Platooning

Платунинг (от англ. platoon — взвод, отряд) — это технология организации движения колонны транспортных средств, при которой несколько автомобилей движутся на близком расстоянии друг за другом с синхронизированным управлением, образуя так называемую «виртуальную сцепку». Основная цель платунинга — снижение аэродинамического сопротивления, уменьшение расхода топлива, повышение пропускной способности дорог и безопасности за счёт сокращения человеческого фактора. Технология базируется на системах связи между автомобилями (V2V — Vehicle-to-Vehicle), адаптивном круиз-контроле и, в перспективе, на полностью автономном управлении.

История развития

Идея движения автомобилей в плотной колонне для экономии топлива возникла ещё в середине XX века, но практическая реализация стала возможна только с развитием электроники и систем связи.

Ранние эксперименты

Первые прототипы платунинга были разработаны в 1990-х годах в рамках европейского проекта PROMETHEUS (Programme for a European Traffic with Highest Efficiency and Unprecedented Safety). В 1997 году в Калифорнии (США) прошли демонстрационные заезды колонн из восьми автомобилей, управляемых автоматически, на специально оборудованной трассе. Эти испытания подтвердили принципиальную возможность безопасного движения с межосевым расстоянием в несколько метров.

Современные проекты

С 2010-х годов интерес к платунингу резко возрос благодаря успехам в области беспроводной связи (стандарты DSRC, LTE-V2X, 5G) и развитию систем ADAS (Advanced Driver Assistance Systems). Крупнейшие автопроизводители (Scania, Volvo, Daimler, Tesla) и технологические компании начали активные испытания. В 2016 году в Европе стартовал проект ENSEMBLE, объединивший 11 производителей грузовиков для создания единого стандарта платунинга. В 2019 году компания Scania провела испытания колонн из трёх грузовиков на общественных дорогах Швеции, показав экономию топлива до 12% для ведущего автомобиля и до 16% для следующих за ним.

В России разработки в области платунинга велись в рамках проектов по созданию интеллектуальных транспортных систем (ИТС). В 2021 году на трассе М-11 «Нева» были проведены испытания колонн из грузовых автомобилей КАМАЗ с использованием российской системы связи «Автодата». Эксперименты показали возможность снижения расхода топлива на 8–10% при движении на скорости 80 км/ч.

Принцип работы

Платунинг основан на трёх ключевых технологических компонентах:

1. Связь между автомобилями (V2V). Каждый автомобиль в колонне постоянно передаёт другим участникам данные о своей скорости, ускорении, торможении, положении руля и состоянии тормозной системы. Задержка передачи не должна превышать 10–20 миллисекунд, чтобы система успевала реагировать на изменения.
2. Адаптивный круиз-контроль (ACC). Базовый элемент, поддерживающий заданную дистанцию. В платунинге используется кооперативный адаптивный круиз-контроль (CACC), который получает данные не только от радара/лидара, но и от впереди идущего автомобиля по каналу связи.
3. Система управления колонной. Ведущий автомобиль (лидер) задаёт общую скорость и траекторию. Ведомые автомобили автоматически подстраиваются, синхронизируя торможение и ускорение. В некоторых реализациях лидер может управлять всей колонной дистанционно.

Типы платунинга

По степени автоматизации и роли водителя выделяют три основных типа:

Преимущества и недостатки

Преимущества

• Экономия топлива. За счёт снижения аэродинамического сопротивления (эффект «драфтинга») расход топлива для ведомых автомобилей снижается на 10–20%, для ведущего — на 5–10%. Для грузового транспорта это даёт значительную экономию на дальних маршрутах.
• Повышение безопасности. Система реагирует на торможение впереди идущего автомобиля быстрее человека (задержка менее 0,1 секунды против 0,5–1,5 секунды у человека). Это снижает риск цепных столкновений.
• Увеличение пропускной способности дорог. Плотное движение колонн (дистанция 5–15 метров) позволяет разместить на одной полосе больше автомобилей, уменьшая заторы.
• Снижение нагрузки на водителя. При полуавтоматическом платунинге водитель ведомых автомобилей может отдохнуть, доверив управление системе. Это особенно актуально для дальнобойщиков.

Недостатки и риски

• Техническая сложность. Требуется надёжная и быстрая связь между автомобилями, а также высокая точность сенсоров. Сбои в работе могут привести к авариям.
• Правовые и нормативные проблемы. В большинстве стран законодательство не предусматривает движение колонн без участия водителя. Требуется определение ответственности за ДТП (водитель лидера, водитель ведомого или производитель системы).
• Уязвимость к кибератакам. Взлом системы связи может позволить злоумышленникам управлять колонной или провоцировать аварии.
• Психологический дискомфорт. Многие водители испытывают стресс при движении на очень малой дистанции (менее 10 метров) на высокой скорости, особенно в условиях плохой видимости.

Применение

Грузовые перевозки

Платунинг наиболее востребован в сфере грузовых автоперевозок. Крупные логистические компании (DHL, DB Schenker) и автопроизводители (Scania, Volvo, MAN) проводят испытания на европейских автомагистралях. Ожидается, что внедрение платунинга позволит снизить операционные расходы на 10–15% за счёт экономии топлива и сокращения времени в пути.

Пассажирский транспорт

В перспективе технология может применяться для автобусов и легковых автомобилей. Например, в рамках проекта «Автоматизированные колонны» (США) рассматривается возможность организации движения маршрутных такси в режиме платунинга для повышения пропускной способности городских магистралей.

Специальная техника

Платунинг используется в военных целях для движения колонн снабжения, а также в горнодобывающей промышленности для транспортировки руды на карьерных самосвалах (например, проект компании Caterpillar).

Перспективы и развитие

Основными направлениями развития платунинга являются:

• Стандартизация. Создание единых протоколов связи (например, стандарт ETSI ITS-G5 в Европе) для совместимости автомобилей разных марок.
• Интеграция с дорожной инфраструктурой. Взаимодействие колонн с умными светофорами и системами управления трафиком (V2I — Vehicle-to-Infrastructure).
• Автономное вождение. Полностью автоматический платунинг без водителей в ведомых автомобилях является первым шагом к внедрению автономных грузовиков на магистралях.
• Смешанные колонны. Возможность включения в колонну автомобилей разных типов (грузовики, автобусы, легковые) с разной степенью автоматизации.

По оценкам экспертов, к 2030–2035 годам платунинг может стать стандартной функцией для грузовых автомобилей на основных автомагистралях развитых стран, при условии решения правовых и технических проблем.

Интересные факты

• В 2019 году компания Tesla продемонстрировала прототип платунинга для электромобилей Model 3, показав экономию энергии до 30% для ведомого автомобиля.
• В Швеции в 2020 году был проведён эксперимент, в котором колонна из трёх грузовиков проехала 500 км без участия водителей в ведомых машинах на трассе E4.
• В России в 2023 году на трассе М-12 «Восток» были проведены испытания платунинга с участием грузовиков КАМАЗ-54901, показавшие возможность движения с дистанцией 8 метров на скорости 90 км/ч.

Источники

• ENSEMBLE Project. Multi-brand platooning in Europe. European Commission, 2021.
• Scania CV AB. Platooning: Fuel savings and safety. Scania Technical Report, 2020.
• Министерство транспорта РФ. Концепция развития интеллектуальных транспортных систем в Российской Федерации. Москва, 2022.
• Tsugawa, S. et al. A Review of Truck Platooning Projects. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 2016.
• Volvo Group. Automated Truck Platooning: Technology and Benefits. Volvo Technology Report, 2019.