Как ездят машины: На чем ездят автомобили? — autoleek

На чем ездят автомобили? — autoleek

Доступность, стоимость и эффективность автомобильного горючего волнуют владельцев и конструкторов автомобилей со времени изобретения «самодвижущейся повозки». Первые экипажи с паровыми двигателями не стали востребованными именно из-за малой эффективности дров и угля в качестве топлива. Не возобновляемые запасы нефти, служащей основным сырьем для производства основных видов автомобильного топлива, заставляют мотористов изобретать новые двигатели для авто, работающие на альтернативном горючем или электроэнергии.

Основные виды топлива для двигателей внутреннего сгорания

Подавляющая часть легковых автомобилей использует двигатели внутреннего сгорания, работающие на бензине. Массово применяются и дизельные ДВС, получившие широкое распространение в комплектации мощных внедорожников и грузового автотранспорта. В меньших масштабах используются газобаллонные установки, работающие на сжиженных газах — метане и пропан-бутане. Эти три вида автомобильного горючего можно считать основными видами топлива для массовых двигателей внутреннего сгорания.

Бензин

По массовости применения бензин, как автомобильное топливо, лидирует среди всех видов горючего. Благодаря присадкам и добавкам смесь легких углеводородов избавлена от основного недостатка — повышенной детонационной способности. В нефтехимической промышленности основное количество бензина получают путем перегонки нефти. Менее распространены такие способы производства, как осушка газов, переработка угля, вторичная переработка мазута.

В бензиновых двигателях внутреннего сгорания, которые выпускают все автомобилестроители мира, бензин используется как воздушно-топливная смесь. Для возгорания смеси применяется электрический разряд свечей зажигания. По теплоте сгорания, достаточно простым методам переработки, бензин превосходит другие продукты нефтехимии. Этим обусловлены его доступность и массовое производство.

Основным недостатком бензина признано большое количество токсичных выхлопов, выбрасываемых в атмосферу традиционными ДВС. Среди них наиболее вредны окись углерода, сажа, окислы азота, соединения свинца из антидетонационных добавок, канцерогены (бензпирен, антрацен). Для снижения количества вредных веществ приходится применять сложные конструкции выхлопных систем с поглотителями и катализаторами, которые увеличивают стоимость автомобиля. Кроме того, массовое производство автомобильного бензина несет угрозу истощения мировых запасов нефти.

Дизельное топливо

Дизельное топливо, не имеющее определенной химической формулы, состоит из смеси нафтеновых, парафиновых, ароматических углеводородов. Автомобильное дизтопливо получают при прямой перегонке нефти (керосиново – газойлевых фракций).

Главным достоинством дизтоплива для автомобильной промышленности стала низкая (по сравнению с бензином) себестоимость производства. Именно этот фактор послужил главной причиной многолетних усилий по конструированию сложных дизельных моторов.

При сравнимой с бензином теплоте сгорания, тяжелые фракции дизельного топлива воспламеняются при температуре выше 700 градусов, для этого используется высокая степень сжатия топлива. При конструировании моторов, приемлемых для автомобилей по весу, вибрации, понадобилось изобретения насосов высокого давления, прецизионных распыляющих форсунок. Дизельные двигатели в производстве по-прежнему сложнее и дороже бензиновых моторов. При этом дизель более экономичен, потребляя меньшее количество топлива при равных скоростях и пробегах машины.

Основные минусы использования дизтоплива аналогичны недостаткам бензина. Кроме того, из дополнительных недостатков можно отметить повышенное содержание серы, увеличенное количество нагара и лаковых отложений в цилиндрах двигателя.

Пропан-бутан и метан

Из нескольких видов природных газов, пригодных для работы автомобильного двигателя, в странах СНГ в торговых масштабах производятся нефтяной пропан-бутан и шахтный метан. На сжиженном или сжатом газе работает газобаллонное оборудование, которое можно без переделок двигателя установить на любую машину с бензиновым мотором.

Достоинствами газового топлива признаны меньшая стоимость, сниженное количество вредных выхлопов. К недостаткам горючего относят взрывоопасность, падение мощности двигателя, уменьшение полезного пространства багажника при установке ГБО.

Альтернативные горючие топлива

В качестве альтернативных автомобильных топлив можно рассматривать только те виды, которые получили практическое применение на существующих моделях авто, машинах серийного выпуска.

Спирты

Этиловый и метиловый спирты издавна использовались как замена бензину при дефиците продуктов нефтехимии. Уступая бензину в теплоотдаче, спирты в большинстве стран не рассматриваются как альтернатива продуктам нефтепереработки. Получение спиртов из нефти и газа требует сложных технологий, продукты по себестоимости дороже бензина.

В бензиновых двигателях без дополнительной переработки можно использовать добавку не более 30% спирта. Чтобы повысить процент содержания спирта в бензине до этой величины, нужно растачивать отверстия жиклеров, заменить обычный бензобак на нержавеющий, поменять прокладки головки блока цилиндров. При обычной норме добавок спиртов (10 – 15%) автомобильный ДВС серийных моделей столько же теряет в мощности. Достоинством спиртовых добавок признано уменьшение токсичных выхлопов.

