Premier essai d’un bus autonome de niveau 4 sur les routes publiques de Tokyo

Premier essai d’un bus autonome de niveau 4 sur les routes publiques de Tokyo

Une équipe de recherche de l’Université de Tokyo a commencé mardi à tester, pour la première fois, un bus autonome de niveau 4 sur les routes publiques de l’agglomération tokyoïte. Cette étape importante marque une avancée dans le développement des transports autonomes au Japon, qui recherche des solutions innovantes pour faire face à la pénurie de chauffeurs et aux défis démographiques.

Ce test constitue une avancée par rapport aux précédents essais sur le même itinéraire, où un bus autonome de niveau 2, à conduite partiellement automatisée, circule depuis la fin de 2019. Le parcours relie le campus de Kashiwa de l’université à la gare de Kashiwanoha-campus et couvre environ 2,6 kilomètres (2,3 km sur les routes publiques et 0,3 km sur le campus).

Le professeur Yoshihiro Suda, de l’Institut des sciences industrielles de l’Université de Tokyo et président du comité de promotion ITS de Kashiwa, a expliqué l’importance de cette évolution :

Le passage du niveau 2 au niveau 4 représente un changement fondamental dans notre approche des transports. Au niveau 4, le véhicule peut prendre en charge tous les aspects de la conduite dans son domaine opérationnel défini, y compris la gestion des situations imprévues. Cela ouvre de nouvelles perspectives pour des transports publics ne dépendant pas de conducteurs humains et répond à la grave pénurie de chauffeurs au Japon.

Le projet a été développé grâce à une collaboration étendue entre l’Université de Tokyo, les pouvoirs publics, des entreprises privées et diverses organisations. Il s’inscrit dans le cadre du consortium Kashiwanoha Smart City, sélectionné par le ministère japonais du Territoire, des Infrastructures, des Transports et du Tourisme comme projet de ville intelligente et projet modèle avancé.

Comprendre les niveaux de conduite autonome

Les niveaux d’automatisation vont de 1 à 5, chacun correspondant à un degré croissant d’autonomie du véhicule. Le niveau 1 désigne les technologies d’assistance au conducteur, comme le régulateur de vitesse adaptatif, tandis que le niveau 5 correspond à une automatisation complète en toutes circonstances.

L’automatisation de niveau 2, utilisée par le précédent bus, signifie que le système assure, dans une zone limitée, des sous-tâches de contrôle des mouvements du véhicule, à la fois longitudinales (accélération et freinage) et latérales (direction), mais qu’une supervision humaine reste nécessaire. À l’inverse, le niveau 4, au cœur du nouvel essai, constitue un bond technologique important. À ce niveau, le système assure toutes les tâches de conduite et gère les difficultés survenant pendant le trajet dans une zone limitée, sans aucune intervention humaine.

Le Conseil de promotion ITS de Kashiwa, qui coordonne le projet depuis décembre 2009, définit clairement ces niveaux : les systèmes de niveau 1 exécutent, dans une zone limitée, des sous-tâches de contrôle des mouvements du véhicule dans le sens longitudinal ou latéral. Les systèmes de niveau 2 assurent les sous-tâches de contrôle de la dynamique du véhicule dans les deux directions. Les systèmes de niveau 3 accomplissent toutes les tâches dynamiques de conduite dans un domaine restreint, mais demandent une intervention en cas de difficulté. Les systèmes de niveau 4 effectuent toutes les tâches dynamiques de conduite et gèrent les difficultés dans un domaine restreint. Enfin, les systèmes de niveau 5 accomplissent toutes les tâches dynamiques de conduite sans aucune limitation.

L’évolution du projet de bus autonome de Kashiwa

Le projet de bus autonome de Kashiwa a considérablement évolué depuis son lancement. La première phase a débuté en novembre 2019 avec des essais de bus autonomes de niveau 2, qui se sont poursuivis jusqu’en mars 2020. Ces premiers essais ont utilisé un bus commercial équipé d’un système de conduite autonome développé par Advanced Smart Mobility Co., Ltd. et exploité par TOBU BUS EAST CO., LTD. Le véhicule était basé sur un modèle Hino Motors Liesse et pouvait accueillir 17 passagers.

Ces premiers essais étaient considérés comme des travaux de recherche essentiels pour comprendre les difficultés pratiques liées à l’exploitation de bus autonomes sur de longues périodes. La plupart des précédents essais de conduite autonome avaient été menés sur de courtes périodes. Ce projet de cinq mois visait donc à vérifier les modalités d’exploitation sur des itinéraires pratiques, ainsi que les opérations, les inspections et la maintenance à long terme.

