Più elettronica, più sicurezza

Quando il driver non c’è

Nella precedente puntata dedicata ai sistemi avanzati di assistenza alla guida (ADAS) per i veicoli industriali sono state esaminate le caratteristiche e le principali funzionalità dei dispositivi di sicurezza previsti dal Regolamento europeo 2019/2144 GSR – General Safety Regulation.

In questa seconda parte viene, invece, analizzato il ruolo degli ADAS sui mezzi a guida autonoma di Livello 4, già operativi o che entreranno in servizio continuativo nei prossimi anni in numerosi paesi del mondo. Questi camion sono in grado di portare a termine specifiche missioni di trasporto, soprattutto quelle su lunghe distanze su strade pubbliche o su itinerari ripetitivi in aree confinate come cave o zone portuali, ma non di svolgere tutti i possibili compiti di movimentazione delle merci affidati oggi ai veicoli industriali in qualsiasi condizione meteorologica.

Possono, per esempio, spostarsi senza nessun intervento umano da un centro logistico all’altro (le cosiddette missioni hub-to-hub) lungo percorsi autostradali, effettuando in sicurezza tutte le manovre necessarie, dall’immissione nel flusso veicolare al cambio di corsia, dall’affrontare una rampa d’uscita alla gestione delle situazioni di stop & go in caso di rallentamenti, fino alle frenate d’emergenza.

Il business case per questa tipologia di veicoli priva di conducente riguarda sia gli aspetti economici direttamente legati ai costi di gestione (TCO) – i mezzi autonomi possono lavorare senza interruzione nell’arco delle 24 ore – sia il livello di sicurezza e, soprattutto, la crescente scarsità di autisti nei paesi industrializzati da impiegare nelle missioni a lungo raggio.

I numeri e il quadro legislativo

L’American Trucking Association (ATA) ha, infatti, stimato in 160mila unità la penuria di driver professionali negli States entro fine decennio, mentre nella sola Germania ne mancheranno 185mila entro il 2027 a causa del pensionamento delle precedenti generazioni.

Inoltre, il 90% degli incidenti stradali è determinato da fattori umani, come distrazione, stanchezza o valutazioni errate della realtà circostante, elementi che non riguardano, ovviamente, le apparecchiature montate sui camion capaci di guida autonoma. Il quadro legislativo e le condizioni prevalenti di traffico favoriscono l’introduzione dei mezzi senza conducente dapprima negli States. Gli stati Uniti, con l’approvazione dell’America Drives Act, consentono infatti il transito interstatale di camion a guida autonoma di Livello 4 e 5 senza la necessità di un driver di sicurezza a bordo. Inoltre, le condizioni di traffico regolare (e prevedibile) per file parallele sulla rete autostradale nord americana e la ridotta differenza di velocità fra automobili e mezzi industriali – il limite prevalente è di 65 miglia orarie, circa 105 chilometri l’ora – favoriscono l’introduzione dei veicoli da trasporto senza conducente. Grazie a queste condizioni favorevoli e al positivo impatto sul TCO, si ritiene che entro il 2035 quasi il 30% dei camion venduti negli States siano mezzi autonomi di Livello 4, mentre in Europa la percentuale dovrebbe aggirarsi attorno al 26% nelle missioni hub-to-hub.  

Hardware, software e integrazione della sensoristica

La base per realizzare un camion a guida autonoma è costituta da un hardware che prevede sistemi ridondanti (e indipendenti) per il funzionamento dello sterzo, dell’impianto frenante di servizio, del freno di stazionamento e del circuito di trasmissione dati installato a bordo del veicolo. Si tratta, infatti, di componenti critici per la sicurezza e per la protezione di tutti gli utenti della strada. La parte preponderante dei contenuti tecnologici dei camion a guida autonoma riguarda, però, la sensoristica. Che con l’aiuto di radar e di telecamere mono o stereo, di sensori a ultrasuoni e di Lidar forniscono al computer centrale le informazioni sull’ambiente che circonda il veicolo industriale.

