АВТОМАТИЗАЦИЯ В АВТОМОБИЛЯХ

АННОТАЦИЯ

С ростом автоматизации всех сфер жизни, наблюдается и рост внедрения автоматизированных систем, что оказывает свое влияние не только на экономику, но и глобальное преобразование привычныx нам вещей в формы, о которых буквально 15 лет назад можно было только фантазировать.

На сегодняшний день автоматизация оказывает все большее влияние на автомобилестроение, тем самым повышая безопасность передвижения и уменьшая процент происшествий с летальным исходом. В качестве примера в статье будет указан один автомобильный бренд, являющий собой практически совершенные технологии пассивной и активной безопасности с использованием автоматизированных систем – Ауди.

ABSTRACT

With the growth of automation in all spheres of life, there is also an increase in the introduction of automated systems, which has an impact not only on the economy, but also on the global transformation of things we are used to in forms that just 15 years ago could only be imagined.

Today, automation is having an increasing impact on the automotive industry, thereby increasing the safety of travel and reducing the percentage of fatal accidents. As an example, the article will point to one automobile brand that is practically perfect passive and active safety technologies with the use of automated systems – Audi.

Ключевые слова: автоматизация, пассивная безопасность, современные технологии, автомобильная индустрия, адаптивный круиз-контроль системой помощи проезда перекрестков, адаптивная система освещения, ассистент сохранения полосы движения.

Keywords: automation, passive safety, modern technologies, automobile industry, adaptive cruise control, intersection assistance system, adaptive lighting system, lane keeping assistant.

В данном материале я хочу отметить влияние современных технологий на привычный склад жизни, используя в качестве наглядного примера личный автотранспорт, так как это наиболее наглядный пример как технологии будущего уже становятся частью нашей обыденной жизни. Вникнув в саму суть такой сферы жизни как транспорт, я смогу убедительно аргументировать необходимость полной автоматизации систем, от которых зависит безопасность и жизни всех участников дорожного движения.

На заре автомобилестроения одной из целей, которую преследовали первые создатели автомобилей, было создание транспорта, который не использовал бы животную силу, некую «повозку без лошадей». Это могло весомо упростить труд фермеров, ведь они бы не были так ограничены возможностями животного - голодом, усталостью, непродолжительным сроком эксплуатации. Создание транспорта, который мог бы использоваться для работы день и ночь, было если и не главной целью, то определенно невероятно ценной находкой, так как это открывало дверь в будущее, где прогресс идет семимильными шагами.

Да, создание первой машины на двигателе внутреннего сгорания создало новую нишу для бизнеса и открыло непаханое поле возможностей.

С ростом прогресса, эволюционировал и сам автомобиль. Росла его мощность, возможности его использования, скорость, которую он мог развивать. Автотранспорт оказал колоссальное влияние на все слои населения и многие сферы жизнедеятельности.

Трактора, что могли оперативно вскапывать землю. Комбайны, что могли собирать зерно в огромных количествах и обеспечивать людей работой и едой. Грузовики, что могли возить буквально все, начиная с людей и заканчивая космическими ракетами. Все это лишь ожидаемый, неизбежный результат прогресса.

Но сущность человека, как и во все времена, всегда требовала от него его личного самоутверждения в глазах других таких же людей. Желание быть первым для человека как для вида вылилось в то, что сделало эволюцию личного транспорта гиперболически невероятной - создало гонки.

Гонки. Единственный вид спорта, по моему скромному мнению, что утоляет людскую жажду спортом без насилия. С другой стороны, именно гонки продвинули вперед безопасность современных автомобилей. Именно создание безопасных болидов (гоночное транспортное средство) было ключевым этапом развития гонок как вида спорта. Наивно полагать, что можно было за год создать всевозможные средства безопасности аппарата из стали и металла, который способен преодолевать расстояния на скоростях, которые ранее были недостижимы. При всем этом возникли естественные физические процессы, такие какие как импульс и энерция, которые нужно было контролировать самим транспортным средством как можно более эффективно.

На данный момент автомобили, которые мы видим каждый день, практически все имеют системы активной и пассивной безопасности, при этом некоторые автопроизводители решили в один момент пренебречь некоторыми системами безопасности в угоду получения хоть какой-либо прибыли. А также потому, что многие автомобили уже давно должны были быть сданы в утиль ввиду своего морального устаревания и недопустимости на дорогах общего пользования вследствие несоответствия даже базовым законам безопасности автомобиля - наличия исправных тормозов, качественных покрышек, исправности всех световых приборов.

Как было сказано мной ранее, большинство автомобилей являют собой гарант пассивной безопасности: подушки безопасности, трехточечные ремни безопасности, качественная тормозная система, зоны деформации при столкновениях, которые при механическом воздействии поглощают кинетическую энергию путем своего видоизменения, зачастую с уводом тяжелых частей автомобиля (двигателя, коробки передач) в безопасную для водителя и пассажиров сторону, зачастую вниз.

