Zelena-Slovenija-logo

Portal za trajnostni razvoj

Kontakt:

Kontaktirajte nas na e-naslov info@zelenaslovenija.si ali pokličite na 03 42 66 700.

Poiskali bomo ustrezno rešitev za vas.

Droni že marsikje v uporabi, a tveganj in vprašanj ni malo - EOL 138

Transport v urbanem okolju | Igor Grofelnik, izr. prof. dr. Darja Topolšek, izr. prof. dr. Matjaž Knez |
 
Obdobje hiper-urbanizacije in razvoja že kaže na nujne spremembe trenutnih načinov transporta. Vse večja obremenitev prometne infrastrukture, prometni zamaški, onesnaženost zraka, ki posledično vplivajo na zdravje človeka in živali v urbanih okoljih, postajajo ključni dejavniki, ki botrujejo nujnim spremembam trenutne tehnologije in načrtovanja pametnega urbanega okolja. Tako se z veliko hitrostjo približujemo dnevu, ko bo avtonomni mestni let z dronom postal tehnološko dosegljiv in bo implementiran v naše okolje. Neizprosno se približuje tudi dan, ko bo paketna dostava z droni, z vidika sodobne logistike, postala del našega vsakdana. Posledično se porajajo vprašanja, kako prilagoditi in razviti primerno okolje ter tehnologijo, ki lahko to idejo podpre. Že danes je potrebno dokazati primerno varnost, ekonomsko upravičenost in učinkovitost tehnologij, ki prihajajo v ospredje in postajajo stalnice v urbanem transportu prihodnosti.
 
Slika 1: Transportni dron. Vir: News, 2018
Slika 1: Transportni dron. Vir: News, 2018

V zadnjih letih smo priča hitri urbanizaciji in razvoju. Rezultat je nadpovprečno obremenjevanje urbanega okolja, prekomerna onesnaženost, preobremenjenost cest ter zmanjšana učinkovitost mobilnosti. Trenutna uporaba konvencionalnih pogonov je med glavnimi povzročitelji emisij CO₂, ki v največji meri povečujejo učinek tople grede (GHG) in predstavljajo resen vpliv na naravne sisteme (IPCC, 2014). Znano je, da možnost neomejene uporabe svetovnega spleta spreminja navade trgovcev na drobno ter ponuja nove izzive in možnosti, da preoblikujejo nakupovalne navade potrošnikov (Wolfinbarger & Gilly, 2003). Spreminja se način razumevanja koncepta oskrbovalnih verig, zaradi nadpovprečno povečane prodaje pa se pojavljajo tudi novi transportni problemi. Trenutno najpomembnejši problem z vidika transportne logistike predstavlja dostava prve in zadnje milje (Airborne drones, 2017). Logistika kot panoga predstavlja pomemben segment za gospodarstvo, saj v razvitih državah ustvari med 10 in 12 % BDP, kar velja tudi za Slovenijo. Pri tem se trg pogodbene logistike s pričakovano letno rastjo (do 15 %) uvršča med najhitreje rastoče panoge. Ekonomski pomen logistike se kaže tudi v podatkih o deležu njenih stroškov v prodajni vrednosti blaga, ki po raziskavah znašajo v poprečju okoli 8–10 %, v nekaterih panogah tudi do 30 %. Pomen logistike torej nezadržno narašča, njena uporabnost pa se širi na različna področja (Svašek, 2007). Konsistentna rast ter nenehno razvijanje panoge predstavljata predvsem nove logistične izzive za trajnostno logistiko, transport in dostavo blaga v mestna jedra (Basu & Muylle, 2003).

