Az X generáció számára bizonyára még eleven emlék, amikor a Mézga család csomagot kap: „MZ/X, jelentkezz!”, és máris csak egy ablaknyitás választotta el őket a vágyott csomagtól. Ez a jelenet ma már nem csupán a fantázia szüleménye, hanem a drónszállítás technológiájának köszönhetően a valóság.
A last mile drónszállítás a logisztika jövőbeli paradigmáját jelenti, amely nem szabályozói dekrétumok vagy jogszabályi keretek révén valósul meg, hanem a piaci dinamikák és a racionális döntéshozatal eredményeképpen kristályosodik ki. Ez a modell párhuzamosan kínál megoldást a modern városi környezet három kiemelkedő kihívására: a növekvő szállítási igények kielégítésére, a szűkös átfutási idők optimalizálására és a bonyolult városi forgalmi helyzetek kezelésére. Az autonóm drónok felhasználása forradalmasítja a városi mobilitást, lehetővé téve a zökkenőmentes és hatékony emberi közlekedést, így előremutató megoldást nyújt a jövő közlekedési kihívásaira is. A csomagszállítás optimalizálása esszenciális tényező a logisztikai lánc hatékonyságának növelésében, különösen a digitális kereskedelem területén történő robbanásszerű növekedés fényében. A last mile logistics (utolsó mérföld logisztika) az innovatív áruszállítási igényekre keresi a megoldást, mert ez az ellátási lánc legidőigényesebb és legköltségesebb fázisa. A teljes szállítási költségek mintegy 50%-át teszi ki.
Az autonóm drónok bevezetése az utolsó szakaszon nem csupán a szállítási időt csökkenti, hanem a vállalatok operatív költségeit is jelentősen mérsékli, miközben növeli az ügyfélkiszolgálás egyedi igényekhez igazodó rugalmasságát és sebességét. Azonban a drónok kereskedelmi használatának terjedésével párhuzamosan a légi forgalom irányításának meglévő keretei komplex kihívások elé néznek, ami az új technológiák integrációjának jogi és biztonsági követelményeit illeti. A következő években kulcsfontosságú lesz az innovatív szabályozási megközelítések kidolgozása, hogy a drónos szállítási megoldások zökkenőmentesen és biztonságosan illeszkedjenek a globális logisztikai rendszerekbe. A szolgáltatás iránti piaci keresletet többdimenziós tényezők határozzák meg. Többek között a szolgáltatási árszint, a rendelkezésre álló valós kiszállítási lehetőségek diverzitása és hozzáférhetősége, a dróntechnológia által kézbesíthető termékkategóriák skálája, a szállítási folyamat sebessége, valamint a társadalmi nyitottság és fogékonyság a technológiai újításokra.
Drónszállítási rendszerek és piaci előrejelzések
Az elmúlt évtized szemtanúja volt a drónok egyre szélesebb körű alkalmazásának, amelyek potenciálját a last mile logisztikai szektorban is vizsgálják. Az utolsó szakasz, azaz a last mile logisztika, ahol a termékek a végfelhasználóhoz jutnak, különösen fontos, mivel itt jelentkeznek a legmagasabb költségek és környezeti terhelések. A drónok használata jelentős előnyökkel járhat ebben a fázisban: csökkenthetik a közlekedési hálózatok terhelését, alacsonyabb operatív költségeket és károsanyag-kibocsátást eredményezhetnek, valamint gyorsabb szállítást tesznek lehetővé.
A kutatás során modellezett és elemezett kiszállítási forgatókönyvek gépkocsival történő és drónos áruszállítást hasonlítottak össze. Az eredmények azt mutatják, hogy a drónos szállítási mód jelentős energiahatékonysági és környezeti előnyökkel bírhat. A kutatás további része a drónflotta optimális méretezésére koncentrál, mely fontos szempont a logisztikai rendszer tervezésekor. Az analitikus módszerek alkalmazása mellett az összköltségek és a kiszolgálási szintek figyelembevételével történt meg az optimális flottaméret meghatározása.
