Hvað er nú helst að gerast í þessum efnum í heiminum nú um stundir og þá helst í þeim hluta hans sem við þykjumst tilheyra? Hér heima eru rafbílar orðnir algengir og standa sig vel tæknilega séð en drægnin dugir ekki til lengri ferða. Bílar með brunahreyfla eru á stöðugu róli. Hér er sem sagt ekkert byltingarástand enn sem komið er.

En er von á því? Flestir bílaframleiðendur eru að fikra sig yfir í rafmagnið og ýmsir komnir til sögunnar sem við höfðum ekki tekið eftir. Flestir þekkja rafbíla frá þessum gömlu sem hér hafa verið um nokkra hríð, sumir lengi aðrir skemur. Varla við öðru að búast en að framleiðendur kappkosti að mæta kröfum almennings um notagildi og ekki síst drægni en þar eru stórstígar framfarir. Við bestu aðstæður gætu nokkrir algengir rafbílar náð hátt í fimmhundruð km drægni og dæmi er um u.þ.b. 600 km. Gaman er að geta þess að nokkrir nýir framleiðendur rafbíla hafa komið til sögunnar. Margir þeirra gera út á markað þeirra velstæðu, nefni nokkra: TESLA sem er þekkt merki sem stendur sig vel, KARMA Revera (karmaautomotive.com) sem eru sportbílar en ekki á hvers manns vörum ennþá.

RIVIAN sem er frá USA, eins og Tesla, þeir gera út á jeppa- og pallbílamarkaðinn. BYTON (byton.com) mjög framúrstefnulegur fólksbíll sem er að koma í framleiðslu í Kína en á uppruna sinn hjá tæknimönnum sem voru áður hjá BMW og NISSAN. Þá eru miklar framfarir í ökutækjum til vöruflutninga.

Ýmis tölvutækni t.d. að aka mörgum slíkum í lest með nánast ekkert bil á milli þeirra og aðeins ökumann í fremsta ökutækinu er þegar raunverulegt. Rafknúnin vöruflutningatæki eru þegar í burðarliðnum. Þar er m.a. lítið fyrirtæki, Thor Trucks (https://www.thortrucks.com/) sem lofar góðu. Miðað við sambærilegt olíuknúið ökutæki er eldsneytiskostnaður u.þ.b. 70% lægra á ekinn km miðað við einingasamanburð á rafmagni og olíu, rafhlöðurnar leyfa hins vegar ekki meiri drægni en tæplega 500 km og er það verulega lakara en olíubrennararnir, hámarkshraði er 7 % meiri, viðhald á ekinn km er $ 0.04 en á þann olíuknúna $ 0,12. Þyngdin er áþekk og sambærilegra ökutækja.

Rafbílar eru ýmiskonar. Þeir geta verið hreinir rafbílar með rafhlöðu eða tvinn bílar með rafhreyfil og brunahreyfil sem hleður inn á rafhlöðu. Þá eru til rafbílar með efnarafala, þar eru á ferðinni vetnisknúnir bílar og eru margir frameiðendur að spá í þennan aflgjafa.

Sjálfakandi ökutæki

Heitasta umræðuefnið í samgöngumálum í okkar heimshluta eru sjálfakandi ökutæki og samnýting farartækja. Rafbílavæðingin og reyndar rafvæðing farartækja er lykillinn að þessu. Sjálfakandi ökutæki eru varla búin að slíta barnsskónum. Mikið er tekist á í umræðu um þetta málefni; hverjir eru kostirnir, hverjir eru gallarnir, hvaða afleiðingar hafa breyttar samgöngur á samfélagið? Ekki verður á móti mælt að það er allt of mikið af ökutækjum í heiminum og óþarft að ræða umferðahnútana sem allir þekkja. Geta sjálfakandi ökutæki breytt þessu? Hvað með allt landssvæðið sem ökutæki sem ekki eru í notkun leggja undir sig? Er hægt að fækka ökutækjum en samt bæta samgöngur og flutninga? Hefur einhver trú á óbreyttu ástandi? Greiðir Borgarlínan úr umferðarvandanum? Samnýting ökutækja – er það innlegg í umræðuna? Margir hafa óbeit á hugtakinu og sjá fyrir sér ástand í líkingu við það sem er á Kúbu þar sem þeir sem þurfa far standa á biðstöðum við þjóðvegina og bíða eftir næsta ökutæki. Ökumenn sem ekki taka farþega ef þeir hafa pláss fá orð í eyra.

