Лоуренс Бернс - Автономия. Как появился автомобиль без водителя и что это значит для нашего будущего

Билл строил математические модели, затем применял их к простому городскому району (не Энн-Арбор, а обобщенного города). На тот момент мы просто тестировали программное обеспечение. Даже результаты, показанные нашими первыми, грубыми моделями, потрясли нас. «Такого не может быть, – говорил я Биллу, склонившись над столом у себя на заднем дворе. – Нужно посчитать еще раз». И во второй раз наша модель давала столь же невероятный ответ. То же самое повторялось в третий. Каждый раз, дважды и трижды перепроверив нашу работу, мы в результате получали, что придуманная нами система беспилотных такси сможет быстро откликаться на заказы, причем в среднем – менее чем за две минуты. Холостой пробег оказывался небольшим, не больше 5 % от пробега с пассажиром. Это означало высокий процент использования парка – в промежуток между 6:00 и 20:00 автомобили свыше 75 % времени проводили на заказах. Интереснее всего, что подобные результаты обеспечивались при количестве машин, равном всего 15 % от населения.

Хорошо, подумал я, может, мы и в самом деле что-то нашли. Но что, если мы используем реальные данные для Энн-Арбор? Сколько общедоступных автомобилей нам понадобится, чтобы обеспечить время ожидания не более двух минут? Согласно государственным статистическим данным, в 2009 году в Энн-Арбор было 200 000 автомобилей в личном пользовании, выполнявших 740 000 поездок в день. Между 6:00 и 20:00 машина использовалась примерно 8 % времени, то есть примерно 67 минут в день.

Мы сосредоточились на 120 000 автомобилей с суточным пробегом меньше 110 км – мы предположили, что именно их владельцы предпочтут переключиться на самоуправляемые такси для поездок внутри Энн-Арбор. На эти автомобили приходилось 528 000 поездок в день. В среднем один автомобиль совершал 4,4 поездки в день, транспортируя 1,4 пассажира на расстояние 9,3 км.

Для расчета объема парка, нужного для обслуживания всех этих поездок внутри Энн-Арбор, мы воспользовались математическими моделями, разработанными для систем массового обслуживания, то есть таких, где люди или предметы образуют очередь в ожидании обслуживания. (Примерами систем массового обслуживания могут служить перекрестки на шоссе и кассы в супермакетах.) Мы нашли, что при помощи очень небольшого числа машин можно добиться времени ожидания меньше одной минуты. Для обслуживания основных маршрутов внутри Энн-Арбор при средней загрузке дорог требуется 13 000 автомобилей. Обеспечить практически мгновенный доступ к услуге такси даже в час пик можно при помощи всего 18 000 машин.

Получив результаты работы компьютера, я был потрясен. Я просто не мог им поверить. Цифры согласовывались с нашими математическими моделями. 18 000 машин соответствовали 15 % общего количества автомобилей в Энн-Арбор и его окрестностях.

Разве можно обслужить транспортные потребности Энн-Арбор при помощи такого скромного парка? Для ответа нужно обратить внимание на плотность населения и количество поездок, предпринимаемых одним человеком в день. Оказалось, что в любой возможный момент поступления заказа на поездку с большой вероятностью в ближайшей окрестности вызова завершается другая. Таким образом, холостой пробег автомобиля и время между поездками оказываются небольшими. Добавив в парк резерв в 5000 машин на случай часа пик или непредвиденных всплесков спроса, мы получаем примерно 16 свободных автомобилей на квадратный километр в любой момент времени. Будучи автономными, они могут самостоятельно перемещаться в стратегически важные точки города, чтобы потом быстро добираться до клиентов.

Но был ли Энн-Арбор уникален? Мы решили исследовать несколько других городов: Солт-Лейк-Сити, штат Юта, Рочестер, штат Нью-Йорк, Коламбус, штат Огайо, Остин, штат Техас, и Сакраменто, штат Калифорния. В каждом случае парка приблизительно в 15 % от общего числа автомобилей в городе оказывалось достаточно для реализации услуги такси с очень небольшим временем ожидания. Путем дальнейшего анализа мы пришли к выводу, что в городах с плотностью населения, превышающей 300 человек на квадратный км, наша воображаемая система такси, построенная на самоуправляемых автомобилях, должна показывать хорошие результаты. Этому критерию плотности населения соответствует большинство городов в Соединенных Штатах.

Благодаря нашим расчетам мы начали понимать, насколько масштабной окажется надвигающаяся транспортная революция. Но еще нужно было оценить затраты на самоуправляемое электрическое такси и сравнить их с 0,93 долл. за км, в которые американцам обычно обходится владение автомобилем и пользование им. Окажется ли новая система неприемлемо дорогой в силу новизны технологии? Или наоборот, переход к модели «автомобиль как услуга» – неважно, разовой ли будет оплата или по подписке – приведет к резкому сокращению затрат?

Поскольку 75–85 % поездок совершается в одиночку или вдвоем, мы решили моделировать затраты на маленькой двухместной капсуле, изготавливаемой под требования конкретного заказчика, типа EN-V. Когда я работал в GM, Крис Боррони-Берд и я предполагали, что EN-V будет весить меньше 500 кг, втрое-вчетверо меньше обыкновенного автомобиля и в ней будет на 90 % меньше деталей. По нашим подсчетам, ее изготовление должно было обойтись не дороже 7500 долл., не считая автопилота. Поэтому мы с запасом заложили затраты на один автомобиль в 10 000 долл. Принимая ресурс равным 400 000 км пробега, как у такси, мы получили амортизационные расходы в 0,025 долл. на километр. Цена электроэнергии для зарядки аккумуляторов составила примерно 0,005 долл. на километр. (Для сравнения, в 2011 году экономичным считался автомобиль, проходящий 12 километров на литре бензина, что при цене топлива в 0,80 долл. за литр давало 0,08 долл. на километр.) Затраты на техобслуживание мы приняли равными 0,03 долл. на км, примерно столько же, сколько закладывает Американская автомобильная ассоциация на обычный автомобиль. (Электромобиль меньше нуждается в обслуживании, но мы хотели предусмотреть достаточную сумму для замены аккумуляторов.) Страховка должна была обойтись значительно дешевле, поскольку эксперты по безопасности движения предсказывают, что при переходе к самоуправляемым машинам количество аварий сократится на 90 %. Поэтому вместо типичной ставки страховых компаний в 0,03–0,06 долл. на километр мы приняли 0,01. Расходы на парковку должны быть пренебрежимо малы, поскольку машины почти все время будут находиться в движении. Их мы снизили с 0,03 до 0,005 долл. за километр. Потом мы добавили 0,005 долл. на километр на финансовое обслуживание парка.

Сложив все оценки, мы получили 0,08 долл. на километр. К этой величине мы прибавили 10 %, чтобы учесть холостой пробег. Таким образом, предположили мы, наши беспилотные такси будут стоить 0,088 долл. за километр, если не учитывать цену автопилота.