Végül a kutatás a drónflotta ütemezési stratégiáját elemzi, mivel a hatékony ütemezés csökkentheti az átfutási időket, és javíthatja az általános logisztikai teljesítményt. Az ütemezési feladatok genetikus algoritmus segítségével való megközelítése újszerű módszertan, amely hozzájárulhat a drónok logisztikai alkalmazásának további finomításához. Az így létrejövő összetett és dinamikus rendszerekben a drónok jelenthetik az egyik kulcsot a logisztikai lánc hatékonyabbá tételéhez, különösen az utolsó mérföldön. Az ilyen rendszerek továbbá képesek a csomagokat közvetlenül a címzett lakóhelyének teraszára vagy egyéb nehezen megközelíthető helyszínre eljuttatni. A drónok kezelése jellemzően egyszerű, amíg azok egy képzett pilóta felügyelete alatt vannak, és a látótávolságán belül repülnek. Azonban az autonóm drónok, mint például az Amazon által kísérleti üzemmódban tesztelt rendszerek, más jellegű kihívásokkal küzdenek. A jelenlegi technológia – habár képes az akadályok, úgymint villanyoszlopok és fák kikerülésére – még nem áll készen arra, hogy nagy mennyiségű csomagot megbízhatóan kézbesítsen.
A jogszabályi környezet területén szintén megjelennek kiemelt szempontok, amelyek megfelelő kezelése elengedhetetlen a drónos csomagkézbesítési rendszerek széles körű megvalósításához. Piaci előrejelzések szerint a jelenlegi akadályok ellenére is várható, hogy 2050-ig több mit 400 000 drón fogja az Európai Unió légterét használni. Nem szabad figyelmen kívül hagyni a közvélemény attitűdjét sem, különösen azokat az aggályokat, amelyek a drónok által végzett megfigyelésekkel és a magánélet potenciális megsértésével kapcsolatban merülnek fel. A dróntechnológia alkalmazása során érdemes megfontolni, hogy a lakosság hajlandó-e elfogadni a fejük felett keringő, beépített kamerákkal felszerelt drónok jelenlétét.
Drónok a last mile logisztikában
A különböző logisztikai szolgáltatások – különösen a last mile folyamatok – radikálisan átalakulnak a diverzifikálódó vásárlói igények hatására. Az e-kereskedelem, az online vásárlási trendek megerősödése mellett a hatékony házhoz szállítási logisztika döntő jelentőséggel bír a piaci versenyképesség szempontjából. Kutatásom arra világít rá, hogy a drónok alkalmazása az utolsó szakaszban új dimenziókat nyithat meg, különösen a környezetvédelem és a munkaerőpiaci korlátok leküzdése terén. A drónalapú kézbesítési rendszerek optimalizálása során az általam is javasolt branch & bound algoritmus alkalmazása is demonstrálja a drónokra tervezett logisztikai útvonalak kiváló hatékonyságát. A módszer alkalmazásával kapott útvonalak jelentős előnyöket mutatnak a hagyományos módszerekkel szemben, amely eredmények alátámasztják a logisztikai optimalizálásban rejlő szükségességet és a dróntechnológia kiaknázatlan lehetőségeit a last mile szegmensben. Arra a következtetésre jutottam, hogy a mesterséges intelligencia vezérelte szoftverek által kialakított útvonaltervek noha számítógépes szimulációban optimálisak, a tényleges repülési gyakorlatban a drónok repülési gyakorlata eltér a programozott útvonalaktól. Ez az eltérés annak tulajdonítható, hogy a valós környezet dinamikája váratlan változókat rejt, mint például az időjárási viszonyok ingadozása, fizikai akadályok vagy légtértilalmak, amelyek a drónok saját fedélzeti algoritmusát segítik, és azt azonnal kezelik. A drónok beépített érzékelők és az adaptív mesterséges intelligenciájuk révén valós időben alkalmazkodnak a környezeti változásokhoz, és ennek megfelelően módosítják a repülési útvonalat. Ezek az innovatív fejlesztések nem csupán elméleti modellekben jelennek meg, hanem a gyakorlatban is megmutatkoznak, előrevetítve ezzel a logisztikai ipar jövőbeni arculatát.
