U-space och urban air mobility

Urban air mobility och U-space.

U-space är ett avancerat och integrerat system för att säkra säker och effektiv hantering av obemannade luftfartyg (UAV), så som drönare, i lågt luftrum över städer och andra täta områden. Genom att erbjuda en uppsättning tjänster och teknologier som inkluderar övervakning, kommunikation, och Geofencing, möjliggör U-space harmonisering och automatisering av UAV trafik. Detta bidrar till smartare och säkrare användning av luftrummet.

Urban air mobility är ett innovativt transportsystem som syftar till att revolutionera stadsresor genom att använda luftburna fordon, som exempelvis drönare och flygtaxi, för att erbjuda snabba, säkra och hållbara resor inom och runt städer. Detta system möjliggör effektiv rörlighet, minskar trängsel på vägarna och bidrar till en grönare och mer hållbar urban infrastruktur.

U-space är ett av många projekt för att integrera drönare i samhället. Du kan läsa om andra drönarprojekt på Avesify.

Urban Air Mobility (UAM)

Ny teknologi som exempelvis elektrifiering och ny kommunikationsteknik har banat vägen för en ny typ av infrastruktur. Vägarna som bilar färdas på sätter fasta rutter som begränsar och koncentrerar trafiken i städer. Luftburna farkoster begränsas däremot inte av vägar och kan flyga den snabbaste vägen från startplatsen till destinationen. Det är mycket effektivare att bygga hus på höjden än att breda ut dem över stora ytor. Likaså är det mer effektivt att organisera gäller transportinfrastrukturen på höjden. Luftrummen över städers transportpotential är nästan outnyttjad. Urban Air mobility kan innebära både transporter av människor och saker på medium-långa avstånd. Många ser potentialen i ”flygande bilar” som kan transportera människor inom städer och mellan städer. Sjuktransporter som behöver gå fort kan till exempel ske med dessa. Mindre drönare kan transportera varor mellan exempelvis försäljare och kunder.

Det finns däremot en del utmaningar som måste tas an för att urban air mobility ska komma igång på riktigt. För det första måste tillverkare av drönare göra UAV:s säkra både för de som färdas i dem och för folk på marken. För det andra måste ljudnivån hållas låg så att farkosterna inte stör. Det måste också finnas infrastruktur där farkosterna kan landa och lyfta. För att hantera dessa utmaningar har intressenter i drönarindustrin samlats i flera drönarprojekt, till exempel CORUSXUAM och SafirMED.

U-Space

U-Space är ett koncept av olika digitala tjänster som möjliggör säker integration av drönare i samhället. Vädertjänster, utdelning av flygtillstånd, kommunikation, och rutt-planering för drönare är några exempel. Konceptet för U-space inom EU beskrivs i en förordning från Europakommissionen. Förordningens syfte är att skapa ett säkert och effektivt system för att hantera drönartrafik i lågt luftrum. ”Unmanned Aircraft System (UAS) Traffic Management”, vilket U-space står för, är utformat för att hantera det ökande antalet drönare i luften. Samtidigt ska det säkerställa att drönare kan flyga tillsammans med annan lufttrafik och undvika hinder på marken. Dessutom innefattar U-space en rad tjänster och tekniker för att underlätta kommunikation, navigering och övervakning av drönare. Dessa tjänster kan inkludera:

Registrering och identifiering av drönare
Geofencing, som begränsar dörnarens rörelse inom specifika geografiska områden
Kommunikation mellan drönare och mellan drönare och operatörer
Automatiserad kollisionsundvikning
Flygplanering och flygningstjänster
Övervakning av väderförhållanden och lufttrafik
Information om flygförbudszoner och annan relevant lagstiftning

Syftet med U-space är att skapa en säker och effektiv integration av drönare i det befintliga luftrummet. Därmed vill man möjliggöra kommersiella och offentliga tjänster som leveranser, övervakning och räddningsinsatser. Detta sker genom att skapa en gemensam ram som definierar regler, protokoll och infrastruktur för att hantera drönartrafik.