Основными недостатками спиртов в качестве добавки к традиционным горючим становятся расслоение спирта в бензобаке, способность летучего эфира активно впитывать воду (засоряет двигатель). Эти проблемы особенно актуальны для России, где применение спиртовых добавок не практикуется.

Экономически использование спиртовых добавок рентабельно только в странах, где возможно производство спирта с низкой себестоимостью. Поэтому в применении спирта лидируют Бразилия и Южная Азия, добывающие дешевое исходное сырье из сахарного тростника, не требующего ухода.

Биогаз и генераторный газ

Биогаз и генераторный газ (синтез-газ), содержащие большой процент метана, получают на биогазовых заводах или в специальных генераторных установках. Для производства газов могут использоваться отходы сельского хозяйства (солома, птичий помет, мясные субпродукты, водоросли) или промышленности (угольная крошка, торф, опилки).

Схема завода по производству биогаза

Не принимая во внимание разницу в процессах производства (брожение или получение в газогенераторах), важно, что оба вида газа для использования в обычных двигателях внутреннего сгорания требуют установки специального оборудования. Успехи в использовании биогаза и синтез-газа характерны для стран с ограниченными нефтяными ресурсами. Так, в Китае до 70% сельского автотранспорта работает на биогазе. В Швеции автопроизводители «Вольво» и «Скания» выпустили специальные автобусы, работающие на биогазе.

При развитом производстве этих газов их достоинствами становятся низкая стоимость (50% от цены бензина) и экологическая сбалансированность (снижение выбросов углекислого газа, сажи, отсутствие неприятных запахов). Для стран СНГ использование обоих видов газа пока не актуально, так как не существует биогазовых заводов, не выпускаются газогенераторные установки, нет сети заправок.

Биодизель

Биодизель не требует для применения конструктивных переделок дизельного двигателя. Основной причиной его применения вместо «солярки» или в качестве добавок становится беспокойство о сокращении вредных выхлопов.

Достаточно заметить, что в ряде европейских стран (особенно ­– в Германии), на автозаправках колонки с биодизелем начали устанавливаться более 20 лет назад. Многие производители дизтоплива официально добавляют в основное горючее 10 – 15% биодизеля.

Реальность конкуренции биодизеля с минеральным дизтопливом подтверждается рядом фактов. Автомобильные двигатели на биодизеле уже начал выпускать автоконцерн «Скания». Моторы для грузовиков, поддерживающие экологический стандарт «Евро 6», не требуют переделки под новый вид топлива, одинаково успешно потребляют обычную солярку и биодизель.

Основой биодизеля является горючий метиловый эфир, который можно выделять при переработке сельскохозяйственных масличных культур (рапса, подсолнечника) или выделять из отходов кулинарной промышленности.

Круговорот биодизеля

Главным достоинством биодизеля признана экологическая чистота, связанная с малым содержанием в автомобильных выхлопах серы, углекислого газа, сажи. Все компоненты выхлопа природная среда (почва, вода) разлагают за месяц.

Автомобилисты считают недостатками биодизеля падение мощности двигателя (до 7%) и увеличенный расход горючего (до 8%). Кроме того, рапс (основное сырье производства топлива) истощает почву, требует постоянной смены посевных площадей для отдыха земли.

Вопрос низкой стоимости биодизеля относится к спорным, так как европейские страны освобождают этот вид горючего от ряда налогов. В странах СНГ основные объемы производимого растительного горючего уходят на экспорт в Европу, колонки с биодизелем на автозаправках встречаются редко.

Водород

Основным препятствием к использованию водорода, лидирующего по теплоте сгорания, была сложность хранения сжиженного газа (нужен криогенный бак), контроль реакции и подачи топлива в двигатель.

Первый серийный автомобиль на водороде выпустил концерн Toyota. Модель Mirai использует электрохимический генератор, питающий электромотор мощностью 136 л.с. Второй серийной моделью на водородном топливе стала Honda FCV. Оба автомобиля пока выпускаются ограниченными тиражами для внутреннего японского рынка

Honda Clarity FCV

Основным достоинством водородных двигателей уже сейчас можно считать выхлоп, состоящий из чистого водяного пара. В будущем следует ожидать наращивания мощности и удешевления двигателей на водороде.

В кратком виде достоинства и недостатки горючих видов автомобильного топлива можно представить в виде небольшой таблицы.

