Как исследования реального опыта водителей помогают разрабатывать автономные грузовики

Привет! Меня зовут Ася, я работаю руководителем сектора исследований пользовательского опыта ^[1] в Navio — мы разрабатываем технологию автономного вождения для разных платформ: от легковых автомобилей и пассажирского транспорта до магистральных грузовиков.

У вас может возникнуть вопрос: зачем исследовать пользовательский опыт в продукте, цель которого — обеспечить движение без участия человека за рулём?

Но не все так просто.

Чтобы автоматизировать работу водителя, для начала нужно разобраться, из чего она состоит. Понять, как опытный водитель действует в тех или иных ситуациях, как оценивает риски, реагирует, на что в первую очередь обращает внимание ^[2], а также определить, какие еще функции он выполняет во время поездки.

Несколько лет назад мы провели исследование работы водителей грузовиков. Эта идея возникла благодаря другой, более локальной задаче — улучшения интерфейса планшета водителя-испытателя. В итоге результаты исследования помогли команде разработки дополнить и уточнить требования к нашему ИИ-водителю.

В этой статье я расскажу о том, как мы к этому пришли.

Что мы исследуем в автономном транспорте

Разработка технологии состоит из последовательных этапов, включающих испытания и проверки, и водитель-испытатель участвует в этом процессе. Его задачи отличаются от работы обычного водителя: появляются дополнительные обязанности, новые профессиональные интерфейсы, связанные с контролем поездки в автономном режиме. То есть пользователь у нас все же есть.

Даже когда транспорт станет полностью автономным и из салона исчезнет водитель-испытатель, с машинами всё равно будут взаимодействовать люди: пассажиры, сервисный персонал, логисты, операторы и так далее. Для них будут нужны новые интерфейсы, физические объекты и процессы, которые понадобится проектировать и проверять. Поэтому задач у исследователей станет только больше.

Существует еще одна не менее важная цель, особенно на этапе разработки: чтобы автоматизировать деятельность — сначала нужно понять, как она устроена без автоматизации.

Именно с этой задачей мы столкнулись при адаптации технологии автономного вождения к грузовой платформе.

Все началось с планшета для водителя

Первоначальный запрос продуктовой команды касался планшета водителя-испытателя. На раннем этапе развития технологии в кабине находится водитель-испытатель, и для него установлен специальный планшет для подготовки к рейсу и контроля поездки в автономном режиме. Команда хотела понять, как адаптировать и дополнить текущую функциональность планшета в соответствии со спецификой работы водителя-испытателя грузовика, чтобы обеспечить безопасность его движения.

Параллельно возник более широкий вопрос: как профессиональный опыт водителей может дополнить требования к поведению ^[3] автономного грузовика в различных дорожных ситуациях. 

Чтобы ответить на этот вопрос нужно было разобраться в том, что конкретно делает водитель тягача для безопасного движения и сохранности груза. Причем не на уровне правил дорожного движения, а в самих действиях: как он тормозит, проходит спуски и подъемы, перестраивается и реагирует на разные ситуации.

Так мое исследование превратилось в полноценное исследование профессионального опыта водителей. 

Едем в реальный рейс вместе с водителем

Я решила начать с поездок в коммерческих рейсах. С водителями-испытателями легковых машин я уже проводила исследования и довольно хорошо понимала, в чем заключается их работа. А вот про специфику грузовых перевозок не знала почти ничего, поэтому поехала вместе с водителями в круговой коммерческий рейс Москва-Петербург и смотрела, как устроен весь процесс изнутри. Я прошла с водителями всю смену: от прибытия на точку старта и телемедицины до закрытия путевых документов. За два полноценных рейса я смогла понаблюдать за их работой, задать им необходимые вопросы и провести интервью с четырьмя сменщиками основных респондентов. 

Для планшета мы получили ожидаемый результат: поняли, какой функциональностью пользуются водители, какой нет и выяснили, чего не хватает. Далее мы вместе с командой сформировали поэтапный план доработок интерфейса с учетом потребностей ^[5] водителей и сложности реализации.