Samnýting af þessu tagi er ekki okkar lausn. Sjálfakandi ökutæki gera þó samnýtingu mögulega en að uppfylltum ákveðnum kröfum. Þessar kröfur eru settar fram í staðli SAE J3016 um sjálfvirkniþrep ökutækja sem settur var að frumkvæði SAE (Society of Automotive Engineers) og verða ökutæki ekki endanlega hæf til allrar almennrar notkunar nema að uppfylltu þrepi 5 sem sjá má í eftirfarandi samantekt um staðalinn:

• Þrep 0 (Engin sjálfvirkni): Sjálfvirkt kerfi gefur viðvörun og gæti gripið inní en hefur engin varanleg áhrif á stjórn ökutækisins.
• Þrep 1 (Aðstoð við ökumanninn): Ökumaður og sjálfvirkt kerfi deila með sér stjórn ökutækisins. Dæmi um þetta er Aðlagað hraðastilli (Adaptive Cruise Control ACC), þar sem ökumaður stýrir ökutækinu en sjálfvirkur búnaður stjórnar hraðanum og Stæðisaðstoð (Parking Assistance) þar sem ökutækinu er stýrt sjálfvirkt en hraðanum handvirkt. Ökumaðurinn verður þó að vera tilbúinn til að taka yfir alla stjórnun hvenær sem er. Akreinarvöktun (Lane Keeping Assistance LKA) er frekara dæmi um sjálfakstur á Þrepi 1.
• Þrep 2 (Sjálfvirkni að hluta): Handfrjálst sjálfvirkt kerfi tekur yfir alla stjórn ökutækisins (hröðun, hemlun og stýri). Ökumaðurinn fylgist með akstrinum og verður að vera tilbúinn að yfirtaka stjórnina umsvifalaust ef sjálfvirka kerfið bregst ekki rétt við. Orðið handfrjáls á ekki að taka bókstaflega. Í raun er snerting handar við stýrið nauðsynleg í akstri til að staðfesta að ökumaðurinn sé tilbúinn til að grípa inní.
• Þrep 3 (Skilyrt sjálfvirkni): Ökumaðurinn getur áhættulaust flutt athyglina frá akstrinum t.d. til að skrifa skilaboð eða horfa á kvikmynd. Ökutækið ræður við aðstæður sem krefjast skjótra viðbragða eins og neyðarhemlun. Ökumaðurinn verður að vera viðbúinn til að grípa inní innan tiltekins tíma sem ákveðinn er af framleiðanda ökutækisins þegar ökutækið þarfnast þess. Dæmi um þetta er árgerðin 2018 af Audi A8 Luxury Sedan sem var fyrsta almenna ökutækið sem átti að fullnægja Þrepi 3 um sjálfakstur. Þetta tiltekna ökutæki var með svonefndan Traffic Jam Pilot eða Umferðateppuleiðsögn. Þegar leiðsögnin var gangsett af ökumanninum tók ökutækið sjálft yfir alla stjórn þess í hægfara umferð upp að 60 km hraða. Þessi stýring virkaði aðeins á hraðbrautum með vegg eða eyju sem skildi að umferð á móti.
• Þrep 4 (Mikil sjálfvirkni): Eins og á Þrepi 3 en athygli ökumannsins er óþörf og hann getur áhættulaust sofnað eða farið úr ökumannssætinu. Sjálfakstur takmarkast við tiltekin Raunsvæði (Geofenced) eða við sérstakar aðstæður svo sem í umferðarteppum. Utan þessara aðstæðna verður ökutækið að geta hætt akstrinum og staðnæmst í stæði ef ökumaðurinn tekur ekki yfir stjórnina.
• Þrep 5 (Alsjálfvirkt): Mannlegt inngrip algjörlega óþarft. Dæmi um þetta væri sjálfstæður, sjálfakandi leigubíll.

