Stephan van Vuren

Stephan van Vuren

De kaart is de missie: hoe gelaagd situationeel bewustzijn het verschil maakt in openbare orde, veiligheid en kritieke infrastructuur

Drone-operatiescherm van AirHub met een live videofeed van een natuurbrand naast een kaartlaag voor situationeel bewustzijn

Vraag een ervaren incidentcommandant wat ze bij hoge druk als eerste grijpen, en de meesten zullen u hetzelfde vertellen: een kaart.

De camera toont de scène. De kaart toont de scène in de juiste context: wat bevindt zich eromheen, wat is erboven, wat beweegt er doorheen, wat bevindt zich stroomafwaarts en wat is er toegestaan. Zonder die context is een videofeed slechts een venster. Met die context wordt de feed een platform voor besluitvorming.

Voor operators in de openbare veiligheid, beveiliging en vitale infrastructuur is de kwaliteit van de kaart bepalend voor de kwaliteit van het situationeel bewustzijn dat deze creëert, en de kwaliteit van dat situationeel bewustzijn is bepalend voor de kwaliteit van de operatie. Een platte, ongedifferentieerde kaart herleidt elke beslissing tot "wat kan ik op dit moment zien". Een goed gelaagde kaart scheidt terrein, luchtruim, weer, verkeer, infrastructuur en intentie, en stelt de operator in staat om over elk aspect onafhankelijk te beslissen.

Dit is het ontwerpprobleem waar AirHub al jaren aan werkt. Het platform is ontworpen als een blauwdruk van een kaart waarop operaties direct draaien.

Basisbagen: het canvas waarop de operator werkt

Alles begint met de basiskaarten. Dit is de kaart onder alle andere informatie, en het is de eerste beslissing die een operator neemt, soms zonder het te beseffen.

Verschillende basiskaarten lossen verschillende problemen op.

Wegenkaarten en straatbeeldlagen zijn de gemeenschappelijke taal van de meldkamer. Labels zijn leesbaar, wegennetwerken zijn duidelijk en de cognitieve belasting is laag. Ze zijn de juiste standaard voor een operator die coördineert met surveillancediensten, brandweerwagens of ambulancebemanningen.

Satelliet- en Google Earth-achtige beelden draaien de prioriteit om. Wegen worden minder belangrijk; terrein, vegetatie, contouren van gebouwen en water worden primair. Voor zoek- en reddingsacties, bosbrandbestrijding, perimeterbeveiliging en elke operatie waarbij de feitelijke vorm van het terrein belangrijker is dan de administratieve labels, is satelliet het juiste canvas.

Donkere basiskaarten zijn belangrijker dan men verwacht. Een meldkamer die 's nachts operationeel is, of werkt met een videowall met lage helderheid, zal snel vermoeid raken door een heldere basiskaart. Donkere thema's behouden het contrast voor overlays, verminderen oogvermoeidheid tijdens lange diensten en zorgen ervoor dat dynamische gegevens zoals vliegtuigroutes, droneposities en sensorwaarschuwingen duidelijk opvallen.

Orthofoto's en hogeresolutie-luchtfoto's vormen het canvas voor de specialist. Ze worden met een veel hogere resolutie gevlogen of ingekocht dan satellietbeelden, vaak vaker bijgewerkt en gecorrigeerd voor vervorming, zodat metingen die erop worden uitgevoerd betrouwbaar zijn. Voor de inspectie van vitale infrastructuur, planning rond vaste activa of reconstructie na incidenten tonen orthofoto's wat er vandaag op de grond staat, veel recenter vastgelegd dan de verversingscyclus van een satelliet.

Een serieus operationeel platform stelt de operator in staat om met één klik te wisselen tussen basiskaarten, omdat het juiste canvas afhangt van de missie.

Toegevoegde referentielagen: de regels van het luchtruim en het water

Boven de basiskaart liggen referentielagen. Deze zijn relatief statisch en blijven cruciaal voor een legale en veilige operatie.

Luchtruimkaarten zijn hiervan de meest bekende. Gecontroleerd luchtruim, beperkingsgebieden, tijdelijke vliegbeperkingen, drone-specifieke geografische zones onder de EU-regelgeving, ICAO-klassen en militaire oefengebieden zijn allemaal onzichtbaar voor het blote oog, en ze beperken allemaal wat een operator wettelijk mag doen. Een drone-operator zonder luchtruimlaag vliegt in feite blind als het gaat om de regelgeving om hem heen.

Zeekaarten zijn van belang zodra een operatie betrekking heeft op het water. Havenautoriteiten, kustwachten, offshore-windparkexploitanten, havenpolitie en zoek- en reddingsteams (SAR) moeten allemaal zien wat een maritieme operator ziet: dieptecontouren, vaargeulen, beperkte maritieme zones, ankerplaatsen en verkeersscheidingsstelsels. Een drone die boven een haven wordt ingezet zonder de onderliggende maritieme laag, kan niet effectief coördineren met de schepen waarmee hij het gebied deelt.

Andere wettelijke en referentie-overlays volgen dezelfde logica: beschermde natuurgebieden, vliegverboden voor vitale infrastructuur, grenzen van nationale parken, gevangenisperimeters en uitsluitingszones voor ambassades. Elk van deze is een regel van de wereld waarin de operator werkt, en elk hoort thuis op dezelfde kaart.

Referentielagen maken regels zichtbaar op het moment van beslissen, ruim voor het moment van controle.

Dynamische lagen: de wereld zoals die nu is

Referentielagen beschrijven de regels van de wereld. Dynamische lagen beschrijven de actuele status ervan. Ze veranderen van minuut tot minuut, er kan vooraf geen rekening mee worden gehouden in de planning, en zij bepalen of het situationeel bewustzijn slaagt of faalt.

Het weer. Windsnelheid en -richting op hoogte, windstoten, neerslagradar, bliksem, temperatuur, zicht en wolkenbasis. Het weer is de meest voorkomende reden waarom een missie tijdens de vlucht wordt geannuleerd, vertraagd of herpland. Door het weer rechtstreeks op de kaart te plaatsen, ziet de operator de beperking precies daar waar deze van toepassing is, in hetzelfde overzicht dat hij gebruikt om te beslissen.