En janvier 2021, un nouveau véhicule a été introduit dans les démonstrations. Ce bus autonome était basé sur un modèle Isuzu Elgamio, avec une capacité accrue de 56 passagers (28 assis). Toutefois, par mesure de précaution liée au COVID-19, sa capacité d’accueil a été limitée à 15 passagers pour des raisons de sécurité. Ce véhicule mis à jour était doté de systèmes de conduite autonome améliorés, de capacités de détection renforcées et d’un meilleur confort de conduite à l’accélération et au freinage.

À partir des enseignements tirés des essais de démonstration lancés en 2019, Advanced Mobility Corporation a amélioré le système de conduite automatisée en renforçant les capacités de détection, en améliorant le confort à l’accélération et au freinage et en augmentant la taille du véhicule. Durant cette phase, le bus circulera avec une autonomie de niveau 2, avec pour objectif de passer ultérieurement au niveau 4, en fonction des résultats des évaluations en cours.

La technologie du bus autonome

Le bus autonome de niveau 4 intègre des technologies avancées qui lui permettent de circuler en toute sécurité sans intervention humaine. Il est notamment doté d’un système de maintien dans la voie, d’un positionnement GNSS (GPS), de capteurs de repères magnétiques pour une localisation précise et d’un système de maintien de la vitesse qui automatise l’accélérateur et le freinage.

Le véhicule comporte des équipements de sécurité spécialisés, notamment la fonction SRA (contrôle de la distance à toutes les vitesses) et un système de coordination avec les feux de circulation, dont les couleurs sont détectées par des caméras afin d’adapter la conduite. Le bus dispose également de systèmes automatisés de gestion des arrêts, à l’arrivée comme au départ.

Pour ce nouvel essai de niveau 4, le bus est relié à une plateforme automatisée de gestion de l’exploitation des véhicules, appelée Dispatcher et développée par BOLDLY Corporation. Cette plateforme permet de surveiller l’état du véhicule à distance, de lui transmettre des consignes de conduite, de gérer les urgences, de décider si la circulation est possible et de tenir un registre complet des trajets et des erreurs.

Ces technologies fonctionnent de concert pour former un système complet de sécurité et de gestion de l’exploitation. Le bus peut ainsi circuler de manière autonome tout en restant en communication permanente avec un centre de contrôle à distance, qui peut intervenir si nécessaire. La plateforme Dispatcher ajoute plusieurs fonctions réalisables à distance, notamment l’enregistrement des trajets et des erreurs, la surveillance de l’état du véhicule, la transmission de consignes de conduite, la gestion des urgences et la détermination de la possibilité ou de la nécessité de circuler.

Le véhicule utilise une combinaison de capteurs et de systèmes de reconnaissance pour suivre son itinéraire en toute sécurité. Le système de maintien dans la voie contribue à conserver le bus sur sa trajectoire, tandis que les capteurs de repères magnétiques permettent une localisation précise le long du parcours. Le système de maintien de la vitesse gère l’accélération et le freinage afin d’assurer une conduite fluide.

Répondre aux défis des transports au Japon

Cet essai de bus autonome s’inscrit dans la stratégie plus large du Japon pour répondre à d’importants défis en matière de transport. Le pays connaît de profondes mutations démographiques, notamment le vieillissement de la population, la baisse de la natalité et une grave pénurie de chauffeurs. Ces facteurs ont entraîné une réduction des services ferroviaires et de bus dans les zones périphériques, créant des difficultés de mobilité pour leurs habitants.

Partout au Japon, les collectivités locales se tournent de plus en plus vers les technologies de conduite autonome pour répondre à ces défis. Depuis avril 2023, les véhicules autonomes de niveau 4 peuvent circuler sans conducteur sur les routes publiques japonaises, sous certaines conditions, ce qui crée un cadre réglementaire propice à un déploiement plus large.

Yuki Saji, président-directeur général de BOLDLY Inc., a souligné l’importance de ces évolutions :

Face aux mutations démographiques, comme le vieillissement de la population, la baisse de la natalité et la pénurie de chauffeurs, les infrastructures de transport japonaises sont mises à l’épreuve par la réduction des services ferroviaires et de bus dans les zones périphériques. Pour répondre à ces difficultés de mobilité, les collectivités locales japonaises se tournent de plus en plus vers les technologies de conduite autonome.