V zadnjem obdobju se je kot potencialno dobra izkazala dostava paketov s pomočjo brezpilotnih letal (v nadaljevanju droni). Uporaba dronov predstavlja hitrejšo, cenejšo in okolju prijaznejšo rešitev v primerjavi s tradicionalnimi načini dostave (Yoo, Yu, & Jung, 2018). Po mnenju Deloitte Touche Tohmatsu Limited (2015) bo uporaba dronov in brezpilotnih vozil v prihodnosti odigrala veliko vlogo v dobavni verigi. Chaturvedi, Martich, Ruwadi in Ulker (2016) napovedujejo, da bo v bližnji prihodnosti 80 % dostav opravljenih z vozili brez voznika. Implementacija dronov v mestna urbana območja postaja vse bolj verjetna. Cilj je usmeriti trenutni cestni transport dobrin v zrak. Po nekaterih konceptih bodo mesta gradila v predmestjih konsolidacijske centre. Njihov namen je konsolidacija oz. združevanje paketov ter priprava za dostavo znotraj urbanega mestnega okolja. Aplikacija pametnega telefona in GPS-a bo omogočila uporabniku, da naroči in spremlja dostavo z dronom na točno določeno mesto, kjer lahko pošiljko tudi prevzame. Zato predstavlja dostava z dronom številne prednosti z vidika trgovca kot potrošnika. Nova tehnologija predstavlja tudi nove logistične izzive. Ob morebitni implementaciji dostave z droni se bodo zaradi uporabe zračnega prostora časi dostav skrajšali. Obstaja manjša možnost, da se med prevozom in manipulacijo tovor poškoduje (AIRBORNE DRONES, 2017). Po mnenju Lovelacea Jr. (2016) brezpilotna letala predstavljajo velik potencial pri prihranku stroškov. Leta 2025 naj bi 80 % dostave živil izvedla brezpilotna letala in vozila brez voznika, stroški dostave pa naj bi se zmanjšali do 50 % (Aysev et. al., 2017; Bouton, 2017).

Najobetavnejši tip dronov za paketno dostavo kratkih razdalj predstavljajo električni droni. V razvitem svetu postaja koncept avtonomnega e-poslovanja (autonomous e-commerce) stalnica, sama implementacija dronov, v povezavi z omenjenim konceptom, pa predstavlja sodobno stroškovno učinkovito ekonomijo logistike ter omogoča pravočasno dostavo blaga v urbanem okolju (Heutger & Kückelhaus, 2014).

Na področju razvoja dronov se je v zadnjih letih povečalo tudi število javnih in zasebnih raziskovalnih laboratorijev. Razvijajo človeku prijazna in dostopna brezpilotna letala, ki bodo lahko letela samostojno, v zaprtih prostorih, v zunanjem okolju ter v neposredni bližini ljudi in urbanih območij. Trenuten razvoj je usmerjen v miniaturizacijo in zmanjševanje stroškov sofisticiranih elektronskih komponent (mikroprocesorji, senzorji, baterija, brezžične komunikacijske enote, krmiljenje) ter povečanje transportne nosilnosti. Izboljšave omogočajo podjetjem prototipiranje in komercializacijo dronov (Floreano & Wood, 2015). Uporaba dronov temelji na sofisticirani tehnologiji, ki se uspešno razvija in že danes ponuja napredne rešitve. Trenutno se raziskave na področju tehnologije usmerjajo v (Cohn, Green, Langstaff, & Roller, 2017):

avtonomijo leta. Droni že danes lahko delujejo povsem avtonomno, brez pomoči uporabnika. V naslednjih petih letih pa naj bi se odzivnost sistema ter dinamično usmerjanje leta brez uporabe rok (hadoff) še izboljšalo;

zmogljivost baterij. Hitri razvoj baterij predstavlja dodano vrednost pri uporabi dronov. Kvaliteta litij-ionskih baterij se izboljšuje vsako leto za 5 do 8 %, njihova življenjska doba pa naj bi se do leta 2025 podvojila. Izboljšave bodo dronom omogočile, da letijo več kot eno uro brez ponovnega polnjenja;

tehnologijo odkrivanja in preprečevanja (Detect and avoid). Razvoj omenjenih tehnologij je trenutno v fazi hitrega razvoja. Ti sistemi bodo v prihodnosti dronom preprečili trčenja in jih usmerjali stran od ovir;

integrirane sisteme upravljanja zračnega prometa (ATM). Zaradi potencialne nevarnosti trka so leti z droni trenutno dovoljeni pod višino rezervirano za komercialna letala. Tako se razvoj usmerja v prepoznavo in komunikacijo s sistemi za kontrolo zračnega prometa;

tehnologijo za določanje lokacije. Droni morajo prepoznati svojo lokacijo tudi ob morebitni anomaliji in nedelovanju GPS. Gosto poseljena urbana območja in oddaljene lokacije predstavljajo problem z vidika nedelovanja oz. prikaza napačne lokacije. Zato je, v bodoče, integracija zračnega prometa in sistemov za prepoznavanje lokacije pri dronih nujna.