Il processo di ‘fusione’ di questi dati, con l’aiuto di algoritmi governati dall’intelligenza artificiale, consente al conducente virtuale di prendere decisioni in tempo reale per regolare l’accelerazione, la frenatura e l’angolo di sterzo e tutti gli altri parametri per la guida in sicurezza. Nel percorso di avvicinamento verso i mezzi a guida automatica, gli ADAS subiranno una progressiva evoluzione. Che vedrà dapprima il loro perfezionamento per ovviare ad alcune limitazione operative, legate soprattutto alle avverse condizioni meteorologiche. Si possono ipotizzare l’introduzione di termocamere, di tecnologie radar avanzate (a effetto doppler) per la rilevazione precoce a lunga distanza di pedoni e ciclisti e lo scambio interattivo di informazioni con gli ADAS installati su altri veicoli. Il tutto integrato in un processo di ‘fusione’ delle informazioni provenienti dai diversi sensori di bordo. Un livello di precisione, integrazione e capacità di calcolo ancora maggiori dei sensori e del computer centrale dei mezzi è indispensabile per l’industrializzazione e la diffusione sul mercato delle soluzioni di guida autonoma di Livello 4 e 5.

Il Grifone gioca d’anticipo

Dopo le puntate dedicate agli ADAS e al loro ruolo sui camion a guida autonoma, una panoramica delle soluzioni di Scania per camion connessi, affidabili e ultrasicuri

La Casa svedese ha una lunga e solida tradizione nello sviluppo di soluzioni di sicurezza per i veicoli industriali e nella loro precoce introduzione sui mezzi in produzione di serie, giocando spesso d’anticipo rispetto alle specifiche normative di settore varate dall’Unione Europea. Che sia così lo dicono i fatti.

Sicurezza e Scania: una lunga storia

Già negli anni ’50 del secolo scorso, infatti, la strategia produttiva di Scania si è focalizzata sui test di resistenza per migliorare il livello di sicurezza dei camion. Risale agli anni ’80 l’introduzione anticipata del sistema di anti-bloccaggio delle ruote in frenata (ABS), mentre è del 2007 l’adozione del dispositivo elettronico di controllo della stabilità (ESC) per ripotare in assetto un veicolo, mediante l’attivazione selettiva dei freni, in seguito a un brusco cambio di direzione. Inoltre, nel 2013 la Casa svedese ha lanciato sul mercato il dispositivo avanzato per le frenate d’emergenza (AEB) e, a partire dal 2020, ha proposto alle aziende di trasporto un ampio ventaglio di sistemi di ausilio alla guida, che comprende l’avviso di collisione con gli utenti vulnerabili della strada e allarmi per gli angoli ciechi, nonché una serie di misure per irrobustire la struttura degli autobus in base ai risultati dedotti da rigorosi crash test. Questi sforzi di ricerca e sviluppo si inseriscono in un approccio olistico, cioè omnicomprensivo, alla sicurezza da parte della Casa del Grifone. Questa strategia abbraccia molteplici aspetti del veicolo, di ciò che lo circonda e dell’interfaccia uomo-macchina.

Include la postazione di lavoro del conducente, le soluzioni per far fronte a diversi scenari di lavoro – per esempio, la finestratura lato passeggero per le missioni di consegna in aree urbane – la prevenzione degli incidenti, la protezione dagli urti – è il caso dell’air-bag laterale a tendina per il conducente e il passeggero, unico nel suo genere nel comparto automotive, e della barra frontale anti-incastro – e i sistemi di post-crash per assistere il driver e gli altri utenti della strada dopo una collisione.

