Manažment prevádzky bezpilotných prostriedkov: Čo je UTM a ako funguje?
Predstavte si, že v blízkej budúcnosti nám nad hlavami budú lietať drony doručujúce pizzu, topánky, či iný objednaný tovar a namiesto bežného taxíka si zavoláte dron-taxi. Znie to ako z vedecko-fantastického filmu, ale tempo vývoja bezpilotných lietadlových systémov a ekosystému nutného pre ich fungovanie naznačuje, že táto predstava je čím ďalej tým reálnejšia. Koncept inteligentných miest postavený na autonómnych službách dostáva s príchodom dronov v osídlených oblastiach celkom nový rozmer. To si však so sebou prináša bezpečnostné a legislatívne výzvy.
Čo Je UTM Systém?
Systém manažmentu prevádzky bezpilotných prostriedkov (dronov) známy pod skratkou UTM (Unmanned Traffic Management) vytvára základnú kostru pre fungovanie lietajúcich objektov v malých nadmorských výškach (pod 400 stôp nad úrovňou terénu), kde nie sú poskytované letové prevádzkové služby. Na rozdiel od systému riadenia a manažmentu letovej prevádzky ATC/ATM (Air traffic control/management), ktorý spravuje vzdušný priestor a riadi pilotovanú prevádzku, UTM je autonómny systém, do ktorého vstupujú viaceré entity (princíp distribuovanej autority). Na rozdiel od desať tisícov lietadiel vo vzduchu riadených ATC/ATM systémom sa manažment bezpilotných prostriedkov bude musieť vysporiadať so státisícmi dronov a iných lietajúcich prostriedkov (lietadlá, vrtuľníky, rogalá, teplovzdušné balóny) operujúcich v menších výškach.
Ambíciou celosvetovej organizácie výrobcov a poskytovateľov UTM riešení (GUTMA) je nielen vytvárať koncepty, navrhovať architektúru UTM a spolupracovať na tvorbe legislatívy, ale najmä efektívne spolupracovať na ich integrácii do národných systémov manažmentu letovej prevádzky. Výsledkom má byť prepojenie oboch systémov (ATC/ATM a UTM), ktoré riadia a/alebo manažujú vzdušný priestor a ich vzájomnou synchronizáciou docieliť bezpečné nebo nad hlavou. Podľa záverov a odporúčaní GUTMA by však mali oba systémy najskôr fungovať samostatne a ich integrácia by mala prebiehať postupne. Ďalšou výzvou je, ako unifikovať parametre a spôsob fungovania UTM v jednotlivých štátoch. GUTMA spolu s ďalšími organizáciami zodpovednými za vývoj manažmentu bezpilotnej prevádzky (NASA, SESAR, FAA, EASA, JCAB) hľadajú vhodné spôsoby, ktoré zjednotia jednotlivé národné odchýlky.
Ako UTM Funguje?
Predstavte si, že ste profesionálny operátor dronu, ktorý chce vykonať let v určenej oblasti za účelom mapovania povrchu. Na to najskôr potrebujete licenciu od príslušného úradu (na Slovensku sú to letecké práce a licencia od Dopravného úradu) a prípadne špeciálne posúdenie bezpečnostných rizík, pokiaľ si to charakter letu vyžaduje. Keď vo Vašej krajine funguje UTM, let si môžte v systéme naplánovať pomocou určenej aplikácie. Tá v sebe integruje údaje o bezletových zónach v blízkosti letísk, chránených prírodných oblastiach, dopravnej infraštruktúre, urbanizovaných lokalitách, aktivitách záchrannej služby, a dáta od ďalších relevantných inštitúcií. Podľa zadaných parametrov v aplikácii uvidíte, či je let možné vykonať alebo nastavenie koliduje s niektorými z bezletových zón. UTM teda vo veľkej miere zvyšuje bezpečnosť vzdušného priestoru a minimalizuje počet incidentov spôsobených dronmi.