Le projet de Kashiwa vise notamment à évaluer les performances du bus sur route et sa sécurité dans la perspective d’une autonomie de niveau 4. Il prévoit de poursuivre le développement de nouveaux bus autonomes et d’étendre leur exploitation en fonction des résultats. L’objectif final est de travailler avec les responsables de l’aménagement du quartier de Kashiwanoha afin de proposer aux habitants un service sûr, confortable et pratique.

Le projet a été intégré aux initiatives du consortium Kashiwanoha Smart City, sélectionné par le ministère du Territoire, des Infrastructures, des Transports et du Tourisme comme projet de ville intelligente et projet modèle avancé. À partir des résultats de l’essai, les performances du bus sur route et sa sécurité seront évaluées dans la perspective d’une autonomie de niveau 4 ou supérieur. Un nouveau bus autonome sera développé et les essais d’exploitation se poursuivront, avec l’introduction de nouveaux véhicules à la suite de cet essai.

Les autres recherches sur les véhicules autonomes à l’Université de Tokyo

L’Université de Tokyo est à la pointe de la recherche sur les véhicules autonomes, avec des projets qui ne se limitent pas aux aspects mécaniques de la conduite. Une étude innovante s’est intéressée à la manière dont les véhicules autonomes pourraient communiquer avec les piétons afin d’améliorer la sécurité.

Le professeur Takeo Igarashi, de l’École supérieure des sciences et technologies de l’information, a dirigé une étude visant à équiper des véhicules autonomes d’yeux robotisés capables de regarder les piétons pour signaler leur présence, ou de détourner le regard lorsqu’ils ne les détectent pas. L’étude a révélé que ces indices visuels influençaient considérablement le comportement des piétons et les aidaient à décider de traverser de manière plus sûre et plus efficace.

Comme l’a expliqué le professeur Igarashi :

Les interactions entre les voitures autonomes et les personnes qui les entourent, comme les piétons, ne sont pas suffisamment étudiées. Nous devons donc approfondir ces recherches et travailler davantage sur ces interactions afin que les voitures autonomes inspirent sécurité et confiance à la société.

La recherche a mis en évidence des différences intéressantes entre les sexes dans la réaction des piétons aux yeux robotisés. Les hommes prenaient moins souvent la décision dangereuse de traverser lorsque les yeux du véhicule les regardaient, tandis que les femmes prenaient moins souvent la décision inefficace de ne pas traverser alors que la situation était sûre.

Au final, l’expérience a montré que les yeux rendaient la traversée plus fluide et plus sûre pour tout le monde. L’équipe reconnaît que cette étude est limitée par le faible nombre de participants et par le fait qu’un seul scénario a été testé, mais les résultats sont prometteurs. Le passage de la conduite manuelle à la conduite autonome constitue un changement majeur. Si des yeux peuvent réellement renforcer la sécurité et réduire les accidents de la route, les chercheurs estiment qu’il faut sérieusement envisager de les intégrer.

Pour la suite, l’équipe souhaite développer un contrôle automatique des yeux robotisés, relié à l’intelligence artificielle du véhicule autonome plutôt que commandé manuellement. Cela permettrait de s’adapter à différentes situations et d’améliorer la communication entre piétons et véhicules.

Partenaires et collaborateurs du projet

La réussite du projet de bus autonome repose sur une vaste collaboration entre établissements universitaires, pouvoirs publics et entreprises privées. Le Conseil de promotion ITS de Kashiwa rassemble de nombreuses organisations qui œuvrent ensemble à la concrétisation de cette technologie.

Les organisations participant aux démonstrations de bus automatisés comprennent l’Organisation de recherche collaborative sur l’innovation dans la mobilité de l’Université de Tokyo, l’Institut des sciences industrielles de l’Université de Tokyo, l’École supérieure des sciences et technologies de pointe de l’Université de Tokyo, la ville de Kashiwa, Advanced Smart Mobility Co., Ltd., TOBU BUS EAST CO., LTD., Mitsui Fudosan Co., Ltd., SB Drive Corp., Urban Design Center Kashiwanoha (UDCK), Pacific Consultants Co., Ltd., Sompo Japan Nipponkoa Insurance Inc. et Mitsubishi Auto Leasing Corporation.

Ce partenariat diversifié réunit des compétences en technologies des transports, en urbanisme, en assurance et en immobilier, pour mettre en œuvre une approche globale du transport autonome en milieu urbain réel. Le conseil a été créé en décembre 2009 afin de favoriser la coopération et la coordination entre l’Université de Tokyo, les organismes publics, les entreprises privées, diverses organisations et des particuliers. Il vise à promouvoir différentes activités de recherche et de développement et à contribuer à leur commercialisation et à leur mise en pratique.