Топливо	Теплота сгорания в мега-джоулях на килограмм	Достоинства	Недостатки
Водород	141	Лучшая теплоотдача из всех известных горючих, экологическая чистота выхлопа.	Необходимость конструирования новых двигателей. Отсутствие сети заправок.
Бензин	42 — 44	Доступность, разнообразие сортов, основной тип ДВС.	Большое количество вредных выхлопов, угроза природным нефтяным запасам.
Дизельное топливо	42,5	Доступность, появление экономичных двигателей.	Вредные выхлопы дизтоплива, угроза природным нефтяным запасам.
Биодизель	37,2	Экологическая чистота, растительное происхождение.	Падение мощности двигателя, увеличенный расход горючего. Отсутствие развитого производства и сети заправок в СНГ.
Спирты	30	Низкая стоимость для стран с сельскохозяйствен- ным производством спирта. Экологическая чистота.	Низкая теплоотдача, падение мощности бензиновых ДВС.
Метан	50	Доступность, развитая сеть заправочных станций.	Падение мощности двигателя, необходимость установки специального оборудования.
Пропан-бутан	46,8	Доступность, развитая сеть заправочных станций.	Падение мощности двигателя, необходимость установки специального оборудования.
Биогаз и генераторный газ	46,8	Экологическая сбалансированность, возможность использования различных видов отходов, низкая стоимость.	Необходимость установки газогенераторных установок, малая мощность двигателей.

Как нетрудно заметить, все альтернативные виды горючего не требуют кардинальной переделки двух основных типов ДВС.

На совершенно иных принципах преобразования энергии построены электромобили, поэтому электричество в качестве автомобильного движителя нужно рассматривать отдельно.

Электромобили и гибриды

Низкая стоимость электроэнергии давно привлекала автоконструкторов. Создание недорогого электромобиля с приемлемой дальностью пробега упирается в большой вес и недостаточную мощность существующих аккумуляторов. Технически установить электромотор на колесную пару или каждое отдельное колесо менее сложно.

Устройство электромобиля

Тем не менее, «чистые» электромобили уже выпускают концерны «БМВ» (компакт i3 и спорткар i3s), «Опель» с моделью Ampera-e, «Ситроен» с моделью E-Mehari. Полностью электрическим стал и кроссовер Jaguar I-Pace. Основными достоинствами электромобилей считаются экологическая чистота и бесшумность.

Среди применяемых аккумуляторов лидируют литий-ионные батареи, перспективны литий-фосфатные, гелевые АКБ. Временным выходом, до создания эффективных аккумуляторных батарей, стали гибридные конструкции, которые выпускают все ведущие автопроизводители. Сочетание бензинового мотора с несколькими электрическими двигателями стало основой конструкций таких неординарных моделей, как Outlander PHEV от «Мицубиши», кросс-купе «Ауди Q8», Порш Кайенн «E-Hybrid».

Как машины ездят по грязи

 

Обычно всегда после проливного дождя и или талого снега грунтовые дороги превращаются в грязевую кашу и это в худшем случае, а в лучшем если дорога не вся мокрая и грязная, а только местами такая, но и это создает опасность для автомобиля, ведь если на скорости въехать в грязевой участок, то машина может стать неуправляемой и пойти в занос, что может привести к серьезному ДТП и печальным последствиям. Есть несколько правил проезда автомобиля по грязи, при соблюдении которых можно избежать заноса и застревания в грязи

Пробуксовка не поможет

Важно понять, что пробуксовка автомобиля в грязи, только ухудшает его положение. Протектор забивается грязью при пробуксовке при этом сцепление с дорожным покрытием ухудшается, а машина все больше закапывается в землю, когда водитель жмет на газ, а колеса роют канавы опуская машину все ниже к земле.

Но опытные водители знают, что с помощью раскачки туда-сюда может получится выехать из грязи, но это касается не самых грязных грунтовых участков дороги. Автомобилям с коробкой автомат уже раскачка не получится, как на авто с механической коробкой передач.

Резкое нажатие на газ на грязевом участке может просто мгновенно зарыть колеса в землю и тогда оптимизм от стараний сойдет на нет, когда машина зароется и сядет на днище, в такой ситуации беспомощны даже полноприводные автомобили.

На заднеприводном автомобиле лучше проезжать грязевые участки, когда есть тяжелый груз в багажнике и пассажиры на заднем сиденье находятся, при этом идет нагрузка на заднюю ось колес придавая усиленное сцепление с дорогой. Однажды один рыбак поведал мне такую историю, что когда они ехали на ваз 2106 вдоль реки и неоднократно застревали, то двое пассажиров выходили с машины, открывали багажник и залезали туда и машина справлялась и выезжала из грязи.

 

Тормозить лучше плавно двигателем, чтобы не уйти в занос особенно на спусках.

Низкое давление в шинах может помочь при проезде по грязной дороге.

Стараться не дать автомобилю встать в грязи, при приближении к грязевому участку может помочь небольшое ускорение, чтобы машина по инерции проскочила проблемный участок дороги, но только не резкое нажатие на газ, которое может привести к заносу автомобиля.

Если все таки застряли 

В таком случае можно попробовать своими силами исправить ситуацию, подкладывать ветки и палки, камни и кирпичи под колеса, чтобы создать сцепление с дорогой и попытаться выехать. Попытки раскачивания автомобиля вперед-назад тоже могут дать положительный результат.

Если не помогает и это, то при себе нужно иметь мобильный телефон, чтобы вызвать спасательную помощь. Однако придется просить помощь других автомобилистов, которые оказались недалеко от вас, чтобы на буксире вытащить авто из грязи, а если это случилось в поле где ни будь, то придется искать трактор в ближайшей деревне, главное нужно искать выход из положения!

Надежная основа для истинного внедорожника

Сломалась машина на дороге, что делать?