Til þess að alsjálfvirkt kerfi virki er ekki nóg að hafa ökutæki sem ekið geta án ökumanns. Þau þurfa að hafa samband við önnur ökutæki, sjá og skynja umhverfið ekki bara akbrautina, hafa aðgang að nákvæmu korti/yfirliti yfir landssvæðið sem það starfar í, geta séð um sig sjálf t.d. með því að sækja sér orku til að knýja sig og vera í sambandi við notendur.

AutonomyChain er líklega eitt þróaðasta netkerfið á sínu sviði en það er blokkkeðja í tölvuskýi sem getur tengt öll sjálfakandi ökutæki við skýið þannig að þau geti skipst á gögnum og haft samskipti við hvert annað, við farsímaöpp, við umferðarskynjara og þriðju aðila. Fjölmargir framleiðendur og fyrirtæki eru eins og fyrr sagði að þróa sjálfakandi ökutæki. Þeim gengur misvel, sumir eru komnir það langt að þeir eru með ökutæki í umferð. Hér er Uber leigubílafyrirtækið fremst í flokki. Uber þekkja margir eftir ferðalög í útlöndum. Appið þeirra er mjög fullkomið. Þegar óskað er eftir bíl gefur maður upp staðsetningu sína og hvert skal halda. Á skjá snjallsímans sjást lausir bílar og hve langt frá þeir eru. Síðan koma upplýsingar um hvaða bíll komi, tími sem ferð hans tekur og á skjánum má sjá hvernig honum miðar og svo hver ökumaðurinn er.

Þegar að því kemur að ökutæki verða sjálfakandi hverfur vitaskuld nafn ökumannsins. Sjálfakandi ökutæki verða ekki raunveruleg nema með samræmdu netkerfi. Autonomy mun einfalda akstur, gera hann öruggari og ekki síst á kerfið að nýta allar upplýsingar, hvernig svo sem þeirra var aflað eða í hvaða formi þær eru. Allar greiðslur eða þóknun innan kerfisins verða í rafmynt þannig að hefðbundnir gjaldmiðlar koma aðeins við sögu við uppgjör við kerfið.

Hvernig gæti umhverfi sjálfakandi ökutækja sem AutonomyChain þjónar litið út?

Aðilar eða „stöðvar“ í slíku gangverki sjálfakandi ökutækja eru: AUTONOMY skýið, snjallsíminn, ökutæki(n) og innviðir. Hér er dregið saman yfirlit yfir samskipti og aðgerðir í kerfinu við algengustu aðstæður: Ökutæki við snjallsíma og AUTONOMY skýið Snjallsíminn sér um geiðslur fyrir flutninga eða annan verkbúnað þ.e.a.s. allskonar þjónustu. Hann stjórnar ökutækinu þínu og lætur það fara frá stað A til staðar B, tómt, með farþega eða flutning. Gefur fyrirmæli t.d. um að sækja skyndibita á stað A , sækja tiltekinn farþega á stað B og skila honum á stað C. Hann sér um að ökutækið verði aldrei rafmagnslaust – lætur ökutækið sækja sér áfyllingu/rafhleðslu tímanlega. Finnur næstu hleðslustöð, tekur frá stæði og greiðir fyrir það. Leggur ökutækinu eða tekur frá stæði og leggur því í tiltekinni fjarlægð eftir að hafa lokið aksturserindinu.

