотников вызывает вопросы, а в случае с киберфизическими системами (системы, способные воздействовать на окружающую среду) надо быть вдвойне предусмотрительным. В сообщениях о ДТП время от времени светятся беспилотники Uber, Tesla, Google, причём есть случаи даже с летальным исходом. Периодически на машинах не срабатывают системы распознавания или в программу оказывается не заложен алгоритм действий в определённой ситуации. Российские беспилотники пока не попадали в громкие аварии, но и тестируют их не так давно. Исключение пока что составляет "Яндекс", беспилотник которого был виновен в ДТП однажды. И то, как утверждают в компании, машиной в тот момент управлял водитель–инженер.

Несмотря ни на что, в "Яндексе" ВАТС считают безопасными. "В случае если беспилотный автомобиль не может продолжить движение в сложившейся дорожной ситуации, он плавно замедлится и остановится. Такое может произойти, например, если проезд заблокирован аварией или строительной техникой, объезд которых возможен только с нарушением ПДД. Тогда беспилотному автомобилю помогает человек. Если в салоне есть страхующий инженер, он возьмёт управление на себя для выполнения этого манёвра", — пояснили в компании.

Если же человека не окажется в салоне, запустится система удалённого ассистирования. Беспилотный автомобиль пошлёт запрос удалённому оператору. Тот, получив данные с сенсоров, сможет оценить дорожную обстановку и дать автомобилю инструкции, как действовать дальше. После этого система сама выберет наиболее подходящий момент для безопасного выполнения необходимых манёвров с учётом окружающего трафика и продолжит движение.

Кроме внештатных, аварийных ситуаций беспилотные машины не способны ориентироваться в тумане или зимой, в связи с тем что не могут воспользоваться дорожной разметкой для навигации. В России ситуация усложняется ещё и тем, что и в погожий день дорожную разметку не всегда видно. Теряются даже опытные водители, не говоря уже о компьютерах.

Так или иначе, законодательная база для внедрения ВАТС уже почти готова: сейчас рассматривается законопроект, позволяющий правительству дать разрешение на тест автомобилей в рамках "экспериментальных правовых режимов". Как рассказали "ДП" в петербургской компании Starline, они уже активно готовят свои машины к тестированию без инженера за рулём.

Веди меня, трасса, веди

Ряд экспертов полагают, что более актуальным направлением является разработка технологии умной дороги, которая будет сама "вести" автомобили. Или как минимум давать подсказки беспилотному транспорту.

"Интеллектуальная транспортная система (ИТС) важна для каждого участника дорожного движения: водителя, пассажира, пешехода и беспилотного транспорта в том числе. Мы говорим о современных дорожных контроллерах, использующих информацию с различных датчиков (радары, видеокамеры и т. д.) и автоматически оптимизирующих фазы переключения сигналов светофоров. О системе связи автомобиля с инфраструктурой, автомобиля с автомобилем, позволяющей реализовать, например, приоритетный проезд общественного транспорта и автомобилей оперативных служб", — поясняет руководитель проекта "Беспилотный автомобиль StarLine" Борис Иванов.

Данные от инфраструктуры позволяют сократить время в пути и повысить безопасность на дороге за счёт оповещения участников движения о дорожной ситуации в режиме реального времени, считает эксперт.

Более категоричную позицию занимает эксперт транспортного развития территорий института "Урбаника" Илья Резников. "Беспилотный транспорт не может и в ближайшие годы не сможет двигаться по обычным дорогам. С моей точки зрения, умной должна быть дорога. Этому есть простое подтверждение. Сначала все беспилотные технологии тестируются на рельсовом транспорте, потому что там система более закрытая. В полностью закрытых системах беспилотные технологии применяются уже сейчас, но таких систем немного (например, метрополитен Копенгагена). Однако на обычной железной дороге, и не только в России, полное удаление машиниста от системы управления пока не применяется. И это говорит о том, что если когда–то и появятся полностью автономные автомобили, то достаточно не скоро. Тем более в российских условиях, где не на всех дорогах есть твёрдое покрытие", — говорит он.

По мнению эксперта, имеет смысл вводить такие умные дороги, где водитель, скажем заехав на определённый участок шоссе, может нажать на кнопку и дальше его поведёт система. Это более перспективно для применения не в городах, а на трассах, автострадах для коммерческого грузового транспорта.

