Новая эра дорожной техники — беспилотное настоящее

Внедрение беспилотных систем и высокоавтоматизированных транспортных средств в нашей стране в 2025 году вышло на новый уровень, являясь закономерным этапом развития современных интеллектуальных транспортных систем, инновационных технологий и совершенствования искусственного интеллекта. По данным Минтранса России, по итогам 2024 года объём беспилотных грузоперевозок по трассе М—11 вырос более чем в 8 раз — до 330 тыс. куб. м, и это далеко не предел: в 2025 году по трассам страны передвигаются 100 беспилотных грузовиков, но их число явно будет расти. В апреле грузовое движение было запущено на ЦКАД. В Москве в сентябре этого года был запущен беспилотный трамвай, который уже перевозит пассажиров. Не отстает в процессах перехода на беспилотное движение и дорожно-строительная техника. О развитии проектов в России в данной сфере рассказывает исполнительный директор Ассоциации «Цифровая Эра Транспорта», главный редактор платформы «ИТС России» Дмитрий Ольховиков.

Да, дорожная техника может быть беспилотной. И это уже не просто слова. В течение года на дорожно-испытательном полигоне РБДС в Смоленской области проводились эксперименты, первое тестирование, а потом испытания первого в России отряда беспилотной дорожно-строительной техники. Будем знакомы: асфальтоукладчик «Десна-2100», производства ООО «НПО «ГКМП», 11-тонный асфальтовый дорожный каток «РВ-11-ДД» и 7-тонный асфальтовый дорожный каток «РВ-7-ДД» производства АО «РАСКАТ».

Ключ на старт

Напомним, что в январе 2025 года на ежегодной конференции и выставке «Дорожное строительство в России» было подписано соглашение между Ассоциацией «Цифровая Эра Транспорта», ВНИИ «СИГНАЛ», АО «РАСКАТ», ЗАО «ПКФ «РБДС». В рамках соглашения стороны начали испытания отечественной высокоавтоматизированной дорожно-строительной техники (далее ВАДСТ). Постепенно консорциум проекта увеличивался. На текущий момент ФАУ «Росдорнии» занимается научным сопровождением проекта по внедрению ВАДСТ, а также совместно с Ассоциацией «Цифровая Эра Транспорта» является проектным офисом мероприятий по реализации инициатив в области беспилотной укладки дорожной одежды. Вместе с тем, Ассоциация проводит работы совместно с РУТ (МИИТ) по разработке цифровой платформы контроля укладки дорожной одежды автономной техникой.

Среди разработчиков, производителей и экспертов проекта — следующие организации:

• ВНИИ «СИГНАЛ» (входит в государственную корпорацию «РОСТЕХ»), отвечающий за программно-аппаратный комплекс, устанавливаемый на технику;
• АО «КЭМЗ», занимающееся модернизацией и разработкой инновационных электрогидравлических систем управления и узлов дорожной техники;
• ООО НПО «ГКМП», производитель первого отечественного гусеничного асфальтоукладчика «Десна», АО «РАСКАТ» — производитель отечественных дорожных катков, ООО «Грин-Тех», разрабатывающие специализированные оборудование, отечественные датчики и систему нивелирования для асфальтоукладчиков;
• Ассоциация «Р.О.С.АСФАЛЬТ», отвечающая за экспертизу в части дорожного строительства и материалов;
• ЗАО «ПКФ РБДС», являющееся площадкой — полигоном для проведения всех натурных испытаний, включая производство асфальтобетонной смеси;
• Российский университет транспорта.

В первую очередь инженеры и конструкторы консорциума начали работы по модернизации гидравлики и узлов дорожной техники, а также по подготовке и оснащению дорожной техники специальным оборудованием для автономности движения и автоматизации процессов укладки. Так, на асфальтоукладчик и катки были установлены система беспроводной передачи данных, оборудование, предназначенное для повышения точности и надёжности спутниковых систем позиционирования, программно-аппаратный комплекс «Прометей», в состав которого входит система управления движением и система планирования движения. В систему планирования движения вошли система нивелирования для непрерывного обеспечения навигационной и инерциальной информацией, система технического зрения, обнаружения и идентификации в поле движения катка людей и посторонних предметов, датчиковая аппаратура, система безопасности (датчики и радары). В состав системы планирования движения также вошли вычислитель, который обрабатывает информацию, поступающую от описанных выше систем и устройств, а также на основе полученного формализованного задания на укатку дорожного полотна и проекта дороги формирует траекторию движения и выдает соответствующие команды в систему управления движением.