Luchtruim en vliegverkeer. ADS-B-feeds (Automatic Dependent Surveillance-Broadcast) tonen coöperatief bemand verkeer zoals commerciële vliegtuigen, de meeste algemene luchtvaart en helikopters. FLARM breidt dit uit naar de zweefvlieg-, sportvlieg- en helikoptergemeenschap waar de ADS-B-dekking fragmentarisch is. Samen geven ze een live operationeel beeld van wie het luchtruim deelt. Voor een openbare veiligheidsdrone boven een incidentlocatie is dit het verschil tussen coördineren met de politiehelikopter of deze in de weg vliegen.

Counter-UAS detectie feeds. Dezelfde kaart die coöperatief verkeer toont, kan ook niet-coöperatief verkeer tonen: drones gedetecteerd door radar, RF-sensoren, akoestische systemen of Remote ID. Dit is de SecHub counter-UAS laag binnen het AirHub-ecosysteem, en het verandert de kaart van "wat vlieg ik zelf" naar "wat vliegt er bij mij in de buurt, en is het een bedreiging". Voor een vitale infrastructuurlocatie of een openbaar evenement is dat onderscheid bepalend voor de gehele operatie.

AIS, scheepvaartverkeer. Voor elke operatie in de maritieme ruimte tonen AIS-feeds (Automatic Identification System) schepen, hun koers, hun snelheid en hun classificatie. Een kustwacht die een drone inzet boven een vermoedelijk smokkelschip, een havenautoriteit die een aankomst verifieert, of een havenpolitie die coördineert met patrouilleboten hebben allemaal de AIS-laag nodig op dezelfde kaart als de dronepositie.

Infrastructuur-overlays. Hoogspanningslijnen, spoorwegen, autowegen, autosnelwegen, waterwegen en pijpleidingen. Deze lagen dienen twee doelen. Het eerste is operationele planning: een inspectieprogramma voor hoogspanningslijnen is vrijwel per definitie een taak die wordt uitgevoerd op de hoogspanningslaag. Het tweede is risicobewustzijn. Weten waar de hoogspanningscorridor loopt, waar de spoorlijn kruist, waar de snelweg is afgezet en waar het kanaal door het gebied snijdt, verandert hoe een operator een vlucht plant, waar hij een dronebox plaatst en wat hij beschouwt als een noodlandingsoptie.

Mobiele dekking en connectiviteit. Voor BVLOS-operaties (Beyond Visual Line of Sight), voor dronebox-implementaties en in toenemende mate voor bekabelde verbindingen of back-upverbindingen, geldt mobiele dekking inmiddels als een volwaardige operationele laag. Weten dat de geplande vliegroute een dekkingsgat kruist, is het verschil tussen een succesvolle BVLOS-missie en een incident met signaalverlies.

De rode draad bij dynamische lagen is dat ze real-time, extern en operationeel doorslaggevend zijn. Een operationeel platform dat deze gegevens niet kan verwerken, is hooguit een planningstool.

Annotaties: de kaart transformeren naar een plan

Basislagen beschrijven de wereld. Referentielagen beschrijven de regels. Dynamische lagen beschrijven de status. Annotaties beschrijven de intentie. Dit is het punt waar de operator stopt met het consumeren van de kaart en begint met het ontwerpen ervan.

Points of interest (Nuttige plaatsen). Een brandkraan, een verzamelpunt, een bekende cameralocatie, een contactpersoon bij de perimeter, een toegangspoort voor tactische eenheden, een uitwijklocatie. Points of interest dragen institutioneel geheugen met zich mee. De eerste hulpverlener die om drie uur 's nachts ter plaatse komt, zou niet opnieuw hoeven te ontdekken wat het team dat de locatie heeft gepland zes maanden geleden al wist.

Waypoints en vliegroutes. De ruggengraat van elke geplande missie. Waypoints bepalen de route die de drone zal vliegen, de snelheid waarmee hij vliegt, het hoogteprofiel dat hij aanhoudt en de acties die hij onderweg zal activeren. Op een goed gebouwd platform betekent het bouwen van een missie dat elk waypoint een volledige instructie bevat: payload-triggers, camerahoeken en loiter-gedrag, allemaal gekoppeld aan de coördinaat.

Metingen. Lengte-, oppervlakte- en volumemetingen die rechtstreeks op de kaart worden uitgevoerd en worden geverifieerd aan de hand van ortho- of LiDAR-gegevens. Voor inspectie, zoekplanning, bewijsbescherming en infrastructuurbeoordeling is de mogelijkheid om een lijn te trekken en te vertrouwen op de gegenereerde waarde fundamenteel. Een meting die geëxporteerd, opnieuw geprojecteerd en opnieuw geïmporteerd moet worden, is een meting die uiteindelijk niet gedaan zal worden.

Dekkingsschattingen. Voor zoek- en reddingsacties, gebiedsbewaking en cartografische missies moet de operator weten wat een vlucht daadwerkelijk zal dekken, rekening houdend met het sensorbereik, de overlap, de hoogte en de snelheid. Door die schatting als een ingekleurde polygoon op de kaart te plaatsen, kan de commandant de leemte zien voordat de drone opstijgt.

Operationele gebieden met noodvolumes. Dit is de op SORA-afgestemde kern van moderne onbemand vliegen. Een vlucht vindt niet plaats op één enkel punt. Het vindt plaats binnen een geografisch vlieggebied, omringd door een contingency volume (noodvolume) dat het luchtvaartuig kan binnendringen bij specifieke storingen, op zijn beurt omringd door een ground risk buffer die mensen op de grond beschermt tegen het worstcase-scenario. Het intekenen van deze volumes op de kaart maakt een operatie controleerbaar, verzekerbaar en goedkeurbaar door de bevoegde autoriteit. Een operator die plant zonder noodvolumes en risicobuffers op de grond, plant een vlucht die op papier niet bestaat.