Depuis le 1er novembre 2019, le Conseil de promotion ITS de Kashiwa mène une expérimentation de démonstration commerciale avec des bus automatisés sur un tronçon de 2,6 km entre la gare de Kashiwanoha Campus, sur la ligne Tsukuba Express, et le campus de Kashiwa de l’Université de Tokyo. Durant cette période, le conseil a vérifié les modalités d’exploitation, les opérations, les inspections et la maintenance en prévision d’une exploitation pratique à long terme. Il a également mené des études en parallèle du développement de nouveaux bus automatisés et de l’aménagement urbain de Kashiwanoha.

L’avenir des transports publics autonomes au Japon

L’essai de bus autonome de niveau 4 à Kashiwa n’est qu’un élément des ambitieux projets japonais en matière de transports publics autonomes. D’autres initiatives comprennent l’introduction par BOLDLY Inc. de la navette autonome « MiCa », développée par la société estonienne Auve Tech, dont les essais sur les routes japonaises devaient commencer en 2023.

BOLDLY est la première entreprise au monde à avoir acheté « MiCa », une navette autonome de niveau 4 développée par Auve Tech. Pour exploiter MiCa au Japon, BOLDLY s’emploie à organiser des essais de démonstration, à obtenir les autorisations nécessaires auprès des organismes publics concernés et à préparer le lancement des essais sur route à l’été 2023. La version japonaise de MiCa a été adaptée avec des équipements et des caméras compatibles avec la plateforme de gestion de l’exploitation de BOLDLY, appelée « Dispatcher ». En outre, pour s’adapter aux routes japonaises, les portes de cette version sont installées à gauche, contrairement à la version estonienne, où elles se trouvent à droite.

La ville de Sakai, dans la préfecture d’Ibaraki, première municipalité à avoir mis en œuvre les systèmes de conduite autonome de BOLDLY en 2020, a déjà signé un accord avec l’entreprise pour acheter des navettes autonomes MiCa. Elle prévoit de les faire circuler sur ses routes dans l’année. À l’échelle nationale, BOLDLY entend introduire une dizaine de véhicules MiCa au Japon durant l’exercice en cours.

Alors que le Japon poursuit le développement de ses infrastructures de transport autonome, ces projets fournissent des données précieuses sur les méthodes d’exploitation, les besoins de maintenance et l’acceptation par les passagers. L’essai de Kashiwa vise en particulier à évaluer les performances du bus sur route et sa sécurité dans la perspective d’une autonomie de niveau 4, tout en prévoyant de développer de nouveaux bus autonomes et d’étendre leur exploitation en fonction des résultats.

À terme, l’objectif est de collaborer avec les responsables de l’aménagement du quartier de Kashiwanoha afin de proposer aux habitants un service sûr, confortable et pratique. Cette approche s’inscrit dans la vision plus large du Japon, qui consiste à créer des villes intelligentes intégrant des systèmes de transport avancés à un développement urbain durable.

À retenir

• L’Université de Tokyo a commencé mardi à tester un bus autonome de niveau 4 sur les routes publiques de Tokyo.
• L’essai se déroule sur un parcours de 2,6 km entre la gare de Kashiwanoha-campus et le campus de Kashiwa de l’université.
• L’automatisation de niveau 4 signifie que le véhicule effectue toutes les tâches de conduite sans intervention humaine dans une zone limitée.
• Des bus autonomes de niveau 2 circulent sur le même itinéraire depuis la fin de 2019.
• Le projet répond à la pénurie de chauffeurs et aux défis démographiques du Japon.
• Le bus autonome utilise des technologies avancées, notamment le maintien dans la voie, le positionnement GPS et la reconnaissance des feux de circulation.
• Depuis avril 2023, le Japon autorise les véhicules autonomes de niveau 4 à circuler sur les routes publiques sous certaines conditions.
• Le projet fait partie du consortium Kashiwanoha Smart City, sélectionné par le ministère japonais du Territoire, des Infrastructures, des Transports et du Tourisme.
• Plusieurs organisations collaborent au projet, notamment des départements universitaires, des organismes publics et des entreprises privées.
• Les projets futurs prévoient de développer de nouveaux bus autonomes et d’étendre leur exploitation en fonction des résultats des essais.