Miasta otwarte na drony

Polska szykuje się do wdrożenia U-Space, unijnej koncepcji, która zakłada wydzielenie przestrzeni do 150 metrów nad ziemią do użytku dronów.

Na początku nowej kadencji samorządów w 2019 r. zarządzanie przestrzenią powietrzną do 150 metrów stanie się nowym zadaniem własnym miast i gmin. To otworzy drzwi do rozwoju rynku dronów i upowszechnienia bezzałogowców na polskim niebie. Eksperci przekonują, że lokalna administracja powinna przeanalizować swoje strategie smart city (z ang. inteligentne miasto), plany zagospodarowania przestrzennego oraz zasoby geoinformacyjne, aby podołać temu zadaniu. Jednocześnie przedsiębiorcy już dzisiaj wespół z samorządowcami testują nowe modele ekonomiczne wykorzystania dronów (zwanych w skrócie BSP lub UAV) w aglomeracjach. – Polskie firmy i uczelnie są w stanie przygotować systemy teleinformatyczne wspierające loty dronów w mieście – nie ma wątpliwości Sławomir Kosieliński, ekspert rynku BSP, prezes Fundacji Instytut Mikromakro.

Nowe wymogi

W czerwcu Parlament Europejski przegłosował przyjęcie nowego rozporządzenia, które jako pierwsze reguluje rynek bezzałogowych statków powietrznych. Obecnie jego rozwój hamują nieskoordynowane przepisy krajowe, co bardzo utrudnia wdrożenie unijnej idei Urban Space (U-Space) – specjalnej przestrzeni powietrznej dla lotów automatycznych i autonomicznych poza zasięgiem wzroku w miastach.

– Już wkrótce drony, w zależności od przewidywanego ryzyka, wagi lub obszaru użytkowania, będą musiały być wyposażone w takie urządzenia jak wysokościomierz, możliwość określenia zmiany strefy geograficznej oraz maksymalne dopuszczalne odległości operacyjne, funkcje unikania kolizji i automatycznego lądowania. Tym samym bezzałogowce coraz bardziej oddalają się od klasycznego lotnictwa i stają się latającymi robotami – mówi Sławomir Kosieliński.

Bezzałogowce w przyszłości mają wykonywać wiele zadań w miastach – monitorować ruch, nadzorować inwestycje, kontrolować stan rzek, czy powietrze i pilnować bezpieczeństwa. Przypisanie do każdego z nich operatora istotnie ograniczyłoby rozwój tego rynku i podniosło koszty. Dlatego drony mają funkcjonować autonomicznie. Aby stało się to realne już dziś prowadzone są przygotowania systemów teleinformatycznych wspierających misje BSP. Ich funkcjonowanie sprawdzano m.in. na Droniadzie. To coroczne wydarzenie, poligon systemów bezzałogowych i konkurs dla zespołów akademickich w misjach poszukiwawczo-ratowniczych z wykorzystaniem dronów. Na czerwcowej imprezie, która miała miejsce w Aeroklubie Krakowskim, zespoły inżynierów walczyły nie tylko o nagrody (pula sięgała 25 tys. zł), ale przede wszystkim o stworzenie najlepszego systemu antykolizyjnego na podstawie ustalonego wcześniej algorytmu. W tym celu firma Aerobits stworzyła dla nich specjalne urządzenia radiowe, bazujące na transponderach lotniczych, nadające w skrócie sygnał „tu jestem” i odbierające sygnał „uwaga – lecę w twoją stronę”. Komputery pokładowe dronów analizowały sytuację wokół i, gdy stwierdzały kurs kolizyjny, wymuszały zmianę położenia. Na bieżąco ruch bezzałogowców śledzono na specjalnej aplikacji przygotowanej przez Droneradar.eu, rodzimą firmę wspierającą bezpieczne korzystanie z BSP.

Warto podkreślić, że podczas Droniady nie doszło do żadnego incydentu, chociaż jednocześnie w tej samej przestrzeni powietrznej latały po trzy roboty. – Na tej bazie można bardzo szybko opracować kilka spójnych systemów antykolizyjnych do masowego wdrożenia w skali światowej – nie ma wątpliwości prezes Instytutu Mikromakro.

Prace nad systemem UAV

Polscy naukowcy pracują również nad systemami automatycznego lądowania BSP, bazującymi na koncepcji internetu rzeczy. Np. spółka Spartaqs, wykorzystując urządzenia radiowe, przygotowała specjalne platformy do lądowania. Nadają one specjalny sygnał, który może odebrać i właściwie zinterpretować tylko przeznaczony dlań pojazd. Droniadę wygrał zespół Raptors z Politechniki Łódzkiej – ich latający robot w ciągu trzech i pół minuty odnalazł oddaloną o 600 metrów platformę, dostał od niej pozwolenie na lądowanie, wylądował, wyłączył silniki, zostawił transportowany pakunek i wrócił do bazy. A wszystko bez udziału człowieka, który nawigowałby bezzałogowcem.

– W warunkach nakreślonych przez Parlament Europejski taki automatyczny system IoT będzie niezbędny do transportu przesyłek dronami oraz natychmiastowego ich uziemiania na zdalne polecenie operatorów. Mamy zatem gotowe koncepcje dwóch kluczowych systemów teleinformatycznych dla rozwoju tego rynku dronów – podkreśla Sławomir Kosieliński.