A szállítási rendszerek előnyei
Ellentétben a szokásos úton történő szállítással, a pilóta nélküli repülőgépekkel – vagyis azzal, hogy a drónok a levegőben közel egyenes útvonalon repülnek – elkerülhetők a közúton kialakuló közlekedési dugók és a bonyolult megközelítéssel elérhető címekre történő késedelmes érkezés. A gyors kézbesítés nagyon fontos lehet a vásárlók számára, amikor arról döntenek, hogy honnan vásároljanak. Egy kutatás szerint a vásárlók legalább 79%-a választaná a drónos kézbesítést, ha ez azt jelentené, hogy gyorsabban megkapják a megrendelt csomagokat. Ez a gyors szállítás csökkentheti a vásárlók szállítási költségeit, ami végül több vásárlást biztosíthat az online kereskedelmi szektorban. Fontos még megjegyezni, hogy a drónokat össze lehet hangolni a már meglévő autonóm szállítási rendszerekkel, hogy a termékek zavartalan és költséghatékonyabb elosztása valósulhasson meg.
A gazdasági előnyökön túl a drónok felhasználása ökológiai hasznot is hordoz magában. Egy átlagos csomag közúti kézbesítése megközelítőleg 1 kilogrammnyi üvegházhatást okozó gázemisszióval jár együtt. Egy 2018-ban, a Nature Communications folyóiratban publikált tanulmány megállapítása alapján a dízelmotoros kézbesítő járművek helyett a kompakt drónok preferálása jelentős energiafogyasztás és szén-dioxid-kibocsátás csökkentést hozhat, ezzel támogatva az éghajlatváltozás elleni globális törekvéseket.
Az UAV-alapú disztribúció nem mentes a kihívásoktól: a légtér használatával járó biztonsági kockázatok, a precíz drónmanipuláció készségszintű tudást igényel, és a biztosítási kérdések továbbra is komplex dilemmákat vetnek fel.
Hatékonyságnövelés az utolsó szakaszon
Az utolsó mérföldes logisztika kritikus eleme a fogyasztói áruk elosztási folyamatának. Ennek hatékonyságnövelése nemcsak az idő- és költséghatékonyság szempontjából fontos, hanem a fenntarthatósági és közlekedési terhelés csökkentési célkitűzések tiszteletben tartása miatt is lényeges. A drónok – mint innovatív közlekedési megoldások – képesek lehetnek arra, hogy mérsékeljék a környezeti és zajszennyezést, valamint a városi forgalmi dugókat.
Saját tanulmányom arra irányul, hogy értékeljem egy drónalapú utolsó mérföldes logisztikai rendszer életképességét. Ennek keretében a felhasználói preferenciák elemzése mellett pénzügyi megvalósíthatósági vizsgálatot is végeztem. A Milánó városában végzett esettvizsgálat kimutatta, hogy a fogyasztók nagymértékben nyitottak a drónok használatára, ami jelentős nyereséget képes generálni a logisztikai szolgáltatók számára.
A közösség számára a drónok által nyújtott előnyök kiterjednek a csökkentett városi forgalomra és a szennyezőanyag-kibocsátásra is. Ezenfelül egy pandémia időszakában a drónok lehetővé teszik a személyes interakciók csökkentését is az áruszállítás során. Azonban fontos szem előtt tartani a szabályozási környezet kihívásait, az urbanisztikai akadályokat és a drónok üzemeltetésével kapcsolatos technikai korlátozásokat.
Az utolsó mérföldes szállítás hatékonyságnövelésének lehetősége
•Indokolt a drónok repülési útvonalainak optimalizálása épületek és más légtér, illetve földi akadályok figyelembevételével.
• Megfontolandó az akkumulátortechnológiák olyan irányú fejlesztése, amelyek hosszabb üzemidőt és gyorsabb töltési lehetőségeket biztosítanak (superkapacitor, grafén, szilárdest).
• Hasznos lenne integrált logisztikairendszerek kidolgozása, amelyek ötvözik a drónos és a hagyományos szállítási módokat.
• Érdemes figyelmet fordítani a szabályozási keretek dinamikus alkalmazkodásának elősegítésére, amelyek megkönnyítik a dróntechnológia városi környezetben történő implementációját.
• Fontos lesz a drónok ökológiai lábnyomának és a szállítási hatékonyságnak a folyamatos monitorozása és javítása.
• A hatékonyság növelése az utolsó szakaszon nemcsak technológiai fejlesztéseket igényel, hanem egy olyan átfogó stratégiát, amely figyelembe veszi a fogyasztói, környezeti, technológiai és szabályozási dimenziókat egyaránt.
