Авторский вариант. Впервые опубликовано в «Бизнес-журнале» №10/2013
5.10.2013

Дорогой без опасности

«Автомобиль не роскошь, а средство передвижения», повторяем мы избитую фразу, не задумываясь, каким был бы четырёхколёсный друг, если б и вправду производителей заботил только вопрос транспортировки груза из пункта А в пункт Б. Представить это, впрочем, легко, заглянув в прошлое: потратив весь XIX век на совершенствование двигателя — человечество въехало в столетие на паровом грузовике, а выехало на бензиновой самобеглой коляске — автоконструкторы изредка задумывались как обеспечить транспортируемому телу комфорт, но почти никогда — как сделать поездку безопасной. Больше того, это парадоксальное правило (казалось бы, кому как не производителю быть заинтересованным в обеспечении безопасной езды, ведь это замечательная возможность насолить конкурентам!) продолжало действовать и в веке XX, и в общем действует до сих пор. К счастью, правдами и неправдами, технологии автобезопасности со времён Генри Форда проделали огромный путь и движение всё ещё продолжается.

Стать жертвой автомобильной аварии сегодня — значит, к сожалению, всего лишь попасть в статистику. Но имя первой погибшей под колёсами история сохранила. Ею стала ирландка Мэри Уорд, талантливый учёный, увы, оставшаяся в памяти потомков не замечательными работами по микроскопии, а обстоятельствами своей смерти. В 1869 году она выпала на ходу из экспериментального парового авто и была им же раздавлена. Несмотря на то, что это первая документально зафиксированная авария со смертельным исходом, неприятные и опасные инциденты, видимо, случались и до того. Потому что в Великобритании, например, бывшей тогда центром высоких технологий, к тому моменту уже была принята серия законов под общим названием Законы красного флага (Red Flag Acts), введших ограничение максимальной скорости для транспортных средств (ТС) на механической тяге в три километра в час в городской черте и шесть вне населённых пунктов. И даже при таких ничтожных скоростях впереди автомобиля должен был идти человек с красным флажком!

ВЧЕРА

Впрочем, собственно судьба участников дорожного движения законодателей волновала мало. Смешное ограничение установили отчасти под влиянием железнодорожных лоббистов, отчасти же из-за необходимости сохранить в порядке дорожное полотно, которое, по своей примитивности, быстро приходило в негодность под массивными (в разы тяжелей современных малолитражек) паровиками. Однако идея в целом оказалась удачной. Ограничение скорости и внешние средства контроля, в форме видеокамер ли с автоматическим распознаванием номеров или спрятавшихся в подворотне «гаишников» (можете смеяться, но британцы в начале XX века жаловались в точности на то, на что жалуемся мы сегодня: служители порядка, мол, чаще прячутся в «денежных» местах, а не там, где действительно стоит следить за движением), стали первыми эффективными средствами повышения безопасности на дорогах.

Что ж, в Великобритании лишь полвека спустя максимальную планку подняли до двадцати с лишним километров в час. Но, как показывает история Уорд, ни сумасбродные ограничения, ни примитивность техники не могли помешать людям гибнуть на дорогах. А популяризация двигателя внутреннего сгорания поставила вопрос ребром. И первым, о чём позаботились производители, стала защита водителя от пыли, насекомых и вообще мелких предметов, прилетающих в лобовое стекло. Собственно стёкла (обычные, оконные) на автомобили стали устанавливать только в первые годы XX века, но быстро выяснился их недостаток: бьются! Если стекло разбивалось на ходу, водителя ранило осколками. Если же случалось столкновение, водитель уже сам вылетал через стекло, отчего часто и гиб, застревая прямо в оконной раме (шутники цинично называли это «примерить стеклянное ожерелье»).

Увы, ни призывы, ни даже судебные иски к автопроизводителям успеха не имели: в случае травм или смерти виновником неизменно признавали самого «не справившегося с управлением» водителя. По легенде, чтобы ситуация сдвинулась с мёртвой точки, в аварию пришлось попасть лично Генри Форду. После чего только, к исходу второго десятилетия XX века, сначала Форд, а потом и другие вендоры заменили простое стекло стеклопакетом — «бутербродом» из стекла и прозрачного пластика, который был прочнее и, главное, не давал осколков (позднее подобную конструкцию назовут «триплекс»).