Una panoramica dei principali dispostivi

La carrellata dei dispositivi di sicurezza e di assistenza alla guida offerti dalla Casa svedese parte, ovviamente, dalle soluzioni per l’impianto frenante, per la stabilità del camion e per la prevenzione delle collisioni. L’EBS, Electronic Brake System, permette il controllo della frenata attraverso la rete CAN-Bus che collega le centraline presenti a bordo del veicolo, anche se i freni continuano a essere azionati pneumaticamente. Tutti i mezzi dotati di EBS sono equipaggiati anche con l’ABS, cioè il dispositivo di anti-bloccaggio delle ruote in frenata, e con l’Hill Holder, che mantiene il mezzo fermo in presenza di gradienti, facilitando così le partenze in salita. L’ESP, Electronic Stability Program, è una funzione avanzata del sistema ABS, attiva a partire da 10 chilometri l’ora, che monitora la traiettoria impostata dal conducente, la velocità raggiunta dal camion e le accelerazioni laterali. Se l’ESP rileva uno scostamento fra la direzione richiesta dal driver e il movimento effettivo del veicolo, fa intervenire selettivamente i freni per riportare il camion in condizioni di stabilità. Il dispositivo Advanced Emergency Braking utilizza la telecamera e il radar frontale per registrare ciò che accade davanti al camion. Il sistema è stato ideato per impedire – nella maggior parte delle circostanze – una collisione con un altro veicolo posto sulla stessa corsia di marcia. Il Lane Departure Warning (LDW), attivo a velocità superiori a 60 chilometri l’ora, avvisa il conducente, mediante un segnale acustico, quando il veicolo sta involontariamente superando (cioè senza l’attivazione degli indicatori di direzione) le linee di demarcazione della corsia di marcia. Il Keep Lane Assist (LKA) fornisce, invece, un’assistenza attiva al mantenimento della corsia nell’intervallo di velocità compreso fra 60 e 120 chilometri l’ora, tenendo continuamente monitorata la segnaletica orizzontale. Serve soprattutto per gli spostamenti su lunghe tratte. Il Lane Departure Warning con Active Steering (LDWAS) assiste il conducente con una sterzata attiva (cioè automatica) solo nel caso in cui il camion, a causa di una distrazione, si appresti a oltrepassare le linee di demarcazione della corsia. Un’altra funzione di supporto alla guida è la Lane Change Collision Prevention (LCP), che interagisce con il sistema di avviso dell’angolo cieco, per prevenire attivamente una collisione durante un cambiamento di traiettoria.

Per gli angoli ciechi e gli utenti vulnerabili della strada

Per proteggere gli utenti vulnerabili della strada e scongiurare gli incidenti dovuti agli angoli morti Scania mette a disposizione rispettivamente i sistemi VRUCV (Vulnerable Road User Collision Warning) e Blind Spot Warning. Il primo, attivo fino a 36 chilometri l’ora, avverte il conducente con un segnale acustico ed uno luminoso se sul lato destro del camion sono presenti pedoni o ciclisti, mentre il secondo allerta l’autista se viene rilevato un veicolo che viaggia sulla corsia adiacente. A questi sistemi si affiancano, dallo scorso anno, il Vulnerable User Collision Warning Front (VRUCWF) per rilevare la presenza di utenti deboli nella sezione frontale del mezzo nell’intervallo da 0 a 10 chilometri l’ora, e AEBp (Advanced Emergency Braking Pedestrian) che, attraverso una telecamera e un radar, evita una collisione con un pedone. In ogni circostanza di guida è fondamentale che il conducente mantenga un elevato livello di attenzione. Questo parametro cruciale è monitorato dal Driver Attention Support, che rileva movimenti anomali dello sterzo o difficoltà nel mantenimento della corsia di marcia per avvisare il conducente che è necessaria una pausa di riposo.

L’approccio olistico di Scania alla sicurezza si estrinseca anche nell’offerta di servizi legati alla connettività per monitorare in tempo reale le condizioni di efficienza dei camion, nella strumentazione digitale Smart Dash per facilitare l’interfaccia uomo-macchina, nella proposta di airbag per il conducente e il passeggero – inclusi quelli laterali a tendina –  e nel migliorare la visibilità laterale con cabine ribassate ad accesso facilitato (Serie L) e con finestrature aggiuntive (City Safe), adatte ai alle operazioni in contesti urbani.