Hver er staðan á sjálfakandi ökutækjum hérlendis?Hver er staðan á sjálfakandi ökutækjum hérlendis?

Sumarið 2020 vann EFLA, rannsóknarverkefni styrkt af Nýsköpunarsjóði námsmanna sem hafði það að markmiði að meta aðstæður hérlendis m.t.t. sjálfakandi almenningsvagna auk þess að taka fyrstu skref við innleiðingu tilraunaverkefnis slíkra faratækja hérlendis. Verkefnið var unnið í samstarfi við Reykjavíkurborg, Strætó og Holo, danskt fyrirtæki sem sérhæfir sig í utanumhaldi og rekstri tilraunaverkefna sjálfakandi almenningsvagna.

Í almennri umfjöllun um sjálfakandi ökutæki er fjallað um fimm stig sjálfstýringar. Frá núll þar sem ökumaður sér alfarið um akstur til fimmta stigs eða fullrar sjálfstýringar. Hækkandi stig sjálfstýringar felur í sér aukna getu ökutækis til aksturs og skynjun umhverfis síns. Flest tilraunaverkefni sem hafa verið framkvæmd falla undir stig þrjú þar sem ökutækið er ávallt undir eftirliti umsjónaraðila sem getur tekið við stjórn þess undir vissum kringumstæðum. Að undanförnu hafa þó verið gerð tilraunaverkefni þar sem vagnar eru á fjórða stigi sjálfstýringar, t.d. í Helsinki árið 2020 sem þótti heppnast vel.

Ekki er til ein algild skilgreining á sjálfakandi ökutæki, m.a. vegna mismunandi stiga sjálfstýringar. Ökutækin nýta þó nánast undantekningarlaust samspil skynjara og myndavéla til þess að skynja umhverfi sitt. Þar að auki nýta ökutækin staðsetningarbúnað til þess að staðsetja sig í umhverfi sínu og byggist slík staðsetningartækni oftast á gervihnattasambandi ásamt fastapunktum á leiðum sem hafa verið ítarlega kortlagðar. Dæmi eru þó um að aðrar leiðir séu farnar t.d. með innri mælingum ökutækja sem fylgjast með framvindu þess. Ökutækið nýtir svo búnað til að greina og vinna úr gögnunum til þess að aka um á öruggan hátt og geta brugðist við óvæntum atburðum. Akstur ökutækisins byggist því á að nýta gögnin sem það safnar til þess að mynda líkan af umhverfinu nokkrar sekúndur fram í tímann og að aðlaga akstur ökutækisins m.t.t. þess.

Á mynd 1 má sjá dæmi um þann búnað sem sjálfakandi ökutæki alla jafna reiða sig á við skynjun umhverfis og til að staðsetja sig. Ökutæki á markaði í dag búa sjaldnast yfir öllum þessum búnaði en styðjast þó við samspil mismunandi skynjara og myndavéla. Í samræmi við myndina að ofan er eftirfarandi búnað að finna:

• LIDAR eða ljóssjá sem greinir ljós og býr til tví- og/eða þrívíddarmynd af nærumhverfi
• RADAR eða ratsjá sem greinir hluti með útvarpsbylgjum og metur fjarlægðir. Notast er við skynjara með mismunandi dreifisvið
• SONAR eða hljóðsjá sem greinir hluti með hljóðbylgjum og metur fjarlægðir
• GNSS, staðsetningarbúnaður sem reiðir sig á gervihnetti
• IMU, innri mælibúnaður sem mælir m.a. hröðun og stefnu, og nýtist til staðsetningar
• Myndavélar, aðstoða við að sjá og greina nærumhverfi á myndrænan hátt

Tenging annars vegar milli ökutækja og hins vegar milli innviða og ökutækja býður einnig upp á mörg tækifæri til framtíðar. Með auknum hraða og áreiðanleika fjarskipta, t.d. með tilkomu 5G eru slíkar tengingar raunhæfari en áður. Í yfirstandandi tilraunaverkefni í Noregi er verið að gera fyrstu prófanir á Norðurlöndunum á samskiptum milli ökutækja og umferðaljósa og ljóst er að mikill ávinningur felst í samþættingu og samskiptum ökutækja og innviða.