Следующие четверть века ушли на совершенствование прозрачности, аэродинамической формы, прочности автомобильных стёкол — и, кстати, довольно быстро был достигнут уровень, при котором лобовое стекло не разбивалось даже если в него попадал водитель. Забавно, но поначалу это считали достоинством: не вылетел на дорогу — значит, остался жив! О том, что сам удар головой даже на невысокой скорости достаточен для гибели человека, задумались только в 60-х. А эволюция автостекла продолжается и поныне: УФ-фильтры, нанотехнологическая самоочистка, в перспективе — встроенные прозрачные дисплеи и прозрачные же динамики (благодаря успехам пластиковой и т.н. ионной электроники). Всё это тоже играет на руку безопасности, поскольку меньше отвлекает водителя от дороги.

Посчитайте, сколько пунктов ПДД нарушил бы водитель этого электромобиля (образца 1894 года), выехав в таком виде на современную дорогу.

Однако вернёмся в середину XX века. Ситуация с автобезопасностью продолжала оставаться аховой. И в 1965 году американец Ральф Надер (позднее известный правозащитники, неоднократно баллотировавшийся в президенты) публикует книгу «Небезопасен на любой скорости», в которой подвергает обоснованной, подробной и жестокой критике продукцию отечественного автопрома. Автомобильные гиганты были обозлены настолько, что пытались скомпрометировать его даже подкладывая ему проституток, но Надер добился своего. В 1966 году, под давлением общественности, в Соединённых Штатах происходит эпохальная смена принципов: если раньше за свою безопасность отвечали сами автолюбители, теперь это бремя брало на себя государство. Основывается Национальное транспортное управление (NHTSA), формулируются первые федеральные стандарты безопасности (на качество лобовых стёкол, прочность крыши при перевороте). Аналогичные процессы идут и в других развитых странах. И именно в этот период берёт своё начало следующий большой технологический прыжок: установка ремней безопасности отныне становится обязательной.

Вообще, ремень безопасности — призванный зафиксировать человека, не дав ему по инерции вылететь из ТС или удариться о детали интерьера — был изобретён ещё в конце XIX века (приоритет оспаривают несколько человек). Но в автомобилях появился только в середине века XX, а для того, чтобы он обрёл знакомый нам вид — трёхточечный, самонатягивающийся — потребовалось ещё два десятилетия. Изначально ремень не имел механизма натяжения и должен был быть предварительно отрегулирован, чем, естественно, утруждали себя далеко не все водители, а тем более пассажиры. Человеком, которого следует благодарить за миллионы спасённых с тех пор жизней, стал американский врач Хантер Шелдон. Работая в больнице в конце 40-х годов, он наблюдал постоянный поток привозимых «неотложкой» пациентов с разбитыми головами и сломанными шеями — и, устав от этого печального зрелища, написал научный труд, в котором помимо прочего рекомендовал сделать ремень самонатягивающимся. Примерно в это же время в Швеции был запатентован знакомый нам трёхточечный ремень, охватывающий грудную клетку и бёдра, а потому избавляющий от тяжёлых переломов позвоночника, случавшихся при использовании классического двухточечного (поясничного) ремня. Забавно, что в гражданской авиации до сих пор используется простой поясничный ремень — что красноречиво говорит о шансах пассажиров остаться в живых после более-менее серьёзной аварии...

Ремень безопасности — штука неоднозначная. С одной стороны, его эффективность вроде бы очевидна: восемь из десяти человек, погибших на дороге непристёгнутыми, были бы живы, если б не поленились защёлкнуть ременной замок (при использовании ремня, относительно безопасная зона простирается вплоть до 100 км/ч, тогда как без него смертельным может стать инцидент даже на небольшой скорости). Воочию убедиться в этом можно было в 70-е годы, когда за массовым принятием развитыми странами законов об обязательной установке ремней безопасности, последовало резкое, радикальное снижение числа смертей в дорожных авариях (грубо: на треть за несколько лет).

С другой стороны, обозначился такой неприятный феномен как компенсация риска. Идея эта очень простая, хоть и разрабатывалась учёными: водитель, зная, что лучше защищён от травм и гибели, начинает вести себя на дороге более рискованно — и, естественно, увеличивает аварийность. Так или иначе, популяризации ремней теория компенсации риска помешать не смогла, но в наши дни она возвращается снова, применительно уже к новым технологиям обеспечения безопасности. Но не будем забегать вперёд.

