Как Россия стала лидером в V2X: пять фактов, неслучайные случайности, китайский вклад и третий путь

Весной-летом 2024 директор по развитию Fort Telecom Владимир Макаренко выступил на нескольких отраслевых конференциях, рассказывая коллегам, что Россия — один из глобальных лидеров в развитии V2X. Для того, чтобы убедить несколько десятков человек за 10 минут, отведенные организаторами, пришлось использовать все инструменты — логику, красивые картинки и большой опыт выступлений. В этой статье делаем акцент на фактах.

Если вы еще не произносите «V2X» или «овитуиксенный» на одном дыхании, сделаем небольшое отступление о том, что это за технология. V2X — vehicle-to-evevrything — технология общения транспорта друг с другом и дорожной инфраструктурой. Для этого оборудование должно стоять на автомобиле (onboard unit, OBU) и на объектах должной инфраструктуры (road side unit, RSU). С помощью V2X можно предоставить приоритетный проезд общественному транспорту и экстренным службам, предотвратить проезд на красный сигнал светофора, предупредить о пешеходе, дорожных работах, пробке или препятствии на проезжей части, подсказать скорость для попадания в «зеленую волну» и т.д.

Как технология V2X появился относительно недавно в масштабах человечества, но довольно давно с учетом развития технологий — в конце первого десятилетия XXI века. Австралийская компания Cohda Wireless получила американские инвестиции на разработку первого оборудования V2X. На тот момент для технологии не было ни готовых модулей, ни чипсетов, поэтому всю радиочасть приходилось разводить прямо на плате. Это большая работа, еще более ценная тем, что реального запроса на V2X на тот момент не было, а области применения были размыты. На ИТС-конференция, вроде Intertraffic в Амстердаме обсуждали, что было бы здорово, если бы автомобили знали фазы светофора и обменивались данными с инфраструктурой, но дальше обсуждения на конференциях дело не шло.

Одним из первых больших проектов по общению автомобилей и инфраструктуры трассе в 2016 году стал проект SCOOP в Европе, проходивший через Германию, Австрию и Францию, а так же участки в Испании и Португалии. Во многом этому способствовали европейские автопроизводители, такие как VW и Renault.

Как технология V2X появился относительно недавно в масштабах человечества, но довольно давно с учетом развития технологий — в конце первого десятилетия XXI века. Австралийская компания Cohda Wireless получила американские инвестиции на разработку первого оборудования V2X. На тот момент для технологии не было ни готовых модулей, ни чипсетов, поэтому всю радиочасть приходилось разводить прямо на плате. Это большая работа, еще более ценная тем, что реального запроса на V2X на тот момент не было, а области применения были размыты. На ИТС-конференция, вроде Intertraffic в Амстердаме обсуждали, что было бы здорово, если бы автомобили знали фазы светофора и обменивались данными с инфраструктурой, но дальше обсуждения на конференциях дело не шло.

Одним из первых больших проектов по общению автомобилей и инфраструктуры трассе в 2016 году стал проект SCOOP в Европе, проходивший через Германию, Австрию и Францию, а так же участки в Испании и Португалии. Во многом этому способствовали европейские автопроизводители, такие как VW и Renault.

Определенные успехи в проекте обеспечили формирование комьюнити вокруг темы V2X: так появился проект C-Roads (Connected Roads), объединивший автобренды и производителей ИТС оборудования.

А значит, пришло время говорить о стандартах.

Договорились дружить и общаться, но, как это часто бывает, европейцы не смогли быстро договориться (забегая вперед, не смогли до сих пор). Дальше всех продвинулись Volkswagen, которые добровольно решили оснащать свои автомобили OBU V2X. Европейские версии Golf, Passat, Touareg «видят» друг друга, сообщат своим водителям, если сближаются слишком быстро, а современные версии — сами затормозят, даже если камера автомобиля не видит на перекрестке несущегося слишком быстро из-за угла собрата. В США и Китае внедрение V2X шло намного активнее. В Лас-Вегасе целые районы города были оснащены еще в 2017 году. Правда, в условиях, когда на самих автомобилях такие устройства были лишь у немногих брендов (например, у Audi), уведомления о фазах светофора были больше из области развлечений. Разная логика движения в вопросах V2X-зации (можно, мы уже начнем пользоваться этим словом) — «европейская» и «американо-китайская» привела к тому, что сейчас в мире существует два стандарта для оборудования V2X. В Европе, тяготеющей к технологиям WiFi, выбрали DSRC (Dedicated short-range communications, выделенная связь ближнего действия). В США и Китае — С-V2X (Cellular V2X, сотовый V2X), по топологии близкий к сотовой связи и по сути превращающий каждый автомобиль в базовую станцию. Оба стандарта работают в частоте 5.9 ГГц.

Несложно догадаться, что развитию V2X сильно мешал вопрос из серии "курица, или яйцо". Производители авто задавались вопросом, зачем оборудовать автомобили V2X, если в городах нет инфраструктуры. Власти, ответственные за транспортную инфраструктуру недоумевали, зачем тратить деньги на оборудование перекрестков, если никто не сможет этим воспользоваться.

Фундаментально вопрос об эффективности V2X для решения проблем безопасности на дорогах на тот момент никто не проводил. Забегая вперед, последние такие исследования говорят о возможности снизить смертность на дорогах в городе на 80%. Это вполне соответствует стремлению европейских стран прийти к нулевой смертности.

Создавая Tedix — первое в России V2X-оборудование ещё в 2018 году, мы предполагали, что нам тоже предстоит изнурительное прокручивание замкнутого круга между отсутствием инфраструктуры и отсутствием оборудованных автомобилей. Драйвером для технологии тогда виделся проект Беспилотные логистические коридоры (БЛК) — тысячи километров дорог, по которым должны поехать беспилотные грузовики, соединяя Китай с Европой.

