Примечание: Национальное управление безопасностью движения на трассах (NHTSA) и Министерство транспорта опубликовали в ноябре прошлого года предварительное уведомление о проекте стандартизации безопасности движения беспилотных автомобилей. Мы попросили Эгиля Юлиуссена, опытного аналитика автомобильной промышленности и обозревателя EE Times рассказать нам об этом. В этом тексте он объяснит нам как NHTSA определяет беспилотные автомобили, что входит в «нормы безопасности» и какие вопросы управление ставит перед индустрией для улучшения своего законопроекта.

19 ноября 2020 года NHTSA опубликовало предварительную версию своего законопроекта со стандартами безопасности для беспилотных транспортных средств. Комментарии и поправки к этому документу принимаются до 1 февраля 2021 года. Работа над этим документом знаменует начало стандартизации правил работы беспилотных автомобилей. Рекомендации в этом документе могут стать одними из самых важных для автомобильной промышленности на долгие годы. К чему стремится NHTSA и чего мы можем ожидать от этого проекта?

Название законопроекта звучит как «Основы безопасности для систем автоматизации езды». Официальная версия документа объемом более чем в 60 страниц была включена в Федеральный реестр 3 декабря 2020 года (18-страничный раздел мелким шрифтом). Также есть ссылка, по которой можно прочитать публичные комментарии, а свои можно оставить здесь.

Для описания аппаратного и программного обеспечения беспилотных транспортных средств управление использует термин «Automated Driving System (ADS)» (система автоматизации езды – прим. переводчика). Далее по тексту я также буду придерживаться этого термина.

Краткое изложение документа

Следующий абзац представляет собой краткое изложение законопроекта об ADS.

Национальное управление безопасностью движения на трассах собирает комментарии к документу с концепциями безопасности систем автоматизации езды (ADS). В этом документе будут объективно определены, оценены и отработаны стандарты безопасности ADS, причем одним из приоритетов документа является гибкость внесения правок и обновлений. Управление стремится использовать существующие результаты и инструменты для формирования данного законопроекта, поскольку работа по развитию современных ADS продолжается. Управление принимает обратную связь по ключевым аспектам, которые могут помочь в разрешении вопросов, связанных с безопасностью автотранспортных средств с учетом инновационных разработок и в соответствии с требованиями органов власти.

Письменные комментарии должны быть отправлены до 1 февраля 2021 г. на Федеральный портал электронного законотворчества: http://www.regulations.gov. Комментарии должны ссылаться на номер дела: NHTSA-2020-0106.

Предпосылки к созданию законопроекта

Управление подошло к работе над этим документом после сбора больших объемов данных и статистики в области беспилотного транспорта. Первые федеральные стандарты безопасности транспортных средств были приняты еще в 1966 году, и даже тогда у управления были статистически данные о ДТП, которые позволяли определять регуляции для снижения количества аварий. Сегодня данных о ДТП гораздо больше, но данных для разработки систем помощи водителю и других систем безопасности не хватает.

Разработать стандарты для ADS сложнее по целому ряду причин:

• Нет транспортных средств с ADS, которые управление могло бы протестировать и сделать выводы
• Нет эксплуатационных данных, которые управление могло бы проанализировать
• Технологии автоматизации езды быстро развиваются, из-за чего стандарты безопасности могут устареть уже через 10 лет
• У управления не хватает технической экспертизы для разработки собственной ADS

Проблемы, с которыми сталкивается NHTSA

NHTSA, как говорится, оказалось между молотом и наковальней. В публичном поле уже существует критика, в которой говорится, что документ, опубликованный управлением, слишком слаб, лоялен к автомобильной промышленности, а также не содержит технических подробностей и правил безопасности.

Некоторый из этих замечаний обоснованны, но они не учитывают ограничений, с которыми приходилось работать управлению – ограниченный бюджет, нехватка технических ресурсов и политические вопросы.

