Недавно наткнулся на интересный документ, автором которого является организация EuroNCAP — да, та самая, которая берет новенькие автомобили, набивает их манекенами, колошматит в стены-блоки и выставляет оценки-звезды по безопасности.
Сегодняшние тренды в автомобилестроении связаны с самоуправлением, или по крайней мере, продвижением в эту сторону. И лично я, а может и не только я, и не задумывался, что системы самоуправления автомобиля тоже можно (и нужно!) оценивать с точки зрения безопасности, и для таких компаний как EuroNCAP это та еще проблема.
Собственно, статья о тех новых технологиях помощи водителю, которые Euro NCAP собирается учитывать в своих рейтингах. Некоторые абзацы, которые не относятся к системам помощи водителю, я не сдал переводить, если интересно — ссылка на оригинал статьи в описании.
Введение
Автомобильная промышленность претерпит сильные изменения в ближайшие 5-10 лет, гораздо большие, чем за прошедшие 50 лет, и особенно это коснется сферы безопасности транспортных средств. Автоматизированные технологии вождения, которые уже сейчас активно развиваются, будут трансформировать всю автомобильную промышленность. В то же время ожидается, что переход Европы на электромобили ускорится, а к 2025 году продажи электроэнергии будут составлять 30 процентов (UBS, 2017).
Euro NCAP выступает в качестве защитника безопасных автомобилей и поддерживает автоматизированные технологии вождения, повышая осведомленность пользователей о преимуществах таких технологий. Euro NCAP также будет тестировать продукцию автопроизводителей, выясняя, что же они фактически продают потребителям на европейском рынке. Это значит, что в качестве стандарта для всех сегментов и стран рекомендуется использовать выбранную лучшую технологию, которая обеспечит защиту пассажиров всех возрастов, размеров и форм, а также обеспечит безопасность других участников дорожного движения.
В настоящий момент в Европе используются 256 миллионов автомобилей, и это является крупнейшим автопарком в мире. В 2016 году было зарегистрировано более 14 миллионов новых автомобилей (ACEA, 2017). Легковые автомобили A- и B-класса традиционно доминируют по числу продаж, в то время средний класс автомобилей Sport Utility Vehicle является одним из самых быстрорастущих. Более 95% новых моделей из этих сегментов покрывается рейтингами Euro NCAP, поэтому будет справедливо сказать, что Euro NCAP оказывает сильное влияние на наличие и развитие компонентов систем безопасности автомобилей.
Несмотря на высокие показатели автомобилизации, дороги в Европе остаются самыми безопасным в мире: в 2016 году в EU-28 зарегистрировано всего 50 фатальных дорожно-транспортных происшествий на 1 млн жителей, в то время как во всем мире этот показатель составляет 174 случая на 1 млн жителей (Европейская комиссия, 2017 год). Автовладельцы становятся жертвами в почти половине случаев. При этом доли пострадавших среди пешеходов, велосипедистов и мотоциклистов примерно равны. Если рассматривать не только летальные случаи, то около 135 000 человек получают серьезные травмы на дорогах Европы ежегодно (Европейская комиссия, 2017 год). Большинство серьезно пострадавших, являются высоко-уязвимыми участниками дорожного движения (пешеходы, велосипедисты), многие из них — пожилые люди.
В последние годы наблюдается активное распространение технологий помощи водителю Advanced Driver Assist Systems (ADAS), особенно таких как Автономное экстренное торможение автомобиля (Automatic Emergency Braking, AEB) и удержание автомобиля на полосе (Lane departure warning system LDW). Тем не менее, процент автомобилей, оснащенных современной ADAS, достаточно низок, что недостаточно для того, чтобы значительно повлиять на существующие типы аварий или количество аварий на дорогах. Это особенно справедливо для систем ADAS, предназначенных для устранения аварий с уязвимыми участникам дорожного движения. С другой стороны, распространение и доступность обязательных технологий, таких как боковые подушки безопасности, индикатор непристегнутого ремня (seatbelt reminder, SBR) и электронный контроль устойчивости (Electronic stability control, ESC), оказали ощутимое влияние на количество фатальных и серьезных аварий, в том числе таких как переворот транспортного средства. При разработке долгосрочных планов по развитию безопасности транспортных средств важно учитывать эти изменения и учитывать воздействие появляющихся новых технологий.