Mikilvægt er að átta sig á hvernig sjálfakandi almenningsvagnar líta út í dag og hvað þeir hafa upp á að bjóða. Byggist sú grunnþekking á upplýsingum yfirstandandi tilraunaverkefna og þeim verkefnum sem hafa farið fram á undanförnum árum. Enn sem komið er, taka vagnar að hámarki um 15 manns og fara hægt um, yfirleitt ekki hraðar en á 20 km/klst. Tæknin er í nánast öllum tilfellum á prófunarstigi og samhangandi þjónusta í samræmi við það. Flest tilraunaverkefni reiða sig á þriðja stig sjálfstýringar sem felur í sér að ávallt sé einhver til taks í vagninum til að taka við akstri hans við ákveðnar aðstæður. Að svo stöddu er því ekki hægt að gera ráð fyrir að tæknin feli í hagræðingu er varðar rekstur vagna en stærsti hluti þess snýr að mönnun vagnanna.

Til framtíðar á enn eftir að svara stórum spurningum er varða sjálfakandi ökutæki sem hluta af almenningssamgöngum, s.s. hvaða hlutverki slík ökutæki muni þjóna? Einn möguleiki er að nýta þá til að þjónusta svæði sem er erfitt að þjónusta með afkastamiklum almenningssamgöngum, s.s. fyrirhugaðri Borgarlínu. Þannig er mögulegt að vagnarnir veiti góða þjónustu á leiðum sem tengjast afkastameiri samgöngumátum, s.s. Borgarlínu. Með því mætti t.d. auka tíðni og þjónustu almenningssamgangna sem ganga eftir fjölförnum leiðum. Einnig má velta fyrir sér hvort og þá hvenær almenningssamgöngur verða að fullu sjálfstýrðar.

Á Norðurlöndunum hafa nú þegar verið framkvæmd þó nokkur tilraunaverkefni á sjálfakandi almenningsvögnum. Almennt hefur áhersla tilraunaverkefna færst frá sönnun gildis tækninnar yfir í að meta notagildi sjálfakandi almenningsvagna, t.d. samþættingu þeirra við núverandi almenningssamgöngukerfi og áhrif þeirra á samgöngur og ferðavenjur. Samhliða tilraunaverkefnum á sjálfakandi almenningsvögnum hefur skapast þekking sem mögulegt er að nýta við undirbúning tilraunaverkefnis hérlendis.

Einstaka lönd eru komin enn lengra og hafa t.d. Noregur og Sviss tekið sjálfakandi almenningsvagna inn í almenningssamgöngukerfi sitt sem þó er enn á tilraunastigi.

Aðstæður á hverjum stað fyrir sig skipta sköpum og því er ekki hægt að yfirfæra beint útfærslu á einum stað til annars án frekari greiningar eða aðlögunar.

Norðurlöndin þykja ákjósanleg til samanburðar, þar sem aðstæður líkjast hvað helst þeim sem finna má hérlendis. Var því ákveðið að líta til fjögurra tilraunaverkefna í Ósló, Kaupmannahöfn, Gautaborg og Helsinki (sjá nánari umfjöllun í skýrslu). Tilraunaverkefni gefa ákveðna hugmynd um hugsanlegt notagildi þeirra og í grófum dráttum má flokka þau á eftirfarandi hátt:

• Tilraunaverkefni tengd háskólum og háskólasvæðum
• Tilraunaverkefni tengd uppbyggingarsvæðum
• Tilraunaverkefni/verkefni tengd núverandi leiðakerfi almenningssamgangna
• Afmörkuð starfsemi, s.s. innan flugvalla, spítala o.s.frv.

Markmið verkefnisins, til viðbótar við að rýna í stöðu þekkingar tækninnar með áherslu á tilraunaverkefni sjálfakandi almenningsvagna, var að setja fram og greina mögulegar staðsetningar og leiðir fyrir tilraunaverkefni í Reykjavík. Ferlið var tvíþætt, annars vegar forgreining á staðsetningum og hins vegar ítarlegri greining á leiðum út frá þeim staðsetningum sem komu best úr forgreiningu. Í upphafi ferlisins var það haft að leiðarljósi að draga sem flesta aðila að borðinu og velta upp eins mörgum kostum og auðið var. Í ferlinu var litið til svæða innan Reykjavíkur sem þóttu áhugaverð að m.t.t. hugsanlegs tilraunverkefnis. Í lok greiningar var ákveðið að skoða frekar eftirfarandi staðsetningar:

• Gufunes – uppbyggingarsvæði sem hefur það að markmiði að stuðla að sjálfbærum samgöngum innan og til og frá svæðinu
• Háskóli Íslands – háskólatenging auk þess sem uppbygging blandaðrar byggðar á sér stað á svæðinu
• Þingholt – rótgróið svæði þar sem sjálfakandi vagnar hefðu það að markmiði að bæta þjónustu almenningssamgangna auk þess að nýtast ferðamönnum

Skilgreindar voru leiðir fyrir hvert svæði og þær greindar á ítarlegan hátt.