Управлению необходимо заручиться поддержкой со стороны компаний, занимающихся автоматизацией езды, потому что именно они обладают опытом и знаниями технических аспектов, а также потому что этот рынок будет продолжать развиваться. NHTSA встанет на правильный путь, если будет разрабатывать стандарты безопасности для ADS совместно с разработчиками этих систем.

Подход управления к разработке стандартов

NHTSA занималось исследованиями технологий беспилотной езды и выпустило несколько публикаций по данной теме. Большая часть этих публикаций посвящена тому, какие требования имеют отношения к безопасности транспортных средств с ADS. Также управление дорабатывает и адаптирует процедуры тестирования для автомобилей с ADS.

Как управление определяет ADS

ADS – это аппаратное и программное обеспечение, которое в совокупности может выполнять задачу динамического вождения вне зависимости от ограничений, связанных с рабочими областями транспортного средства.

Говоря менее техническим языком, ADS обеспечивает функции вождения и управления в ситуациях, на которые рассчитана система.

Что входит в стандарты безопасности для ADS?

Законопроект от NHTSA представляет собой сложный 64-страничный документ со сведениями о нормативных ограничениях, технических подробностях, анализом того, что не работало, обсуждением структуры ADS и правилами безопасности, которые будут внедрены в будущем. Управление внимательно следит за влиянием технического прогресса инноваций и стремится им не препятствовать.

На рисунке ниже представлена общая картина того, что входит в стандарты безопасности ADS, сформулированные NHTSA. Управление полагается на исследования и экспертизу компаний, занимающихся ADS (автомобильных и высокотехнологичных). В левой части представлены меры, предпринятые управлением (черным цветом), а в правой – вклад компаний из индустрии (синим цветом). Красный блок посередине – потенциальный проект безопасности ADS.



Блоки на приведенном выше рисунке соответствуют основному содержанию документа. В законопроекте можно выделить два основных сегмента: технологии, используемые в ADS, и административные меры для внедрения и контроля этих систем. У этих сегментов есть подразделы, представленные на рисунке:

• Технические исследования управления: результаты исследований и отчеты
• Технические исследования представителей индустрии: обзор основных технологий беспилотной езды
• Технические исследования представителей индустрии: предлагаемая структура проекта безопасности ADS
• Исследования технических процессов в индустрии (стандарты)
• Административные механизмы регулирования
• Административные механизмы: методы взаимодействия с индустрией

Управление хочет получить сведения от представителей индустрии и включило в комментарии 25 вопросов. Комментарии принимаются до 1 февраля 2021 года. Перспективы каждого из разделов представлены на рисунке ниже.

Технические меры управления

NHTSA провело множество исследований для подготовки к разработке стандартов безопасности ADS. Управление выпустило четыре отчета:

• AV 1.0: Приближение революции в области безопасности дорожного движения (сентябрь 2016)
• AV 2.0: Концепции безопасности (сентябрь 2017)
• AV 3.0: Подготовка к транспорту будущего (октябрь 2018)
• AV 4.0: Обеспечение лидирования американской промышленности в области технологий беспилотной езды (январь 2020)

Управление запустило свою инициативу по обеспечению прозрачности и безопасности беспилотных транспортных средств (AV Test), чтобы предоставить общественности доступ к информации о разработке ADS. Этот веб-сайт (AV TEST Initiative | Automated Vehicle Tracking Tool | NHTSA) представляет собой интерактивную среду, позволяющую узнать кто и где проводит испытания беспилотных систем.

NHTSA запустило AV Test в июне 2020 года при поддержке штатов, местных органов власти и частных заинтересованных лиц из индустрии. Веб-сайт предоставляет доступ к данным о деятельности штатов, действующем законодательстве, нормативных актах, мерах по продвижению ADS, а также данные от компаний, занимающихся разработкой и тестированием ADS.

