Hogyan lehetséges drónokkal az utak biztonságát növelni? Sajnos közvetlenül sehogy, maximum sci-fibe illő ötletekkel lehetne az esőt meggátolni, vagy elolvasztani a jeget, netán kijavítani a sérült felületeket de ezek egyelőre nem megvalósítható elképzelések. Ami viszont nagyon is lehetséges, az az útfelületek állapotáról megfelelően részletes, aktuális információ biztosítása.
Talán nincs is olyan ember ma, aki nem használja az országos úthálózatokat. Bárhova közlekedünk, munkába járunk vagy utazunk, elkerülhetetlen, hogy a közúti közlekedés részesei legyünk. Magyarországon 2021-ben a személyszállítás 22 milliárd utaskilométert tett ki és évente átlagosan 17 ezer kilométert teszünk meg személyautókkal. Szinte minden termék, amit megvásárlunk, ha mást nem, az utolsó kilométereket az üzletekig közúton teszik meg; átlagosan egy mindennapi fogyasztási cikk árának akár 15 százaléka is lehet a szállítás költsége és így a hozzá kapcsolódó úthasználat.
Kimondhatjuk tehát, hogy életünk jelentős része kötődik az utakhoz és a rajtuk való közlekedéshez. Sajnos ez a tevékenységünk azonban nem jár kockázat nélkül. Az Európai Unió területén tavaly több mint 800 ezer balesetet jegyeztek fel a közutakon, ezek közül majd 1 millió emberi sérüléssel járó és közel 20 ezer halálos kimenetelű volt. Sajnos hazánkban ezek a mutatók az uniós átlag felettiek. A statisztikákat tovább elemezve látható, hogy több mint 60 százaléka lakott területen kívül történik és a balesetek 14 százalékánál az útfelület állapota közvetlen okozója volt a balesetnek, akár a rossz minőség, akár szennyeződés (jég, olaj, homok stb.) miatt. Más kutatások is a baleseti tényezők közül az első tíz közé sorolják az útfelületek állapotát. Bár az emberi életeket nem igazán lehet pénzben kifejezni, de a kutatások uniós szinten vizsgálva az országok bruttó hazai termékének (GDP) 0,4-4,1 százaléka közé becsülik a közúti balesetekhez köthető összes költséget. Ez az összesítés tartalmazza többek között az orvosi ellátás, a kiesett termelés, a személyi veszteségek, az anyagi károk és az adminisztráció költségeit is.
Látható, hogy az útfelületek állapota társadalmi, gazdasági jelentőségű kérdésként jelentkezik. Ebben a cikkben egy jelenleg is futó kutatás, a U-SOAR projekt kapcsán kívánjuk bemutatni pilóta nélküli légi járművek (drónok) használatával elérhető lehetőségeket, amelyekkel a közutak és a közlekedés biztonságosabbá tehető. Magyarországon a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Repüléstudományi és Hajózási Tanszéke, valamint a MouldTech Systems Kft. vesz részt a fejlesztésben, a török Eskişehir Teknik Üniversitesi (Eskisehir Műszaki Egyetem) és egy világméretű cég török leányvállalata, az ESRI Türkiye segítségével. A két egyetem szoros tudományos kapcsolatokat ápol egymással, már több közös kutatási projektben vettünk részt együtt sikeresen, melyek kapcsán többek között a két ország fiataljainak körében népszerűsítettük a drónokkal kapcsolatos technológiákat, illetve az azokon alapuló vállalkozások indítását.
Számos közvélemény-kutatás foglalkozott már az utazási szokások felmérésével és több érdekes kapcsolódó eredmény született. Egyrészt, a megkérdezettek 27 százaléka figyelembe veszi az utak minőségét az útvonalak megválasztásakor, másrészt több mint 67 százalékuk jelezte, hogy igénybe venne olyan térképeket vagy szolgáltatásokat, amelyek megmutatják a legbiztonságosabb utakat a cél eléréséhez. Ezek akadálya manapság, hogy egyszerűen nincs megfelelően elérhető, a felhasználók számára könnyen fogyasztható információ az utak állapotával kapcsolatban.