С планшетом разобрались, можно было сфокусироваться на второй части задачи. В рейсах мы с респондентами успевали поговорить не только про интерфейс. Наблюдая за водителями в рейсе, я собрала конкретные приемы профессионального управления автопоездом. В ходе исследования стало понятно, что за привычными со стороны процессами скрываются взаимосвязи между действиями водителя и условиями движения, которые необходимо учитывать в разработке технологии. Однако для формирования полной картины двух рейсов оказалось крайне мало. Проводить десятки дополнительных поездок и интервью — слишком долго, поэтому для следующего этапа исследования мы решили поменять метод. 

Процесс вождения, разложенный на навыки

Наша команда разработки технологии автономного вождения опирается на принцип формирования разнообразных дорожных сценариев, с которыми должен уметь справляться ИИ-водитель, в навыки вождения. Для удобства работы с данными я строила сбор материалов, отталкиваясь от конкретных навыков вождения. Например, автомобилю может потребоваться изменить полосу движения в разных ситуациях: для выполнения поворота налево, опережения медленно едущего транспорта, при сужении полос движения и так далее. Все эти сценарии поведения ^[6] закрывают один навык ИИ-водителя — “смена полосы”.  

Чтобы сэкономить время, мы собрали группу опытных водителей с категорией С и провели с ними воркшоп. В воркшопе участвовали пять водителей тягачей, с опытом работы от 5 до 12 лет. За основу для обсуждения я взяла собственные наблюдения и вопросы, которые появились у меня после первых рейсов. К ним добавила структуру требований к навыкам и отдельный блок о критических ситуациях, с которыми участники сталкивались во время своей работы. 

Так мы смогли перейти от формирования предложений к дальнейшей проработке требований: что необходимо учитывать при выполнении конкретного маневра и какие действия группа считает необходимыми для безопасного управления грузовиком.

На последнем этапе мы проверили результаты вместе со специалистами по обучению ^[7] водителей и безопасности дорожного движения. Они помогли уточнить логику ^[8] некоторых действий и скорректировать часть правил. Позже результаты исследования обсуждались и на внутренней конференции Navio, где их дополнили специалисты других направлений.

В итоге получился обобщенный, структурированный материал, данные которого были уточнены с нашими экспертами.

Как профессиональный опыт водителей помогает уточнять требования

Некоторые из выводов моего материала могут показаться очевидными, особенно для опытных водителей. Но изначально я готовила его для людей, которые только знакомились со спецификой грузового транспорта, как и я сама. 

Если коротко, то тягач с полуприцепом — большой и тяжелый. Но для подготовки материалов для команды разработки этого утверждения недостаточно. Чтобы коллеги могли эффективно воспользоваться этими данными, нужно было разложить их на базовые сценарии движения, конкретные маневры и ограничения.

Возьмем, например, торможение. Что делает опытный водитель — он учитывает рельеф дороги, дорожную обстановку, погодные и другие условия, включая даже ветер. В самом начале торможения он снижает скорость грузовика за счет инерции, далее подключает вспомогательную тормозную систему — ретардер или торможение двигателем. При снижении скорости до 15-20 км/ч водитель использует рабочую тормозную систему. На последних
5–10 метрах он снижает силу нажатия на педаль тормоза, чтобы остановиться по инерции и оставить впереди запас под безопасную дистанцию до другого ТС — минимум пять метров.

При этом, неправильное торможение создает дополнительные риски. Частое или продолжительное (более 30 секунд) использование рабочей тормозной системы опасно: может снизиться эффективность торможения, возможен перегрев или возгорание, потеря воздуха, отказ датчиков или полный выход тормозной системы из строя.

Кроме того, при экстренном торможении добавляется риск складывания сцепки или опрокидывания. Опасность особенно увеличивается при маневрах, износе резины или уклоне дороги. 

Получается, что для технологии будет важно не только вовремя остановиться перед препятствием, но и выбрать подходящий способ замедления с учетом всех факторов.

Аналогичная история со сменой полосы. Важно учитывать, как движения руля и изменение скорости влияют на устойчивость и управляемость: связанные повороты руля без стабилизации его положения могут привести к потере управления. Также есть параметры по отклонению, скорости вращения руля и минимальному времени фиксации в положении «прямо», обеспечивающие необходимую плавность перестроения. Также опасно совмещать выполнение нескольких действий: например, перестроение с торможением, так как это тоже может привести к потере управления.