Обувь для машины, что есть шины!

Может ли автомобиль водить сам себя?

ТЕХНОЛОГИИ — Транспорт

Задумывались ли вы когда-нибудь.

..

• Может ли автомобиль водить сам себя?
• Какие преимущества могут дать беспилотные автомобили?
• Есть ли недостатки у беспилотных автомобилей?
  

Теги:

Просмотреть все теги

• Наука,
• Технологическая,
• Шоссе,
• Водитель,
• Лицензия,
• Драйв,
• Вождение,
• Автомобиль,
• Автомобиль,
• Производитель,
• Ученый,
• Автоматизированный,
• Автоматика,
• Круиз,
• Управление,
• Скорость,
• Человек,
• Самостоятельное вождение,
• без водителя,
• без экипажа,
• Автономный,
• Университет Карнеги-Меллона,
• Интернет,
• Глобальная система позиционирования,
• GPS,
• Спутник,
• цифровой,
• Карта,
• Компьютер,
• Радар,
• Лидар,
• Сигнал,
• Гугл,
• Электрический,
• Тесла,
• Автомобиль,
• Навигация,
• улица,
• Датчик,
• Трафик,
• Дорога,
• Опасность,
• Пожилой,
• Безопасность,
• Авария,
• Ошибка,
• Стоимость,
• Слепой

Сегодняшнее чудо дня было вдохновлено копьем. lance Wonders , « как работает беспилотный автомобиль Google? «Спасибо, что ДУМАЕТЕ вместе с нами, Лэнс!

Вы с нетерпением ждете того дня, когда сможете вставить ключ в замок зажигания, нажать на педаль акселератора и помчаться по шоссе на собственной машине? Когда дети становятся старше, многие из них начинают отсчитывать дни до получения водительских прав.

Любой, кто когда-либо водил машину, знает, что вождение автомобиля приносит определенное удовлетворение и удовольствие. В солнечный день может быть приятно мчаться по шоссе под любимую музыку и ветер в волосах.

Если вы сейчас учитесь в начальной школе, все будет выглядеть иначе, когда вы станете достаточно взрослыми, чтобы получить водительские права? Что, если к тому времени, когда вы станете достаточно взрослым, чтобы водить машину, автомобили будут сами водить машину?

Звучит как надуманная научная фантастика? Может быть… а может и нет! С тех пор, как были изобретены автомобили, ученые и производители искали способы сделать их более легкими в управлении и более автоматизированными.

Самые ранние достижения в области автомобильной автоматизации относятся к 1920-х и 1930-х годов. Круиз-контроль, который позволяет автомобилю поддерживать заданную скорость без участия человека, существует с 1940-х годов.

Полностью самоуправляемые (или беспилотные, или беспилотные, или автономные) автомобили, однако, должны были ждать, пока технологии не оправдали мечты ранних ученых-автомобилистов. Первые такие автомобили появились еще в 1980-х годах благодаря работе ученых Университета Карнеги-Меллона.

Благодаря современным технологиям, таким как беспроводной Интернет, спутники Глобальной системы позиционирования (GPS), цифровые карты и передовые компьютеры, способные быстро обрабатывать сигналы радаров и лидаров, беспилотные автомобили стали ближе, чем когда-либо. Технологический гигант Google и производитель электромобилей Tesla в настоящее время работают над усовершенствованными прототипами автомобилей, которые будут управлять автомобилем, пока вы сидите и наслаждаетесь поездкой.

Когда эти транспортные средства перемещаются по улицам города, они следуют цифровым картам, в то время как передовые датчики передают необходимую информацию об окружающей среде, пробках и дорожных опасностях. Они останавливаются, едут и доставляют вас к месту назначения без участия человека.

Потенциальные преимущества беспилотных автомобилей многочисленны. Можете ли вы представить, насколько проще было бы ездить на работу, если бы вы могли сидеть сложа руки и читать книгу, пока ваша машина везет вас на работу? Беспилотные автомобили также станут огромным подспорьем для слепых или людей с нарушениями зрения, а также для пожилых людей, которые больше не могут безопасно управлять автомобилем. Говоря о безопасности, по оценкам экспертов, беспилотные автомобили значительно сократят количество аварий, подавляющее большинство которых вызвано человеческим фактором.

Итак, увидим ли мы беспилотные автомобили на дорогах в ближайшие несколько лет? Возможно нет. Несмотря на то, что есть еще некоторые технологические препятствия, основные препятствия носят нормативный характер. Самоуправляемые автомобили потребуют принятия многих новых законов, чтобы создать основу для нового мира, в котором автомобили ездят сами по себе. Например, кто будет нести ответственность, если два беспилотных автомобиля попадут в аварию?

Еще одним потенциальным недостатком беспилотных автомобилей является их стоимость. Как и в случае с любой другой новой технологией, первые модели, выставленные на продажу, вероятно, будут довольно дорогими. Еще одна проблема, с которой придется столкнуться производителям, заключается в том, действительно ли водители хотят отказаться от контроля. В то время как некоторым людям нравится сидеть сложа руки и читать, пока их везут на работу, другие действительно получают удовольствие от вождения автомобиля.