Еще одним элементом безопасности и точности движения дорожной техники в автономном режиме является высокоточный цифровой двойник участка. Именно для проведения натурных испытаний ФАУ «РОСДОРНИИ» с использованием системы мобильного лазерного сканирования была подготовлена цифровая модель полигона с отработанными контрольными точками границ дороги с их системой координат.

В ходе этих работ было получено плотное, информативное облако точек, с высокой точностью отображающее все элементы полигона: рельеф, дорожное полотно, обочины, инфраструктурные объекты, здания и растительность. Для обеспечения максимальной точности и абсолютной геопривязки цифровой модели были предварительно отработаны и закреплены на местности контрольные точки. Все измерения, включая координаты контрольных точек и данные лазерного сканирования, были приведены к единой системе координат, что является критически важным для последующей работы навигационного оборудования беспилотной дорожной техники. Модель является общим информационным пространством для всего отряда техники, которая проходила испытания на полигоне.

В ходе испытаний разработчики проекта отрабатывали ключевые подходы и сценарии, направленные на обеспечение бесперебойного движения автономной техники как по одиночке, так и в тандеме, а после и уже целым отрядом. В отличие от обычных транспортных средств, где в режиме беспилотности важна исключительная безопасность, а также проезд из точки А в точку Б, в условиях работы дорожной техники добавляется еще и необходимость отработки синхронных проездов, соответствующих технологической карте укладки, в которой описаны схемы взаимодействия между асфальтоукладчиком, автосамосвалами и катками, включая зоны перестроения, порядок подъезда автомобилей, точки связи и сигналы для координации действий машин.

Отдельно специалистами были отработаны сценарии укладки асфальта в условиях отсутствия связи.

В ходе испытаний разработчики проекта отрабатывали ключевые подходы и сценарии, направленные на обеспечение бесперебойного движения автономной техники как по одиночке, в тандеме, а после и уже целым отрядом.

Не просто поехать...

Особенностью проекта является то, что при его реализации команде специалистов необходимо было не только решить проблему по укладке асфальта высокоавтоматизированной дорожно-строительной техникой без машинистов на борту в одной связке, но и добиться качественной укладки верхнего слоя дорожного полотна.

Для обеспечения четкой организации и стандартизации всех этапов работ в рамках пилотного проекта по укладке асфальтобетонной смеси ВАДСТ была подготовлена технологическая карта процесса укладки и взаимодействия техники.

Вместе с тем, на технику было установлено дополнительное специализированное оборудование мониторинга и контроля качества как самой укладки, так и асфальтобетонной смеси:

• система ИК-СКАН для контроля температуры смеси, поступающей в бункер;
• датчики распределения смеси для контроля равномерного распределения смеси в рабочем органе;
• система 2D-нивелирования асфальтоукладчика для еще более точного регулирования движения по опорной плоскости;
• система сбора телеметрии, которая собирает телеметрию со всех источников данных на асфальтоукладчике и передает их на сервер хранения и обработки данных;
• метеостанция для определения температурных параметров окружающей среды;
• камера для мониторинга уровня и состояния смеси в бункере асфальтоукладчика;
• камера распознавания автомобильных номеров для записи и хранения времени и номеров бортов, разгружающихся в асфальтоукладчик.