Ремни совершенствуются до сих пор. Они стали обязательными на задних сиденьях (тут тоже простая математика: непристёгнутые задние пассажиры пятикратно увеличивают риск смертельного исхода для пристёгнутых передних), получили механизм преднатяжения в 80-х (ремень автоматически натягивается в момент столкновения, тем самым ещё сильней ограничивая подвижность человеческого тела и минимизируя риск удара о руль, приборную доску или другие элементы салона), а в последние годы научились раздуваться подобно фигурному воздушному шару — лучше фиксируя человека за счёт увеличенной площади контакта и дополнительно защищая от ударов. Идею эту они позаимствовали у другой замечательной технической находки, сравнительно недавно ставшей в автомобилях обязательной: подушки безопасности.

О том, что раздувающийся в момент аварии мешок может спасать жизни, задумались ещё в середине XX века, но только в «нулевые» подушка безопасности стала обязательным атрибутом авто. Выстреливаемый нейлоновый мешок за сотые доли секунды наполняется азотом и принимает на себя голову и верхнюю часть туловища водителя или пассажира, уменьшая таким образом нагрузку на хрупкие шейные позвонки. Применение подушек совместно с ремнями позволяет (статистически) уменьшить смертность на дорогах ещё на четверть по сравнению со случаем, когда используются только ремни. Однако проникновению на рынок мешали сперва технические трудности (мало определить момент удара и суметь надуть подушку за десятки миллисекунд, нужно ещё гарантировать, что удар будет не слишком силён, поскольку он и сегодня ещё может убить ребёнка), а после — отсутствие интереса со стороны покупателей, которые не желали платить за опцию с непроверенной эффективностью. И только после принуждения законом, подушки безопасности вошли в стандартную комплектацию автомобилей.

СЕГОДНЯ

Вот так мы приходим к текущему состоянию. Сегодня для участников столкновения двух авто вероятность погибнуть составляет около 5% (в бедных странах цифра выше, а Россия по уровню «валовой национальной дорожной смертности» соседствует с африканскими государствами). Достигнут этот показатель ценой неисчислимых затрат и жертв, но нам есть чем гордиться: с точки зрения автовладельца столетней давности, сегодняшний среднестатистический автомобиль уже не столько устройство для перемещения грузов, сколько устройство для сохранения жизней. Самобеглые коляски XXI века буквально напичканы механизмами, призванными предотвратить аварию и уменьшить тяжесть травм. Тут и автоматические тормоза (ABS), позволяющие сохранить управляемость при необходимости резкой остановки, и средства удержания и коррекции курса, помогающие преодолевать монотонные хайвэи и не терять управление в критические моменты (в частности, на обледенелых участках), камеры и сенсоры, облегчающие маневрирование в городских условиях, многое другое.

Но вот что любопытно. Ещё в конце прошлого века кто-то подсчитал, что больше половины инцидентов на дорогах происходят исключительно по вине водителя, то есть вне зависимости, например, от состояния дорожного полотна (которое стоит на втором по важности месте). Если же сложить вообще все аварии, в которых так или иначе замешан человеческий фактор, мы получим ужасающие 90+ процентов. Двадцать лет назад это было просто статистикой, но в третьем тысячелетии стало поводом для новой надежды — надежды на новую эру безопасности, которая должна настать после полного отстранения человека от управления транспортным средством!

Идея сделать управление автомобилем частично или полностью автоматическим, избавив таким образом водителя от необходимости держаться за руль и рычаги, родилась ещё в середине прошлого века — и даже была продемонстрирована американскими автогигантами на действующих полноразмерных моделях, хоть в производство, конечно, и не пошла (что неудивительно, если учесть состояние элементной базы, ведь даже транзисторы только появились, электронные схемы строили на вакуумных лампах!). Лишь в последние десять лет её смогли довести до относительно приемлемого состояния, реализовав в так называемых системах предотвращения столкновений (precrash system). Бортовой компьютер оценивает ситуацию перед автомобилем с помощью видеокамеры, радаров или лазеров, и в случае угрозы столкновения натягивает ремни, трогает тормоза, а затем и тормозит до остановки без участия человека. В разных вариациях такие системы уже несколько лет устанавливаются ведущими западными и азиатскими производителями в серийные легковые авто. А в следующие два-три года они будут дополнены аналогичными системами, автоматизирующими движение в условиях плотного городского трафика, прежде всего в пробках. Но что если довести идею до логического завершения и заменить человека совсем?