Интересно, что дальше?

Если вы посетите Вандерополис завтра, вам повезет!

Попробуйте

Готовы прокатиться? Проверьте следующие действия с другом или членом семьи:

• Знаете ли вы, что беспилотные автомобили строятся и испытываются сегодня? Это правда! Зайдите в Интернет, чтобы прочитать все о прогрессе, достигнутом в рамках проекта Google по созданию беспилотных автомобилей. Что вы думаете? Как быстро эта технология будет развиваться? Уйдет ли получение водительских прав в прошлое к тому времени, когда вы станете достаточно взрослыми, чтобы водить машину?
• Помните, как вы вместе с детьми отправились в путешествие по пересеченной местности на своем новом беспилотном автомобиле? Нет? Ну, это то, что мы хотим, чтобы вы представили сегодня. Задумайтесь на много лет вперед, в тот день, когда у вас будут не только дети, но и беспилотный автомобиль. Как бы выглядел двухнедельный отпуск в путешествии? Напишите историю, которая разделит ваше видение будущего с миром!
• Помимо того, что они очень крутые и, возможно, предотвращают несчастные случаи, беспилотные автомобили имеют и другие потенциальные преимущества. Но есть также немало потенциальных недостатков, которые мешают увидеть беспилотные автомобили на дорогах в ближайшем будущем. В дополнение к потенциальным негативным аспектам беспилотных автомобилей, которые обсуждались в сегодняшнем чуде дня, какие еще препятствия, по вашему мнению, необходимо преодолеть? С другой стороны, какие дополнительные преимущества вы можете получить от беспилотных автомобилей? Поделитесь своими мыслями с другом или членом семьи. Что они думают?

Wonder Sources

• http://www.businessinsider.com/report-10-million-self-driving-cars-will-be-on-the-road-by-2020-2015-5-6
• https://en.wikipedia.org/wiki/Autonomous_car

Получили?

Проверьте свои знания

Wonder Contributors

Благодарим:

Ачут
за ответы на вопросы по сегодняшней теме Wonder!

Удивляйтесь вместе с нами!

Что вас интересует?

Wonder Words

• ветер
• волосы
• карта
• ключ
• закон
• стоит
• лицензия
• сигнал
• датчик
• трафик
• препятствие
• препятствие
• удовлетворение
• удовольствие
• продвижение
• автоматика
• автономный
• ускоритель

Примите участие в конкурсе Wonder Word

Оцените это чудо

Поделись этим чудом

×

ПОЛУЧАЙТЕ СВОЕ ЧУДО ЕЖЕДНЕВНО

Подпишитесь на Wonderopolis и получайте Wonder of the Day® по электронной почте или SMS

Присоединяйтесь к Buzz

Не пропустите наши специальные предложения, подарки и рекламные акции. Узнай первым!

Поделитесь со всем миром

Расскажите всем о Вандополисе и его чудесах.

Поделиться Wonderopolis

Wonderopolis Widget

Хотите делиться информацией о Wonderopolis® каждый день? Хотите добавить немного чуда на свой сайт? Помогите распространить чудо семейного обучения вместе.

Добавить виджет

Ты понял!

Продолжить

Не совсем!

Попробуйте еще раз

Что такое беспилотные автомобили и как они работают?

Корпоративный ИИ

К

• Бен Луткевич, Технические характеристики Писатель

Что такое беспилотный автомобиль?

Самоуправляемый автомобиль (иногда называемый автономным автомобилем или автомобилем без водителя) — это транспортное средство, использующее комбинацию датчиков, камер, радара и искусственного интеллекта (ИИ) для перемещения между пунктами назначения без участия человека-оператора. Чтобы считаться полностью автономным, транспортное средство должно иметь возможность перемещаться без вмешательства человека в заранее определенный пункт назначения по дорогам, которые не приспособлены для его использования.

Компании, разрабатывающие и/или тестирующие автономные автомобили, включают Audi, BMW, Ford, Google, General Motors, Tesla, Volkswagen и Volvo. В тесте Google участвовал парк беспилотных автомобилей, включая Toyota Prii и Audi TT, которые проехали более 140 000 миль по улицам и шоссе Калифорнии.

Как работают беспилотные автомобили

Технологии искусственного интеллекта обеспечивают работу беспилотных автомобильных систем. Разработчики беспилотных автомобилей используют огромные объемы данных из систем распознавания изображений, а также машинное обучение и нейронные сети для создания систем, которые могут управлять автономно.

Нейронные сети определяют закономерности в данных, которые передаются алгоритмам машинного обучения. Эти данные включают в себя изображения с камер беспилотных автомобилей, на которых нейронная сеть учится идентифицировать светофоры, деревья, бордюры, пешеходов, дорожные знаки и другие элементы любой заданной среды вождения.

Например, проект беспилотного автомобиля Google под названием Waymo использует комбинацию датчиков, лидара (обнаружение света и определение дальности — технология, аналогичная RADAR) и камер и объединяет все данные, генерируемые этими системами, для идентификации всего вокруг. транспортного средства и предсказать, что эти объекты могут делать дальше. Это происходит за доли секунды. Зрелость важна для этих систем. Чем больше ездит система, тем больше данных она может включить в свои алгоритмы глубокого обучения, что позволяет ей принимать более тонкие решения при вождении.