Du kan även läsa om U-space på Transportstyrelsens hemsida om U-space.

Registrering och identifiering av drönare i U-space

Registrering och identifiering av drönare är viktiga komponenter i U-space-konceptet. De är centrala för att säkerställa ansvarsfull användning av drönare och underlättar hanteringen av drönartrafik i luftrummet. Därmed måste drönarägare och operatörer registrera sina drönare hos en nationell eller regional luftfartsmyndighet. Syftet med registreringen är att koppla drönaren och dess ägare eller operatör. På så sätt underlättar man ansvarsutkrävande och efterlevnad av regler och föreskrifter. Registreringen kan innefatta information om drönarens tillverkare, modell, serienummer, ägarens namn och kontaktuppgifter samt eventuellt operatörens certifikat eller licens.

Identifiering av drönare handlar om att ge varje drönare en unik identitet, så att den kan spåras och övervakas under flygning. Detta kan innebära att använda elektroniska system, så som fjärridentifiering. Systemen sänder drönarens identitet, position, höjd och eventuellt annan relevant information till andra drönare, luftfartsmyndigheter eller markbaserade system. Identifiering kan också involvera visuell märkning av drönaren med dess registreringsnummer eller annan unik kod.

Genom att kombinera registrering och identifiering av drönare skapas en infrastruktur som gör det möjligt för myndigheter att övervaka och spåra drönartrafik samt att identifiera och agera på eventuella säkerheshot eller överträdelser av regelverk. Detta är avgörande för att upprätthålla säkerheten och effektiviteten i U-space. Kort sagt är registrering och identifiering avgörande för en framgångsrik integration av drönare i det befintliga luftrummet.

Geofencing – att begränsa drönares rörelse inom specifika geografiska områden

Geofencing är en teknik som används för att skapa virtuella gränser eller zoner runt specifika geografiska områden. Inom drönarindustrin och U-space-konceptet används geofencing för att säkerställa at drönare endast flyger inom tillåtna områden och undviker förbjudna eller känsliga zoner, så som flygplatser, militärbaser eller kärnkraftverk.

Geofencing fungerar genom att använda GPS, andra satelitnavigeringssystem eller markbaserade positioneringssystem för att bestämma drönarens position i realtid. När en drönare närmar sig en fördefinierad geografisk gräns, som representerar en geofence, kan flera åtgärder vidtas automatiskt. Exempelvis kan drönaroperatören varnas, drönarens rörelse begränsas, eller så kan drönaren tvingas att återvända till sin startplats.

Geofencing kan användas på olika sätt inom U-space:

För att skapa no-fly zoner. Dessa är områden där drönare inte får flyga på grund av säkerhetsrisker, integritetsfrågor eller lagar och förordningar. Exempel på sådana zoner kan vara flygplatser, militärbaser, kärnkraftverk eller naturreservat.
För att skapa flygzoner med begränsningar. I dessa områdnen kan drönarflygning vara tillåten under vissa vilkor, så som höjdgränser, tidsbegränsningar, eller krav på särskilda tillstånd eller licenser.
För att säkerställa separation mellan drönare och andra flygande objekt. Geofencing kan användas för att skapa buffertzoner runt flygplan, helikoptrar eller andra drönare för att minimera risken för kollisioner.

Geofencing är en viktig del av U-space, eftersom det bidrar till att säkerställa säkerheten för drönaroperationer och skyddar känsliga områden från obehörig eller oavsiktlig intrång. Det hjälper också till att följa lagar och regler som styr användningen av drönare i olika länder och regioner.

Drönare behöver kommunicera med varandra i U-space.

Kommunikation mellan drönare och mellan drönare och operatörer

Kommunikation mellan drönare och mellan drönare och operatörer är en grundläggande aspekt av U-space och är avgörande för att säkerställa en säker och effektiv hantering av drönartrafik. Kommunikationssystem möjliggör överföring av information mellan drönare och deras operatörer samt mellan olika drönare för att underlätta samordning och undvika kollisioner och andra säkerhetsrisker.