«В сфере дорожного строительства и обслуживания роботизация техники открывает новые возможности для повышения качества работ и их эффективности. Программно-аппаратный комплекс «Прометей», разработанный специалистами АО «ВНИИ „СИГНАЛ“, позволяет автоматизировать практически любой наземный транспорт. У нас уже есть успешные примеры его применения. Так, на основе „Прометея“ вместе с АО „КЭМЗ“ мы создали машину гуманитарного разминирования МГР-4 „Шмель“, робота-пожарного АНТ-1000 ПМ, многофункциональную платформу „Депеша“. Сейчас завершаются испытания по автоматизации двух дорожных двухвальцовых катков RV-11DD и RV-7DD производства компании „Раскат“ и асфальтоукладчика „Десна 2100“. Эти проекты демонстрируют потенциал „Прометея“. Внедрение робототехники в дорожно-строительную отрасль имеет ряд преимуществ и может привести к значительным изменениям на рынке. Например, беспилотные машины работают круглосуточно, что сокращает сроки строительства и позволяет быстрее вводить новые дороги в эксплуатацию. Такие машины ускоряют и повышают эффективность работ, улучшают качество и долговечность покрытия. Это открывает новые возможности для развития инфраструктуры и повышает безопасность дорог», — прокомментировал генеральный директор ВНИИ «СИГНАЛ» Владимир Пименов.

«Внедрение беспилотной дорожно-строительной техники не должно становиться следствием моды. Ключ к успеху — в чётком понимании её прикладной ценности для конкретных задач и условий. Массовое тиражирование таких решений в дорожной отрасли требует комплексного подхода: одного лишь отсутствия водителя недостаточно. Необходимо учитывать экономическую эффективность, безопасность процессов, нормативное регулирование и меры государственной поддержки. Кроме того, распространение беспилотных технологий потребует подготовки новых кадров. Для этого нужно создавать профильные образовательные стандарты и программы, чтобы сформировать в стране необходимые компетенции», — подчеркнул заместитель генерального директора ФАУ «РОСДОРНИИ» Антон Журавлев.

«Технологии автономного движения сейчас применяются в разных отраслях, но на сегодняшний день мы первые в России автоматизировали процесс укладки асфальтобетонного покрытия. Это очень перспективное направление: развитие данной технологии в дальнейшем позволит улучшить качество работ за счёт совершенствования алгоритмов укладки. Данный проект сфокусирован на автоматизации ключевых параметров укладки асфальтобетонной смеси, что после успешных испытаний позволит максимально оперативно распространить применение таких роботизированных комплексов на всей территории РФ», — отметил заместитель генерального директора ООО «НПО «ГКМП» Дмитрий Алфимов.

Роботизация дорожной техники открывает новые возможности для повышения качества работ и их эффективности

В ближайшее время разработчики планируют оборудовать также и катки системой потокового определения плотности для контроля плотности смеси и системой потокового определения плотности на изотопном принципе для контроля плотности грунта и смеси.

Испытателям беспилотной дорожной техники пришлось столкнуться с рядом определенных трудностей, которые впоследствии были устранены. Как отмечают специалисты, в процессе уплотнения асфальтобетонного гранулята наблюдалось регулярное недостаточное уплотнение смеси по краям захватки. Разработчиками систем управления были внесены уточнения в программное решение, скорректированы алгоритмы геопозиционирования, управления движением и расчёта зоны уплотнения.

Вместе с тем программистами проекта совместно с экспертами было доработано программное решение, предусматривающее динамическую корректировку скорости асфальтоукладчика. Необходимость такой доработки была вызвана проблемой неравномерности распределения асфальтобетонного гранулята по ширине полотна. Испытания показали, что основной причиной этого является превышение оптимальной скорости движения укладчика в автоматическом режиме, что особенно критично при работе с гранулированными материалами.

За качеством надо следить

Для обеспечения удалённого мониторинга и контроля качества укладки верхних слоёв дорожной одежды в реальном времени с автоматизированным сбором данных о работе техники, параметрах асфальтобетонной смеси и геопозиционировании, а также для повышения точности и эффективности дорожного строительства Ассоциацией «Цифровая Эра Транспорта» при участии Российского университета транспорта в рамках проекта «Приоритет-2030» была разработана цифровая платформа контроля укладки верхних слоев дорожной одежды высокоавтоматизированной дорожно-строительной техникой (ЦПК ВАДСТ).