Ниже описано, как работают автомобили Google Waymo:

• Водитель (или пассажир) задает пункт назначения. Программное обеспечение автомобиля рассчитывает маршрут.
• Вращающийся датчик Lidar, установленный на крыше, отслеживает 60-метровый диапазон вокруг автомобиля и создает динамическую трехмерную (3D) карту текущего окружения автомобиля.
• Датчик на левом заднем колесе отслеживает боковое движение, чтобы определить положение автомобиля относительно 3D-карты.
• Радиолокационные системы в переднем и заднем бамперах рассчитывают расстояние до препятствий.
Программное обеспечение AI
• в автомобиле подключается ко всем датчикам и собирает данные с Google Street View и видеокамер внутри автомобиля.
• ИИ моделирует процессы человеческого восприятия и принятия решений с помощью глубокого обучения и управляет действиями в системах управления водителем, такими как рулевое управление и тормоза.
• Программное обеспечение автомобиля обращается к Google Maps за предварительным уведомлением о таких вещах, как ориентиры, дорожные знаки и огни.
• Доступна функция блокировки, позволяющая человеку взять на себя управление транспортным средством.

Автомобили с функциями автономного вождения

Проект Google Waymo — пример беспилотного автомобиля, который почти полностью автономен. Он по-прежнему требует присутствия человека-водителя, но только для того, чтобы переопределить систему, когда это необходимо. Это не самоуправляемый автомобиль в чистом виде, но в идеальных условиях он может вести себя сам. Обладает высоким уровнем автономности.

Многие из автомобилей, доступных сегодня потребителям, имеют более низкий уровень автономии, но все же имеют некоторые функции автономного вождения. Функции автономного вождения, доступные во многих серийных автомобилях с 2022 года, включают следующее:

• Рулевое управление без помощи рук центрирует автомобиль без рук водителя на руле. Водителю по-прежнему требуется внимание.
• Адаптивный круиз-контроль (ACC) автоматически поддерживает заданную дистанцию ​​между автомобилем водителя и автомобилем впереди.
• Центральное рулевое управление срабатывает, когда водитель пересекает разметку полосы движения, автоматически подталкивая автомобиль к противоположной полосе.

Уровни автономии в беспилотных автомобилях

Национальная администрация безопасности дорожного движения США (NHTSA) определяет шесть уровней автоматизации, начиная с уровня 0, когда люди управляют автомобилем, с помощью технологий помощи водителю и заканчивая полностью автономными автомобилями. Вот пять уровней, которые следуют за автоматизацией уровня 0:

.

• Уровень 1:  Усовершенствованная система помощи водителю (ADAS) помогает водителю управлять автомобилем, тормозить или ускоряться, но не одновременно. ADAS включает в себя камеры заднего вида и такие функции, как предупреждение о вибрации сиденья, чтобы предупредить водителей, когда они съезжают с полосы движения.
• Уровень 2:  Система ADAS, которая может одновременно управлять автомобилем и тормозить или ускоряться, в то время как водитель остается полностью осведомленным о том, что находится за рулем, и продолжает действовать как водитель.
• Уровень 3: Автоматизированная система вождения (ADS) может выполнять все задачи вождения при определенных обстоятельствах, например парковать автомобиль. В этих обстоятельствах водитель-человек должен быть готов снова взять на себя управление и по-прежнему должен быть основным водителем транспортного средства.
• Уровень 4: ADS может выполнять все задачи вождения и контролировать окружающую среду при определенных обстоятельствах. В таких обстоятельствах система ADS достаточно надежна, чтобы водитель не обращал на нее внимания.
• Уровень 5:  ADS автомобиля действует как виртуальный шофер и управляет автомобилем при любых обстоятельствах. Люди, находящиеся в салоне, являются пассажирами и никогда не должны управлять транспортным средством.

Уровни автоматизации в беспилотных автомобилях.

Использование

По состоянию на 2022 год автопроизводители достигли уровня 4. Производители должны пройти ряд технологических этапов и решить несколько важных вопросов, прежде чем полностью автономные автомобили можно будет покупать и использовать на дорогах общего пользования в Соединенных Штатах. Несмотря на то, что автомобили с автономией 4-го уровня недоступны для общественного потребления, они используются для других целей.

Например, компания Google Waymo в партнерстве с Lyft предложила полностью автономный коммерческий сервис по совместному использованию поездок под названием Waymo One. Пассажиры могут вызвать беспилотный автомобиль, чтобы доставить их к месту назначения и оставить отзыв для Waymo. В автомобилях по-прежнему есть водитель безопасности на случай, если потребуется отключить ADS. Эта услуга доступна только в районе Метро Феникс, Сан-Франциско и совсем недавно в Лос-Анджелесе по состоянию на конец 2022 года, но планируется расширить ее на другие города.