Några huvudområden inom drönarkommunikation inkluderar:

Kommunikation mellan drönare och operatör: Drönaroperatörer behöver få kontinuerlig information om drönarens position, hastighet, höjd, batteristatus och andra viktiga parametrar. Detta möjliggör övervakning av drönarens status och snabba ingripanden vid behov. Drönare och operatörer kan kommunicera via radiofrekvenser, mobilnätverk eller andra trådlösa kommunikationssystem.
Kommunikation mellan drönare: för att undvika kollisioner och säkerställa en smidig samordning av drönartrafik är det viktigt att drönare kan kommunicera med varandra. Detta kan innebära att utbyta information om position, hastighet, höjd och avsikter. Kommunikation mellan drönare kan ske direkt(drönare-till-drönare) eller via centraliserade system som samlar och distribuerar information till drönarna.
Kommunikation med U-space-tjänster: Drönare kan behöva kommunicera med U-space-tjänster, såsom trafikhanteringssystem, väderinformationstjänster eller geofencing-system. Denna kommunikation kan ske via olika kanaler, såsom mobilnätverk, radiofrekvenser eller satelitkommunikation.
Fjärridentifiering: Dettta innebär att sända drönarens unika identifieringsinformation och andra relevanta data, såsom position höjd och rutt, för att möjliggöra övervakning och spårning av drönare av myndigheter, andra drönaroperatörer och allmänheten.

För att säkerställa en pålitlig och säker kommunikation inom U-space är det viktigt att ha robusta och redundanta kommunikationssystem. Det är också viktigt att följa internationella standarder och protokoll som utvecklats av organisationer som International Civil Aviation Organization (ICAO) och European Union Aviation Safety Agency (EASA).

Automatiserad kollisionsundvikning i U-space

Automatiserad kollisionsundvikning är en viktig säkerhetsfunktion för drönare, särskilt inom ramen för U-space, där många drönare och andra luftfartyg delar samma luftrum. Målet med automatiserad kollisionsundvikning är att förhindra kollisioner mellan drönare och andra objekt i luften eller på marken. Det uppnås genom att använda sensorer, algoritmer och styrsystem som kan upptäcka och reagera på hinder automatiskt och i realtid.

Automatiserad kollisionsundvikning kan bygga på flera teknologier och system, inklusive:

Sensorer: Drönare kan utrustas med olika typer av sensorer, såsom kameror, lidar, radar, och ultraljud, för att upptäcka och mäta avståndet till närliggande objekt. Sensorerna kan ge information om objektets position, rörelse och form, vilket möjliggör noggrann kollisionsundvikning.
Datafusion: Information från olika sensorer kan kombineras och analyseras för att skapa en mer detaljerad och exakt bild av drönarens omgivning. Detta heter datafusion och kan förbättra drönarens förmåga att upptäcka och undvika hinder.
Algoritmer och beslutsfattande: För att genomföra automatiserad kollisonsundvikning måste drönaren använda algoritmer som kan tolka sensordata och fatta beslut om hur man bäst undviker en kollision. Dessa algoritmer kan vara baserade på regelbundna metoder, optimeringsmetoder eller maskininlärning.
Kontroll- och styrningssystem: När en drönare har identifierat en potentiell kollisionsrisk och bestämt en lämplig åtgärd för att undvika den, måste dess kontroll-och styrningssystem snabbt och exakt genomföra åtgärden. Detta kan innebära att ändra drönarens kurs, hastighet eller höjd för att säkerställa en säker passage.

Automatiserad kollisionsundvikning är en kritisk funktion för att möjliggöra säker och effektiv drönartrafik inom U-space. Det gäller särskilt när drönare flyger bortom synhåll (BVLOS) eller i komplexa urbana miljöer. Genom att använda automatiserad kollisionsundvikning kan drönare minska risken för olyckor och skador på egendom, människor och andra luftfartyg. Detta bidrar till en säkrare och mer hållbar integration av drönare i det befintliga luftrummet.