Slika 2: Uporaba dronov. Vir: Buczkowski, 2017
Slika 2: Uporaba dronov. Vir: Buczkowski, 2017

V današnjem času je profesionalna uporaba dronov že prisotna na področju geografije in geodezije, saj s pomočjo dronov lahko pridobimo kakovostne in visoko resolucijske posnetke iz zraka. Na področju kmetijstva jih lahko uporabimo za spremljanje kakovosti rastlinskih pridelkov. Gradbena podjetja jih uporabljajo za spremljanje napredka gradnje, v rudarstvu pa lahko s pomočjo dronov pridobimo natančne volumetrične podatke izkopov. Droni postajajo stalnica tudi v energetski in infrastrukturni panogi, saj lahko z njihovo pomočjo pregledamo cevovode, ceste in kable na nedostopnih območjih (Floreano & Wood, 2015).

Ko govorimo o transportu s pomočjo dronov, je potrebno izpostaviti, da že danes ponujajo varno pristajanje in vzletanje v bližini stavb in ljudi v urbanih območjih. Omenjena značilnost predstavlja novost na področju paketne dostave, saj za dostavo blaga ne bo več potrebna cestna infrastruktura, ki jo poznamo danes. V prihodnosti bodo droni omogočali hitro in učinkovito dostavo blaga kjerkoli in kadarkoli. Koncept e-poslovanja in industrije 4.0 bo ob implementaciji dronov zaživel v pravem pomenu. V prihodnosti bo uporaba dronov predstavljala ključni podporni element pri razvijanju nerazvitih držav. Z uporabo dronov lahko že danes izboljšamo kakovost storitev na preobremenjenih urbanih območij ter oddaljenih neposeljenih področjih, kjer je uporaba klasičnega transporta okrnjena oz. nemogoča. Droni omogočajo hitro dostavo medicinskih pripomočkov, hrane in zdravil na nedostopna območja. Prednosti uporabe se zavedajo tudi gasilci, policija ter vojska (Floreano & Wood, 2015). Trgovski gigant Amazon je kot prvo podjetje na globalnem tržišču leta 2013 predstavilo dron, Prime Air, katerega namen je dostava paketov in skrajšanje dostavnih časov v večjih mestih na 30 minut. Podjetje je sprožilo revolucijo na področju paketne dostave, saj so se tudi konkurenčna podjetja začela zavedati prednosti in priložnosti, ki jih ponuja implementacija dronov (BBC NEWS, 2013). Podjetje DHL je posledično pripravilo pilotni program uvedbe dronov za namene paketne dostave (Slika 1), sledilo je podjetje Google s projektom »Wing« ter UPS, ki se ukvarja z raziskavami premikanja paketov med distribucijskimi centri in letališči.

Vendar pa se pri vzpostavitvi sistema dostave s pomočjo dronov v urbanih območjih poraja veliko vprašanj. Povezani so z zasebnostjo, varnostjo, okoljskimi tveganji ter neposrednim vplivom brezpilotnih letal v povezavi z mestno dostavo in transportom. Pri ocenjevanju okoljskih tveganj brezpilotnih letal se ocenjujejo trije parametri: hrup, proizvedene emisije CO₂ ter vizualna onesnaženost. Poleg posodobljenih zahtev za certifikacijo hrupa, posamezne države in letališča sprejemajo strožje politike pod pritiskom lokalnih skupnosti. To je povezano tudi z zasebnostjo, varnostjo in ostalimi okoljskimi zahtevami ter zakonodajo. V zadnjih desetih letih se je v okviru restrikcije pojavilo dvakrat večje število omejitev v zvezi s hrupom (Antoine, 2002). Komercialna raba dronov je v večjem delu sveta omejena, vendar U.S. Federal Administration in Evropska agencija za varnost v letalstvu razvijata predpise, ki bodo omogočali večjo komercialno rabo (FAA, 2016; Levin, 2016; EASA, 2017). Pojavljajo se tudi vprašanja povezana z infrastrukturo. Splošno sprejetje brezpilotnih letal, ki bi nadomestila trenutno dostavo pošiljk v mestih, bi lahko v prihodnosti vplivalo na popolno preobrazbo energetskega sistema. Tako bi se ob morebitni uvedbi spremenilo celotno povpraševanje po trenutnih derivatih, ki so implementirani za namene trenutne uporabe transporta. Potrebno je izpostaviti, da je obseg okoljskih koristi pri polnjenju dronov z električno energijo odvisen od okolja, načina pridobivanja električne energije, uporabe tipov akumulatorjev ter infrastrukture, ki je trenutno nezadovoljiva. Trenutni energetski sistem pa ni primeren in je nevzdržen pri morebitni masovni uporabi (Stolaroff et. al., 2018). Razumevanje teh vprašanj sili odločevalce in javnost, da se že danes soočajo s celostnimi energetskimi in okoljskimi rešitvami, ki bodo v prihodnosti pred naša vrata dostavila prvi paket s pomočjo drona.