Автономные подметальные машины также производятся в китайской провинции Хунань, отвечающие требованиям уровня 4 для самостоятельной навигации в знакомой среде с ограниченным числом новых ситуаций.

Прогнозы производителей относительно того, когда машины 4-го и 5-го уровня станут широко доступны, различаются. Успешный автомобиль 5-го уровня должен уметь реагировать на новые дорожные ситуации так же хорошо или даже лучше, чем человек.

Плюсы и минусы беспилотных автомобилей

Главным преимуществом, рекламируемым сторонниками автономных транспортных средств, является безопасность. По оценкам Министерства транспорта США и статистического прогноза дорожно-транспортных происшествий на 2017 год, в дорожно-транспортных происшествиях в этом году погибло 37 150 человек. По оценкам NHTSA, 94% серьезных аварий происходят из-за человеческих ошибок или неправильного выбора, например вождения в нетрезвом виде или отвлечения внимания. Автономные автомобили устраняют эти факторы риска из уравнения, хотя беспилотные автомобили по-прежнему уязвимы для других факторов, таких как механические проблемы, которые вызывают аварии.

Если автономные автомобили смогут значительно сократить количество аварий, экономические выгоды могут быть огромными. По данным NHTSA, травмы влияют на экономическую деятельность, в том числе 57,6 млрд долларов США в виде потери производительности на рабочем месте и 594 млрд долларов США из-за гибели людей и снижения качества жизни из-за травм.

Теоретически, если бы дороги были в основном заняты беспилотными автомобилями, движение было бы равномерным и пробок было бы меньше. В полностью автоматизированных автомобилях пассажиры могли заниматься продуктивной деятельностью по дороге на работу. Люди, которые не могут водить машину из-за физических ограничений, смогут обрести новую независимость с помощью автономных транспортных средств и получат возможность работать в областях, требующих вождения.

Автономные грузовики были протестированы в США и Европе, чтобы позволить водителям использовать автопилот на больших расстояниях, освобождая водителя для отдыха или выполнения задач и повышая безопасность водителя и эффективность использования топлива. Эта инициатива, получившая название группировка грузовиков , основана на ACC, системах предотвращения столкновений и связи между транспортными средствами для совместной ACC.

Недостатком технологии автономного вождения может быть то, что езда в автомобиле без водителя за рулем может нервировать — по крайней мере, поначалу. Но по мере того, как возможности самостоятельного вождения становятся обычным явлением, водители-люди могут чрезмерно полагаться на технологию автопилота и оставлять свою безопасность в руках автоматизации, даже если они должны действовать в качестве резервных водителей в случае сбоев программного обеспечения или механических проблем.

В одном примере от марта 2018 года внедорожник Tesla Model X работал на автопилоте, когда врезался в разделительную полосу шоссе. По данным компании, руки водителя не находились на руле, несмотря на визуальные предупреждения и звуковое предупреждение о необходимости положить руки на руль. Еще одна авария произошла, когда искусственный интеллект Tesla принял боковую часть блестящего отражения грузовика за небо.

Безопасность беспилотных автомобилей и проблемы

Автономные автомобили должны научиться распознавать бесчисленное количество объектов на пути автомобиля, от веток и мусора до животных и людей. Другими проблемами на дороге являются туннели, которые мешают работе GPS, строительные проекты, которые приводят к смене полосы движения, или сложные решения, например, где остановиться, чтобы пропустить машины скорой помощи.

Системы должны принимать мгновенные решения о том, когда следует снизить скорость, свернуть в сторону или продолжить ускорение в обычном режиме. Это постоянная проблема для разработчиков, и есть сообщения о том, что беспилотные автомобили колеблются и без необходимости сворачивают, когда обнаруживаются объекты на проезжей части или рядом с ней.

Эта проблема проявилась в аварии со смертельным исходом в марте 2018 года, в которой участвовал беспилотный автомобиль, управляемый Uber. Компания сообщила, что программное обеспечение автомобиля идентифицировало пешехода, но сочло это ложным срабатыванием и не свернуло, чтобы не сбить ее. Эта авария заставила Toyota временно прекратить испытания беспилотных автомобилей на дорогах общего пользования, но испытания будут продолжены в других местах. Исследовательский институт Toyota строит испытательный центр на участке площадью 60 акров в Мичигане для дальнейшего развития технологии автоматизированных транспортных средств.

Вместе с авариями возникает и вопрос ответственности, и законодателям еще предстоит определить, кто несет ответственность, когда в аварию попадает беспилотный автомобиль. Существуют также серьезные опасения, что программное обеспечение, используемое для управления автономными транспортными средствами, может быть взломано, и автомобильные компании работают над устранением рисков кибербезопасности.

Автопроизводители подчиняются Федеральным стандартам безопасности транспортных средств, и NHTSA сообщило, что необходимо проделать дополнительную работу, чтобы автомобили соответствовали этим стандартам.

