TRANSPORTLØSNINGER FOR FREMTIDEN REGIONALT OG LOKALT Terje Moen, seniorrådgiver Framtidsseminar på Panorama Hotell & Resort, 15. mai 2017 Bakgrunnsbilde: thecoolist.com
Nasjonal transportplan (NTP) 2018 2029, overordnet mål Et transportsystem som er sikkert, fremmer verdiskaping og bidrar til omstilling til lavutslippssamfunnet. 2
NTP: Transportsystemet har stor betydning for både folk og næringsliv God mobilitet gir mennesker en enklere hverdag og frihet til å bosette seg der man ønsker, med tilgang til varer og tjenester, mulighet til ta utdanning, skaffe seg jobb og delta i fritidsaktiviteter. For næringslivet er transportsystemets kvalitet avgjørende for konkurransekraften. 3
NTPs tre hovedmål Bedre framkommelighet for personer og gods i hele landet Redusere transportulykkene i tråd med nullvisjonen Redusere klimagassutslippene i tråd med en omstilling mot et lavutslippssamfunn og redusere andre negative miljøkonsekvenser 4
NTP: Vår hverdag stadig mer digitalisert Den teknologiske utviklingen skjer i stor fart og nye løsninger vil prege transportsystemet vårt i nær fremtid. 5
NTP: Digitalisering og lavutslippsteknologi endrer transportsektoren Luft, økt utbredelse av droner Bane, automatisering av skinnegående kjøretøy Veg, selvkjørende biler og minibusser Sjø, pilotering av selvkjørende skip 6
Automatisering av vegtransporten, selvkjørende biler/kjøretøy
Historisk tilbakeblikk Hest og vogn fra 1890 Carl Benzs patenterte motorkjøretøy fra 1886
New York påsken 1900, hvor er bilen? 9 US National Archives
New York påsken 1913, hvor er hesten? 10 George Grantham Bain Collection
Økende fart fører til mer alvorlige ulykker Trafikkulykke i 1912 Trafikkulykke i 1918
Trender og drivere Politiske føringer ITS-direktivet Amsterdamerklæringen Lovverket NTP... TeM 2017 Automatisering av kjøretøy/farkoster Sensorer Programvare Fjernoppdatering... Elektrifisering Fordeler Batterikost Fornybar energi... Digitalisering IoT Regnekraft AI Big Data 4G, 5G (ITS-G5)... Samfunn og næringsliv Delingsøkonomien Nye forretningsmodeller Mobility as a Service... 12
Hvorfor skal biler være selvkjørende? Blant annet fordi: Den aller viktigste årsaken til ulykker er at det dessverre er menneskelig å feile! Selvkjørende biler vil ikke gjøre menneskelige feil som for eksempel å ta høy risiko Nye typer ulykker vil oppstå når teknologien feiler Men, alt i alt vil langt færre bli drept og hardt skadd i trafikken Og mange andre fordeler!