Не менее важно учитывать, как меняется потребительский менталитет и как это сказывается на автомобильном рынке. В прошлом году средний возраст автомобиля в Европе снова увеличился до 10 лет, это на два года больше, чем десять лет назад (ACEA, 2017). Это может создать проблемы таким организациям, как Euro NCAP, которые выступают за широкое и своевременное внедрение важных технологий безопасности. Средний возраст покупателя автомобиля увеличивается, как следствие увеличения продолжительности жизни, так и вследствие того, что молодые люди становятся менее способными или желающими купить новый автомобиль. Автомобилестроители продвигают свои услуги, например, через каршеринг, чтобы привлечь молодых потребителей к своему бренду.
Чтобы оставаться влиятельной и уместной в этом расширяющемся многообразии, информация о безопасности транспортных средств должна быть привлекательной (и полезной) не только для простых покупателей автомобилей, но и для групп пользователей (например, каршеринг) и других более сложных бизнес-моделей. Общий рейтинг безопасности, как простой, но мощный инструмент для предоставления информации о безопасности транспортного средств, останется одним из основных инструментов Euro NCAP, однако, чтобы охватить больший круг потребителей, обратиться к большому числу других потенциальных пользователей, Euro NCAP потребуется разработать новые привлекательные инфо-инструменты по темам, связанным с безопасностью.
Ожидается, что в ближайшие годы произойдут существенные изменения в нормативах и содержании правил безопасности транспортного средства. Европейская комиссия объявила о пересмотре Общего регламента безопасности GSR 661/2009, который будет включать в себя несколько новых мер, относящихся сегодня к проверке потребителей (European Commission, 2016).
Мониторинг водителя (2020)
Причиной более 90% всех дорожно-транспортных происшествий является «человеческий фактор». Среди наиболее распространенных причин ошибки водителя, повлекших аварию, можно выделить две:
- превышение допустимой скорости или вождение под воздействием алкоголя/наркотиков;
- ошибки, обусловленные состоянием водителя — невнимательность, усталость или неопытность.
В настоящее время уже внедрены и используются такие технологии как системы поддержки скорости (Speed Assistance Systems, SAS) и поддержка внимания (Attention Assist), которые предупреждают водителя в критических ситуациях и, в конечном счете, поддерживают водителя, корректируя его поведение. Кроме того, корректировка критериев вмешательства/невмешательства под каждого конкретного водителя может обеспечить как более раннее вмешательство, так и снижение возникновения ложных срабатываний.
Euro NCAP будет учитывать работу систем мониторинга водителя, отмечать системы эффективно распознающие ослабленное и несконцентрированное вождение, выдающие предупреждения и принимающие эффективные меры, такие как, инициирование безопасного уклоняющего маневра, переход в спокойный режим, повышение чувствительности электронного контроля устойчивости ESC, включение удержания полосы, скорости и т. д.
Внедрение таких оценок в общий рейтинг планируется поэтапно, начиная с систем, которые уже вышли на рынок. Оценка будет основываться на том, насколько точно определяется состояние водителя и какие действия выполняет система безопасности на основе этой информации. Такие аспекты как мониторинг положения водителя, могут быть добавлены в будущие версии протокола оценки безопасности.
Автоматическое аварийное рулевое управление (Automatic Emergency Steering, AES) (2020, 2022)
Существующие системы автономного экстренное торможения (AEB) доказали свою работоспособность в предотвращении и смягчении последствий многих аварий, но системы автоматического аварийного рулевого управления (AES), хоть и более сложны технически, могут также привести к значительному сокращению числа аварий, в частности, в случаях "неполного перекрытия" транспортного средства — в случаях аварий с участием уязвимых участников дорожного движения.
- Около 20% фатальных или тяжелых ранений (Killed and Seriously Injured, KSI) получены в авариях из-за потери управления или выезда на встречную полосу движения (2015 г.).
- Фронтальные столкновения с небольшим перекрытием составляют около 15% всех автомобильных аварий, с лобовым столкновением связаны 25% всех автомобильных аварий (Немецкая страховая ассоциация, 2013 год).
- Для аварий с участием уязвимых участников показатель KSI составляет 36% (2015 г.).