С начала столетия свои силы в решении этой задачи успел попробовать буквально каждый крупный автопроизводитель: назовите компанию и можете быть уверены, что её самоуправляемый автомобиль (он же робокар, он же self-driving car) был показан на той или иной выставке. Однако на повороте всех обошла компания Google, подключившаяся к гонке не первой, но на данный момент ставшая де-факто лидером «автопилотируемого» направления.

Робокары называют по-разному, но основаны они на общем принципе: бортовой компьютер, с помощью комплекса устройств наружного наблюдения (всё те же камеры, радары/лидары, GPS), составляет карту происходящего вокруг, пытается распознать знаки и надписи, попадающиеся по пути, осмыслить результат и провести автомобиль через получившийся виртуальный лабиринт в нужную точку. Google, естественно, автомобилей не строит, но её автопилот, установленный на Toyota Prius, уже накатал больше полумиллиона безаварийных километров по настоящим дорогам США: результат, о котором другие участники «гонки» могут пока только мечтать (они пока в лучшем случае катаются по полигонам). Однако в любом случае даже Google не обещает вывести робокары на рынок раньше второй половины десятилетия. Вообще же оптимистичный прогноз таков: лишь к 2020-му году робокары станут столь же привычны, сколь сегодня привычны нам гибридные электро-бензиновые автомобили.

Хорошая новость в том, что не все согласны ждать так долго. Когда эта статья готовилась к печати, компания Tesla Motors устами неутомимого CEO Элона Маска объявила о намерении построить свой робокар. Механическая часть уже готова — ею станут электромобили Tesla. Но и идею автопилота Маск творчески переосмыслил: по его мнению, нецелесообразно пытаться построить полностью автоматический автомобиль. Достаточно обеспечить автоматическое управление на протяжении в среднем 90% пути, а оставшиеся десять водитель должен будет «взять на себя», поскольку для электроники они будут чрезвычайно сложными. Такой подход позволяет не только существенно сократить срок разработки (Маск обещает построить робокар всего за три года), но и обещает облегчить робокарам получение государственной сертификации. Пока лишь три штата в США одобрили использование автоуправляемых автомобилей на своих дорогах; законодателей смущает главным образом непроверенность автоматики и туманные правовые аспекты (ведь компьютер виновником аварии не назовёшь!).

Передача управления автоматике должна компенсировать человеческий фактор. Электронике чужды опьянение, сонливость, желание рискнуть из озорства или необходимости приехать раньше. Она реагирует поистине с нечеловеческой скоростью и оценивает обстановку на дороге объективно, не поддаваясь панике. В опасных ситуациях бортовой компьютер может взять управление на себя или ассистировать водителю, подсказывая ему правильные решения. Всё вместо это поднимет безопасность на недостижимую ранее высоту. А заодно и добавит комфорта и даже сократит время путешествия: считается, что в робокаре водитель сможет отдохнуть от забот, а машине можно будет разрешить развивать значительно большую скорость. Правда, робокары рождают и новые опасности — к примеру, в форме опасности взлома бортовых компьютеров злоумышленниками (с целью угона или изменения курса движения), но такого рода риск неизбежен в нынешний век «умных вещей».

Одновременно с самоуправляемыми авто должен произойти и переход к альтернативным видам энергоносителей. Вероятно, сгораемые топлива заменят водород и электричество (у этих двоих на самом деле больше общего, чем кажется: на транспорте водород употребляется не в чистом виде, а преобразуется в электричество в топливных элементах; подробнее см. прошлый номер БЖ). Что, в свою очередь, обеспечит дополнительный рывок автобезопасности. Ведь электродвигатель и его обвеска намного проще, легче и компактней классического ДВС. Это позволяет играть с компоновкой и размещением двигателя в невероятно широких пределах. Скажем, Tesla Motors в своём седане Model S вообще убрала двигатель к заднему валу, а освободившееся подкапотное пространство использовала для размещения дополнительных элементов, поглощающих энергию удара при столкновении. В недавних краш-тестах Model S получила от NHTSA общую оценку «5», что для обычных автомобилей большая редкость. Можно полагать, с ростом конкуренции (а павильоны сентябрьского Frankfurt Motor Show были буквально заполнены электромобилями, причём как минимум три из них — BMW i3, e-Golf и e-Up! от Volkswagen — попадут в продажу уже этой осенью) конструктивные достоинства электромобилей будут применены для улучшения безопасности ещё более гибко.