Greiningin byggðist á fjórum meginflokkum; innviðum, nærumhverfi og þjónustu, umferð og kostnaði. Leitað var eftir sérfræðiáliti samstarfsaðila verkefnisins, Holo. Mat þeirra var að leiðirnar væru í eðli sínu flóknar m.t.t. aksturs sjálfakandi almenningsvagna, í flestum tilfellum væri þó hægt að aðlaga þær að slíku verkefni. Almennt voru helstu vandamál leiða talin vera hár umferðarhraði auk óstöðugs umhverfis, t.d. varðandi fjölda og fyrirkomulag gatnamóta, bílastæða og fastapunkta við leið. Á mynd 3 má sjá dæmi um skilgreinda leið um svæði Háskóla Íslands.

Til framtíðar er hugsanlegt að sjálfakandi almenningsvagnar verði einn af mörgum þáttum samgöngukerfis höfuðborgarsvæðisins. Mikilvægt er að stíga fyrstu skref þeirrar þróunar hérlendis og halda í við þróun á alþjóðavísu. Þegar litið er til þróunar og innleiðingar sjálfakandi ökutækja eru skilgreindar þrjár meginstoðir; tækni og innviðir, lagaumhverfi og viðhorf almennings.

Í verkefninu var leitast eftir því að greina hvern þátt og meta hvort þörf væri að yfirstíga atriði er að þeim snúast áður en tilraunaverkefni getur orðið að veruleika:

• Tækni og innviðir. Engar augljósar fyrirstöður hérlendis. Gert er ráð fyrir að ökutæki sem flutt verði inn búi yfir fullnægjandi tæknilegum búnaði til sjálfaksturs. Fjarskiptasamband innan höfuðborgarsvæðisins ætti að vera viðunandi. Aðlaga þarf innviði að skilgreindri leið, t.d. m.t.t. fastapunkta sem ökutækið reiðir sig á til staðsetningar, merkinga og skilta o.þ.h. Að auki þarf að skoða aðstöðu til geymslu og hleðslu vagna á meðan á verkefninu stendur.

• Lagaumhverfi. Hröð tækniþróun sjálfakandi ökutækja hefur sett þrýsting á yfirvöld að mynda laga- og regluverk er snýr að sjálfakandi ökutækjum. Ný umferðarlög hafa opnað á möguleikann á tilraunaleyfi fyrir prófanir á sjálfakandi ökutækjum hérlendis. Leyfisveitingar eru á ábyrgð Samgöngustofu sem og að skilgreina leyfisferlið. Enn hefur ekki verið sótt um slíkt leyfi hérlendis. Nýta ætti reynslu nágrannaþjóða af innleiðingu leyfisferlis til að móta slíkt hérlendis og vinna í samstarfi við þá aðila sem hafa áhuga á að prófa tæknina. Margt er óljóst varðandi leyfismál en skýr heimild er fyrir leyfi tilraunaverkefnis í umferðarlögum. Óskýrt regluverk og umsóknarferli getur verið fráhrindandi fyrir mögulegt tilraunaverkefni.

• Viðhorf almennings. Tilraunaverkefni standa og falla ekki með viðhorfi almennings en er atriði sem getur haft veigamikil áhrif á innleiðingu tækninnar til framtíðar. Samhliða tilraunaverkefni gefst tækifæri til þess að kynna tæknina fyrir almenningi og ef rétt er staðið að verkefninu getur það aukið traust og þekkingu almennings á sjálfakandi ökutækjum. Getur það verið mikilvægur þáttur til þess að greiða fyrir innleiðingu slíkrar tækni til framtíðar, s.s. hluta af kerfi almenningssamgangna. Áhugavert að skoða núverandi rannsóknir á viðhorfi gagnvart tækninni með það fyrir augum að yfirstíga vandamál samhliða innleiðingu tilraunaverkefna til framtíðar.

Til skemmri tíma, til að tilraunaverkefni geti orðið að veruleika, þarf að huga að eftirfarandi skrefum og sjá til þess að þau séu uppfyllt áður en tilraunaverkefni getur hafist:

Er Ísland tilbúið að taka á móti sjálfakandi almenningsvagni?
Rannsóknarverkefni styrkt af Nýsköpunarsjóði námsmanna
12.10.2020