Весь набор оборудования, необходимый для организации автоматизированного рулевого управления (автоматическая парковка, электронное рулевое управление), уже доступен и свободно продается. Многие современные транспортные средства поддерживают экстренное рулевое управление. Однако, в настоящее время очень мало полностью полноценно-реализованных автоматических систем рулевого управления.
Несмотря на некоторые проблемы, мы ожидаем, что технология AES выйдет на рынок в ближайшие годы. Мы предполагаем, что правила R79 будут предусматривать функции чрезвычайного руления (Emergency Steering Functions, ESF) примерно c 2020 года (ECE/TRANS/WP.29/GRRF/82, 2016), это облегчит разработку и установку AES. Euro NCAP сможет стимулировать освоение технологий AES и проверку ее эффективности, включив ее в рейтинг, исходя из опасных ситуаций для ряда пользователей дорог и их взаимодействия.
Пример схемы-описания одного из AEB тестов. Выход пешехода-манекена на дорогу перед движущимся автомобилем.
Автономное аварийное торможение (Autonomous Emergency Braking, AEB) (2020, 2022)
Основной целью технологии AEB является выявить и предотвратить аварию, предупредить водителя, дать доступ другим системам к применению тормозов или автоматическое применение тормозов. Технология была успешно внедрена в рейтинг безопасности в 2014 году и впервые была проверена на столкновениях «в зад» и «авто в авто» (Schram, Williams, & van Ratingen, 2013), а затем и для инцидентов на пешеходном переходе (Schram, Williams, & van Ratingen, 2015). Производительность системы AEB зависит от типа и сложности используемых датчиков. Все больше и больше производителей добавляют дополнительные датчики и объединяют несколько типов датчиков вместе, чтобы покрыть новые и более сложные сценарии аварии.
Euro NCAP ожидает, что технология AEB продолжит развитие и поэтому определила три приоритетные направления, в которых будет обновлена рейтинговая схема:
- Аварии «в зад» или «задним ходом» — обычно происходят на низких скоростях, на подъездных участках и автостоянках. Недавние исследования, проведенные немецкими страховщиками, свидетельствуют о том, что до 17 % столкновений между пешеходами и автомобилями с нанесением травм происходят задней частью автомобиля. Большинство жертв (63%) были пожилыми людьми, в то время как дети в возрасте до 12 лет составили 6% (Немецкие страховщики, 2017 год). Оценочно, по всей Европе число серьезно пострадавших пешеходов в подобных авариях составляет 1400 человек в год. Система помощи водителю, которая распознает присутствие людей за автомобилем и автоматически инициирует торможение или предотвращает разгон, имеет значительный потенциал для предотвращения несчастных случаев (Немецкие страховщики, 2010 год). Учитывая работу, проделанную страховыми организациями в качестве отправной точки (RCAR, 2017), Euro NCAP планирует внедрить реверсивный пешеходный сценарий в AEB Vulnerable Road User — набор тестов безопасности пешеходов в 2020 году.
- Маневры "пересечение и поворот", возникающие на перекрестках, имеют повышенный риск столкновения транспортных средств, транспортных средств и пешеходов. Как правило, "авария пересечения" происходят из-за проезда на красный свет, отсутствия достаточной видимости, невнимательности водителя или превышения скорости. Аварии в повороте часто вызваны неосторожностью или отсутствием видимости встречного движения при повороте налево или направо. В случае перекрестков, где скорость автомобиля относительно невысока, либо при поворотах, AEB способна эффективно предотвращать аварии. Тестирование работы AEB будет включать в себя проверку распознавания автомобилей, пешеходов, велосипедов и двухколесных средства передвижения (Powered-two-wheeler, PTW), проверка начнется в 2020 году.
- Основные сценарии. Оценка совместной работы рулевого управления и торможения в полосе движения для предотвращения аварии с другими участниками дорожного движения (автомобили, PTW, пешеходы), предусмотрено внедрение с 2022 года (см. также EAS).
V2X (2024)
V2X коммуникация, включающая в себя как обмен данными между транспортными средствами, так и с дорожной инфраструктурой, имеет потенциал не только в повышении безопасности, но и в повышения эффективности транспорта. Примеры функций, связанных с безопасностью, включают в себя возможность передачи и получения сигналов вида «Огни экстренного торможения», «Приближение мотоцикла» или «Дорожные работы впереди». Чтобы обеспечить преимущество перед обычными бортовыми датчиками, V2X должна определять возникновение риска раньше, чем любой другой датчик. Это влечет требования к низкой латентности — задержке по времени, обеспечение безопасности передачи данных, необходимость в расширении пределов видимости и локализации передачи данных.
