Το ΜΑΝ aFAS είναι ένα μη επανδρωμένο, αυτόνομης οδήγησης όχημα προστασίας για συνεργεία οδοποιίας και συντήρησης εθνικών οδών, που βασίζεται σε ΜΑΝ TGM. Βρεθήκαμε στην τρίτη μεγαλύτερη πόλη της Αυστρίας, το Λιντζ, για να γνωρίσουμε το aFAS και να δούμε πόσο ρεαλιστική είναι η χρήση του στο εγγύς μέλλον. Η παρουσίαση έγινε στο πλαίσιο της παρθενικής διοργάνωσης του νέου θεσμού «Truck Innovation Award» όπου η επιτροπή κρίσης IToY (International Truck of the Year – εκπροσωπείται στη χώρα μας από το περιοδικό ΤΡΟΧΟΙ & TIR), θα επιβραβεύσει τη σημαντικότερη καινοτομία σε φορτηγό.

Ξέχωρα από αυτό, έχουμε πλέον παρουσιάσει δεκάδες βαρέα οχήματα ημιαυτόνομης ή πλήρους αυτόνομης οδήγησης, οπότε, τι διαφορά κάνει ακόμη ένα; Το ΜΑΝ λοιπόν είναι σημαντικό καθώς, πρόκειται για το πρώτο και μοναδικό μέχρι τώρα, όχημα αυτόνομης οδήγησης επιπέδου 4 (Level 4) χωρίς οδηγό δηλαδή, που κινείται σε δημόσιο δρόμο. Νομοθετικά, δεν είναι τόσο περίπλοκο το θέμα, όσο θα περίμενε κανείς. Δεν απαιτείται νέα νομοθεσία, αλλά προσαρμογή της υπάρχουσας, ούτως ώστε να μη χρειάζεται η αίτηση εκδόσεων εξαίρεσης για κάθε aFAS που ταξινομείται.

Το aFAS δεν επιλέχθηκε τυχαία από τη ΜΑΝ, ως μια πλατφόρμα εξέλιξης και προβολής τεχνογνωσίας. Μεγάλες εταιρείες ανά τον κόσμο έχουν ήδη εκφράσει ενδιαφέρον για την προμήθεια του συστήματος και απλά περιμένουν να φτάσει στην τελική μορφή παραγωγής του.

Ασφάλεια για οδηγούς και εργαζομένους

Οι συμμετέχοντες στο πρότζεκτ aFAS είχαν να λάβουν υπόψη δεκάδες παραμέτρους στη διαδικασία εξέλιξης του οχήματος. Ενδεικτικά, ανάμεσα σε αυτές περιλαμβάνονται, μοντέλα πρόβλεψης της ροής της κυκλοφορίας, ένα πλήθος αποφάσεων σχετικές με επιλογές στη λειτουργία του αυτόνομου συστήματος, εξαντλητικές δοκιμές όλων των εξαρτημάτων ώστε να απαλειφθεί κάθε πιθανότητα λάθους, μελέτη της κείμενης νομοθεσίας και πάει λέγοντας. Μιλώντας για νομοθεσία, εκεί «κρύβεται» ο λόγος που η ΜΑΝ αποφάσισε να ξεκινήσει το όλο πρότζεκτ. Σε ταχύτητες κίνησης έως 12 χλμ.ώρα, δεν απαιτείται η ύπαρξη οδηγού ή χειριστή σε οποιοδήποτε όχημα, πλην όμως, υπάρχουν πολλοί άλλοι περιορισμοί, κυρίως σχετικά με τη χρήση του σε δημόσιο δρόμο. Αλλά, πάνω από όλα, είναι η ίδια η φύση της δουλειάς των κινητών συνεργείων συντήρησης αυτοκινητόδρομων που ήταν η αφορμή της έναρξης κατασκευής του aFAS: οι μέσες ωριαίες ταχύτητες των κινητών συνεργείων είναι μεταξύ 3 και 7 χιλιομέτρων ανά ώρα, με τη μέγιστη σπάνια να ξεπερνά τα 10 χλμ./ώρα στις τυπικές εργασίες καθαρισμού οδοστρώματος και κοψίματος της βλάστησης.

