Drönarbaser

Projektbeskrivning

Det sker ett omfattande transportarbete utanför de stora städerna som är kopplat till att hämta eller skicka paket eller annat lätt gods. Förändrade handelsmönster med ökande e-handel påverkar detta ytterligare. En lovande lösning är att utföra många av dessa transporter med elektriska och autonoma drönare som flyger ut från logistikcentraler, i vårt fall Bussgods busstationer, och levererar godset till mottagarna. Ett system med ett dussintal sådana centraler kan nå halva Sveriges yta med drönartransporter. I de försöksverksamheter som främst sker i USA utförs transporterna över i princip gångavstånd i städer där det redan finns gott om transporttjänster. Samhällsnyttan av leveranser över dessa korta avstånd är liten. Vi arbetar med transporter över långa avstånd i glesa områden som lider av transportfattigdom, och vi utför transporterna med drönare som startar vertikalt, men sedan flyger energieffektivt på vinge.

Projektet skapar värde på fyra sätt:
1: Det påskyndar omställningen till ett energieffektivt och hållbart samhälle genom att adressera godstransporter på landsbygd.
2: Det mildrar transportfattigdom för ökad livskvalitet. Bussgods ägs gemensamt av tre regioner och vill bidra till att lösa den demografiska utmaningen.
3: Projektet stärker näringslivet och möjliggör nytt företagande genom nya transporttjänster.
4: Det ökar Sveriges förmåga i kris och krig. Ett starkt civilt försvar bygger på en stark civil vardag.

Den av Energimyndigheten stödda projektserien ”Morgondagens Brevduvor” och ”Resilienstester i kallt klimat” har förflyttat kunskapsläget och den tekniska utvecklingen så långt att en marknadsintroduktion av ett nytt transportsystem snart är möjlig. Under projektet ”Morgondagens Brevduvor” klev Bussgods i Norr AB fram och började en affärsutvecklingsprocess i syfte att komplettera sitt nuvarande utbud av transporttjänster med hållbara drönarbaserade leveranser. Bussgods verkar över halva Sveriges yta, Norrbotten, Västerbotten och Västernorrland, så de nya transporttjänsterna skulle bli ett betydelsefulla för samhället både ur civil och militär synpunkt och verkligen accelerera omställningen till ett fossilfritt och energieffektivt transportsystem på landsbygden.
En startpunkt för projektet är den arkitektur för digital och automatisk hantering av luftrummet som projektet Testbed Air Mobility (VINNOVA) tagit fram. Projektet utför tvärvetenskaplig, samverkansbaserad och behovsstyrd industriell forskning.

Projektförslaget har utformats i samförstånd med NATO Exploratory Team SAS-HFM-ET-GD “UAV-logistics using a grid of autonomous charging stations” där ”SAS” står för The System Analysis and Studies Panel och ”HFM” betyder The Human Factors and Medicine Panel, ”ET” är en förkortning för Exploratory Team, samt GD är serienumret. NATOs Exploratory Teams är en obetald internationell samarbetsform som ger en god omvärldsbevakning och kan tjäna som kommersiell exponeringsyta och bas för kunskapsspridning. Denna grupp blir en viktig del av projektets internationella samarbeten.

Elektrifieringen av transportsektorn är välkommet oundviklig. Omställningen ställer nya krav på energiinfrastrukturen i dess flexibilitet och resiliens. Likaså kommer drönarlogistik i ett så glest land som Sverige bli nästintill nödvändigt för dess hållbarhet, resiliens och för totalförsvaret. För att förstå hur energisektorn och infrastrukturen kommer påverkas och vilka krav som de bör uppfylla måste vi prototypa fram förståelse för drönarlogistiksystem. Viktiga kriterier blir flexibilitet och resiliens. Sveriges roll inom NATO som ”staging area” för transporter och logistik gör att vår ökade förmåga under krig och kris blir viktiga hänsyn för transportsystemets design och dimensionering.
 
Potential
Projektet behöver genomföras för att Bussgods kan komma vidare mot en kommersialisering av drönartransporttjänsterna. Det kan inte göras om inte användningen av Sveriges luftrum digitaliseras och nästa steg i den processen är att bli en U-Space-operatör för ett testområde med ett påföljande arbete att skapa systemkunskap kring detta. Det andra som behövs för Bussgods är att det skapas kunskap kring samhällsnyttan samt hur busstationerna och arbetsmetoderna ska utformas.

Sverige är under tryck att öka sin förmåga att hantera kriser, krig, katastrofer och andra belastningar. Logistik är centralt för att samhället ska fungera och dagens logistiksystem är underdimensionerat redan i fredstid. Vi har en stor förarbrist sedan många år och det råder överlag en brist på transporttjänster, t.ex. kylkedjor, i glest befolkade områden. Klimatförändringarna och det allt dystrare geopolitiska läget med bl.a. allt skarpare hybridhot, gör det alltmer brådskande att bygga förmåga. Nya förmågor bör baseras på autonoma transportsystem i och med att bristen på förare redan är akut, och klara dubbel användning, alltså kunna genomföra både civila och militära logistikuppdrag. Det är affärsmässigt svårt att skapa autonoma civil-militära system för den utökade förmågan fördyrar transportsystemen och vi har inget affärsmodellsarbete som visar hur dessa fördyringar kan finansieras.