По сообщению разработчиков, создание платформы имеет следующие цели:

• сбор и хранение информации о процессе укладки верхних слоев дорожной одежды высокоавтоматизированной дорожно-строительной техникой на автомобильной дороге;
• предоставление определенным категориям пользователей и потребителей сведений о процессе укладки ВАДСТ верхних слоев дорожной одежды на автомобильной дороге;
• формирование, комплексная обработка, сопоставление и представление показателей и аналитических отчетов на основе данных;
• повышение качества дорожного покрытия за счёт автоматизированного контроля температуры, уплотнения и равномерности укладки асфальтобетонной смеси;
• оптимизация работы дорожно-строительной техники через мониторинг параметров и предотвращение простоев;
• снижение влияния человеческого фактора за счёт автоматического сбора данных и предупреждения о нарушениях технологического процесса;
• сокращение сроков строительства;
• отображение объективных данных о ходе и результатах выполнения работ укладки верхних слоев дорожной одежды и др.

На текущий момент разработчиками создана прикладная платформа «ПОРТАЛ», представляющая собой веб-приложение «ЦПК ВАДСТ» с уже проработанными разделами со сведениями об объекте строительства, процессах работы, характеристиках участка дороги, с дашбордом руководителя и мастера участка, а также с блоком нормативно-справочной информации.

«2025 год по праву войдёт в историю цифровизации дорожно-строительной отрасли как год прорыва в области практического применения систем искусственного интеллекта, интернета вещей и робототехнических систем в дорожном строительстве. Отрадно, что эти решения появляются во всем спектре дорожной деятельности — от проектирования до строительства и содержания дорог. Мы видим, как растет объем этих решений и улучшается их функциональное и качественное наполнение. Особенно ценно, что подавляющее большинство этих решений находится на высоком технологическом уровне и не уступает передовым зарубежным аналогам, а во многих случаях — и превосходит их. Необходимо в ближайшее время провести масштабную работу по формированию отраслевой нормативной базы, стандартов и требований по максимально быстрому стимулированию участников рынка к использованию этих решений в своей деятельности и интеграции в существующие проектные работы. Отдельным и важным аспектом является вопрос подготовки кадров для работы с этими технологиями. Формирование профстандартов и требований к операторам высокоавтоматизированной техники и транспортным инженерам будущего — задача уже сегодняшнего дня», — рассказал президент Ассоциации «Цифровая Эра Транспорта» Александр Семкин.

Тиражируя инновации

В России сегодня не только вышеупомянутый консорциум занимается работой по созданию беспилотных и роботизированных дорожных машин. Так, Нацпроектстрой и АО «ГЛОНАСС» испытали на трассе М-12 прототип беспилотной техники на базе одновальцового грунтового катка производства XCMG. В ходе испытания были успешно протестированы базовые функции системы высокоточного автовождения.

Как отметил генеральный директор Нацпроектстроя Алексей Крапивин, развитие беспилотных решений — это инвестиции в технологическое лидерство страны. «Тиражируя такие инновации, мы повышаем производительность техники и качество работ. Рассчитываем, что эта технология найдет применение в самом передовом проекте наших дней — на высокоскоростной магистрали Москва — Санкт-Петербург», — подчеркнул Алексей Крапивин.

В ходе реализации данного проекта инженерами в режим автоведения было переведено рулевое управление дорожного катка. Специалисты отмечают, что важным моментом при создании такой техники является соблюдение минимальных допусков при выполнении работ, что повышает скорость выполнения работ при соблюдении всех требований к техпроцессу. Кроме того, снижается нагрузка на оператора спецтехники и риск негативного влияния человеческого фактора.

Дорожное строительство — высокотехнологичная отрасль

Роботизация, автоматизация и автономость в дорожном строительстве добрались сегодня не только до асфальтоукладчиков и катков, но и до землеройной техники, которая выполняет земляные работы по выравниванию, извлечению, срезанию и погрузке грунта. К этой категории относятся экскаваторы, бульдозеры, скреперы и грейдеры. Передовым разработчиком систем в этом секторе дорожной техники является тракторный завод «ДСТ-УРАЛ».