В Китае автопроизводители и регулирующие органы принимают другую стратегию, чтобы соответствовать стандартам и сделать беспилотные автомобили повседневной реальностью. Правительство Китая начинает пересматривать городские ландшафты, политику и инфраструктуру, чтобы сделать окружающую среду более благоприятной для беспилотных автомобилей. Это включает в себя написание правил о том, как люди передвигаются, и найм операторов мобильных сетей, которые возьмут на себя часть обработки, необходимой для предоставления беспилотным транспортным средствам данных, необходимых для навигации. Будут реализованы «Национальные испытательные дороги». Это возможно благодаря авторитарному характеру китайского правительства, которое обходит спорную демократию, через которую проходят тесты в Америке.

История беспилотных автомобилей

Путь к самоуправляемым автомобилям начался с дополнительных функций автоматизации для обеспечения безопасности и удобства до 2000 года, с круиз-контролем и антиблокировочной системой тормозов. На рубеже тысячелетий в транспортных средствах стали доступны расширенные функции безопасности, включая электронный контроль устойчивости, обнаружение слепых зон, а также предупреждения о столкновении и смене полосы движения. По данным NHTSA, в период с 2010 по 2016 год появились расширенные возможности помощи водителю, такие как видеокамеры заднего вида, автоматические экстренные тормоза и помощь в центрировании полосы движения.

С 2016 года беспилотные автомобили перешли к частичной автономии с функциями, помогающими водителям оставаться на своей полосе, а также с технологией адаптивного круиз-контроля и возможностью самостоятельной парковки.

Полностью автоматизированные транспортные средства пока недоступны для широкой публики и, возможно, не появятся в течение многих лет. В США NHTSA предоставляет федеральные рекомендации по внедрению новой ADS на дорогах общего пользования. По мере развития автономных автомобильных технологий будет развиваться и руководство департамента.

Беспилотные автомобили еще не разрешены на большинстве дорог. В июне 2011 года Невада стала первой юрисдикцией в мире, разрешившей тестировать беспилотные автомобили на дорогах общего пользования; С тех пор за ними последовали Калифорния, Флорида, Огайо и Вашингтон, округ Колумбия.

История беспилотных автомобилей уходит далеко в прошлое. Леонардо да Винчи спроектировал первый прототип примерно в 1478 году. Автомобиль да Винчи был спроектирован как самоходный робот с приводом от пружин, с программируемым рулевым управлением и возможностью следовать заданным курсам.

Последнее обновление: январь 2023 г.

Продолжить чтение О беспилотном автомобиле (автономный автомобиль или беспилотный автомобиль)

• Будущее ИИ на транспорте выходит за рамки беспилотных автомобилей

• Как беспилотные автомобили будут взаимодействовать друг с другом (и с нами)

• Колорадо считает, что технология автономных транспортных средств может спасти жизни

• Упрощение автономного автомобиля

• Полностью беспилотные автомобили Waymo уже здесь

Копать глубже в технологиях ИИ

• Развитие технологий автономных транспортных средств на фоне больших проблем

  Автор: Эстер Аджао

• Что означает для остального мира программа беспилотных транспортных средств Саудовской Аравии?

  Автор: Пэт Бранс

• Запуск автономных грузовиков привлекает 200 миллионов долларов, но сталкивается с конкуренцией

  Автор: Марк Лаббе

• Департамент транспорта запрашивает мнение отрасли о технологии автономных транспортных средств

  Автор: Лис Эвенстад

Бизнес-аналитика

• Informatica добавляет бесплатный инструмент интеграции данных без кода

  В рамках стремления сделать управление данными доступным не только специалистам по данным, поставщик предлагает новые бесплатные и . ..

• Talend добавляет наблюдаемость и улучшенный ETL в пакет Data Fabric

  Обновление платформы поставщика Winter ’23 включает в себя множество новых коннекторов и расширенные возможности автоматизации в дополнение к …

• Snowflake запускает отраслевое облако данных для телекоммуникаций

  Этот инструмент, разработанный специально для телекоммуникационных компаний, поставляется с готовыми наборами данных и возможностями, позволяющими быстро …

ИТ-директор

• 4 типа реакции сотрудников на цифровую трансформацию

  Успех проекта цифровой трансформации зависит от заинтересованности сотрудников. Узнайте, как организации могут обращаться к сотрудникам …

• 10 ключевых инструментов цифровой трансформации, которые нужны ИТ-директорам

  Ключевая обязанность ИТ-директора — опережать сбои. Узнайте об инструментах цифровой трансформации, которые могут помочь защитить …

• 4 проблемы для создания культуры инноваций

  Успешное внедрение технологий зависит от способности бизнеса принимать изменения. ИТ-директора должны поощрять принятие рисков при …

Управление данными

• Успешный анализ данных начинается с процесса обнаружения

  По мере усложнения данных организации процессы обнаружения помогают организациям выявлять закономерности для решения потенциальных проблем и…

• Избегайте разрастания данных с помощью единого источника достоверной информации

  Исследование Enterprise Strategy Group показывает, что организации испытывают трудности с анализом данных в режиме реального времени. Единственный источник правды может…

• InfluxData привлекает 81 миллион долларов для расширения возможностей временных рядов

  Поставщик является создателем и ведущим спонсором базы данных InfluxDB с открытым исходным кодом и планирует использовать новое финансирование для дальнейшего .