Mindez általában az utakon történt balesetek számára korlátozódik, és gyakran ezek is csak összetett formában érhetők el, egyes esetekben igen borsos áron, hiszen ezeket az adatbázisokat nem az átlagember számára fejlesztették. Léteznek azonban úgynevezett vezetéstámogató megoldások, kifejezetten mindennapi felhasználók számára. Gyakorlatilag az összes nagyobb autógyártó kínál már járműbe integrált megoldásokat, amelyek a műszerfalakon található kijelzőn képesek megjeleníteni az utazáshoz kapcsolódó tudnivalókat. Manapság a legfejlettebb rendszerek is csak a forgalomról és a jelenlegi vagy esetleg előrejelzett időjárásról adnak információt.
A kutatás feltevése szerint, amennyiben egyes útszakaszok általános és éppen aktuális állapotáról lehetne átfogó képet kapni, ezeket az adatokat feldolgozva, a mai fedélzeti rendszereken egyszerűen, könnyen értelmezhető módon lehetne a közlekedés résztvevői számára biztosítani. Az út minőségének és felületi állapotának ismeretével a járművek vezetői a megfelelő sebesség, körültekintés és ha kell, kerülőutak megválasztásával elkerülhetik a potenciális baleseteket. Milyen eszközök állnak ma rendelkezésre, amelyekkel nagy kiterjedésű területeket, azaz a közúthálózatot megfelelő hatékonysággal és részletességgel lehetne vizsgálni, elfogadható áron? Erre a kérdésre a dróntechnológia megfelelő válasz lehet.
A drónok, hivatalos nevükön pilóta nélküli légi járművek, vagy a földi és kiegészítő részekkel együtt pilóta nélküli légi rendszerek a mai világ talán egyik legdinamikusabban fejlődő iparága. A technológiai fejlődés lehetővé tette, hogy a felhasználók könnyen hozzáférhető módon és elfogadható áron használhassák ezeket az egyre csak növekvő képességű, praktikus eszközöket. A világ számos területén a drónok célja kiváltani a külföldi irodalomban csak 3D-nek nevezett dull, dirty and dangerous, azaz unalmas, koszos és veszélyes munkákat. A drónok segítségével az emberek hatékonyabban és biztonságosabban képesek dolgozni, például nem kell veszélyes helyeken felmászni képzett alpinistáknak, elegendő egy közepes árfekvésű drónnal a levegőből elkészíteni az ellenőrzéshez szükséges képeket. További jelentős hasznuk, hogy az olyan feladatokat, amiket eddig is el lehetett volna végezni, csak nem volt praktikus vagy költséghatékony, most a technológia segítségével egyszerűen, kényelmesen meg lehet valósítani. Jellemzően ilyen feladatok egy erdőben a fák, a földeken a termények, jószágok számlálása, akár egyesével. Létezik kutatás, ahol vizsgálták például termőföldeken az egyes növények egyedi, levelenként meghatározott tápanyag-adagolásának lehetőségét is, amely drónokkal akár ma is megvalósítható. Hasonló jellegű feladatként tekinthetünk a projektben megfogalmazott célok megvalósítására, az úthálózat állapotának vizsgálatára. Magyarországon több mint 200 ezer kilométer úthálózat található. Ezek nagy része, körülbelül 130 ezer kilométer kiépítetlen földút, nagyjából 32 ezer kilométer országos közút, amiből 2390 kilométer gyorsforgalmi úthálózat (autópálya és autóút), a többi önkormányzati fenntartású, nagyrészt aszfaltozott út. Még a fejlett technológia mellett is, 200 ezer kilométer vizsgálata nem kevés erőforrást igényel. A mai piacon kapható drónok közül a 200 kilométer hatótáv már könnyen elérhető (merevszárnyú gépeknek), nem kell tehát sok számítást végezni ahhoz, hogy láthassuk, ha egyenesen, megállás nélkül végig lehetne repülni a teljes hosszt, akkor is több mint 1000 küldetésre lenne szükség a teljes úthálózat berepüléséhez. Ha figyelembe vesszük, hogy az utak szerteágazóak, valamint a drónnak praktikus visszatérni oda, ahonnan indítjuk, látható, hogy ennél jóval többször kellene repülni, tehát napi átlag 6-7 repülésre is szükség lehet éves szinten. Továbbgondolva, mivel minden körülmények között nem biztonságos, lehetséges