Круговорот данных

Недавно свой прототип подобного решения неподалёку от Шанхая создала компания Huawei. Идёт процесс разработки и в России.

Участок умной дороги в нашей стране уже есть — это ЦКАД–3 — скоростная магистраль в Подмосковье, соединяющая трассы М–11 "Нева" и М–7 "Волга". Компанией "Национальные телематические системы" разработана технология автоматического управления дорожным движением. Система собирает данные об авариях и заторах, скорости и плотности транспортных потоков с датчиков и камер. С помощью системы связи по технологии V2x соответствующие оповещения передаются на подключённые к дорожной инфраструктуре автомобильные компьютеры и в специальные приложения на смартфоны водителей.

В начале года НП "Глонасс" (оператор навигационных технологий) сообщило, что провело испытания V2x вместе с петербургской компанией Sreda Solutions, московской "НАМИ" и пермской "Форт–Телеком". Проверяли совместимость оборудования и программного обеспечения V2x, поддерживающего стандарты ETSI ITS–G5.

Эти стандарты необходимы для работы приложений и сервисов, использующих режимы передачи данных машина — машина и машина — инфраструктура. Оборудование компаний прошло испытания успешно. Это значит, что его можно внедрять как в автомобильное бортовое оборудование, так и в элементы телекоммуникационной инфраструктуры.

В рамках проекта "Беспилотный автомобиль StarLine" создаётся технология, которая позволит беспилотному транспорту передвигаться как с инфраструктурой, так и при её отсутствии. По словам Бориса Иванова, компания уже создала тестовые зоны, на которых внедрены элементы умной дороги.

"Профессиональному сообществу известен ряд сценариев, в которых беспилотный автомобиль при отсутствии информации от дорожной инфраструктуры испытывает затруднения в принятии решений, адекватных дорожной ситуации. И, на наш взгляд, такие проблемы могут быть существенно минимизированы, если беспилотный автомобиль в процессе движения будет не только опираться на возможности своих бортовых систем, но и использовать информацию от умной дорожной инфраструктуры. Кроме того, на первоначальном этапе внедрения ВАТС важно иметь возможность осуществления не только мониторинга беспилотных транспортных средств, но и удалённого управления, чтобы предупредить негативные последствия сбоя в работе бортовых систем", — подчёркивает Алексей Дрожжинов, директор департамента инновационного развития АО "ГЛОНАСС" (оператор защищённой сети связи для передачи навигационной информации).

Дорога–богато

Борис Иванов предполагает, что масштабное внедрение умных дорог позволит оптимизировать стоимость беспилотного транспорта за счёт отказа от дорогостоящих датчиков.

Однако общая стоимость оборудования самих дорог делает такую модернизацию практически неподъёмной. По экспертным оценкам, установить датчик на один светофор стоит несколько десятков тысяч рублей. В Петербурге светофоров более 1700, и это только одна статья расходов. А ещё нужны сенсоры, камеры, радары, их ежедневное обслуживание, модернизация раз в несколько лет и система, которая будет интегрировать все источники информации.

Кроме дороговизны у инфраструктурных беспилотников есть и другие минусы. Например, в "Яндексе" считают, что это небезопасно. "Беспилотный автомобиль в своих расчётах не может полагаться на источник данных, который по не зависящим от него причинам может начать работать хуже или вообще стать недоступным. Это относится к сотовой связи, GPS, информации от инфраструктуры или других беспилотных автомобилей. Машина должна иметь возможность продолжать безопасно и эффективно передвигаться, даже если ухудшилась мобильная связь (например, в тоннеле) или рядом не оказалось другого беспилотного авто, способного поделиться информацией о происходящем дальше на маршруте", — разъясняют свою позицию в компании.

Кроме того, может возникнуть и проблема с универсальностью применения. Зона использования автомобилей, которым необходима специальная инфраструктура, будет ограничена территориями с её наличием. Международные эксперты отмечают, что в таких больших странах, как Россия, США или Китай, оборудование всех дорог умной инфраструктурой займёт десятки лет.

Такой подход не отрицает использования данных от инфраструктуры в будущем, например для планирования и управления транспортными потоками, но это не делает его обязательным условием для работы технологии, считают в "Яндексе".