Σκοπός του aFAS είναι να προστατεύει τους εργαζόμενους των συνεργείων συντήρησης, κινούμενο με πολύ χαμηλή ταχύτητα, και σε απόσταση 100 μέτρων από το προπορευόμενο (με οδηγό) όχημα. Οι πρωταρχικές έγνοιες των μηχανικών ήταν να ελέγχονται αποτελεσματικά οι κινήσεις ως προς τον εγκάρσιο άξονα, και το aFAS να μην πατάει ποτέ τη λωρίδα στην αριστερή πλευρά του, κάτι που θα σήμαινε πως θα «έμπαινε» στην κανονική ροή της κυκλοφορίας. Επίσης, θα πρέπει να υπακούει αστραπιαία σε κάθε εντολή (αν χρειαστεί) από τον οδηγό του προπορευόμενου οχήματος, και η κατάσταση λειτουργίας του θα πρέπει να προβάλλεται στο ψηφιακό μόνιτορ για να το ελέγχει συχνά ο οδηγός, ή οι συνάδελφοί του. Οποιαδήποτε υποψία δυσλειτουργίας ακινητοποιεί άμεσα το ΜΑΝ αυτόνομης οδήγησης μέσω fail safe mode.

Το σύστημα διεύθυνσης που είναι ουσιαστικά η καρδιά του aFAS προέρχεται από τη Bosch, και είναι φυσικά ηλεκτροϋδραυλικό. H πλήρως αναβαθμισμένη πέδηση είναι της Wabco (με σύστημα που εξασφαλίζει ακινητοποίηση ό,τι κι αν συμβεί), όλοι οι αισθητήρες είναι της ZF και η V2V ασύρματη επικοινωνία γίνεται κατά το πρότυπο ΙΕΕΕ 802.11 p.

Από τη μελέτη στην πράξη

Το κίνητρο για τη δημιουργία του aFAS όπως είπαμε, είναι απλό, και αφορά την προστασία της ανθρώπινης ζωής. Ένα ποσοστό γύρω στο 44% όλων των ατυχημάτων όπου εμπλέκονται φορτηγά, λαμβάνει χώρα στη βοηθητική λωρίδα των αυτοκινητόδρομων, ή και ακόμη πιο δεξιά προς το πρανές της οδού. Οι συγκρούσεις φορτηγών με οχήματα ασφαλείας που φέρουν προειδοποιητικές πινακίδες και κινούνται με ταχύτητες σχεδόν έρπυσης καθώς προστατεύουν προπορευόμενα οχήματα εκτελούμενων έργων, είναι τα πιο συνήθη περιστατικά. Παρά το γεγονός ότι, τα οχήματα με την προειδοποιητική σήμανση είναι (σε όλες τις χώρες) βαμμένα σε έντονο κίτρινο ή πορτοκαλί χρώμα και φέρουν πινακίδες ύψους έως και τεσσάρων μέτρων, συνήθως γίνονται αντιληπτά την τελευταία στιγμή, με τραγικές συνέπειες. Εφαρμογές όπως, κόψιμο και τριμάρισμα βλάστησης, κλάδεμα παρακείμενης βλάστησης, καθαρισμός οδοστρώματος, αποκομιδή απορριμμάτων από τα πρανή, καθαρισμός σημάτων και πινακίδων, ανακλαστικών στα στηθαία, συστημάτων υδρορροών κ.α. είναι το δυνητικό πεδίο χρήσης του αυτόνομου ΜΑΝ.

Οι επιχειρησιακές συνθήκες τόσο του aFAS όσο και κάθε συμβατικού αντίστοιχου οχήματος είναι: κίνηση σε προκαθορισμένο σημείο του αυτοκινητόδρομου, ιδιαίτερα χαμηλή ταχύτητα κίνησης, περίπου 2 με 10 χλμ./ώρα, συνήθως δίπλα στα πρανή και τη ΛΕΑ, ή στην αριστερή λωρίδα για ανάλογες εργασίες στη διαχωριστική νησίδα. Αν και δεν υπάρχουν επίσημα στατιστικά για το σύνολο της Ευρωπαϊκής Ένωσης, οι εργαζόμενοι σε συνεργεία συντήρησης αυτοκινητόδρομων είναι συχνά ευάλωτοι σε τροχαία ατυχήματα, και μάλιστα σε συμβάντα ιδιαίτερης σφοδρότητας αφού κινούνται δίπλα σε λωρίδες υψηλής ταχύτητας. Ειδικά οι οδηγοί του οχήματος που μεταφέρει τις προειδοποιητικές πινακίδες είναι γύρω στις δεκατρείς φορές πιο εκτεθειμένοι σε σοβαρό τραυματισμό σε σχέση με κάθε παρεμφερές επάγγελμα.