Flygplanering och flygningstjänster

Flygplanering och flygningstjänster är viktiga aspekter av U-space-konceptet. De bidrar till en säker och effektiv samordning av drönartrafik i luftrummet. Dessa tjänster kan hjälpa drönaroperatörer att planera och genomföra flygningar på ett säkert och regelrätt sätt. Samtidigt minimerar de risken för kollisioner och andra säkerhetsproblem.

Flygplanering och flygningstjänster kan inkludera följande funktioner:

Planering av flygning: Innan en drönarflygning startar, kan drönaroperatörer använda verktyg och tjänster för att planera en optimal rutt, beroende på faktorer som väderförhållanden, geografiska begränsningar, flygförbudszoner och annan drönartrafik. Dessa tjänster kan inkludera kartor, geofencing-data och information gällande regler och bestämmelser.
Validering av planer: För att säkerställa att en planerad flygning är säker och regelrätt, kan planer valideras av automatiserade system eller av myndigheter innan start. Denna process kan innebära att kontrollera att planen följer regler, undviker förbjudna zoner och tar hänsyn till väderförhållanden och annan drönartrafik.
Dynamisk flygplanering: I vissa fall kan det vara nödvändigt att ändra en flygplan under en pågående flygning, till exempel om väderförhållandena skiftar eller om det uppstår oväntade hinder. Dynamisk flygplanering innebär att använda realtidsdata och automatiserade system för att anpassa en drönares rutt och flygparametrar på ett säkert och effektivt sätt.
Trafikhantering: För att undvika kollisioner och samordna drönartrafiken i ett luftrum kan flygningstjänster omfatta trafikhanteringssystem. Dessa system kan använda realtidspositionering och kommunikation mellan drönare för att säkerställa att de håller sig på säkert avstånd från varandra och från andra luftfartyg.
Nödsituationer och incidenthantering: Om en drönare stöter på problem under en flygning, såsom tekniska fel eller oväntade hinder, kan flygningstjänster hjälpa till att hantera situationen på ett säkert sätt. Detta kan innebära att skicka varningar till drönaroperatören, initiera automatiserade kollisionsundvikningssystem eller ge vägledning för nödlandning.

Genom att erbjuda flygplanering och flygningstjänster kan U-space bidra till säkra och effektiva drönarflygningar även på stor skala.

Övervakning av väderförhållanden och lufttrafik i U-space

Övervakning av väderförhållanden och lufttrafik är avgörande för säkerheten och effektiviteten i drönaroperationer, särskilt inom ramen för U-space. Dessa faktorer kan påverka drönarnas prestanda, flygplanering och kollisionsundvikning. Genom att noggrant övervaka väderförhållanden och lufttrafik kan drönaroperatörer och trafikhanteringssystem göra mer informerade beslut och anpassa sig till förändrade förhållanden.

Väderövervakning:

Väderdatakällor: Drönaroperatörer och trafikhanteringssystem kan få tillgång till väderinformation från olika källor, såsom meteorologiska institut, satelliter, väderstationer och nätverk av vädersensorer. Denna data kan inkludera information om temperatur vindhastighet och riktning, nederbörd, molnhöjd och synlighet.
Väderprognoser och realtidsuppdateringar: Väderinformation är användbart för att skapa prognoser och realtidsuppdateringar om aktuella och framtida väderförhållanden. Detta kan hjälpa drönaroperatörer att planera flygningar på ett sätt som minimerar riskerna och optimerar prestandan.
Väderanpassade planer för drönarflygningar: Genom att övervaka väderförhållanden kan drönaroperatörer och trafikhanteringssystem anpassa planer och flygparametrar för att se till att flygningar sker säkert och effektivt. Detta kan innebära att ändra rutter, hastigheter, höjder eller tidpunkter för flygningar för att undvika ogynnsamma förhållanden.