Aby wizja autonomicznych maszyn latających nad naszymi głowami mogła się ziścić, należy zbudować odpowiednią infrastrukturę naziemną (np. hangary dla dronów, gdzie docierałyby informacje o „misjach” i istniałaby możliwość doładowania akumulatorów) oraz stworzyć inteligentne maszyny, które byłyby w stanie wykonywać loty samodzielnie, a do tego byłyby odpowiednio zabezpieczone m.in. od niekorzystnych warunków atmosferycznych. Rdzeniem tego systemu musi być jednak oprogramowanie, które z jednej strony byłoby w stanie zarządzać transportem, monitorować parametry lotu, prowadzić na bieżąco komunikację i analizę danych, a z drugiej strony nadzorować zużycie elementów infrastruktury technicznej i wytyczać szlaki przelotowe w miejskiej przestrzeni powietrznej, we współpracy z włodarzami miast.

Słabe ogniwo ludzkie

Polski rząd przymierza się do uruchomienia tzw. piaskownicy regulacyjnej (z ang. sand box) dla dronów, czyli wydzielenia pewnej części przestrzeni powietrznej, w której traciłyby swoją moc obecne dość restrykcyjne przepisy dotyczące BSP. Dziś nie dopuszczają one do ruchu urządzeń bez operatora. I z reguły obligują do sterowania maszynami tylko w zasięgu wzroku pilotujących je osób. Sand box umożliwiłby zatem przeprowadzenie w warunkach naturalnych prób z dronami robotami. – Czas na projekty, które wyeliminują najsłabsze ogniwo, czyli człowieka – podkreślał Paweł Szymański z Urzędu Lotnictwa Cywilnego, podczas niedawnej konferencji poświęconej U-Space.

Pierwsze takie projekty już ruszają. JSW Innowacje, FlyTech UAV (producent dronów) oraz Droneradar podpisały konsorcjum w sprawie utworzenia wydzielonej przestrzeni dla lotów bezzałogowców. Ów poligon doświadczalny U-Space – o powierzchni 34 km kw. – powstał na terenie jednego z obiektów JSW. Imituje wydzieloną przestrzeń powietrzną dla lotów dronów w miastach – testy mają być prowadzone w industrialnym krajobrazie, gdzie występują hałdy, budynki i linie kolejowe.

– W ramach konsorcjum powstanie powszechnie dostępny system, obsługujący automatyczne loty dronów poza zasięgiem wzroku. Nowo powstała usługa posłuży m.in. do autonomicznego monitorowania szkód górniczych, obiektów infrastruktury krytycznej oraz do bezpiecznej integracji lotu dronów z lotami samolotów załogowych – wylicza Joanna Pieńkowska z FlyTech UAV. ©?

Unijna reforma przestrzeni powietrznej

Wysokościomierz, urządzenie do określania strefy geograficznej i maksymalnej dopuszczalnej odległości operacyjnej, a także systemy unikania kolizji i automatycznego lądowania – to elementy, w które muszą zostać wyposażone drony, które w przyszłości będą chciały wzbić się na unijne niebo. Parlament Europejski przekonuje, że chodzi o zapewnienie bezpieczeństwa. Nowe reguły mają też pozwolić na bardziej dynamiczny rozwój rynku UAV, który dziś jest hamowany przez nieskoordynowane przepisy krajowe w tym zakresie. W czerwcu europosłowie zdecydowali, że po raz pierwszy wdrożone zostaną przepisy dotyczące bezzałogowych obiektów latających.

Do tej pory bezzałogowce, których waga nie przekraczała 150 kg, podlegały regulacjom poszczególnych krajów członkowskich. Ze względu na wzrost użycia dronów w unijnej przestrzeni powietrznej i coraz częstszych sytuacji, w których zagrażały one m.in. samolotom pasażerskim, Komisja Europejska zaproponowała wprowadzenie przepisów na szczeblu europejskim również dla mniejszych jednostek. Eksperci pozytywnie oceniają plan ujednolicenia przepisów. Część z nich obawia się jednak, że nadmierne regulowanie przez Brukselę dronów o wadze poniżej 150 kg może zahamować dynamiczny rozwój polskiego rynku UAV. Komisja Europejska przekonuje jednak, że unijne rynki na ujednoliceniu reguł zyskają.

Według prognoz KE cywilne drony w ciągu najbliższych 10 lat mogą stanowić nawet 10 proc. unijnego rynku lotniczego. Sektor ten miałby być wart 15 mld dol. Analitycy przewidują, że branża UAV do 2050 r. może stworzyć w Europie 150 tys. miejsc pracy.

Polska ma szansę być w gronie liderów tego sektora. Zdaniem Dawida Krzysiaka z A.T. Kearney, my już mamy zdefiniowane regulacje dotyczące lotów komercyjnych oraz dobrze działający proces nadawania licencji operatorom. Z liczbą ponad 6500 licencjonowanych operatorów dronów jesteśmy pierwsi w Europie. Mamy też drugie miejsce na świecie pod względem ich liczby na tysiąc mieszkańców.