Όλα αυτά οδήγησαν τη MAN Truck & Bus μαζί με επτά συνεργάτες από τη βιομηχανία, την επιστημονική έρευνα και τις δημοτικές αρχές στην απόφαση να εξελίξουν από κοινού ένα καινοτόμο πρότζεκτ για την κατασκευή ενός οχήματος αυτόνομης οδήγησης με την ονομασία «aFAS» (αρκτικόλεξο προερχόμενο από τα αρχικά της φράσης «αυτόνομο όχημα ασφαλείας για έργα σε εθνικές οδούς) το οποίο εξαλείφει τον κίνδυνο για τη ζωή των οδηγών στα συγκεκριμένα έργα με τον πιο απλό τρόπο: Τους βγάζει από την καμπίνα.

Το πρότζεκτ «έτρεχε» για τέσσερα χρόνια, από το 2014, με επιδότηση 3,4 εκατομμυρίων ευρώ από το γερμανικό υπουργείο οικονομικών και ενέργειας. Πρόκειται για την πρώτη, και επί του παρόντος, μοναδική αντίστοιχη προσπάθεια, να ερευνηθεί δηλαδή, η επιχειρησιακή βιωσιμότητα του εγχειρήματος, σε πραγματικές συνθήκες, σε δημόσιους δρόμους ανοιχτούς στην κυκλοφορία, κι όχι σε κλειστό, ελεγχόμενο περιβάλλον όπου συνήθως δοκιμάζονται τα οχήματα αυτόνομης οδήγησης. Το φορτηγό, είναι ένα MAN TGM 18.340 στο οποίο η ΜΑΝ εξέλιξε –μαζί με τους υπόλοιπους συμμετέχοντες– όλα τα συστήματα υποβοήθησης οδήγησης, την απαραίτητη ασύρματη επικοινωνία, το HMI (Human Machine Interface, διεπαφή ανθρώπου - μηχανής) και φυσικά, το ίδιο το φορτηγό.

Πώς δουλεύει

Τα κύρια επιπλέον εξαρτήματα που έχουν τοποθετηθεί, είναι φυσικά, αισθητήρες, κάμερες και ραντάρ που εξασφαλίζουν την περιμετρική όραση και αποκτούν πλήρη «αντίληψη» του περιβάλλοντος. Το σύστημα διεύθυνσης, η πέδηση, οι αισθητήρες και τα ηλεκτρονικά του TGM πληρούν τα πιο σφιχτά κριτήρια αξιόπιστης λειτουργίας, για ευνόητους λόγους. Σε πολύ μεγάλο__ ποσοστό, το πρωτότυπο της ΜΑΝ έχει «χτιστεί» χρησιμοποιώντας μηχανικά μέρη και εξαρτήματα παραγωγής, των ηλεκτρονικών συστημάτων υποβοήθησης οδήγησης συμπεριλαμβανομένων. Η κύρια προσθήκη, είναι ένα σύστημα αισθητήρων τοποθετημένων περιμετρικά, το οποίο περιλαμβάνει ένα υπερυψηλής πιστότητας επιπλέον σύστημα αναγνώρισης αντικειμένων και λωρίδας, το οποίο επιτρέπει ακριβή ανάλυση των δεδομένων από τις κυκλοφοριακές συνθήκες και τον αυτοκινητόδρομο. Η επικοινωνία μεταξύ του αυτόνομου ΜΑΝ και του προπορευόμενου φορτηγού με (οδηγό και εργαζόμενους) είναι ασύρματη, και τοποθετήθηκαν έξτρα οθόνες και στα δύο οχήματα για να προβάλλονται όλες οι πληροφορίες για την κατάσταση του TGM αυτόνομης οδήγησης.