В общем, для решения этих проблем обсуждаются два подхода к коммуникации: 802.11p, стандарт, доступный уже сегодня и одобренный США, и новый сотовый-V2X (5G). Ведущие автопроизводители, производители микросхем и сотовые операторы создали "5G Ассоциацию автомобильной промышленности" (5G Automotive Association, 2016) для разработки, тестирования и использования систем 5G в автоматизированных транспортных средствах. Европейский Союз ожидает, что уже к 2020 году услуги 5G будут полностью развернуты, хотя на самом деле может потребоваться еще несколько лет для окончательной организации необходимой инфраструктуры (Европейский парламент, 2017 год).
Пока еще отсутствует определенность в отношении стандарта V2X и сроков завершения работ, т.к. автопроизводители не считают наличие функций безопасности V2X приоритетным направлением для европейского рынка. Однако ожидается, что к 2024 году большая часть технологических вопросов будет решена, и останется только та часть вопросов, что касается спроса. Euro NCAP признает потенциал безопасности технологий V2V и V2X, для пассажиров автомобилей, уязвимых участников дорожного движения и двухколесных транспортных средств. Чтобы поддержать развитие данных технологий, в схеме рейтинга для технологий V2X будут внедрены отдельные параметры, которые будут оценивать соответствующие функции безопасности.
Обнаружение присутствия ребенка в автомобиле (2022)
Оставленный в припаркованном даже на несколько минут автомобиле ребенок имеет риск получения теплового удара и смерти. Смертность детей в следствии теплового удара в автомобиле ниже, чем при авариях, но характер этих полностью предотвращаемых случаев заслуживает особого внимания. Неспособность ребенка выйти из автомобиля самостоятельно, в сочетании с плохой переносимостью высоких температур, требует, чтобы дети никогда не оставались без присмотра родителей в автомобиле. Уже доступны технологические решения, которые могут распознать оставленного ребенка в автомобиле и предупредить владельца автомобиля или напрямую службы экстренной помощи, если ситуация является опасной. Euro NCAP будет поощрять производителей, предлагающих такие решения как стандартные.
Обновления стандартов
Предлагается поэтапно обновить протоколы оценки работ системы поддержки скорости (Speed Assistance) и системы поддержки полосы движения (Lane Support System), чтобы соответствовать прогрессу в росте возможностей систем, поступающих на рынок. В случае системы поддержки скорости подразумевается учет работы функций распознавания дорожных знаков, таких как дорожные знаки «Одностороннее движение», «Въезд запрещен», «Стоп» или «Уступи дорогу». Уже объявлены более строгие критерии оценки систем поддержки полосы движения LSS, больше внимания уделяется работе экстренному удержанию полосы (Emergency Lane Keep) по сравнению с базовым Lane Keep Assist. Дальнейшие изменения могут включать добавление распознавания двухколесных транспортных средств (Power Two-Wheeler) в сценариях опережения или тестирование работы на участках дороги с поворотами.
Автоматизированный функционал
Развитие автоматизации управления легковых автомобилей, вероятно, будет быстрым, но эволюционным. Ни один автомобиль пока не предлагает полную автоматизацию во всех ситуациях. Однако, ранние примеры автоматизации Уровня 3, позволяющие водителю освободиться от вождения в определенных ситуациях, уже выходят на рынок. Основной характеристикой текущих функций является одновременная автоматизация продольного (скорость) и поперечного (повороты) управления, но для этого все еще требуется, чтобы водитель контролировал их безопасную работу. Учитывая поэтапное развитие технологий, имеет смысл разбить оценку автоматического управления по функциям, то есть создать отдельные сценарии проверок для оценки каждой отдельной технологии. Это позволит потребителям сравнить результаты поведения одного транспортного средства с результатами поведения другого для одной и той же ситуации и убедиться в правильной работе системы.