Исследование NHTSA сосредоточено на показателях безопасности беспилотной езды и направлено на определение методов, показателей и инструментов для оценки работы ADS. Эти оценки включают в себя производительность и поведение систем относительно заявленных рабочих областей и объектов в них. Также оцениваются возможности распознавания, методы реагирования на различные события и отказоустойчивость при выходе из рабочей зоны.

Управление разработало несколько моделей и метрик безопасности ADS. Метрика ISM (метрика мгновенной безопасности) оценивает все физически возможные траектории, по которым может смещаться транспортное средство и другие участники дорожного движения с учетом набора их возможных действий. MPrISM (прогнозируемая модель мгновенной метрики безопасности) – это обновленный подход, основанный на ISM и дополняющий заложенный в эту метрику метод оценивания.

Технические измерения работы ADS в индустрии: ключевые технологии

Транспортные средства с ADS должны выполнять все функции вождения, которые выполняют водители: «чувствовать» поведение других участников движения, воспринимать/понимать их действия, планировать траекторию движения, строить путь, контролировать движение, скорость и оценивать тормозной путь. Многие исследования в области беспилотной езды направлены на поиск правильных решений для реализации этих функций.

Инженерные тесты ADS, предложенные представителями индустрии

Управление рассматривало три модели безопасности ADS, предложенные представителями индустрии. Mobileye предложила свою модель RSS («безопасность с учетом ответственности»). RSS – это математическая модель, в которую включены правила взаимодействия с другими участниками дорожного движения, основанные на здравом смысле. Цель этой модели – свести к минимуму вероятность аварии при работе в рамках обычных поведенческих ожиданий.

Nvidia предложила другую модель под названием Safety Force Field. В этой системе применяются численные методы для оценки ситуаций посредством моделирования – система оценивает успешно ли ADS справляется с восприятием и контролем окружающей среды и не предпринимает ли неадекватных действий.

В 2018 году Rand выпустила отчет, в котором были предложены модели безопасности, в которых рассматривались способы определения и измерения безопасности ADS.

Индустриальные стандарты безопасности ADS

В стандарте ISO 26262 описываются методы оценки функциональной безопасности при разработке электрических и/или электронных систем. Это основной стандарт для ADAS-решений и будущих ADS.

Стандарт ISO 21448 (или «Безопасность предполагаемых функций» – SOTIF) предназначен для оценки функций, для которых информационная осведомленность играет решающую роль (а также для систем, в которых информационная осведомленность обеспечивается за счет использования сложных датчиков и алгоритмов обработки, особенно если речь идет о системах экстренного вмешательства). SOTIF не распространяется на неисправности, указанные в ISO 26262.

UL 4600 — это технологический стандарт, который предназначен для использования производителями при разработке ADS – в первую очередь для них он и был разработан.

Административные механизмы: добровольные меры оценки безопасности ADS

В документе AV 2.0, опубликованном управлением, представлена концепция добровольной самостоятельной оценки безопасности (VSSA). В этом документе определены 12 факторов безопасности, которые разработчики ADS должны учитывать при разработке и тестировании своих систем. По состоянию на 14 января 2021 года, свои отчеты подали 26 компаний (см. Voluntary Safety Self-Assessment | NHTSA)

Также большую роль в стандартизации безопасности (особенно ADAS) играет NCAP. Имеет смысл добавить оценки безопасности ADS в новых версиях стандартов NCAP. Например, в новые версии их документов можно внедрить тест на прохождение полосы препятствий – данные о его результатах будут полезны для покупателей автомобилей, участвующих в программе сертификации NCAP.

В настоящее время перспективы развития технология для ADS неясны и зависят от множества будущих достижений и инноваций. Следовательно, неясными остаются и соответствующие нормативные показатели эффективности и пороги безопасности. Именно поэтому NHTSA стремится повысить безопасность через добровольные рекомендации, а не через строгие регуляции и требования.