Hårdvaran kan vara densamma men att mjukvara och de omliggande systemen behöver se helt annorlunda ut i det civila och det militära. Inom projektet börjar vi ett kunskapsbygge i dessa frågor genom att ta fram en arkitektur för hur kontrollen över resurser sömlöst ska kunna flytta mellan de olika domänerna. Den metodiken vi tar fram kan sedan också användas för andra system än drönarsystem. Totalförsvarsintresset för drönarbaserade transporttjänster är stort, inte minst från Försvarshögskolan.

En av Bussgods och ägarnas ambitioner med ett större utbud av transporttjänster är att bidra till ökad livskvalitet och till att mildra den demografiska utmaningen. Transporttjänsterna är också tänkta att möjliggöra ekonomisk tillväxt och ett starkare näringsliv. Många mindre företag, som tillsammans med basindustrin är oerhört viktiga för den privata sektorn, har utmaningar med sin logistik. Dessa utmaningar består dels i att dagens logistiklösningar är för stora för att passa småskalig näringsutövning, dels att de ofta för med sig en betydande och oundviklig miljöbelastning. Ett hållbart transportsystem för lätt gods passar väl för att göra en stor skillnad för dessa företag. Bussgods, som är ett hundraårigt transportföretag, har en mycket god förankring i det lokala näringslivet och stora möjligheter att få stort genomslag för nya energieffektiva och hållbara transporttjänster.

Projektet har också fyra forskningsparter, VTI, LTH, UMU och Försvarshögskolan, som alla driver ett kunskapsbygge tillsammans med industrin. VTI bygger nu upp en kunskapsbas kring drönare som transportslag och hur det kan förändra energianvändning och utsläpp inom transportsektorn. LTH forskar på hur uppkoppling kan göras med inriktning på 6G och 5G’s Mission Critical (för civil logistik) och Massive IoT (för militär logistik) funktioner. UMU arbetar med arkitekturen för överlämning mellan civil och militär användning. Slutligen så arbetar Försvarshögskolan med hur militära logistikdoktriner förändras när transportsystemet utvecklas till att omfatta autonom transport. Projektet ger möjlighet till tvärvetenskapliga samarbeten och samverkansbaserad behovsstyrd forskning med stora laborativa inslag, vilket blir alltmer ovanligt och värdefullt.
De tusentals dagliga autonoma transporter som sker världen över sker dock ofta där det egentligen redan finns ett överflöd av transportlösningar och botar knappast någon transportfattigdom. Vi kan skapa en svensk nisch, som dessutom passar den svenska hållningen vad gäller autonom transport, genom att ta oss an glesare rurala miljöer som är mindre riskfyllda på grund av deras gleshet, och mer värdeskapande då det där råder en stor transportfattigdom. Detta blir också ett tekniskt och vetenskapligt bidrag till den globala scenen då ingen annan verkar använda autonoma fordon för rurala miljöer eller hårda vintrar.
 
Mål
1: Minskade utsläpp, energieffektivare transporter, och minskad tid som används för transporter, men med ökat eller bibehållet utfört transportarbete. Detta mål uppnås genom att hållbara drönartransporter blir en del av Bussgods transporttjänster.

2: Möjliggöra näringslivets tillväxt, speciellt för små företag i glesbygden; minska den demografiska utmaningen; och öka livskvaliteten på landsbygden. De nya transporttjänsterna är småskaliga och passar väl glesbygdens många små företag vars transporter idag ofta utförs med personbil eller nästan tomma små lastbilar.

3: Öka Sveriges logistikförmåga och förmåga att hantera kris och krig. De nya transporttjänsterna passar för dubbel användning. Projektet bidrar också till detta mål genom ny kunskap.

4: Ge ett starkt kunskapsbidrag kring digitaliseringen av Sveriges luftrum, kring drönarbasers utformning, och kring hur civil-militära system kan implementeras. Detta kommer att gynna hela drönarbranschen.

5: Berikad forskning och ökad kunskapsspridning. Projektet ger möjlighet till forskning och utveckling med innehåll av laborativ verksamhet och fältförsök, vilket ofta resulterar i innovativ tvärvetenskaplig forskning och användbar kunskap. Projektet har möjlighet till stor kunskapsspridning via partnernas nätverk och samarbetet med NATOs innovationsverksamhet. Resultaten kan också lyfta fram Sverige som ett föregångsland vad gäller hållbara och energieffektiva rurala transporter.
 
Projektmål

Implementering av digital infrastruktur för U-Space-operatörer
Bussgods i Norr AB blir U-Space-operatör
Experimentserie där U-Space-infrastrukturen hanterar färdplaner och flygningar
Första prototyp av drönarbas
Andra prototyp av drönarbas
Arkitektur för dubbel användning
Systemtest
 
Genomförande
Förutom projektets partner så har projektet en referensgrupp,
Projektet organiseras i fyra arbetspaket:
1: U-space-implementering och USSP-certifiering
2: Drönarbaser i kallt klimat
3: Digital arkitektur för dubbel användning och kommunikation
4: Kombinerade systemtester med testflygningar