Ground risk buffers (Risicobuffers op de grond). De buitenste ring van het SORA-ontwerp. Een buffer die de kinetische energie van het luchtvaartuig en het ballistische traject van een worstcase-storing weerspiegelt. Door dit op de kaart te visualiseren, wordt de planner gedwongen om de vraag te beantwoorden die elke toezichthouder zal stellen: wie bevindt zich er onder deze drone als alles misgaat, en hoe heeft u dat risico beperkt.

Annotaties veranderen de kaart van een passief beeld in een actief plan. Ze vormen de laag waar de inschatting van de individuele operator verandert in een institutioneel proces.

Het synergie-effect: situationeel bewustzijn door kaarten, video en telemetrie

Elk van de hierboven genoemde lagen is op zichzelf nuttig. Het synergie-effect is wat een modern operationeel centrum echt laat functioneren.

Stel u een incident in de praktijk voor.

Een counter-UAS sensor meldt een ongeïdentificeerde drone die een vitale infrastructuur nadert. Op het scherm van de operator verschijnt de waarschuwing als een spoor op de kaart: donkere basiskaart, orthofoto's die de locatie zelf tonen, luchtruim-overlay die de luchtruimklasse bevestigt, ADS-B die bevestigt dat er geen coöperatief verkeer in het gebied is, AIS dat twee schepen in de aangrenzende waterweg toont, en het weerpaneel dat aantoont dat de zijwind binnen de limieten valt.

De operator lanceert een drone vanaf de dronebox op locatie. De positie van het toestel verschijnt op dezelfde kaart. De live video verschijnt in een venster dat aan de positie is gekoppeld. De telemetrie staat naast het venster: batterijstatus, signaalsterkte, hoogte en snelheid.

De geplande missie wordt weergegeven als waypoints op de kaart. Het noodvolume is zichtbaar als een gearceerde polygoon. De risicobuffer op de grond is getekend rond de bebouwde grens van de locatie. Het patrouilleteam op de grond is zichtbaar als een bodycam-feed en een positiemarkering.

In één oogopslag weet de operator al wat er aan de hand is. Het scherm is er om de volgende vraag te beantwoorden: wat gaan we eraan doen.

Dit is situationeel bewustzijn. Het is wat er gebeurt als elke laag zich op hetzelfde moment op dezelfde plaats bevindt.

Waarom gelaagd situationeel bewustzijn belangrijk is voor de sectoren die AirHub bedient

Voor de openbare veiligheid is de kaart het verschil tussen een gecoördineerde inzet van meerdere instanties en een gefragmenteerde aanpak. Drone, helikopter, patrouille-eenheid, bodycam en meldkamer bevinden zich allemaal in hetzelfde beeld, en de commandant neemt één set beslissingen in plaats van drie. Dit is hetzelfde gedeelde beeld waar de Belgische Federale Politie op vertrouwt voor real-time situationeel bewustzijn tussen teams.

Voor beveiliging is de kaart het verschil tussen een alarmmelding en een geverifieerd incident. Een sensordetectie op zich is een vraag. Een sensordetectie met context over verkeer, dronepositie, video en infrastructuur is het antwoord.

Voor vitale infrastructuur is de kaart het verschil tussen een routine-inspectie en operationeel inzicht. De hoogspanningslaag, de drone vanuit de box, de weer-overlay, de orthofoto's en de gemeten afwijking komen samen als een continu beeld van het bedrijfsmiddel dat bij elke vlucht wordt bijgewerkt.

AirHub brengt al die lagen — basis, referentie, dynamisch en annotatie — samen in hetzelfde operationele overzicht. SecHub voegt de counter-UAS laag toe. MilHub voegt het soevereine defensieve operationele beeld toe. De kaart vormt de ruggengraat van alle drie.

De camera vertelt u wat er voor u staat. De kaart vertelt u wat u eraan moet doen.

Wilt u elke laag in één operationeel overzicht zien, afgestemd op uw eigen use-case? Boek een demo en we leiden u er doorheen.

Klaar om AirHub in actie te zien?

Boek een demo en ontdek het zelf.

Gerelateerde artikelen

Het AirHub-team vliegt met een DJI-drone

-

Content

Een Realiteitscheck: De Weg Vooruit voor de Drone-industrie

Met de inwerkingtreding van de U-space-regelgeving vorige maand is een grote stap gezet in de snel ontwikkelende drone-industrie. Maar is U-space de allesomvattende oplossing die deze industrie nodig heeft? Voor mij is het korte termijn antwoord "nee". Er zijn nog veel uitdagingen die moeten worden aangepakt voordat we drones grootschalig kunnen inzetten en de bijbehorende economische en sociale voordelen kunnen benutten. Laat me er een paar benadrukken.


1. Geharmoniseerde regelgeving

Met de introductie van de regels van het Europees agentschap voor de luchtvaartveiligheid (EASA) voor Unmanned Aircraft Systems (UAS) op 31 december 2020, was het doel om de dronewetgeving binnen de Europese Unie te harmoniseren en het bedrijven gemakkelijk te maken om drones in hun werkprocessen op te nemen. En hoewel ik een grote fan ben van de EASA-regelgeving, zijn deze doelen nog niet bereikt.

Het EASA-kader heeft UAS-operaties verdeeld in de Open, Specifieke en Gecertificeerde Categorieën. Deze indeling biedt een goede aanpak, waarbij operaties met laag risico in de Open Categorie vallen met duidelijke regels en beperkingen, en operaties met hoog risico in de Gecertificeerde Categorie vallen, met regels vergelijkbaar met die voor bemande luchtvaartuigen en duidelijke eisen en beperkingen. Het probleem ligt bij de Specifieke Categorie, waar UAS-operaties met de grootste verwachte sociale en economische voordelen plaatsvinden.

De Specific Operations Risk Assessment (SORA) werd binnen deze categorie geïntroduceerd om het risico van een bepaald type operatie te beoordelen en de vereisten voor piloten, vliegtuigen en organisaties te bepalen om veilige operaties uit te voeren. Hoewel SORA een uitstekend hulpmiddel is, is het ingewikkeld voor bedrijven zonder ervaring in de luchtvaartindustrie of andere risicovolle industrieën om het te gebruiken, en het is nog in ontwikkeling, met veel standaarden en aanbevolen werkwijzen die ontbreken.