Ниже приведен список случаев, для которых предлагается определенная степень поддержки или полная автоматизация процесса, либо ожидается, что автоматизация будет предложена в ближайшее время, и Euro NCAP в этом заинтересована:
- Автоматическая парковка
- Вождение по городу
- Вождение по трассе
- Вождение в "пробках"
- Вождение по автомагистрали
В некоторых системах автоматизация может значительно повысить безопасность, в других — меньшую. В будущем могут возникнуть причины для совместного сочетания некоторых оценок в единый рейтинг «Автоматизированного вождения», который бы учитывал результаты совместной работы отдельных систем и их вклад в общую безопасность.
Испытания и оценка
Учитывая, что некоторые системы безопасности уже вышли на рынок, прежде чем процедуры их тестирования были завершены, Euro NCAP сосредоточится прежде всего на информировании потребителей о функциональности, технических ограничениях и описаниее человеко-машинного интерфейса (Human-machine interface, HMI) этих систем. Деятельность Euro NCAP будет направлена на предоставление пояснительной информации, охватывающей некоторые из следующих пунктов: Определение (например, инструкции, брендинг), Включение системы, Активация системы (например, настройка автономного круиз-контроля, Autonomous cruise control, ACC), Эксплуатация (функциональное тестирование систем, таких как AEB, SAS и т. д.), Работа без участия водителя (например, работа в повороте, переключение скорости, торможение или рулевое управление), Деактивация (автоматическая деактивация, например, при отсутствии дорожной разметки), Перехват управления (мгновенный перехват управления, например, в экстренном случае).
Кроме того, что касается человеко-машинного интерфейса HMI, Euro NCAP будет анализировать понимание водителями информации, предоставляемой автопроизводителем, а также анализировать поведение систем безопасности, с точки зрения обеспечения корректного использования. Первое время оценка взаимодействия будет проводиться субъективно, основываясь на мнении экспертов, проводящих технических испытания, и информации, поступающей от выбранных пользователей. Для этих целей в ближайшее время будут разработаны стандартизированные протоколы и процедуры оценки экспертов и пользователей.
Градация
Первое время оценка автоматизированного вождения будет храниться отдельно от стандартного "звездного" рейтинга Euro NCAP. Будет предложена отдельная схема градации с простым описанием уровней степени безопасности систем. Euro NCAP планирует поэтапный подход, который первое время будет сосредоточен на системах Непрерывной Поддержки (Continuous Assistance), в частности на системах поддержки на шоссейных дорогах и в пробках. Вероятно, эти оценки будут внедрены даже раньше начала срока действия описываемой дорожной карты — уже в 2018/2019 году.
Информационная безопасность
Поскольку автомобили становятся все более зависимыми и привязанными к обмену данными через Интернет, они становятся все более уязвимыми к взлому и кибер-атакам. Уже происходили случаи, когда некоторые транспортные средства подвергались дистанционному управлению, что порождает беспокойство, поскольку наличие таких уязвимостей может быть использовано злонамеренно и это ставит под угрозу безопасность. Другими словами: система, которая не защищена от информационных атак, небезопасна.
Информационная безопасность, по своей сути, не имеет прямого отношения к Euro NCAP. Тем не менее, могут появиться технологии, повышающие информационную безопасность, и Euro NCAP будет поощерять их, тем самым сообщая потребителям, что транспортные средства, использующие данные технологии, более безопасны. При этом, если выяснится, что эти системы легко взломать и подорвать безопасность управления транспортным средством, доверие к рейтингу Euro NCAP также будет подорвано.
Продолжается работа по разработке и пересмотру стандарта ISO 26262 Функциональная безопасность автомобиля (Automotive Functional Safety), а объединение рабочих группа ISO (21434) и SAE (J3061) приступило к разработке стандарта информационной безопасности автомобиля (Automotive Cyber-Security Standard). Этот стандарт будет содержать описание процессов, обеспечивающих информационную безопасность, что поможет компаниям обеспечить информационную безопасность транспортных средств на протяжении всего жизненного цикла продукции. В то же время эта тема обсуждается в Целевой группе ООН по вопросам кибербезопасности в OTA в рамках группы WP29/ITS-AD (неофициальная рабочая группа по интеллектуальным транспортным системам — автоматизированное вождение (ITS/AD), 2017).
Euro NCAP продолжит следить за тем, как развиваются эти стандарты и правила и как на это реагирует автомобильная отрасль. Соблюдая эти стандарты, Euro NCAP сможет требовать демонстрации лишь минимального уровня информационной безопасности от изготовителя транспортного средства.
Автор: Авдеев Евгений