Prevádzku UTM majú v agende úrady určené jednotlivými krajinami. Tie aj definujú, ktoré organizácie a inštitúcie môžu vstupovať do formovania systému a zadávať do neho dáta o bezletových zónach. Pilot dronu tak dostane všetky relevantné informácie prispôsobené lokálnym podmienkam, na základe čoho si môže efektívnejšie plánovať svoju činnosť.
Snaha o zvýšenie miery bezpečnosti pre všetkých používateľov vzdušného priestoru sa stupňuje aj s rastúcim vývojom nových technológií v rámci mestskej vzdušnej dopravy (UAM – Urban Air Mobility). S týmto termínom sa spája budúce autonómne fungovanie dronov pre rôzne účely v urbanizovanom prostredí. UTM systém bude nevyhnutnou súčasťou tohto konceptu.
Ako ďaleko je Európa?
Aby boli pravidlá používania dronov rovnaké vo všetkých členských štátoch, Európska agentúra pre bezpečnosť letectva (EASA) vypracovala nariadenia, ktoré nadobudli platnosť 31.12.2020. Tie definujú triedy dronov podľa technických vlastností a bezpečnostných obmedzení a nastavujú systém registrácie požívateľov dronov. Táto registrácia sa týka prakticky všetkých operátorov dronov, okrem tých, ktorí používajú UAV zariadenia do 250g bez kamery. EASA taktiež definuje základné pravidlá používania dronov, ako napríklad maximálna výška 120m od najvyššej prekážky, či udržiavanie nepretržitého vizuálneho kontaktu. Pre lepší prehľad o pravidlách a nariadeniach EASA kliknite TU.
Keďže legislatívny rámec je nastavený, je na jednotlivých štátoch, ako ho implementujú. Systém registrácie pilotov dronov je jedna vec, UTM druhá. Zatiaľ čo registrácia už funguje v drvivej väčšine členských štátov, systém manažmentu letov bezpilotných prostriedkov (UTM) je v nejakej fáze spustený len v niektorých z nich. Na Slovensku zatiaľ bohužiaľ nefunguje ani jedno ani druhé. Pravidlá pre pilotov dronov na Slovensku určuje doposiaľ len rozhodnutie 2/2019 Dopravného úradu, ktoré síce prezieravo v mnohých bodoch kopíruje pravidlá lietania s dronmi definované v nariadeniach EK, no s nástupom účinnosti vykonávacieho nariadenia 2019/947 je ním definovaný rámec pre aktivity s dronmi diskutabilný hlavne z hľadiska právnej istoty.
Aplikácia MamDron, ktorú naše občianske združenie spustilo v spolupráci s našim technologickým partnerom, spoločnosťou R-SYS, nesupluje registračný systém ale je nastavená podľa všetkých relevantných požiadaviek z platných nariadení EK a odporúčaní EASA pre bezpilotné lietanie a vo svojej podstate tvorí základnú úroveň UTM systému. Piloti dronov si v nej jednoducho môžu naplánovať let, nastaviť jeho špecifiká a zistiť, či oblasť v ktorej chcú lietať, nekoliduje s bezletovými zónami alebo inými obmedzeniami. Zároveň je priestor ich činnosti viditeľný v aplikácii všetkým ostatným používateľom aplikácie a cez webové rozhranie i ostatným pilotom – vzájomná zdieľaná bezpečnosť.
Vývoj UTM v EÚ
Veľká dostupnosť dronov ruka v ruke s ich dynamickým technologickým vývojom zapríčinili prudké zvýšenie počtu používateľov vzdušného priestoru. V rôznych častiach sveta sa s týmto trendom vysporiadavajú rôznym spôsobom, všade sa však pristupuje (logicky) k určitým reguláciám. Európska Únia zaviedla už spomínané legislatívne pravidlá publikované v nariadeniach EK 2019/947, 2019/945, 2021/664. Keďže však ide o pomerne nové a veľmi agilne sa rozvíjajúce odvetvie, EU naďalej pracuje na definíciach a špecifikácii dronového ekosystému a hľadá spôsoby ako podporiť tzv.Ekonomiku dronov (Drone economy) v rozumných hraniciach na jednej strane neustáleho rozvoja a na druhej strane bezpečnosti vo vzdušnom priestore i na zemi.