Het ontbreken van deze standaarden en aanbevolen werkwijzen resulteert in een breed scala aan interpretaties onder Europese burgerluchtvaartautoriteiten (CAA's). Dit begint bij de vereiste inhoud van het Concept van Operaties (ConOps) en strekt zich uit tot de interpretatie van de Grondrisicoklasse (een haven in België wordt beschouwd als een bevolkt gebied, terwijl het in Nederland als dunbevolkt wordt beschouwd), de classificatie van de Luchtrisicoklasse (wat vormt Atypisch Luchtruim?), de noodzakelijke maatregelen om de ARC voor BVLOS (beyond visual line-of-sight) operaties te verminderen, en de vereisten voor insluiting om te voorkomen dat drones aangrenzend luchtruim of grondgebieden binnenvliegen.

Deze grijze gebieden maken het moeilijk voor UAS-operators om SORA ''correct'' toe te passen en voor CAA's om operaties op uniforme en efficiënte wijze goed te keuren, wat leidt tot lange doorlooptijden voor Operationele Autorisaties. Dit probleem beïnvloedt ook het proces van het verkrijgen van grensoverschrijdende autorisaties. Het doel van de EASA-regelgeving was om een gelijk speelveld te creëren voor drone-operaties in Europa, zodat operators hun operaties gemakkelijk in alle lidstaten kunnen uitvoeren. Echter, dit is niet de realiteit, aangezien UAS-operators die grensoverschrijdende autorisatie aanvragen tegen dezelfde problemen met interpretatieverschillen onder CAA's aanlopen, wat resulteert in vertraagde of geannuleerde operaties vanwege hoge kosten (d.w.z.; het is goedkoper om een "lokale man" in te huren).

Person wearing a jacket with the AirHub logo standing outside while looking at a drone in the sky


2. Licenties en certificaten

De adoptie van drone-technologie in verschillende industrieën, van hulpdiensten tot grote ondernemingen in olie en gas, bouw en nutsvoorzieningen, is indrukwekkend. Organisaties beginnen vaak met een klein proof of concept en schalen hun drone-teams vervolgens snel op, waarbij de mogelijkheden voor meer geavanceerde drone-operaties in stedelijke gebieden en over lange afstanden worden verkend. Om deze operaties uit te voeren, zullen organisaties hoogopgeleide en ervaren dronepiloten nodig hebben. Het kan echter moeilijk zijn om ervoor te zorgen dat je een bekwame dronepiloot inhuurt. In bemande luchtvaart is er een duidelijk systeem met goedgekeurde opleidingsorganisaties die piloten opleiden voor verschillende soorten vluchten, van recreatieve vluchten met eenmotorige vliegtuigen tot luchtvaartmaatschappijen. Deze piloten ondergaan gestandaardiseerde examens voor hun basislicenties en specifieke vliegtuig- en operatieclassificaties.

In de Specifieke Categorie ontbreekt dit systeem nog steeds. Het is moeilijk voor piloten om hun kwalificaties en ervaring te tonen, vooral met de grote verscheidenheid aan Specifieke Assurance en Integriteitniveaus (SAIL), Standaardscenario's (STS) en Vooraf Gedefinieerde Risicobeoordelingen (PDRA). Het is moeilijk om te bepalen welk type en welke inhoud van opleiding en training vereist zijn, het vaardigheidsniveau dat nodig is om examens te halen (als ze bestaan), en om een Europees erkende licentie met de juiste classificaties te verkrijgen.

Een soortgelijke situatie bestaat ten aanzien van de luchtwaardigheidseisen voor drones die binnen de Specifieke Categorie kunnen worden bediend. Operaties in de lagere risicocategorieën (SAIL I en II) vereisen alleen dat de operator de luchtwaardigheid van de drone verklaart, terwijl operaties in de middelhoge risicocategorieën (SAIL III en IV) een Ontwerpverificatieverslag (DVR) van EASA vereisen.

Een DVR-vereiste is geen slecht idee, vooral voor operaties die binnen deze SAIL-niveaus kunnen worden uitgevoerd. Echter, veel normen en acceptabele gebruiksmiddelen ontbreken nog of zijn onbereikbaar voor drone-operators. Het verkrijgen van een DVR vereist een grote hoeveelheid data en informatie over het ontwerp en de fabricage van het vliegtuig, de grondcontrolepost en de bedieningssystemen en -diensten, die niet vaak beschikbaar zijn bij de fabrikant. Bovendien is het proces om een DVR van EASA te verkrijgen lang en duur.

Bovendien is een DVR alleen van toepassing op één type operatie (ConOps), waardoor het voor kleine fabrikanten onaantrekkelijk is om het proces van het verkrijgen van een DVR voor hun vliegtuig te starten. Momenteel heeft de grootste dronefabrikant geen drones waarvoor een DVR is uitgegeven, waardoor het voor UAS-operators onmogelijk is om de vereiste data en informatie te verkrijgen of de grote hoeveelheid noodzakelijke testvluchten uit te voeren, en het voor hen dus onmogelijk maakt om meer complexe operaties uit te voeren.


3. Businesscase

Zoals vermeld, zal de introductie van U-space een grote stap zijn naar het mogelijk maken van de veilige en efficiënte integratie van grote hoeveelheden dronevluchten binnen ons lagere luchtruim. Echter, voor de operaties van vandaag, die voornamelijk handmatig worden uitgevoerd en binnen het gezichtsveld (VLOS) van minimaal één afstandbestuurder en vaak een extra waarnemer of waarnemers, zal U-space geen noodzaak zijn. Als we "willen" dat grote aantallen dronevluchten realiteit worden, moet dit vanuit economisch en sociaal perspectief logisch zijn.