Центр управления поездками

У обоих лагерей экспертов есть общая боль. Это проблема интеграции в единую систему. У каждой компании своя технология управления автомобилем, свои источники информации, не говоря о стандартах в разных странах. Получается как с умным домом: "зоопарк" технологий, которые не могут объединиться и давать эффект синергии, если они от разных производителей.

"Улучшение транспортной ситуации в городах должно достигаться через единый центр управления мобильностью, который регулирует транспортные потоки из принципа системного оптимума. Сейчас это реализуется достаточно грубо, например в виде подсказок навигационной системы информации на табло. В Сингапуре есть более продвинутые решения, где присутствует и фискальная составляющая — стоимость проезда, зависящая от времени суток, — рассказывает Всеволод Морозов, руководитель группы системного анализа мобильности компании SIMETRA. — Когда мы говорим про беспилотники, важно, чтобы происходил обмен и подача информации в единый центр. Соответственно, часть информации поступает от транспортных средств, часть — от инфраструктуры, в первую очередь дорожной: например, с датчиков на столбах и видеокамер. Поэтому глобально основная задача не в создании умной дороги и беспилотника, а в разработке стандартов и протоколов".

"Для дальнейшего развития следует принять общепризнанные правила сертификации автомобилей, которые обеспечивают необходимый уровень безопасности. Сейчас этих правил нет на уровне директив ООН и нет на уровне директив отдельных стран", — обращают внимание в НП "Глонасс" на ещё один аспект.

В конце концов, умные дороги и умные автомобили — это две стороны одной медали. "Нет смысла ездить по умной дороге в старых “жигулях”, и точно так же нет смысла пускать обвешанный датчиками “мерседес” по старым ухабам", — заключает Всеволод Морозов.

Говорить о высокой безопасности беспилотных автомобилей несколько преждевременно. Несмотря на то что механизмы искусственного интеллекта являются мощным инструментом для решения различных задач (распознавания образов, классификации, предсказания и т. д.), они также могут быть несовершенны с точки зрения информационной безопасности. Уязвимости крайне сложно обнаружить, при этом они могут быть абсолютно разноплановыми — либо обучающая выборка была плохо составлена, либо выбрана не самая удачная архитектура искусственной нейронной сети. Проблема в том, что на данный момент отсутствует методология верификации безопасности систем искусственного интеллекта. Поэтому, на мой взгляд, торопиться внедрять технологию в российские города не стоит. Чем больше "точек влияния" на объект (беспилотник), тем больше векторов атак может реализовать злоумышленник. В случае с беспилотным автомобилем, взаимодействующим с дорожной инфраструктурой, возможны атаки, направленные на вызов некорректного поведения путём подмены данных от дорожных датчиков. Однако те же вопросы надёжности и безопасности актуальны и для автономных беспилотников. Если механизм искусственного интеллекта, лежащий в основе автомобиля, обладает большим числом уязвимостей, то последствия атак могут быть даже более опасными.
Евгений Павленко
Евгений Павленко
Доцент института кибербезопасности и защиты информации СПбПУ
Самое важное — это умный автомобиль. Умная дорога имеет право на жизнь как некоторый вспомогательный источник информации, но не то, что необходимо для работы. Главный вопрос — это финансы и технологическая сложность. Сделать умную дорогу даже в пределах одного города — это уже огромные затраты, причём и на создание, и на поддержку. Второй момент — отсутствие гарантированного способа доставки информации на борт. Существующие мобильные сети — это, по сути, радиоканал. Радиоканал не гарантирует доставку сообщения на подвижный объект. Могут быть помехи разного рода, есть зоны, где связь не работает. И даже переход с 4G на 5G не решает эту проблему. В городских условиях проблема ещё и в пробках. Будут ситуации, когда много устройств подключается к одной вышке связи, канал перегружается. Поэтому такая инфраструктура не может быть необходимой частью. Безусловно, это полезно: с борта автомобиля может быть, например, не всё видно. Для принятия решения у автомобиля есть доля секунды, и любая дополнительная информация здесь не лишняя. Хорошо, когда есть, скажем, датчики в светофорах, которые передают информацию в единый центр и он посылает её автомобилям. Но это не является необходимым элементом.
Юрий Минкин
Юрий Минкин
Руководитель департамента разработки беспилотных транспортных средств Cognitivе Pilot компании Cognitive Technologies