Lufttrafikövervakning:

Positionering och spårning: Drönare och andra luftfartyg kan ha positionerings- och spårningssystem, såsom GPS, ADS-B (Automatic Dependent Surveillance-Broadcast) eller andra tekniker, för att övervaka deras position, hastighet och höjd i realtid. Med informationen från systemen kan man separera drönare och andra luftfartyg för att undvika kollisioner.
Trafikhanteringssystem: U-space kan inkludera centraliserade eller distribuerade trafikhanteringssystem som samlar in och bearbetar data om drönartrafik och andra luftfartyg. Dessa system kan använda algoritmer och automatiserade beslutsprocesser för att samordna drönartrafik.
Kommunikation mellan drönare och andra luftfartyg: Drönare kan kommunicera med andra drönare och luftfartyg, antingen direkt eller via trafikhanteringssystem, för att utbyta information om deras position, avsikter och förändringar i deras rutter. Detta förbättrar den situationella medvetenheten i U-space.

Information om flygförbudszoner och annan relevant lagstiftning

Inom U-space konceptet är det viktigt att drönaroperatörer och trafikhanteringssystem är medvetna om flygförbudszoner och annan relevant lagstiftning för att drönarflygningar ska ske på ett säkert och regelrätt sätt. Att följa dessa restriktioner och lagar bidrar till att skydda människors säkerhet, integritet och miljön. Du kan läsa mer om drönarreglerna från 2021 på Avesify.

Flygförbudszoner är områden där flygningar är begränsade eller förbjudna på grund av säkerhets- eller miljöskäl. Dessa zoner kan inkludera:

Luftrum nära flygplatser och flygfält. För att undvika kollisioner med bemannade luftfartyg och störningar i flygtrafiken är drönarflygningar ofta begränsade eller förbjudna i närheten av flygplatser och flygfält.
Militära områden: Drönarflygningar kan vara förbjudna eller begränsade i och runt militära områden och anläggningar av säkerhetsskäl.
Känsliga platser: Drönarflygningar kan vara förbjudna i närheten av känsliga platser som kärnkraftverk, regeringsbyggnader, ambassader och kritisk infrastruktur för att skydda dessa anläggningar.
Skyddade naturområden: Drönarflygningar kan vara begränsade i vissa naturområden, nationalparker eller reservat för att skydda vilda djur och känsliga ekosystem från störningar.
Befolkade områden: I vissa fall kan drönarflygningar vara begränsade eller förbjudna över tätbebyggda områden, bostadsområden eller folksamlingar för att skydda människor och deras integritet.

Information om andra regler

Utöver flygförbudszoner måste drönaroperatörer följa andra lagar och regler som gäller drönarflygningar, såsom:

Registrering och märkning. Drönaroperatörer kan behöva registrera sig och märka sina drönare med unika identifieringsnummer, beroende på drönarens storlek, vikt och användningsområde.
Pilotlicenser och certifikat. Drönaroperatörer kan behöva inneha särskilda licenser, certifikat eller utbildningar för att flyg drönare, särskilt för kommersiella eller mer avancerade operationer.
Fjärridentifiering och spårning. Drönare kan behöva sända information om sin position, höjd, hastighet och andra relevanta data för att möjliggöra fjärridentifiering och spårning av drönare av myndigheter, andra drönaroperatörer och allmänheten.
Flyghöjd och ruttrestriktioner. Drönarflygningar kan vara begränsade till vissa maximala höjder för att minimera risken för kollisioner med bemannade luftfartyg och andra hinder.
Flygning bortom synhåll: I vissa fall kan drönaroperatörer behöva söka särskilt tillstånd för att genomföra flygningar bortom synhåll.
Försäkringskrav: Drönaroperatörer kan behöva teckna en försäkring som täcker eventuella skador som kan uppstå i samband med drönarflygningar.

Mer information

Här kan du läsa mer om Avesify och Avesifys tjänster eller om att boka drönarflygning.

Kontakta Avesify

Tveka inte att kontakta oss på info@avesify.se eller +46 732 422 865. Du kan även nå oss på våra sociala kanaler: Instagram, Facebook, Snapchat, YouTube, Twitter och TikTok.