Spoločná aktivita Európskej komisie a organizácie Eurocontrol známa pod skratkou SESAR má v agende modernizáciu manažmentu letovej prevádzky do čoho spadá aj integrácia dronov. Okrem technických a prevádzkových špecifík sa zaoberá aj otázkou spoločenskej akceptácie dronov. Na pôde SESAR vzniklo konzorcium CORUS združujúce odborníkov z letectva, výskumu a akademickej obce, ktorí vypracovali koncept základnej architektúry vzdušného priestoru pre rôzne typy operácií bezpilotných lietadiel. Všetky tieto iniciatívy majú za cieľ rozvíjať a vylepšovať spôsob manažmentu dronovej prevádzky v rôznych typoch urbanizovaného prostredia.
UTM Pod Taktovkou NASA
Za veľkou mlákou s prípravou UTM taktiež nezaháľajú. Od roku 2014 jeho vývoj zastrešuje NASA v spolupráci s viac ako 100 priemyselnými, akademickými a verejnými agentúrnymi partnermi. Ich model známy ako Unmanned Aircraft Systems Service Suppliers, ktorý má certifikát od Federálneho úradu pre letectvo FAA, rieši infraštruktúru manažmentu a riadenia bezpilotných lietadiel a je v štádiu testovania a získavania spätnej väzby od zainteresovaných strán.
V roku 2019 bola bezpečnosť a funkčnosť systému demonštrovaná nad zložitým mestským prostredím v centre mesta Reno. Počas testu systém riadil 422 operácií na ploche 0,06 štvorcových míľ počas 8 hodín. Testu sa zúčastnili siedmi prevádzkovatelia komerčných služieb UAS, poskytujúci služby doručovania balíkov, stavebných inšpekcií, monitorovania dopravy a bezpečnostných operácií. Keďže táto demonštrácia systému UTM dopadla úspešne, mohlo prísť k jeho postupnej implementácii. Momentálne už funguje na 400 miestach s riadenou letovou prevádzkou a pokrýva 600 letísk čím umožňuje viac ako 385 000 zaregistrovaným pilotom dronov prístup do spoločného vzdušného priestoru a efektívnejšie vykonávanie ich činností.
Okrem USA a Európy sa intenzívne zaoberajú systémom UTM aj v ďalších častiach sveta (India, Japonsko, Austrália, Singapur). Manažment prevádzky bezpilotných prostriedkov (UTM) je aktuálna globálna téma, ktorá posúva hranice použitia dronov, štandardu služieb a s tým spojené ekonomické benefity, ako napríklad vznik pracovných príležitostí a rozvoj technologického trhu. Napriek tomu, že UTM už vo viacerých krajinách funguje, jeho budúce smerovanie sa bude musieť vysporiadať s novými bezpečnostnými výzvami a vnímaním spoločnosti.
PODOBNÉ PRÍSPEVKY
Prečítajte si našu reportáž o konferencii DRONTEX 2023, ktorá sa uskutočnila v októbri v Piešťanoch a spojila odborníkov na bezpilotné technológie z krajín V4!
Konferencia DRONTEX 2023 sa uskutoční 18-19. októbra v Piešťanoch. Okrem odborných prezentácií zameraných na dronové služby a bezpečnosť podujatie ponúkne výstavu dronov a priestor pre networking.
V tomto článku sme vyspovedali slovenského UAV hobby pilota, Daniela Koppa, ktorý nám porozprával o jeho ceste ku získaniu európskych licencií v kategórii A1/3 a A2.