Om dit te bereiken, zullen we - op zijn minst - een paar dingen nodig hebben: BVLOS-operaties, automatisering van vluchtoperaties en automatisering van gegevensverwerking. In elk bedrijf is schaal vaak nodig om efficiëntie te verhogen, en dit geldt ook voor de drone-industrie. De operaties van vandaag worden meestal binnen de VLOS van de afstandbestuurder uitgevoerd, omdat BVLOS nog niet in veel landen is toegestaan zonder het luchtruim waarop de drone opereert, af te sluiten. Ik moet toegeven dat dit logisch is zolang er geen vereiste is dat bemande en onbemande luchtvaartuigen elkaars posities aan elkaar doorgeven, en de normen voor de technologie die hiervoor nodig is, nog ontbreken. Gelukkig zien we veel vooruitgang op dit gebied, zowel vanuit een regelgevend als technologisch perspectief, dus hopelijk wordt dit probleem in de komende jaren opgelost.

Het elkaar kunnen zien is echter niet voldoende; er moet geavanceerde technologie worden ontwikkeld om botsingen tactisch te vermijden, vooral bij het uitvoeren van operaties zonder directe commando- en controllink tussen het vliegtuig en de grondpost, zoals over 4G/5G of satellietverbindingen. Deze vorm van automatisering stelt de piloot in staat om een meer monitorende rol te hebben in plaats van het vliegtuig actief te besturen. Naarmate de piloot geleidelijk uit de lus wordt genomen, zal uiteindelijk één piloot meerdere drones tegelijkertijd kunnen bedienen. Deze combinatie van meer doen met minder mensen en grotere afstanden kunnen overbruggen zal de kans op een positieve businesscase voor veel complexe operaties, waaronder de veelgeprezen "laatste mijl"-leveringen per drone, vergroten.

Drones zeer geautomatiseerd en BVLOS laten vliegen is één ding, maar in staat zijn om de verzamelde gegevens snel om te zetten in bruikbare gegevens is een ander. De verwerking van dronedata vereist vandaag de dag nog vaak een zeer handmatig proces om de data van de drone naar een computer te krijgen, deze naar een (cloud)platform te uploaden en om te zetten in een eindproduct. Internet-verbonden drones, gecombineerd met toenemende rekenkracht en kunstmatige intelligentie, zullen dit proces in de komende jaren optimaliseren en zullen essentieel zijn voor de meeste organisaties om een positieve businesscase te hebben.


4. Sociale acceptatie

Laten we zeggen dat alle regelgevende en technologische obstakels die groei mogelijk maken zijn overwonnen en de businesscases positief blijken te zijn. In dit scenario zouden we een aanzienlijke toename van het gebruik van drones in het lagere luchtruim zien, niet alleen in landelijke gebieden maar ook in steden. Diegene in de drone-industrie zouden hier niet veel moeite mee hebben, maar de algemene publieke opinie over drones is (nog) niet positief, zoals uit veel onderzoek blijkt.

Dit vormt een grote uitdaging voor onze industrie, omdat we de waarde van drones niet alleen aan enkelen, maar aan de samenleving als geheel moeten tonen, terwijl we de nadelen, zoals lawaai- en visuele vervuiling, minimaliseren. Veel mensen zijn bijvoorbeeld niet op de hoogte van hoe drones worden gebruikt door hulpdiensten, zoals brandweer en politie, om te helpen bij brandbestrijding, criminaliteitspreventie, zoek- en reddingsoperaties en onderhoud van infrastructuur, om er maar een paar te noemen. Het is aan ons in de industrie en de gebruikers van deze technologie om het publiek te informeren over deze voordelen en de negatieve perceptie die mensen van drones hebben te veranderen.

Echter, alleen de waarde van drones tonen is niet genoeg. We moeten ook overwegen hoe we drones in onze samenleving kunnen integreren op een manier die sociale en economische voordelen in balans brengt. Dit kan inhouden dat drones worden beperkt tot bepaalde gebieden of routes binnen steden, dat het aantal drones dat is toegestaan wordt beperkt, of dat er technische vereisten worden gesteld, zoals limieten voor decibelemissies. Net als bij bemande luchtvaart zal dit een combinatie vereisen van technologische vooruitgang en de ontwikkeling van de juiste procedures.


Conclusie

Na het lezen van mijn gedachten hierboven, zou je kunnen denken dat ik pessimistisch ben over de toekomst van de drone-industrie, maar het is juist het tegenovergestelde. Innovatie kost altijd meer tijd dan aanvankelijk verwacht, vooral in een sterk gereguleerde omgeving zoals luchtvaart. Het tempo waarin de regelgevende kaders voor UAS-operaties en U-space door EASA (en dus de EU-lidstaten) zijn vastgesteld, is opmerkelijk. Natuurlijk ontbreken er nog veel standaarden, en de industrie kan nog niet haar volledige potentieel bereiken, maar dit is slechts een kwestie van een paar jaar. Jaren die de industrie ook nodig heeft om nieuwe en verbeterde technologie te ontwikkelen, zoals batterijtechnologie en stillere rotordesigns, en om businesscases te verfijnen, zoals dronebezorging en U-space. Dus ik ben eigenlijk heel optimistisch dat de toekomst van de drone-industrie er rooskleurig uitziet en dat we als samenleving enorm zullen profiteren van onbemande luchtvaarttechnologie.

Een drone die naast een passagiersvliegtuig vliegt met betrekking tot de U-Ruimte

-

Content

Hoe U-space de SORA zal beïnvloeden

© Luchtvaart Fabricage

Vanaf 26 januari 2023 zal het U-space regelgevingskader van kracht worden in Europa. Echter, de aanwijzing van U-space zal niet direct volgen. Het is belangrijk voor lokale overheden, Luchtverkeersdienstverleners (ANSP's), en exploitanten van Onbemande Luchtvaartuigen (UAS) om de effecten van U-space luchtruim te overwegen. Dit artikel richt zich op de relatie tussen U-space en de Specifieke Operaties Risico Beoordeling (SORA).


SORA benadering

De SORA benadering omvat het Luchtrisicomodel, dat het risico beoordeelt van een ontmoeting met bemand luchtverkeer. Het principe is gebaseerd op het definiëren van de initiële Luchtrisicoklasse (ARC) van het operationele volume, terwijl goede mitigaties de initiële ARC kunnen verlagen naar een rest (uiteindelijke) ARC. Samen met de Grondrisicoklasse (GRC) wordt het uiteindelijke Specifieke Zekerheids- en Integriteitsniveau (SAIL) bepaald. Dit resultaat vertegenwoordigt het risico van de UAS-operaties en de bijbehorende vereisten (Operationele Veiligheidsdoelstellingen, OSOs) voor de operatie.

