СССР был первым?

Математическая модель заменяет водителя и управляет автомобилем, совершенно не прибегая к помощи человека.

Что это – реальность? Ещё нет. Тогда фантастика? Тоже нет, уже и не фантастика. Математическая модель в качестве дублёра водителя, хотя и робко, но уже делает первые шаги, точнее километры, по земным дорогам.

Конечно, было бы слишком смело утверждать, что в скором времени появятся автоматические устройства, способные полностью заменить водителя, умеющие не только уверенно читать дорожную обстановку во всём её многообразии, но и отлично разбираться в степени потенциальной опасности каждого из многочисленных объектов, её составляющих. А ведь эти качества основа мастерства водителя, и, не переняв их, никакая самая совершенная машина не будет в состоянии конкурировать с человеком в управлении автомобилем.

Однако мы совершенно не погрешили против истины, утверждая, что автомобиль без водителя уже не фантастика. Да, он создан и существует в Московском автомобильно-дорожном институте. Правда, автомату доверяют пока лишь педали “газа” и тормоза на прямолинейных участках, а руль “дают в руки” только при движении по заранее известным и простейшим траекториям. Но и в таком, довольно узком диапазоне электронный водитель находит себе применение. В частности, при испытаниях автомобилей на полигонах.

Первое автоматическое устройство управления скоростью и дистанцией до ближайшей машины, движущейся в попутном направлении, действовало, на первый взгляд, почти 

идеально – с точностью до сантиметров держало расстояние, которое непрерывно вычислялось бортовой ЭВМ, и мгновенно реагировало на малейшее отклонение от нормы. Но столь высокая чувствительность оказалась ни к чему. Слишком частые притормаживания и ускорения автомобиля в ответ на практически совершенно не опасные изменения условий вызывали у водителя, контролирующего работу автомата, излишнюю настороженность и напряжение. Поскольку из-за непредвиденных дорожных ситуаций полностью исключить присутствие человека в автомобиле нельзя, подобный дискомфорт езды надо было устранять. Решили в бортовую ЭВМ – мозг автомата – заложить программу, соответствующую действиям отличного водителя. Подобная программа в принципе и представляет собой математическую модель – систему сложных математических уравнений, в которых неизвестными, то есть вычисляемыми, являются углы перемещений педалей “газа”, тормоза, руля, а известными – скорость, дистанция и траектория движения. Эти, важнейшие для движения параметры, в свою очередь, контролируются радиолокационными или ультразвуковыми локаторами, смонтированными на борту.

Как обычно, а ещё важнее необычно, действует водитель? Скажем, неожиданно сократилась дистанция. Что делать? Просто “сбросить газ” или ещё притормозить? Решение, разумеется, зависит от ситуации и принимается водителем всякий раз на основе опыта и сформировавшегося за многие годы динамического стереотипа.

Другая сторона дела. Восприятию водителем дорожной ситуации, как оказалось, свойственна нечувствительность к незначительным отклонениям скорости или дистанции от контролируемых им показателей. Но каковы величины этих зон нечувствительности? Кроме того, любой человек и водитель в частности, всегда допускает временную задержку, воздействуя на какие-либо органы управления. А какова степень этих задержек у разных водителей? Для ответа на все эти вопросы потребовались многочисленные исследования.

Надо сказать, что работа начиналась не на голом месте. В авиации к тому времени был уже накоплен достаточный опыт моделирования деятельности пилота и доказана необходимость использования методов кибернетики. Но модель “водитель автомобиля” оказалась твёрдым орешком для научного поиска. В отличие от операторов, управляющих другими транспортными средствами, его действия являются ответной реакцией на невероятное многообразие дорожных ситуаций, порой совершенно непредсказуемых. Специалистам, и автору в том числе, пришлось использовать самые современные методы технической и биологической кибернетики. Уже сегодня математическая модель водителя наделена свойствами, присущими сложнейшим кибернетическим системам, но впереди ещё много вопросов, ожидающих решения.

Понятно, что испытаниями автомобилей или перевозками на ограниченных территориях не исчерпывается сфера возможного применения автомобильных роботов. Скажем, что ещё при проектировании автомобиля используют, если так можно выразиться, умственные способности этого создания – ту же самую математическую модель водителя – для расчёта на ЭВМ оптимальной устойчивости, управляемости и плавности хода нового транспортного средства.

Совершенно другая роль отводится математической модели в перспективных автоматизированных системах управления (АСУ) дорожным движением. Там она будет представлять человека как основной элемент системы “автомобиль – водитель – дорога” (АВД). Разумеется, память ЭВМ не может хранить характерные свойства всех водителей. Но даже ориентируясь на усреднённую модель, можно, по прогнозам специалистов, добиться заметного эффекта в сокращении транспортных задержек и повышении уровня безопасности движения.

Для создания такой усреднённой модели водителя необходимо всесторонне изучить множество действий самых разных типов людей за рулём, обладающих разным опытом вождения всех видов автомобилей.

Большой практический интерес представляет и построение модели “эталонный водитель”, хотя само по себе такое понятие в определённой мере относительно. И тем не менее использование существующих методов кибернетики и математической статистики даёт возможность набросать с высокой степенью приближения “портрет” идеального водителя. Конечно, для достижения такого сходства многим водителям пришлось провести не один сеанс “позирования” как в дорожных условиях, так и за рулём исследовательского тренажёрного комплекса. Чуткие приборы регистрировали самые незначительные изменения всех параметров движения: скорости, траектории, углов отклонения органов управления автомобилем, а также ряда информативных показателей психофизиологического состояния самого водителя. Разумеется, такой огромный массив данных мог быть обработан и проанализирован только с помощью ЭВМ.

В процессе создания математической модели эталонного водителя определилась ещё одна её возможная роль. Действительно, коль скоро мы имеем возможность объективно сравнивать мастерство водителей с образцом, то открывается реальный путь к повышению качества их подготовки.

Вот хотя бы один из возможных вариантов использования модели в учебных комбинатах. Психологи считают, что точная оценка обучаемым таких важных для безопасности движения параметров, как скорость и дистанция, может успешно отрабатываться в процессе тренировок. Эталонная модель в этом случае позволяет увидеть характер изменения навыков курсанта, а также соразмерность его ответных действий на колебания скорости и дистанции. А именно эти параметры и необходимо знать для целенаправленного управления процессом обучения.

Как видим, диапазон использования на практике возможностей математической модели водителя довольно широк, и первые шаги в этом направлении уже сделаны.

Архив "За Рулём":

http://www.zr.ru/archive/zr/1982/12/robot-vmiesto-voditielia