vagy praktikus repülni, például viharban, fagyban, éjjel, ezért hatalmas flottára lenne szükség, hogy egy év alatt be lehessen repülni mindent egyszer. Egyszeri bejárással azonban nem feltétlenül tudnánk növelni a jelenlegi biztonsági helyzeten. M i lehet hát a megoldás? Meg kell állapítani először, hogy a drónok használata milyen helyzetekben szolgáltat értéket a rendszer használóinak. Például az autópályák, bár a nagy sebesség miatt nagyobb kockázatot jelentenek, de az állapotuk figyelése praktikusan megoldott fix telepítésű kamerákkal, napi szintű felügyelettel és tulajdonképpen a nagy forgalom által. Ugyanígy a másik véglet, az aszfaltozatlan utak esetén, a hibák azonosítása nem segít előteremteni a költségvetést az aszfaltozáshoz. A projekt során két feladattípust azonosítottunk a drónok számára. Egyrészt az útfelület általános állapotát kell ellenőrizni, sérüléseket, kátyúkat, megsüllyedt részeket és hasonlókat. Ezek kialakulása lassabb folyamat, elegendő évente párszor vizsgálni és az út fenntartói, valamint használói számára átadni az információt. Itt elsősorban az aszfaltozott, településeket összekötő, de nem gyorsforgalmi utakra lehet összpontosítani. A második kategória az útfelületen található idegen objektumok észlelése. Ezek forrása lehet természetes, mint például letört faágak, kőomlás, árvíz, hó vagy jég, illetve lehetnek mesterséges eredetűek: járművek darabjai, olaj vagy akár szemét. Ezek időbeli megjelenése lehet évszakhoz kötött, eseményhez kapcsolódó vagy véletlenszerű, míg térben függhet az adott út környezeti sajátosságaitól.
Például árvizek általában a tavaszi olvadások és nagy esőzések idején várhatók, állatok inkább ősszel fordulnak elő az úton erdők, mezők körül, míg leszakadt ágak, kidőlt fák jellemzően nagyobb viharok után várhatók.
A drónalapú útfigyelő rendszer hatékony, értékteremtő használatához az útszakaszokat kategorizálni és értékelni kell e tényezők alapján. Ehhez az úgynevezett GIS, azaz geoinformációs rendszerek használata szükséges, ahol digitális formában társíthatók térképen az utak fajtái, a környezet típusa, utak magassága, emelkedése, környező vízterületek jellege és a többi fontos tényező. Az értékelés alapján beazonosíthatók az év egyes szakaszaiban a legnagyobb kockázattal bíró területek, és ezeken, ha szükséges, akár napi több drónküldetést is végre lehet hajtani, szinte élő képet nyújtva az útfelületek aktuális állapotáról, figyelmeztetve a vezetőket például egy elöntött útszakaszra, elzáródott hegyi útra vagy különösen aktív állatvilágra.
Természetesen a kutatás során még számos kérdés megválaszolásra vár. A piacon kapható drónok képességei már most több mint megfelelőek, egy lehetséges jövőbeli szolgáltatás kialakításához a projekt csapat a Quantum Systems Trinity 90+ VTOL drónt választaná, a megfelelő költség, jó teljesítmény és a flexibilis, helyből fel- és leszálló képessége miatt. Ugyanakkor más területeken nagyobb akadályokat is azonosítottunk. A ma érvényes európai drónszabályzás nem teszi lehetővé az embertől független, teljesen autonóm működést, se a látótávon túli (BVLOS) küldetések végrehajtását. Ahhoz, hogy megvalósítható legyen az útfelület-vizsgáló rendszer és a közlekedés biztonságát növelni lehessen, még több ilyen és hasonló akadály leküzdése várat magára, amelyekhez reméljük, hogy a mostani és további kutatásainkkal Magyarországon is aktívan hozzá tudunk járulni.
Sziroczák Dávid BME KJK Repüléstudományi és Hajózási Tanszék
A kutatás a 2020-1.2.4-TÉT-IPARI-2021-00013 számú projekt a Kulturális és Innovációs Minisztérium Nemzeti Kutatási Fejlesztési és Innovációs Alapból nyújtott támogatásával, a 2020-1.2.4-TÉTIPARI-TR pályázati program finanszírozásában valósult meg, Magyarország és Törökország akadémiai és ipari partnereinek közreműködésével.
Forrás: Élet és Tudomány