Het Europees Agentschap voor de Veiligheid van de Luchtvaart (EASA) definieert de ARC als een "kwalitatieve classificatie van de frequentie waarmee een UAS een bemand vliegtuig zou tegenkomen in typisch gegeneraliseerd civiel luchtruim." De ARC kan worden verdeeld in vier niveaus (ARC-a, -b, -c, -d) met een toenemend risico op een botsing tussen een UAS en een bemand vliegtuig. Dit kan worden bepaald met behulp van de beslisboom zoals gepubliceerd in Verordening EU 2019/947 (Onbemande Luchtvaartuigsystemen).

Het verminderen van de initiële ARC kan worden bereikt door strategische mitigaties toe te passen via operationele beperkingen (aan de kant van de UAS-exploitant) of gemeenschappelijke structuren en regels (bijv. luchtstruimstructuur en/of verkeersprocedures). Het resterende risico kan verder worden gemitigeerd door middel van tactische mitigaties, die van toepassing zijn op operaties buiten het zicht (BVLOS). Voor (Uitgebreide) Vluchten binnen zichtzicht kan het 'zien en vermijden'-principe worden gehandhaafd door het UAS in de gaten te houden.


U-space binnen het SORA model  

Binnen de SORA-methodologie stelt het Luchtrisicomodel mitigaties mogelijk die afkomstig zijn van de diensten binnen U-space luchtruim. Aangezien SORA 2.0 in de vroege stadia van U-space-ontwikkeling werd gepubliceerd, ging het model niet verder in op de rol van U-space binnen SORA. Echter, met de implementatie van Verordening EU 2021/664 (U-space verordening) en de bijbehorende Aanvaardbare Nalevingsmiddelen (AMC) en Richtlijnmateriaal (GM), geeft EASA een aanbeveling voor de rest ARC na implementatie van U-space: "Het wordt aanbevolen om een rest 'ARC-b' toe te passen voor U-space in zowel gecontroleerd als ongecontroleerd luchtruim." De bevoegde autoriteit zal beslissen of ze de aanbeveling al dan niet aanneemt.

Zonder U-space wordt ARC-b gedefinieerd als het luchtruim onder 500 ft in ongecontroleerd luchtruim boven landelijke gebieden. De aanbeveling van ARC-b voor U-space is gebaseerd op het toepassen van de strategische en tactische middelen die de implementatie van U-space luchtruim ondersteunen. Daarom moet worden aangetoond dat het U-space luchtruimvolume inclusief de diensten vergelijkbaar is met ARC-b operaties om te profiteren van de ARC-reductie (een soortgelijke benadering van het reduceren van de ARC zonder U-space diensten).

Deze operationele toestand (de reductie naar ARC-b) zal worden bepaald via de U-space Luchtruimrisicobeoordeling. De risicobeoordeling omvat zowel grond- als luchtrisico's en houdt rekening met veiligheids-, privacy-, beveiligings- en milieuaspecten. Het resultaat van de risicobeoordeling, inclusief de resultaten van hoorzittingen met belanghebbenden, zal resulteren in een U-space Implementatieplan aan de lidstaat dat de prestatievereisten van het U-space luchtruim omvat.

De volgende secties zullen de relatie tussen U-space en de SORA-mitigaties verder behandelen.


Strategische U-space mitigaties door gemeenschappelijke structuur en regels

De U-space vluchtmachtigingsdienst (die een verplichte U-space dienst is) kan worden gebruikt als een strategische mitigatie om UAS en bemande vliegtuigen (en andere UAS-vluchten) te scheiden. Aangezien de UAS-exploitant het luchtruimvolume niet beheerst, moet de operator een vluchtplan indienen, dat door de U-space Dienstverlener (USSP) zal worden gecontroleerd op geplande en reeds in de lucht zijnde vluchten. Het is een voorbeeld van een mitigatie door gemeenschappelijke luchtstruim (U-space) structuur. Op basis van het machtingsproces garandeert de USSP scheiding door procedurele controle in het luchtruim.


Tactische U-space mitigaties

Terwijl U-space wordt gebruikt als het verkeersbeheersysteem voor UAS-operaties, aanvankelijk onder 500 ft, kunnen traditionele bemande vliegtuigen nog steeds binnen U-space opereren als ze voldoen aan Verordening EU 2021/666 voor e-zichtbaarheid. De 666 Verordening vereist dat bemande vliegtuigen, opererend in U-space luchtruim, zichzelf elektronisch zichtbaar maken voor de USSP. Dit principe geldt voor ongecontroleerd luchtruim.

Voor gecontroleerd luchtruim is Verordening EU 2021/665 van toepassing. Aangezien het verkeer in U-space luchtruim bekend zal zijn (via de Netwerk Identificatieservice en detectiesystemen), kan het risico op ontmoetingen met bemand verkeer worden verminderd door het concept van Dynamische Herconfiguratie. Het concept is bedoeld om bemand en onbemand verkeer te scheiden binnen U-space luchtruim. Het vereist samenwerking tussen de USSP (of meerdere USSP's indien van toepassing) en de ANSP.


Tactische Mitigatie Prestatievereisten (TMPR)

Voor BVLOS (Beyond Visual Line of Sight) operaties is de UAS-exploitant verplicht aan te tonen dat het voldoet aan de TMPR's. U-space verandert dit proces niet, maar het biedt extra manieren en middelen om aan de detectievereisten te voldoen. De operator kan vertrouwen op de U-space Verkeersinformatiedienst als een manier om verkeer in het gebied te detecteren, zodat het UAS-exploitanten ondersteunt bij het vermijden van botsingen met bemand (en onbemand) verkeer. Het benadrukt daarom het belang van de Verkeersinformatiedienst geleverd door de USSP aan de UAS-exploitant met betrekking tot de luchtrisicobeperking binnen de SORA. 