Ο (τρόπον τινά) οδηγός/χειριστής του aFAS χρειάζεται να εισέλθει στην καμπίνα μόνο για να ενεργοποιήσει όλα τα συστήματα αυτόνομης οδήγησης πατώντας κάποια πλήκτρα. Κατόπιν, μόνο του πλέον το TGM δουλεύει το τιμόνι, επιταχύνει και φρενάρει, ακολουθώντας συνέχεια το προπορευόμενο φορτηγό του συνεργείου συντήρησης αυτοκινητοδρόμων, σε προκαθορισμένη απόσταση που μένει πάντα σταθερή, μέσω συστήματος εγγύτητας. Αν υπάρξει η παραμικρή υποψία δυσλειτουργίας, το ΜΑΝ ακινητοποιείται αυτόματα.

Στη διάρκεια διέλευσης από σημεία υψηλής επικινδυνότητας, όπως είσοδοι/έξοδοι αυτοκινητόδρομων, όπου υπάρχει πιθανότητα κάποιος απρόσεκτος οδηγός να προσπαθήσει να εισέλθει μεταξύ των δύο φορτηγών, το aFAS έχει τον τρόπο να εξασφαλίσει την ασφαλή κίνηση και των δύο φορτηγών. Το σύστημα εγγύτητας του επιτρέπει να πλησιάσει πάρα πολύ το προπορευόμενο σε απόσταση μερικών μόλις μέτρων και να «κλειδώσει» ψηφιακά σε ένα εικονικό κοτσάρισμα.

Αρχικά, όλες οι δοκιμές του πρωτοτύπου λάμβαναν χώρα σε πίστες δοκιμών της ΜΑΝ. Το 2017, το aFAS δοκιμάστηκε σε κλειστά τμήματα αυτοκινητόδρομων υπό κατασκευή στο κρατίδιο της Έσσης και, κατόπιν, επέστρεψε στο τμήμα Έρευνας & Εξέλιξης της ΜΑΝ. Εκεί, πραγματοποιήθηκε ανάλυση όλων των δεδομένων (data) που είχαν συγκεντρωθεί και ακολούθησε μια σειρά επεμβάσεων για να βελτιωθεί περαιτέρω το αυτόνομο όχημα. Από τον Απρίλιο της χρονιάς που διανύουμε, το TGM δούλεψε κανονικά, σε ανοιχτούς στην κυκλοφορία δρόμους, μέχρι και τον Ιούνιο, οπότε και το πρότζεκτ ολοκληρώθηκε με επιτυχία. Όλα τα ευρήματα από τις δοκιμές θα ενσωματωθούν σε μελλοντικά οχήματα της ΜΑΝ, και κυρίως σε διάφορα ηλεκτρονικά συστήματα για οχήματα αυτόνομης ή ημιαυτόνομης οδήγησης όπως οι σχηματισμοί platooning.

Συμπερασματικά λοιπόν, έχουμε μία ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα εφαρμογή της τεχνολογίας αυτόνομης οδήγησης σε βαρύ όχημα. Σε όλα τα κινητά συνεργεία των αυτοκινητοδρόμων, η αλήθεια είναι πως ο οδηγός του τελευταίου οχήματος παίζει το ρόλο αναχώματος/ασπίδας, που προσφέρει ένα μίνιμουμ παθητικής ασφάλειας στους συναδέλφους του που δουλεύουν μπροστά από αυτόν από τη διερχόμενη κυκλοφορία που, συνήθως κινείται με πολύ υψηλές μέσες ωριαίες ταχύτητες. Το να δουλέψει σε πιο ασφαλές σημείο από το να κάνει μία τόσο επισφαλή εργασία, είναι μία, ηθικά τουλάχιστον, ιδανική επιλογή. Εδώ, έχουμε μία χαρακτηριστική περίπτωση όπου, η χρήση ενός πλήρως αυτόνομου οχήματος είναι ευπρόσδεκτη. Μία καλή εντύπωση του τρόπου που δουλεύει το aFAS μπορείτε να βρείτε σε βίντεο, στον ακόλουθο σύνδεσμο:

https://www.afas-online.de/ veroeffentlichungen