ЗАВТРА

Совместите робокар с электромобилем и вы получите транспортное средство, гарантирующее безопасность езды беспрецедентную для автомобильной истории. Но и это ещё не конец пути. XXI век дал рождение новым — если угодно, называйте их интерактивными — технологиям, призванным не просто ослабить последствия аварии, но и предотвратить её. Несмотря на то, что до практических реализаций дело ещё не дошло, картина вырисовывается уже достаточно чёткая, чтобы представить, как это будет работать. И ключевое слово тут V2V — аббревиатура, расшифровывающаяся как vehicle-to-vehicle, то есть буквально «от машины машине».

Сильно упрощая, V2V — это стандарт беспроводной связи на короткие дистанции (десятки или сотни метров) для обмена информацией между транспортными средствами, находящимися на одном участке дороги. Каждый автомобиль «транслирует в эфир» сведения о собственном местоположении, скорости и направлении движения, состоянии дороги и замеченных препятствиях и т.д. И одновременно он принимает те же сведения от других автомобилей поблизости, и использует их для составления виртуальной карты текущей дорожной ситуации. Это позволяет ТС «чувствовать» друг друга даже без прямого зрительного контакта, который по понятным причинам не всегда возможен (туман, «слепые перекрёстки» и т.п.).

Дальнейшее зависит от того, управляет автомобилем человек или автопилот. Во втором случае бортовой компьютер просто дополнит полученной через V2V-канал информацией карту, нарисованную камерами и радаром, что облегчит ему прокладку курса. В первом водитель может быть оповещён о приближающейся опасности каким-либо ненавязчивым, интуитивно понятным сигналом: красным светом на лобовом стекле, касанием тормозов и пр.

Теоретически, как и прочая автоматика «на борту», V2V не только повысит безопасность, но и поднимет эффективность движения в целом: электроника лучше человека рассчитает выгодную дистанцию, подскажет правильную полосу, определит наиболее экономичную скорость. Однако кроме этого интерактивные технологии должны поспособствовать решению ещё одной, последней проблемы, преследующей автомобиль с самого его появления. «Проблема» эта находится за пределами автомобиля. Это пешеход.

Несмотря на все успехи техники и технологий, на дорогах каждый год гибнет больше миллиона человек (ВОЗ говорит о 1.24 млн смертей в 2010-м). При этом водитель и пассажиры рискуют заметно меньше: каждые два из трёх погибших — пешеходы. Физика столкновения человека и машины такова, что смертельным ударом оказывается удар головой о капот или лобовое стекло, который происходит неизбежно в первые же доли секунды. Немного участь пешехода облегчают ограничения на форму передней части автомобилей: в ЕС, например, законодательно запрещены «кенгурятники», государство следит за высотой капота и формой бампера. В меньшей степени о судьбе сбитого человека думают автопроизводители: единицы (в частности, Volvo) решаются на такие необычные меры как установку внешней подушки безопасности для пешехода.

Повлиять на ситуацию принципиально опять-таки в силах только технологии. Самая перспективная на текущий момент идея сводится к оснащению пешеходов передатчиком V2V. Встроенный, например, в каждый смартфон, он заблаговременно оповестит близлежащие автомобили и предотвратит наезд. Действующий прототип такой системы недавно показала Honda (назвав его V2P, vehicle-to-pedestrian). А в Соединённых Штатах, помня о печальной судьбе ремня и подушки безопасности, к идее уже присматриваются законодатели: сделав установку V2V-устройств обязательной, можно спасти миллионы жизней ещё до того, как средний покупатель согласится, что новая опция стоит потраченных на неё денег.

Последний — и весьма неприятный — вопрос, который нужно задать, рассказывая о технологиях безопасности, связан не столько с техникой, сколько с самим человеком. Вспомните про компенсацию риска. Автомобиль будущего, дарующий своему владельцу беспрецедентную уверенность, наверняка толкнёт водителя к сумасшедшим выходкам на дороге. Сможем ли мы контролировать человека? Готовы ли мы к новому веку автобезопасности?


автомобиль,безопасность,дорога,V2V,NHTSA,Tesla_Motors,электромобиль,триплекс,Генри_Форд,робокар,ABS,радар,лидар,Ральф_Надер,ремень_безопасности




Евгений Золотов, 1999-2018. Личный архив. Некоторые права защищены