Antatte fordeler knyttet til selvkjørende kjøretøy Som sagt, bedre trafikksikkerhet Mer effektiv trafikkavvikling Bedre mobilitet - for alle Store gevinster for miljø og klima 14
Antatte utfordringer knyttet til selvkjørende kjøretøy Bevisstgjøring, brukeraksept og tillit Sikkerhet og personvern Lovgivning og systemsikkerhet Konkurranse med person,- og varetransport Å etablere en smart "virtuell sjåfør" Å etablere gode sensorsystemer som fungerer under alle forhold 15
Amsterdamerklæringen 16 Norge har sluttet seg til Amsterdamerklæringen "Declaration of Amsterdam: Cooperation in the field of connected and automated driving" fra april 2016. Felles agenda: a) Samordnede internasjonale, europeiske og nasjonale regler b) Eierskap til samt bruk og deling av data c) Personvern og datasikkerhet d) Kjøretøy-til-kjøretøy (V2V) og kjøretøy-til-infrastruktur (V2I) kommunikasjon e) Systemsikkerhet f) Bevisstgjøring og aksept g) Felles definisjoner av "connected and automated driving" h) Internasjonalt samarbeid
Norsk lovendring på gang som tillater selvkjørende kjøretøy Samferdselsdepartementet har sendt ut en høring på forslag til lov om utprøving av selvkjørende kjøretøy på veg sendt ut 13. desember 2016 med frist 1. mars 2017 Tar utgangspunkt i Amsterdamerklæringen Ny lov snart klar, sannsynligvis innen utløpet av juni 2017 17
18 SAE J3016 Taxonomy and Definitions for Terms Related to Driving Automation Systems for On-Road Motor Vehicles
Føreren overvåker kjøreomgivelsene Automatikken overvåker kjøreomgivelsene Automatisering Fører Føreren har kontinuerlig kontroll over styring og hastighet Ingen systemer i bilen er aktivert for å gripe inn Føreren har kontinuerlig kontroll over styring eller hastighet Den andre delen av kjøreoppgaven er automatisert Føreren må overvåke kjøringen og må være forberedt på å gripe inn Bilen har kontroll over styring og hastighet under forutbestemte betingelser Føreren må ikke overvåke kjøringen hele tiden, men må være forberedt på å kunne ta over kjøringen Bilen har kontroll over styring og hastighet under forutbestemte betingelser. Systemet kjenner sine begrensninger og ber føreren overta innenfor en tilstrekkelig tidsmargin når det trengs Fører trengs ikke under forutbestemte betingelser Bilen har kontroll over styring og hastighet under forutbestemte betingelser Bilen har har full kontroll til enhver tid. Bilen trenger ingen fører Kilde: SAE J3016, tilpasset av SINTEF Graden av automatisering Nivå 0 Ingen automatisering Nivå 1 Førerstøtte Nivå 2 Delvis automatisering Nivå 3 Betinget automatisering Nivå 4 Høy automatisering Nivå 5 Full automatisering
SAE J3016, Dynamic Driving Task (DDT) Object and Event Detection and Response DDT Operational functions Tactical functions 20 Strategic functions Kilde: SAE J3016, tilpasset av SINTEF
Utfordringer rundt automatisering TeM 2017 Graden av automatisering Ingen automatisering Førerstøtte Delvis automatisering Betinget automatisering Høy automatisering Full automatisering
Dilemmasonen, Google patent 4. februar 2016: Kort om patentet og hva det er ment å løse: Teknologi for å kunne bestemme av hvorvidt et selvkjørende kjøretøy skal stanse på gult trafikklys eller ikke Det å alltid bremse for alle gule lys behøver ikke være en god beslutning, da det har vist seg å føre til ulykker Dersom det er andre biler som følger tett bak et autonomt kjøretøy, forventer ikke disse en stans dersom det er tid nok til å kunne passere på gult
SAE J3016, Operational Design Domain (ODD) De spesifikke forholdene som det selvkjørende kjøretøyet er laget for å fungere under Kan beskrives av blant annet Geografisk begrensninger Type veg Omgivelser inkl vær og føre Trafikkforhold Hastighetsbegrensning Tidsmessig begrensning 23