Цифровизация и автоматизация не могли быть проигнорированы автомобильными компаниями, так как это дало возможность создавать более совершенные транспортные системы. Автоматизация автомобиля значительно продвинула безопасность автомобиля, создав то, что именуется как активная безопасность.

Активная безопасность - автономный контроль системами автомобиля за ситуацией вокруг автомобиля, без какого-либо явного участия водителя.

Было бы упущением заявить, что цифровизация автомобиля сделало его безопаснее – это не может быть истинным заявлением! Создание мультимедийных систем, привязка мобильных телефонов к головному устройству автомобиля - это и многое другое сделали возможность безопасного передвижения сложной задачей, порой непосильной для новичков-водителей. Казалось бы, как это может сделать вождение непосильной задачей? В результате низкой вовлеченности. Вовлеченность при отвлекающих факторах, подобным разговорам по телефону, сводится к нулю, что создает опасные ситуации не столько для самого водителя, сколько для окружающего его трафика, не говоря уже о пешеходах, что сами грешат отстраненностью от реальности из-за своих телефонов и наушников.

Даже если вы не готовы согласиться с тем мнением, что вы тоже отвлекаетесь, невозможно сказать честно что 100 водителей из 100 не подвержены этому явлению.

Громкая музыка, шумные пассажиры, плохая обзорность из-за неправильной посадки за рулем, сонливость, возможное употребление запрещенных веществ - все это создает ситуации повышенной опасности, где самый благополучный исход - случайно поцарапать чужой автомобиль, а вот худший представьте сами.

Активная безопасность автомобиля - это не только предупреждение автомобиля о транспорте в «слепой зоне», но также постоянный контроль за поведением автомобиля во время движения, контроль за полосой движения, возможность продолжать движение по прямой с контролем скорости без участия водителя, датчики расстояния по всему периметру автомобиля, контроль телеметрии, системы экстренного торможения, адаптивный контроль наклона кузова автомобиля для посадки и снижения урона при авариях, системы помощи при выходе из автомобиля, датчики и сканеры для проезда перекрестков с плохой видимостью, интеллектуальные фары. Хочу указать особенности этих систем на фоне эталонного бренда по безопасности - Ауди.