Специалисты компании уже несколько лет занимаются разработкой и внедрением инновационных решений для удалённого управления спецтехникой, комплексной автоматизацией и внедрением роботизированных систем. Отметим, что у коллег по развитию технологий будущего в дорожной отрасли имеется возможность управления техникой, находясь как в локальной сети предприятия или на конкретной рабочей площадке, так и за несколько километров через глобальную сеть при обеспечении безопасности соединения. Основой является электронная система управления, серийно устанавливаемая на все машины. Для понимания: все машины «ДСТ-УРАЛ» имеют электронную дистанционную систему управления в базе независимо от типа трансмиссии — гидростатическая, электрическая или гибридная.

Как и в проектах, описанных выше, здесь ключевым элементом системы является создание высокоточной цифровой модели местности или так называемого «цифрового двойника» строительной площадки. Эта модель служит единым источником истины для всех этапов проекта. Для построения такой модели применяются комплексы на базе беспилотных летательных аппаратов, оснащенных лидарами и стереокамерами, а также видеокомплексов, устанавливаемых на рабочих машинах. В режиме автономного управления цифровая модель рельефа служит частью системы навигации для роботизированной техники, позволяя ей точнее ориентироваться в пространстве. Оператор видит реальное положение техники на трехмерной модели, что значительно упрощает управление даже в условиях нулевой видимости. Вместе с тем модель позволяет с достаточной точностью определять объемы земляных работ.

Ведется работа и над системами интеллектуального планирования и диспетчеризации, позволяющими автоматически создавать оптимальные маршруты для каждого транспортного средства с учетом постоянно меняющейся обстановки на площадке, ограничений движения и технического состояния машин, а также отображать движение всей техники в 3D-пространстве в режиме реального времени, контролируя такие параметры, как скорость, высота и тип движения, управлять трафиком, предотвращать столкновения и контролировать соблюдение правил внутреннего движения.

По словам директора ООО «ДСТ-КИБЕРТЕХ» Алексея Козлова, внедрение описанных технологий напрямую решает ряд системных проблем, стоящих перед отраслью: смягчает острую нехватку кадров, обеспечивает значительную экономию ресурсов и даёт возможность проведения землеройных работ в труднодоступных и опасных условиях.

«Молодое поколение все менее охотно выбирает профессии оператора тяжелой техники, считая их непрестижными и тяжелыми. Роботизация меняет саму суть этой работы: оператор становится дистанционным пилотом-инженером, работающим в комфортном центре управления. Это не только повышает привлекательность профессии для цифрового поколения, но и создает новые рабочие места для лиц с ограниченными физическими возможностями, которые могут эффективно управлять техникой дистанционно, не выходя из дома», — подчеркивает Алексей Козлов.

Отдельно стоит подчеркнуть, что подобные технологии позволяют вести строительство в регионах со сложным рельефом, в зонах с неблагоприятными климатическими условиями или в обстановке, опасной для человека. Оператор, находясь за тысячи километров, может безопасно управлять процессом через систему дистанционного управления с использованием шлемов виртуальной реальности для максимального погружения.

Будущее уже рядом

Да, автоматизация и роботизация дорожного строительства — уже реальность, которая применяется на объектах по всему миру. И теперь это становится возможным и в нашей стране, на отечественной технике. Реализация и масштабирование всех вышеперечисленных проектов — запуск высокоавтоматизированных дорожных машин по укладке верхних слоев дорожной одежды, грунтовых катков, землеройной техники, бульдозеров, экскаваторов, роботизированных платформ и систем, развитие умной инфраструктуры и систем связи — становятся важными шагами в цифровой трансформации дорожной отрасли и укреплении технологического суверенитета России в сфере строительства современных транспортных объектов.

Реализация подобных проектов станет не только стимулом для развития дорожной отрасли, но и придаст импульс развитию и реализации программ в сфере промышленности, микроэлектроники, систем связи. Несомненно, новые возможности в работе техники станут одновременно и новыми возможностями для закрытия кадровой потребности, для создания новых профессий на любых территориях.

Конечно, впереди у всех участников пилотного проекта огромная работа. И если не в ближайшие несколько лет, то точно в ближайшем десятилетии ожидается появление полностью автономных дорожных колонн, где роботы подготавливают, укладывают, уплотняют и проверяют качество покрытия без участия людей.