Echter, de dienst geeft de USSP (of ANSP) geen verantwoordelijkheid voor de operatie. De UAS-exploitant blijft verantwoordelijk voor de veiligheid van de vlucht en voor het nakomen van de U-space operationele voorwaarden. U-space is een manier om het risico op een botsing te verminderen, maar het vereist nog steeds dat exploitanten een operationele vergunning aanvragen met de SORA-benadering.

Op basis van het U-space Implementatieplan (het resultaat van de risicobeoordeling en de output van de hoorzittingen met belanghebbenden) kan de lidstaat aanvullende, meer veeleisende prestatienormen definiëren dan de TMPR's. Dit betekent dat UAS-exploitanten de meest veeleisende vereisten (TMPR's of de U- space prestatienormen) moeten aantonen aan de bevoegde autoriteit (volgens de SORA-aanvraag) om een Europese vergunning te verkrijgen om te vliegen.


Conclusie

Het SORA model staat U-space toe als een manier om de initiële ARC te mitigeren. EASA beveelt aan om de rest ARC voor U-space luchtruim te definiëren als ARC-b, wat het risico vertegenwoordigt op ontmoetingen met bemand verkeer onder 500 ft in ongecontroleerd luchtruim boven landelijke gebieden. De U-space diensten zullen deze manier van mitigerende de initiële ARC mogelijk maken, zowel strategisch als tactisch. Daarom is het belangrijk om de prestatiecriteria in relatie tot de SORA en TMPR's te overwegen tijdens de U-space Luchtruimrisicobeoordeling en om de prestatiecriteria voortdurend te monitoren. Op deze manier zijn UAS-exploitanten in staat om gebruik te maken van de U-space diensten in relatie tot hun SORA-aanvraag.

Een bemande drone landt tussen wolkenkrabbers

-

Content

Zeven demonstraties in heel Europa van veilige integratie van onbemande vliegtuigen

Over slechts een paar jaar zal stedelijke luchtmobiliteit realiteit zijn, waardoor mensen op een manier kunnen reizen die beter geschikt is voor steden en hun inwoners. Het veilig integreren van deze grote toekomstige drones in ons stedelijke luchtruim vereist veel coördinatie en een aanzienlijke hoeveelheid tests. Binnen enkele maanden zal het Europese project AMU-LED verschillende demonstratievluchten uitvoeren in stedelijke omgevingen in het Verenigd Koninkrijk, Nederland en Spanje.

Wat als de toekomst ambulances zou hebben die patiënten en kritieke medicijnen via de lucht vervoeren? Wat als brandweerlieden veilig en efficiënt branden zouden kunnen bestrijden zonder menselijke levens in gevaar te brengen? Een toekomst waarin mensen sneller en efficiënter van punt naar punt kunnen reizen, met betere en geoptimaliseerde diensten voor steden en hun inwoners. Die toekomst is geen blote visie, het is een realiteit die ons binnen enkele jaren zal bereiken: Urban Air Mobility (UAM). UAM is een transformationeel mobiliteitsconcept voor stedelijke gebieden, waarbij verschillende soorten drones worden gebruikt om elke soort missie uit te voeren die gericht is op het verbeteren van het welzijn van individuen en organisaties.


U-space

Een van de belangrijkste enablers voor UAM is U-space, een luchtverkeersbeheerframework om de veilige en beveiligde integratie van drones mogelijk te maken. Net als het luchtverkeersbeheersysteem voor algemene vliegtuigen, zal U-space ervoor zorgen dat drone-operaties veilig en efficiënt worden uitgevoerd. Het systeem zal echter meer geautomatiseerd zijn dan de huidige luchtverkeersleiding, met minder menselijke interactie en de capaciteit om meer vluchten tegelijkertijd te verwerken. U-space kan worden gedefinieerd als een reeks specifieke diensten en procedures die zijn ontworpen om veilige en efficiënte toegang tot het luchtruim te garanderen voor een groot aantal drones met hoge graden van digitalisering en automatisering.


Scenario's in stedelijke omgevingen

Er is veel werk verricht aan de ontwikkeling van U-space en UAM door middel van onderzoeks- en innovatieprojecten en technologische ontwikkelingen. Een van deze initiatieven is het AMU-LED project, een zeer grootschalig demonstratieproject (VLD) gefinancierd door het SESAR Joint Undertaking onder het Horizon 2020-onderzoeks- en innovatieprogramma van de Europese Unie. AMU-LED zal de veilige integratie van bemande en onbemande vliegtuigen demonstreren door de inzet van U-space, met als ultieme doel het realiseren van steeds duurzamere slimme steden. Dit zal worden gedaan door vlucht demonstraties uit te voeren met verschillende scenario's, situaties en use cases in stedelijke omgevingen.

In deze demo's zal het project grote elektrische platforms voor verticaal opstijgen en landen (eVTOL) gebruiken voor passagiers- en vrachtvervoer, in combinatie met kleinere onbemande luchtvaartuigen (UAS) voor de levering van goederen en medische benodigdheden, surveillance of ondersteuning van noodhulpdiensten.


Doeleinden van AMU-LED

Het project begon twee jaar geleden in januari 2020 met twee hoofddoelen om de veilige interactie van UAM met andere luchtruimgebruikers te demonstreren en om veilig UAM-vluchten te demonstreren. Na grondige voorbereiding kunnen de vluchtdemonstraties die binnen AMU-LED zullen plaatsvinden als het eindproduct van het project worden beschouwd, waarbij het operationele concept, gebruiksscenario's, systeemarchitectuur en het U-space systeem dat zal worden gedefinieerd in het project in de praktijk worden gebracht.

“Na een indrukwekkende hoeveelheid werk te hebben verricht, waarbij ons consortium cutting-edge operationele concepten voor UAM heeft bedacht en geïmplementeerd, futuristische, maar nabijgelegen use cases zoals luchthaven pendelbus en laatste kilometer pakketbezorging heeft voorbereid, en innovatieve onbemande verkeersmanagementdiensten heeft geïntegreerd, zijn we eindelijk klaar om op te stijgen”, verduidelijkt Pablo Menéndez-Ponte Alonso, projectleider UTM van NTT DATA Spain die het Europese consortium van 17 verschillende entiteiten coördineert die deelnemen aan het AMU-LED project. “Cranfield is onze eerste, maar essentiële demonstratie, omdat het ons in staat zal stellen de gereedheid van deze technologie te begrijpen door de werkelijke uitdaging aan te gaan.”