Административные меры: регуляции

NHTSA уже приняло меры, чтобы добиться раскрытия данных и передачи сведений о предоставлении исключений из действующих нормативных актов. Примером такой ситуации может служить тот факт, что компании Nuro позволили разворачивать транспортные средства с ADS для перевозки товаров.

Управление обладает широкими правовыми полномочиями в области безопасности транспортных средств и может применять их для «снижения количества ДТП и смертей/травм в их результате». NHTSA считает, что в какой-то момент правовое регулирование ADS станет необходимостью и изучает его способы. Управление может создать новые правила или изменить существующие для регуляции беспилотных транспортных средств.

Обычно управление использовало свои полномочия двумя способами:

• Либо чтобы обязать компании внедрять проверенные технологии в соответствии со стандартами для удовлетворения требованиям безопасности, а также чтобы подгонять технологии к минимальным требованиям
• Или чтобы регулировать добровольно внедренные технологии, предъявляя к ним минимальные требования безопасности

Также управление рассматривает возможность внедрения нового способа регуляции стандартов в связи с быстрыми изменениями в области автомобильных технологий (эти изменения связаны с развитием автомобильного ПО и внедрением технологии обновления по воздуху). Стандарты дорожной безопасности нового поколения должны предоставить разработчикам транспортных средств, датчиков, ПО и прочих технологий, необходимых для ADS, достаточную гибкость для изменений и улучшений своих продуктов без необходимости постоянной адаптации правил.

Вопросы NHTSA к индустрии

Управление хочет, чтобы компании из индустрии принимали активное участие в работе над проектом и предлагает им ответить на 25 вопросов. Крайний срок подачи комментариев к опубликованному проекту – 1 февраля 2021 года. По состоянию на 14 января, было подано 16 комментариев. В комментарии от CTA (организатор CES 2021) содержалась просьба о продлении срока подачи до 3 марта 2021 года. Индустрии следует приложить больше усилий, чтобы поделиться с управлением своим опытом в области беспилотной езды и внедрить его в новый законопроект!

Эволюция проекта безопасности для ADS

На рисунке ниже представлена попытка описать перспективы и сделать прогнозы относительно того, как может развиваться стандарт безопасности для ADS от NHTSA. Ряд блоков из предыдущего рисунка представлены слева, а прогнозы на будущее выделены красным. К данному проекту много вопросов – они представлены в красных и зеленых блоках.



Большой вопрос заключается в следующем: понадобится ли этот проект в таких областях применения ADS как автономные грузовики, роботакси, перевозка товаров и, в конечном итоге, ADS для потребителей. Есть и другой важный вопрос, который касается того, как этот проект будет развиваться в соответствии с существующими стандартами безопасности. Думаю, что эти процессы будут происходить в соответствии с рисунком выше. После презентации Mobileye на выставке CES 2021 ("Почему планы на выпуск потребительского автопилота к 2025 году правдоподобны") я добавил в схему потребительские ADS, но только в контексте 4 уровня. Решения 5 уровня появятся гораздо позже.

Другой вопрос касается закона о самоуправлении, принятого Палатой представителей (но не Сенатом) — какое влияние он окажет в будущем, когда/если будет принят?

Подводя итог, я считаю, что Управление приложило большие усилия для проведения исследований и продвижения своей системы оценки безопасности, работая в непростых условиях. Представители индустрии должны ответить на 25 вопросов, представленные в документе, и внедрить свой опыт для улучшения законопроекта.

В следующих своих текстах я разберу документ о стандартах безопасности беспилотных транспортных средств от NHTSA во всех подробностях.

---

• Первая в России серийная система управления двухтопливным двигателем с функциональным разделением контроллеров
• В современном автомобиле строк кода больше чем…
• Бесплатные онлайн-курсы по Automotive, Aerospace, робототехнике и инженерии (50+)
• McKinsey: переосмысляем софт и архитектуру электроники в automotive