Не сложно догадаться, что по шёлковому пути V2X в России в итоге не пошел. Но будем считать наличие отечественного оборудования первым V2X фактом, подтверждающим лидерство России.

Судьбоносным стал эксперимент по оборудованию V2X нескольких трамваев и перекрестков в Перми. Мы сделали это в сотрудничестве с городской Дирекцией дорожного движения. Перед V2X поставили задачу обеспечивать приоритетный проезд трамвая на перекрестках, в случае, если он отстает от графика. То есть при приближении трамвая светофор «понимал», что это за маршрут и соблюдает ли он график. В случае отставания светофор мог мягко увеличивать фазу зеленого или сокращать фазу красного. Полученные данные говорили о том, что трамвай может проезжать перекрести вдвое быстрее и примерно за 20 перекрестков наверстывает 5-минутное опоздание. Что важно: мягкий приоритет делает это без ущерба для остального траффика. В масштабах городской сети общественного транспорта, ежедневно «переваривающей» миллионы пассажиров, такая экономия развертывается в рост пассажиропотока, снижение необходимого количества подвижного состава и т.д. В общем, 5 минут — это большая цифра.

Статистика была настолько ошеломляющей, что об эксперименте на конференциях и совещаниях стали рассказывать дирекциям дорожного движения разных городов. Одним из первых заинтересовался Санкт-Петербург.

Проведя собственный эксперимент на трамвае 55 маршрута, и получив подтверждение данных пермского эксперимента, Питер составил план оснащения V2X-оборудованием перекрестков города и общественного транспорта. За последние 3-4 года появилось уже более 260 «умных» перекрестков, по действующей программе их число дойдет до 400, что составляет порядка 20% регулируемых перекрестков, и это самый высокий уровень проникновения технологии среди городов Европы. Считаем это фактом № 2. Кроме Питера есть еще ряд проектов в России, которые раскрывают возможности V2X. Технология лежит в основе проекта «Быстротрам», с помощью которого Москва планирует стать городом с самыми быстрыми трамваями в мире, увеличив среднюю эксплутационную скорость движения выше 24 км/ч (для обычных трамваев — это много).

Наряду с решением задач транспорта в городах, V2X выходит за их пределы. Первая «Умная дорога» (реализует АО «СМАРТС») уже соединила Самару и Тольятти. На трассе протяженностью 103 км установлены более 100 дорожных устройств RSU. Проект так же уникален своей системой акустического мониторингом на базе оптического волокна. Дорога «слышит» автомобили, пешеходов и события (ДТП, пробки, дорожные работы, пешеходов, переходящих дорогу), определяет «образ» события» по вибрациям и передаёт их через сеть V2X. За счёт этого мгновенно информирует о событиях участников движения, чтобы они могли снизить скорость, изменить маршрут, перестроиться и т.д. Наличие такого крупного проекта междугородней трассы признаем фактом № 3.

С 2022 года Россия стала главным экспортным авторынком для Китая, и это, как ни странно, помогает лидерству России в V2X. C 1 января 2024 года китайский автомобиль не может получить максимальные баллы по безопасности С-NCAP не имея V2X (в Euro NCAP — с 2027). При этом озвучивают прогнозы, что в 2025 году V2X будут оборудованы половина автомобилей, а к 2030 году — 100% из сходящих с конвейера. Как вы понимаете, эти автомобили приедут и в Россию, где «китайцы» уже сейчас занимают 60% рынка новых авто. Получается, что Китай взял на себя выход из дилеммы «курица / яйцо» для России.

Когда столько автомобилей оснащены V2X — странно не развивать инфраструктуру. Выход из замкнутого круга — факт № 4. И в качестве финального факта — Россия готовит платформу для того, чтобы все описанное выше стало «стандартом». В прямом смысле. К концу года должны появиться ПНСТ (предварительные национальные стандарты) в области V2X. Особенность в том, что, в силу географическое положение в России все равно будет высокой доля автомобилей из Европы. Поэтому российское дорожное оборудование V2X должно уметь работать с обоими стандартами — как DSRC, так и С-V2X. Собственно, оно это уже умеет. После выхода стандартов, это будет первое подобное решение в мире — не выбирать, а использовать оба.

Всё это - только начало. Придёт время, когда технология станет такой же обыденной, как ремни безопасности, ABS, ESP или системы ADAS. Автомобиль может иметь сколько угодно камер, радаров и лидаров, но только V2X позволяет ему мгновенно «заглянуть за угол» перекрестка и просчитывать обстановку в радиусе пары кварталов. Понимая, что на повсеместное проникновение в каждый автомобиль уйдут годы, уже сейчас система интегрируется с городскими камерами и дорожными радарами - именно они будут фиксировать события, вроде пешехода на проезжей части или автомобиля на встречке и мгновенно передавать их на оснащённые автомобили через RSU V2X. А дальше картину можно писать яркими красками - в технологию V2X заложена логика «кооперативного движения», когда все договариваются со всеми в автоматическом режиме, а городской поток становится похож на огромный слаженный муравейник. Но это уже область - автономного транспорта, наземных беспилотников. Не зря все современные ВАТС (Высоко-автономные транспортные средства) становятся следующим драйвером в развитии V2X. Об этом мы ещё обязательно расскажем.

Собрав все факты вместе, получаем:

- У нас есть собственные технологии в России

- У нас есть самый V2X-зированный город, «Умная дорога», «Быстротрам» — проекты-«очаги», которые показывают эффективность V2X как в городе, так и на трассе

- Мы успешно прошли дилеммы, которые затормозили других

- Мы знаем, что делать дальше