Uiteindelijk zullen er in totaal zeven demonstraties zijn, die gedurende de zomer van 2022 zullen plaatsvinden in Cranfield (VK), Amsterdam (NL), Enschede (NL), Rotterdam (NL), en Santiago de Compostela (SP).


Uitwisseling van informatie

De variëteit aan locaties stelt het project in staat om verschillende relevante aspecten op verschillende manieren te testen en te demonstreren, bijvoorbeeld door de efficiëntste manier te beoordelen om informatie uit te wisselen tussen actoren (zoals de drones, hun piloten en het luchtverkeersbeheersysteem). Het project zal twee verschillende concepten testen voor het distribueren van relevante gegevens: een gecentraliseerde en een gedecentraliseerde architectuur. De gedecentraliseerde architectuur zal worden getest in Cranfield, Enschede en Rotterdam, en de gecentraliseerde architectuur zal worden getest in Amsterdam en Santiago de Compostela.

De informatie die zal worden uitgewisseld betreft allerlei soorten gegevens, bijvoorbeeld strategische en tactische informatie voorafgaand aan en tijdens de vlucht, trackinggegevens (real-time informatie over de positie van de drone), advies tactische conflictoplossingsservice (informatie om voor de vlucht en tijdens de vlucht conflicten te voorkomen), en weer- en CNS-gegevens (Communicatie, Navigatie en Surveillance).


Wat kan worden verwacht tijdens de demonstraties?

Bovendien, aangezien U-space en UAM nog steeds concepten zijn in ontwikkeling, volgde AMU-LED de drie pijlers van innovatie – haalbaarheid, levensvatbaarheid en wenselijkheid, om ervoor te zorgen dat de demonstraties de basis dekken voor een effectieve implementatie van UAM.

In juni beginnen de demonstraties met het haalbaarheidsgeval in Cranfield, waarbij de gereedheid van de AMU-LED oplossing, technologieën en systemen wordt bewezen. Deze tests worden geleid door de Cranfield University en zullen plaatsvinden op Cranfield Airport, een unieke faciliteit met zijn eigen luchtvaartnavigatiedienstverlener en luchtverkeersleiders, en zijn eigen piloten en vliegtuigen. Deze demonstratie zal een vereiste zijn voor de daaropvolgende demonstraties, wat aantoont dat de AMU-LED oplossing klaar en veilig is om in complexere omgevingen te worden getest. Een tweede deel van de Cranfield demonstratie zal in september plaatsvinden.

Na het bewijzen van de haalbaarheid van de AMU-LED oplossing, zal het project in augustus doorgaan met het testen van de wenselijkheid van zijn oplossing in Amsterdam en Enschede, met de nadruk op publieke acceptatie en sociale impact.

In Amsterdam worden de tests geleid door het Koninklijk Nederlands Lucht- en Ruimtevaartcentrum (NLR) en zullen ze plaatsvinden in het hart van de stad, het Marineterrein. Door gebruik te maken van een focusgroep om gegevens te verzamelen, zal het team verschillende vluchtdemonstraties uitvoeren en verschillende aspecten van U-space en bepaalde indicatoren van publieke acceptatie zoals geluidsoverlast, waargenomen veiligheid, vertrouwen in de technologie, privacyproblemen of visuele vervuiling testen. Voorstel voor maatregelen voor de zorgen geuit door de focusgroep zal worden gedaan op basis van de verzamelde gegevens.

Enschede zal volgen en de sociale impact van UAM demonstreren. Space53, een test- en innovatiecentrum voor onbemande systemen, is verantwoordelijk voor deze demonstratie, die zal plaatsvinden tussen de Space53 locatie op Technology Base en Twente Airport, en de stad Enschede. Verschillende maatschappelijk relevante gebruiksscenario's zoals medische levering, brandbestrijding of politie surveillance zullen worden getoond, waarbij deze demonstratie de sociale impact zal bewijzen die UAM zal creëren wanneer geïmplementeerd.

In Rotterdam zal ook in augustus de economische levensvatbaarheid van UAM worden gedemonstreerd. Deze test wordt gecoördineerd door AirHub en zal plaatsvinden in het havengebied van de stad. Het zal worden uitgevoerd in samenwerking met de Haven van Rotterdam Autoriteit, die wil onderzoeken hoe bemanningsleden van schepen rechtstreeks van het schip naar het hotel kunnen worden vervoerd. Andere gebruiksscenario's zullen ook worden gedemonstreerd, waarbij verschillende UAV's en VTOL-vliegtuigen worden gevlogen.

De stad Santiago de Compostela zal de laatste demonstratie van AMU-LED organiseren, waar alle eerdere aspecten - haalbaarheid, levensvatbaarheid en wenselijkheid - samenkomen in een grote finale show. Gecoördineerd door het technologiecentrum ITG - Fundación Instituto Tecnológico de Galicia zal de demonstratie zich richten op de correcte implementatie van alle aspecten in stedelijke omgevingen, als laatste presentatie van hoe U-space Urban Air Mobility kan mogelijk maken. Dit zal in september en oktober worden gedemonstreerd.

Tijdens deze demonstraties zal het projectteam gegevens verzamelen over de verschillende aspecten die worden getest, die vervolgens worden geanalyseerd. Hiermee kan het project resultaten opstellen voor de verdere ontwikkeling van U-space, waarbij informatie wordt verstrekt over de meest efficiënte manier waarop U-space UAM kan ondersteunen, waardoor een veilige, effectieve en levensvatbare oplossing voor slimme steden wordt geboden.

Dit project heeft financiering ontvangen van de SESAR Joint Undertaking (JU) onder subsidieovereenkomst nr. 101017702. De JU ontvangt steun van het Horizon 2020 onderzoeks- en innovatieprogramma van de Europese Unie en de leden van SESAR JU anders dan de EU.