Еще одно важное измерение — рельеф. Перед подъемом водитель может набрать максимальную разрешенную скорость для более легкого прохождения горки. На подъёме он поддерживает оптимальную скорость движения, работая педалью акселератора. В зависимости от скорости движения по подъему водитель выбирает момент до пика подъема, в котором он отпускает педаль газа, чтобы преодолеть вершину свободным ходом, чтобы скорость не увеличивалась слишком сильно и можно было начинать замедление через торможение двигателем. Для замедления также можно воспользоваться вспомогательной тормозной системой, которая предназначена именно для движения при спусках. Если после спуска следует поворот или препятствие, а текущего замедления автомобиля недостаточно, то дополнительно применяется основная тормозная система, а вспомогательная заблаговременно отключается. Ступенчатость в замедлении тягача важна, потому что активное торможение или неправильный алгоритм действий на спуске может привести к опасной ситуации. 

Особые сценарии

Помимо штатных ситуаций, мы обсуждали критические случаи. Получилось описать 23 сценария и способы реагирования ^[9] водителя на них, заодно выделили зоны повышенного риска для движения тягача места: перегруженные парковки ночью (из-за сложности маневрирования и необходимости движения задним ходом), зоны ремонтных работ, или выезды с заправок и парковок, где другие транспортные средства могут встраиваться перед тягачом, не учитывая его габариты и тормозной путь. Все эти ситуации — часть профессионального контекста. Опытный водитель заранее понимает, где от него требуется повышенная внимательность и быстрая реакция на поведение других участников движения. При разработке автономного транспорта такой контекст тоже необходимо учитывать. 

От наблюдений к требованиям

Любое исследование имеет смысл только тогда, когда его результаты доходят до продукта. Наше исследование стало дополнительным источником информации ^[10] для команды разработки. Мы передали коллегам выводы и рекомендации, на основе которых продуктовая и техническая команды дополнили существующие требования к ИИ-водителю 87 новыми пунктами. Кроме того, определили аспекты, которые требуют дальнейшей проработки, уточнения или исследования. 

Новые требования вошли в планы развития технологии для грузовой платформы. Для нашей команды это был первый исследовательский артефакт, который повлиял не только на интерфейс, с которым работает человек, но и учитывался при проработке требований
к ИИ-водителю.

Роль водителя намного шире, чем кажется на первый взгляд

Во время проведения исследования обнаружился еще один важный пласт: автономная перевозка требует проработки всей операционной модели, включая задачи за пределами управления транспортным средством Например, водитель проводит предрейсовый осмотр, контролирует техническое состояние, производит заправку, взаимодействует с цепочкой логистических специалистов, решает проблемы при инцидентах и так далее. Поэтому автоматизировать всю логистическую операцию только через технологию управления тягачом невозможно, для остальных задач необходимо определить ответственные роли, процессы выполнения и возможности автоматизации. Продуктовая команда уже занималась описанием этих задач, а наше исследование помогло расширить базу знаний, на основании которой функции были выделены и подробно описаны.

Сейчас функции вне управления тягачом разбиты на пять групп:

1. Подготовка к рейсу. Например, проведение осмотра.

2. Следование по маршруту. Заправка, контроль работы рефрижераторной установки и другие операции.

3. Действия на территории логистического комплекса. Маршрутизация на ворота, погрузочно-разгрузочные работы, работа с документами на перевозку.

4. Сервисное обслуживание. Мойка, ремонт, перегоны на обслуживание и другие операции.

5. Действия при инцидентах. оформление документов, организация перегрузки груза и другие.

Результаты исследования использовали при планировании автоматизации отдельных функций и распределении задач между участниками перевозки. Для каждой функции прорабатываются рабочие сценарии, взаимодействие участников и требования к сервисам, а при необходимости проводятся дополнительные исследования. Так, например, моя коллега отдельно исследовала работу водителей с рефрижераторной установкой: когда и какие параметры водители контролируют, что делают с ней за пределами самой перевозки, как участвуют в обслуживании. Собранные ей данные легли в проработку сразу нескольких функций водителя.

Пользовательский опыт в машине без водителя

Пока технология развивается, исследователи помогают разобраться в работе водителей-испытателей, профессиональных водителей и содействуют в переводе их опыта в требования к продукту. По мере автоматизации появляются новые процессы, роли и интерфейсы. Их тоже нужно исследовать и проверять.

И это, пожалуй, один из самых интересных эффектов работы исследователя в автономном транспорте: иногда, чтобы спроектировать систему без человека, приходится особенно внимательно изучить самого человека.