Utviklingen av selvkjørende biler Mind off (level 4) Eyes off (level 3) Hands off (level 2) Feet off (level 1) Kilde: Autoliv AB
Kilde: McKinsey & Company 2016
C-ITS: Samvirkende systemer og selvkjørende biler 26
Bilindustrien tar ansvar Sagt av Håkan Samuelsson februar 2016- Volvo Car Group President og CEO Volvo vil ta på seg fullt ansvar når en av våre biler er i selvkjørende modus. Vi er en av de første bilprodusentene i verden som gir et slikt løfte. Lovverket må ta høyde for dette
Et mulig fremtidsbilde for mobilitet i by Clean and shared 28 Kilde: McKinsey & Company 2016
Rask utvikling og komplekse løsninger stiller store krav til beslutningstakere Forskning og demonstrering av teknologi vil være viktig for å etablere kunnskap om hvordan infrastruktur og tjenester kan implementeres for å oppnå de beste transportløsningene for den enkelte bruker og samfunnet for øvrig. 29
Forskningsutfordringer relatert til automatisering 30 Posisjonerings- og kommunikasjonsteknologi Kunstig intelligens og maskinlæring Dataprosessering og håndtering av store datamengder Økonomi og forretningsmodeller Evalueringsmodeller og analyseverktøy Effektvurderinger og endringer i trafikantatferd Brukeraksept, systemforståelse og tillit Sikkerhet og personvern Lovgivning og systemsikkerhet
Forskningsprosjektet Smart tilbringertjeneste Hvordan kan selvkjørende kjøretøy bidra til et bedre kollektivtilbud? Evaluering av 3 piloter: Fornebu Forus, Stavanger Kongsberg Effekter, brukerkrav, lovgivning, forretningsmodeller Suksesskriterier, barrierer, rammebetingelser (Prosjekteier) (FoU partner)
Laster film https://youtu.be/rbnfikzi4p0
33 Nullutslipp
Prosjekt Elvägar, Scania dieselhybrid og kontaktledning/pantograf
Prosjekt eroadarlanda (Elways), del 2 av Prosjekt Elvägar Teststrekning med 200m kontaktskinne etablert i 2012, og utvidelse med 150m i 2015 Demonstrasjon på offentlig veg nær Arlanda planlagt i 2017
Skjematisk skisse av induktiv lading (Standford University) 36
Illustrasjon av induktiv lading 37
Hydrogen, brenselcelle 735 kw (1000 hk) 2700 Nm moment 320 kwh batteri Regenerative bremser 1900 km rekkevidde Fylletid H, 15 minutter 38 "Halve driftskostnaden i forhold til diesel"
39 Platooning
40 Scania lastebiler i platoon
41 Scania, platoon avstand 10m
42 Volvo kombinert platoon
- Konseptanalyse som grunnlag for demonstrator
Helhetlig konseptanalyse Teknologi Økonomi Miljø Vegkart for realisering i stor skala = grunnlag for demonstrator
E 39 Kristiansand Trondheim som "case"
Laster film https://youtu.be/chqcancgap0
48 MoZEES, Mobility Zero Emission Energy Systems The main objective with MoZEES is to be a Center for environment-friendly energy research (FME) with the goal to develop new battery and hydrogen materials, components, and technologies for existing and future transport applications on road, rail, and sea. Duration 8 years from 2017
Oppsummering automatisering av transport Færre drepte og hardt skadd i trafikken. Førerfeil er historie Mer effektiv trafikkavvikling, også mer effektivt utnyttelse av arealet Bedre mobilitet, også for reisende med spesielle behov. Større fleksibilitet for den reisende Klare miljø og klimagevinster. Mindre CO 2 utslipp, men også et langt lavere energiforbruk 49 Utviklingen skjer svært raskt, og det er noen utfordringer, men Norge har både et sterkt næringsliv, engasjerte offentlige myndigheter samt en god fagkompetanse til å løse disse
Autonome skip SINTEF Ocean
Den fjerde sjøfartsrevolusjonen pågår nå 1800 1900 1970 2010 51 1. Mekanisert fremdrift 2. Masseproduksjon 3. Datastyring 4. Cyber-fysiske systemer +++
