Autonomiczna jazda w pojazdach elektrycznych

Automatyzacja jazdy nie jest jedną technologią ani prostą drogą od tempomatu do samochodu, który może jeździć wszędzie. Przydatne pytania dotyczą tego, kto prowadzi, gdzie system może działać, co musi robić człowiek i co następuje po osiągnięciu granicy. Ta seria odpowiada na nie kupującym samochody elektryczne, korzystając z dowodów pochodzących z norm, od regulatorów, organizacji bezpieczeństwa, producentów i operatorów flot bez kierowcy.

Rzeczywistość kryjąca się za etykietą

Większość zautomatyzowanych funkcji sprzedawanych w samochodach osobowych to systemy wspomagania kierowcy poziomu SAE 2. Mogą jednocześnie kierować, przyspieszać i hamować, a niektóre pozwalają na jazdę bez trzymania kierownicy na zatwierdzonych drogach. Człowiek nadal prowadzi i musi stale nadzorować system.

Poziom 2 może teraz obejmować realizację trasy od punktu do punktu na ulicach miejskich: wybór pasów, skręcanie, pokonywanie skrzyżowań i zatrzymywanie się przed czerwonym światłem lub znakiem stop. Ukończenie trasy nie czyni systemu poziomem 3. Granica zmienia się dopiero wtedy, gdy aktywny system, a nie człowiek, monitoruje środowisko jazdy.

Poziomy SAE 3–5 są inne, ponieważ zautomatyzowany system jazdy wykonuje pełne dynamiczne zadanie prowadzenia, gdy jest aktywny. Poziom 3 nadal wymaga użytkownika gotowego do przejęcia działania awaryjnego, który może odpowiedzieć na żądanie przejęcia kontroli. Poziom 4 musi obsługiwać zadanie i działanie awaryjne bez polegania na człowieku w swojej domenie operacyjnej. Poziom 5 usuwa to ograniczenie domeny, ale żaden system poziomu 5 nie działa w publicznej usłudze ani nie jest dostępny do zakupu.

Poziom dotyczy konkretnej funkcji w określonych warunkach, a nie pojazdu podczas wszystkich podróży. Samochód może zawierać funkcje poziomu 2 i poziomu 3, natomiast robotaxi poziomu 4 może jeździć bez kierowcy w jednym obszarze usługowym i nie być w stanie działać gdzie indziej.

Cztery testy każdej deklaracji o automatyzacji

Nazwy marketingowe są słabym dowodem. Zamiast tego zastosuj cztery testy.

Rola kierowcy: Czy człowiek musi stale obserwować drogę, być dostępny po okresie przejściowym, czy też wszystkie osoby w pojeździe mogą pozostać pasażerami?
Domena operacyjna: Jakie drogi, zmapowane obszary, prędkości oraz warunki pogodowe, oświetleniowe i drogowe są obsługiwane?
Działanie awaryjne: Kto doprowadza pojazd do stanu minimalnego ryzyka, gdy funkcja nie może kontynuować?
Dowody: Czy deklarację wspiera homologacja typu, zezwolenie na eksploatację, opublikowane uzasadnienie bezpieczeństwa, przejrzyste dane wynikowe, czy tylko demonstracja produktu?

Jazda bez trzymania kierownicy sama w sobie nie odpowiada na żadne z tych pytań. Taka funkcja nadal może należeć do poziomu 2. Podobnie pojazd poziomu 4 nie musi być bardziej wszechstronny od prywatnego samochodu poziomu 2; może być znacznie bardziej zautomatyzowany w dużo mniejszej domenie.

Dlaczego pojazdy elektryczne są kluczowe, ale nie wymagane

Automatyzacja jazdy jest niezależna od układu napędowego. Pojazd spalinowy może być zautomatyzowany, a samochód elektryczny nie jest autonomiczny tylko dlatego, że ma napęd elektryczny.

Pojazdy elektryczne dominują jednak w wielu programach robotaxi opracowywanych specjalnie do tego celu. Silniki elektryczne zapewniają szybką i precyzyjną kontrolę momentu obrotowego, duże akumulatory trakcyjne mogą zasilać czujniki i komputery przez przekształtniki mocy, a nowoczesne platformy elektryczne często łączą elektryczne układy hamowania i kierowania, scentralizowane przetwarzanie oraz aktualizowane oprogramowanie. Operatorzy flot mogą również koordynować ładowanie i konserwację wokół wysokiego wykorzystania pojazdów.

Wiąże się to z kosztem. Kamery, radar, lidar, komputery, systemy czyszczenia i chłodzenie zużywają energię; zewnętrzne moduły czujników mogą zwiększać opór aerodynamiczny. Badania wykazały istotne straty zasięgu w oprzyrządowanych pojazdach elektrycznych, choć wynik silnie zależy od sprzętu, sprawności obliczeniowej, prędkości i cyklu pracy. Automatyzację i elektryfikację trzeba zatem projektować wspólnie, a nie traktować jako bezkosztowe uzupełnienia.

Trzy rynki rozwijają się w różnym tempie

Konsumenckie systemy wspomagania kierowcy rozwijają się najszybciej. Systemy poziomu 2 obejmują więcej dróg i sytuacji, a monitorowanie kierowcy oraz zabezpieczenia przed niewłaściwym użyciem pozostają kluczowe.

Warunkowa automatyzacja w samochodach prywatnych postępuje mniejszymi krokami. Funkcje poziomu 3 są dostępne na ograniczonych rynkach i w ograniczonych domenach, z dokładnymi ograniczeniami prędkości, drogi i środowiska. Ich znaczenie wynika ze zmienionej roli kierowcy, a nie z rozmiaru dostępnej mapy.

Usługi flot bez kierowcy zapewniają najwyraźniejsze wdrożenia poziomu 4. Robotaxi mogą działać bez kierowcy, ale tylko w zatwierdzonych obszarach usługowych wspieranych przez mapowanie, utrzymanie floty, ładowanie, pomoc zdalną i lokalne procedury operacyjne.

Są to odrębne produkty o różnych argumentach bezpieczeństwa i modelach biznesowych. Porównywanie ich na jednej skali „samodzielnej jazdy” więcej ukrywa, niż ujawnia.

Przeczytaj serię

SAE Levels of Driving Automation — sześć poziomów i stojące za nimi role
Level 2 vs Level 3 — dlaczego patrzenie na drogę lub poza nią jest granicą, a nie aktualizacją funkcji
Point-to-Point Level 2 — jazda miejska prowadzona do celu, światła i znaki stop pod nadzorem
Operational Design Domain — drogi i warunki określające, gdzie działa automatyzacja
Sensors and Compute — kamery, radar, lidar, pozycjonowanie, przetwarzanie i sterowanie
The Automated-Driving Software Stack — percepcja, przewidywanie, planowanie, sterowanie i działanie awaryjne
Why Autonomous Fleets Are Going Electric — rzeczywiste związki i kompromisy między elektryfikacją a automatyzacją
Safety, Redundancy and Regulation — uzasadnienia bezpieczeństwa, redundancja, cyberbezpieczeństwo i regulacje
Automated-Driving Systems in the Real World — aktualny przewodnik po systemach nadzorowanych, warunkowych i bez kierowcy
The Hard Problems Automated Driving Has Not Solved — wciąż otwarte problemy techniczne, ludzkie i operacyjne
The Road Ahead — oparta na dowodach droga od szerszego wspomagania do ograniczonej autonomii