Viri in literatura

AIRBORNE DRONES. (2017). AIrborne drones. Pridobljeno iz Delivery & Transport: https://www.airbornedrones.co/delivery-and-transport/

Antoine, N. E., & Kroo, I. M. (2002). AIRCRAFT OPTIMIZATION FOR MINIMAL ENVIRONMENTAL IMPACT. 9th AIAA/ISSMO Symposium on Multidisciplinary Analysis and Optimization, 1-7.

Aysev, I., Malek, M., Miller, T. & Stolan, M. A.T.Kearney “Online and Offline Grocery Shopping: Better Together (At least for now)”.

Basu, A., & Muylle, S. (2003). “Online support for commerce processes by web retailers”. “Online support for commerce processes by web retailers”, 379-395.

BBC NEWS. (2. December 2013). Pridobljeno iz Technology - Amazon testing drones for deliveries: https://www.bbc.com/news/technology-25180906

Buczkowski, A. (4. Julij 2017). GEO awesomeness. Pridobljeno iz Drones - How accurate is your drone survey? Everything you need to know.: http://geoawesomeness.com/accurate-drone-survey-everything-need-know/

Bouton, S., Hannon, E., Ramanathan, S., Knupfer, S., Haydamous, L., Heid, B., Nehuhaus, F. & Naucler, T. (2017) McKinsey & Company “Urban commercial transport and the future of mobility”: https://www.mckinsey.com/business-functions/sustainability-andresource-productivity/our-insights/urban-commercial-transport-and-thefuture-of-mobility

Chaturvedi, N., Martich, M., Ruwadi, B., & Ulker, N. (2016). The future of retail supply chains. Retail Insights, 59-67.

Cohn, P., Green, A., Langstaff, M., & Roller, M. (2017). Commercial drones are here: The future of unmanned aerial systems. McKinsey Insights.

Deloitte Touche Tohmatsu Limited. (2015). Drones: high-profile. London: The Creative Studio at Deloitte.

Floreano, D., & Wood, R. J. (28. 5 2015). NATURE. Science, technology and the future of small autonomous drones, str. 460-466.

Heutger, M., & Kückelhaus, M. (2014). UNMANNED AERIAL VEHICLE IN LOGISTICS - A DHL perspective on implications and use cases for the logistics industry. Troisdorf: DHL Customer Solutions & Innovation.

IPCC. (2014). CLIMATE CHANGE 2014 Impacts, Adaptation, and Vulnerability - Summary for Polocymakers. Cambridge and New York: Cambridge University Press.

Lovelace Jr., B. (14. December 2016). CNBC. Pridobljeno iz TECH - The future arrives? Amazon's Prime Air completes its first drone delivery: https://www.cnbc.com/2016/12/14/the-future-arrives-amazons-prime-air-completes-its-first-drone-delivery.html

News, F. (2018). DRONEMAJOR. Pridobljeno iz EDITORIAL FEATURE - THE DEVELOPING ROLE OF DRONES FOR FLEETS: https://dronemajor.net/editorials/the-developing-role-of-drones-for-fleets

Stolaroff, J. K., Samaras, C., O’Neill, E. R., Lubers, A., Mitchell, A. S., & Ceperley, D. (2018). Energy use and life cycle greenhouse gas emissions. Nature communications.

Svašek, M. (2007). Vpliv globalizacije na logistične storitve. Ljubljana: Univerza v Ljubljani9, Ekonomska fakulteta.

Wolfinbarger, M., & Gilly, M. (2003). SHOPPING ONLINE FOR FREEDOM, CONTROL AND FUN. Long Beach: CISE/IIS/CSS Division of the U.S. National Science Foundation and the NSF Industry/University Cooperative Research Center (CISE/EEC) .

Yoo, W., Yu, E., & Jung, J. (2018). Drone delivery: Factors affecting the public’s attitude and intention. Telematics and Informatics, 1687-1700