Øket maritim digitalisering: "Shipping 4.0" MANAGEMENT HQ PERFORMANCE TCI Efficiency SHIP TCI Balance TCI Degradation Ship Performance Registrations Report: Performance Assessment / Support TeCoMan Internet of Services at Sea Robotics and Autonomy Cyber Security Simulation and Optimization Shipping 4.0 Administrative Layer ISC Layer Process Layer Instrument Layer FW/GW FW/GW Safety Fire alarm Crewing Energy management Navigation INS Reporting Performance monitoring FW/GW Administrative ECDIS Safety Management Engine FW/GW FW/GW Infotainment Open system integration Accomodation Integrated Ship Control (ISC) Automation Cargo Augmented reality Internet of Things at Sea Computation 52 Data Analytics Cyber-physical systems SINTEF Ocean
Hvorfor skip? med mål om 50% bedre effektivitet innen 2050 90% av verdenshandelen 53 Ekstremt effektiv
Hvorfor autonome skip? Wikmedia Commons/ Exxon Valdez Oil Spill Trustee Council Sjøfartsdirektoratet Færre ulykker Færre oljeutslipp Arbeidsforhold og besetning Lavere utslipp Nye skipstyper Også helt ubemannet! Lavere kostnader NCE Maritime Clean Tech & NCL
14% av verdiskapingen fra bedrifter 38% av eksporten (ex HC) Hvorfor Norge? Maritim Verdiskapingsbok 2015, Maritimt Forum, Norge > 100 000 ansatte 4% av arbeidsstokken 14% av verdiskapingen fra bedrifter (inkl O&G) 38% av eksporten (eks O&G) TØI rapport 1454/2015 Fremdeles en stor rolle i innlands godstransport som bør økes
Hvorfor autonome skip i Norge? Verft og utstyr Sjøfart og tjenester Nye transportsystemer
Testområde Trondheimsfjorden Etablert 30. september Industry, university, research Trondheim Havn Sjøfartsdirektoratet Kystverket Området dekker Trondheimsfjorden tillatelser Instrumentering og kommunikasjon Utveksling av erfaring http://navtar.no/
Testområde Grenland Under etablering første halvdel 2017 Første testområde overlappende med VTS-område (Brevik VTS)
59 Et par veldig konkrete eksempler
Anropsbasert passasjerferge Max 12 personer + sykler Elektrisk fremdrift, batteri Induktiv ladning på kaien Linking center of Trondheim to seaside and rail station
Autonomous Ship Transport at Trondheimsfjorden (ASTAT) Korte reiser 12-50 TEU Innlandet, fjord / skjermet Lav pris: Venter i havn Etapper på 4-12 timer Portkraner Legger til kai automatisk batterier
Mulige case i Trondheimsfjorden Aquaculture: ACE Containers: Orkanger-Brekstad/Rissa/Vanvikan/Trondheim Timber: Orkanger-Skogn
Oppsummering, autonome skip Autonome skip vil være en disruptiv faktor for korte til middels lange transporter! Dette kan endre balansen mellom sjåtransport og lastebiltransport. De vil også sannsynligvis være en lignende disruptiv kraft i internasjonal frakt. Hvordan vet vi foreløpig ikke. Norge har alle nødvendige forutsetninger for å være den ledende nasjonen i utviklingen av autonome og ubemannede skip. Vi har full fart fremover, og fremtiden blir skapt mens vi snakker! 63
Forskningsprosjektet SAREPTA Sikre overgangen til et grønt, smart, trygt og sikkert automatisert transportsystem Finansiert av Norges Forskningsråds program Transport 2025 Forskerprosjekt ledet av SINTEF med NTNU som partner Varighet 2017-2020 Hovedfokus på veg- og sjøtransport, men henter inn kunnskap fra jernbane og luft der det finnes og er relevant 64
SAREPTA: De viktigste utfordringene i prosjektet 1. Identifisere risiko og risikonivå. 2. Beskrive infrastrukturens sårbarheter og trusler 3. Etablere tekniske, menneskelige og operasjonelle barrierer for å redusere systemrisikoen i automatiserte systemer. 4. Organisatoriske og menneskelige faktorer, samt regulatoriske tiltak for å redusere risiko 65
SAREPTA: sikkerhetsbarrierer Forebyggende Korrigerende 66
Teknologi for et bedre samfunn terje.moen@sintef.no