Tryggingar: ökutækið gæti verið vitni að umferðaróhappi. Snjallsímaapp gæti sótt myndir og umferðargögn og sett þau upp í skýrsluform sem nota mætti við tryggingauppgjör.

Öryggi: Þú lætur ökutækið sækja þig. Þegar það kemur, opnar það aðeins dyrnar fyrir þig. Það veit hver hinn rétti farþegi er vegna þess að aðeins þú getur opnað með dólkóðuðum lykli.

Enginn hakkar: Autonomy útilokar hakkara þannig að enginn getur yfirtekið stjórn ökutækisins. Eignaréttur og hagnýting ökutækisins er auðkennd og sannprófuð gegnum blokkkeðjuna þannig að enginn annar getur fengið aðgang að ökutækinu þínu.

Sameign: tíu félagar gætu átt þrjú ökutæki sem mundu fullnægja þeim ferðum/flutningum sem þau þarfnast.

Ökutæki við innviði og AUTONOMY skýið

Umferðarljós: þau má aðlaga þeirri umferð sem við á. Innakstur á gatnamótum, að- og fráreinum, má aðlaga eftir umferðarþunga og jafnvel nýta fleiri akreinar í sömu átt sem annars væru í sitt hvora átt. Ökutæki geta tilkynnt hættur á vegum, umferðaróhöpp, akstursaðstæður og veðurfar. Séð er um skipulag ferða og pöntun væntanlegrar ferðaleiðar – ef gert er ráð fyrir mikilli umferð gæti „akbrautin“ sjálf gefið skilaboð um að aka aðra leið t.d. ef mikill umferðarþungi verður á leiðinni á morgun kl. 8. Akbrautin gæti tilkynnt skýinu að hún verði lokuð um tiltekinn tíma. Nýjum akbrautum er bætt sjálfkrafa inn á skýið. Við umferðaróhapp sendir ökutækið sjálfkrafa tilkynningu til neyðaraðila.

Ökutæki við ökutæki og AUTONOMY skýið

Neyðarökutæki útvarpa hvar þau eru á ferðinni þannig að sjálfakandi ökutæki geti vikið tímanlega úr vegi svo forgangsökutæki komist sem skjótast leiðar sinnar. Ökutæki lögreglu geta umsvifalaust stöðvað sjálfakandi ökutæki gegnum AUTONOMY skýið. Ef sjálfakandi ökutæki þarf að komast fljótt gegnum umferð gæti hugsast að greiða fyrir forgang. Ökutæki gætu lært þegar þau deila með sér upplýsingum um umferðaróhöpp svo allir læri af mistökum og þurfi ekki að ganga í gegnum þau sjálf. Ökutækjum má aka hraðar ef mörg eru saman í lest hvert á eftir öðru með lítið bil á milli. Netáhrif eru þau að ökutækin læra stöðugt hvert af öðru, bæta akstursvenjur og laga sig að breytingum. Þau bæta kortin og hafa samskipti við öpp þriðja aðila gegnum Autonomy skýið.

Hvenær verður það sem hér hefur verið lýst að raunveruleika? Hvað þarf til? Breytt ökutæki? Jú kannski verður mögulegt að tengja nýrri ökutæki við kerfið og á nokkrum árum, hugsanlega innan við tíu árum, verður ökutækjaflotinn allur sjálfakandi. Hvaða breytingar þarf í innviðunum; vegum og umferðarmannvirkjum? Kannski verður eðlilegt viðhald og þörf á viðeigandi endurbótum og nýframkvæmdum minni en ef engin þróun verður á þeirri umferðarmenningu sem nú er. Öfugt við það sem margir halda fram lækkar slysatíðni með sjálfakandi ökutækjum.

Svona má halda áfram en mesta byltingin verður í allsherjar tölvutækni sem mun gera sjálfakandi ökutæki möguleg öllum til hagsbóta.

Ingibergur Elíasson Bifvélavirkjameistari, MEd
Janúar 2019