1. Ассистент сохранения полосы движения – автоматически контролирует поперечное перемещение с использованием информации, поступающей с камер. Идентификация видеоизображения даёт ассистенту возможность оценивать положение автомобиля относительно дорожной разметки. При пересечении разметки система направляет автомобиль к центру полосы.
2. Адаптивный круиз-контроль, отвечающий за автоматическое регулирование продольного перемещения. Он стабилизирует скорость, а также использует радар для обнаружения металлических предметов. Определив, что в непосредственной близости находится другой автомобиль, система поддерживает безопасное расстояние.
3. Ультразвуковой датчик расстояния - с помощью этого прибора водитель имеет возможность заезжать в гараж без риска повредить автомобиль. Особые датчики, установленные на переднем и заднем бампере, принимают и анализируют ультразвуковые волны, и позволяют максимально точно определить расстояние до возможных препятствий.
4. Адаптивный контроль наклона кузова. В случае угрозы столкновения с препятствием, данная система подает звуковой сигнал, который водитель по своему усмотрению может отключить.
5. Современные автомобили Ауди комплектуются на заводе прибором под названием Logbook. Это устройство позволяет вести учет действий водителя. Logbook устанавливается вместе с системой навигации. Результаты анализа навигационной системы Logbook автоматически передает информацию о маршруте в специальное сохраняющее информацию устройство. Это очень удобно для учета работы служебного транспорта.
6. Важное место при конструировании автомобиля Ауди, было отведено безопасности для водителя и пассажиров. С этой целью в Ауди А6 было установлена система экстренного торможения. Основная цель системы экстренного торможения – увеличение давления в тормозном приводе, при резком торможении. Система аварийного торможения определяет, успешно ли идет ход торможения, при этом давление в тормозном приводе максимально увеличивается, тeм самым сокращая время на тормозной процесс во время экстренных ситуаций. В большинстве случаев система экстренного торможения способствует быстрой остановке автомобиля.
7. При потери управления автомобилем, включается в работу система электронной стабилизации (про системы стабилизации можно подробно узнать у профессионального гонщика, автора книги «Водить как Стиг»). Если при высокой скорости происходит занос, то замедляя ход колес, СЭС приводит к стабилизации движения.. Работа системы заключается в контроле скорости вращения задних колеса, которые идут по внутреннему радиусу поворота, тем самым обеспечивая автомобиль большей способностью к повороту. В то время как происходит затормаживание колес системой ESP (СЭС), уменьшаются обороты двигателя. При заносе задней части автомобиля, ESP включает в работу тормоз переднего левого колеса, которое идет по наружному радиусу поворота, что дает возможность избежать бокового заноса. Если все колеса неустойчивы к дорожному покрытию, ESP сама принимает решения относительно скорости вращения колес в течение 20 миллисекунд. Очень важным является то, что программа работает в любом скоростном режиме. ESP на сегодняшний день признана самой эффективной в обеспечении безопасности. ESP исправляет ошибки водителя и обеспечивает безопасность при заносе. При всех безусловных плюсах этой системы, все же потенциал ее имеет границы. Физические законы не всегда подвластны даже самым современным приборам обеспечения безопасности. При небольшом радиусе поворота и максимальной скорости, любая самая современная программа не даст гарантии безопасности.
8. Подъем кузова с боковых сторон. Благодаря новым технологиям в подвеске новой Ауди А8, данная система может поднимать кузов машины для того, чтобы облегчить водителю и пассажирам удобную посадку. А также данная активная подвеска при возможном боковом ударе или столкновении, может автоматически поднять кузов машины всего только с одной стороны и позволяет уменьшить деформацию кузова при боковом ударе. Здесь хочется сразу отметить: при наклоне кузова перед боковым ударом сами пассажиры наклоняются в противоположную сторону от места энергии направленного удара, что позволяет минимизировать последствия аварии. 
9. Система управления электрических дверных замков и система помощи при выходе из машины. Данная технология позволяет избежать неосторожного открытия дверей при остановке на участке дороги с активным движением, так как открытую дверь может легко снести мимо проезжающий автомобиль или мотоциклисты с велосипедистами.. В новых моделях автомобилей появилась очень интересная система безопасности, которая предупреждает водителя об опасности, когда он пытается протянуть свою руку к ручке двери. Система моментально предупреждает об опасности, если сбоку машины вдруг неожиданно появляется другой автомобиль, мотоцикл или велосипедист. Инженеры Ауди пошли еще дальше и усовершенствовали данную систему. Например, если сбоку машины двигается автомобиль или любое другое транспортное средство, то электроника не только предупреждает водителя об опасности световыми сигналами, но и перестраховывает водителя, просто на какую-то секунду блокируя замок двери, если водитель каким-то образом не заметил предупреждающего сигнала опасности и решил открыть дверь. 
10. Модели Ауди также оснащены новейшей системой помощи проезда перекрестков, которая умеет предупреждать водителя об опасности, как визуально, так и акустически. При необходимости такая система может применить короткое торможение. Данная электронная система помощи активна при скорости не более 30 км в час. Для проезда перекрестков в системе используются радары среднего радиуса действия, а также лазерный передний сканер: если водитель захотел выехать на перекресток, где плохая видимость прилегающих дорог, то активировав данную систему он сможет воочию увидеть информацию с различных радарных датчиков на экране дисплея информационно-развлекательной системы, которые в случае обнаружения автомобилей или других транспортных средств находящихся вне поля зрения водителя, мгновенно его о них предупредят. Так в автомобиле А8 вы заранее сможете увидеть на экране дисплея приближающегося велосипедиста, который подъезжает к этому перекрестку с другого угла.
11. Адаптивная система освещения при прохождении поворотов с помощью  проложенного вами маршрута в навигаторе, активируется заранее, а именно как только начинается поворот или изгиб дороги, она сразу же смещает весь пучок света в нужном направлении. Передние фары автомобиля работают благодаря спутниковой системе и заранее проложенному вами маршруту на опережение, обеспечивая тем самым лучшую эффективность работы фар при освещении дороги. 

Заключение

В заключение можно выделить основные пути дальнейшего развития систем автоматизации автомобилей:

1. Внедрение базовых, наиболее важных систем пассивной безопасности во все автомобили, как было сделано с ремнями безопасностями. К данным системам относятся: системы курсовой устойчивости, системы экстренного торможения, контроль слепых зон автомобиля. Снабжение автомобилей данными системами поможет значительно снизить риск аварийных ситуаций.
2. Сделать автоматизацию автомобилей предметом для изучения ее как дисциплины в высших учебных заведениях с целью распространить обширность данной сферы и тем самым увеличить вовлеченность молодых умов и лишить абсолютной монополии автопроизводителей на данные технологии.

Список литературы:

1. Inventing Mobility for All: Mastering Mobility-as-a-Service with Self-Driving Vehicles, by Andreas Herrmann and Johann Jungwirth | Apr 26, 2022
2. Driving Automation. A Human Factors Perspective. Published March 10, 2023 by CRC Press, By Mark S. Young, Neville A. Stanton
3. Autonomous Vehicles: Opportunities, Strategies and Disruptions: Updated and Expanded Second Edition, by Michael E. McGrath, Dec 2, 2019
4. Водить как Стиг [https://www.litres.ru/book/ben-kollins/vodit-kak-stig-17730344/]
5. Современные интеллектуальные технологии уже являются частью процесса производства Audi [https://www.titanium.lv/sovremennye-intellektualnye-tehnologii-uzhe-yavlyayutsya-chastyu-protsessa-proizvodstva-audi/]
6. Автоматические системы помощи водителю скоро изменят наши представления о дорожном движении. [https://evolution.skf.com/ru/автоматизация-автомобилей/]
7. 6 уровней автоматизации автомобилей [https://autokyiv.info/2018/02/12/6-urovney-avtomatizatsii-avtomobiley/]
8. Технологии Ауди [http://audi-driver.ru/tesnolog]