• Az ismeretterjesztés kulcsfontosságú szerepet játszik a társadalmi elfogadottság elősegítésében, különös tekintettel a biztonsági kockázatokra és a balesetek megelőzésére.
A légügyi szabályozás dinamikája
Az utóbbi években a drónok iránti növekvő igény és az alkalmazási területek jelentős hatást gyakoroltak a légügyi szabályozási keretrendszerre. A drónműveletek nagy része nem ellenőrzött légtérben zajlik, ami számos kihívást vet fel a légi közlekedés biztonsága és a zökkenőmentes légi forgalomirányítás szempontjából is. A minősített kategóriába tartozó drónok, amelyek az engedélyezett légteret használják és az IFR előírásainak megfelelően működnek, kisebb kihívást jelentenek a légi forgalom számára. Ezzel szemben az ellenőrizetlen légtérben, ahol a hagyományos légi közlekedéssel osztoznak a légtéren, azoknak a drónoknak az integrációja, amelyek nem rendelkeznek ilyen minősítéssel, jóval összetettebb problémákat vetnek fel.
Szabályozási keretek és kihívások
A SESAR program sikeres demonstrációi ellenére a nem elkülönített légterekben végzett drónműveletek a pilóták számára előírt szabályok elektronikus adaptációját és a Detect és Avoid rendszerek innovatív kialakítását követelik meg. Az Európai Bizottság által megbízott EASA (Európai Légügyi Biztonsági Ügynökség) által készített szabályozási keretrendszer olyan változtatásokat javasol, amelyek figyelembe veszik a drónipar legújabb fejlesztéseit és a drón definíciójának széles spektrumát.
A biztonság és a környezetvédelem összhangja
Miközben a drónok a hagyományos pilóták által vezetett légi járművekkel azonos légteret használnak, az alacsonyabb magasságú műveletek kockázatai merőben eltérnek. A földfelszíntől 50–150 méterre történő működés potenciális konfliktushelyzeteket idézhet elő, különösen bizonyos speciális műveletek vagy repülőterek környéke esetében. A növekvő drónforgalom veszélyezteti a légtéren osztozó járművek biztonságát, és a stratégiai kockázatcsökkentő megoldások mellett további kutatásra van szükség a rendszer teljes biztonságának garantálásához.
Szabályozási akadályok és megoldások
A városi légtér komplexitása
A nagyvárosok összetett légtérstruktúrájában a drónműveletek kezelése különösen bonyolult. A No Drone Zoneok, mint a Budapest légterében található LHBP NDZ és más területek további korlátozásokat jelentenek, ami korlátozza a drónszolgáltatások területi hozzáférését és hatékonyságát.
Légügyi szabályozás kihívásai
•A szabályozási keretrendszer rugalmas adaptációja a gyorsan fejlődő drón technológiákhoz és a változó piaci igényekhez.
• A légtérhasználat konfliktusainak megelőzése érdekében az érzékelési és elkerülési (Detect and Avoid) rendszerek fejlesztésének folytatása és szabványosítása.
•A drónműveletek biztonságosabbá tétele érdekében stratégiai tervezési módszerek és előrejelző algoritmusok implementálása a kockázatkezelésben.
• Az irányított és irányítástól mentes légtérben operáló drónok számára külön szabályozások kidolgozása, amelyek pontosan definiálják az egyes zónákban megengedett tevékenységeket és technikai követelményeket.
• No Drone Zonek és más érzékeny területek szigorú felügyelete és a szabályozásoknak megfelelő tájékoztatás biztosítása a drónpilóták számára. Alapból be kell programozni a drónokba a tiltott és korlátozott légtereket, hogy még véletlenül se tudjanak berepülni.
•Az összeütközések és veszélyes megközelítések elkerülésére irányulóincidens-előrejelző és -kezelő rendszerek kialakítása, különös tekintettel a városi légtérre.
•Kötelezővé kell tenni a meghibásodott drónok mentőernyő használatát.
A drónműveletek szabályozása a légi forgalom dinamikus és összetett részévé vált, ami jelentős kihívást jelent a szabályozó szervek számára. A biztonság, a környezetvédelem és a légi forgalom zavartalan működése közötti egyensúly fenntartása érdekében elengedhetetlen a meglévő szabályozások folyamatos felülvizsgálata és az új technológiák integrációjának elősegítése. Az összetett városi légtérrel rendelkező helyszínek, mint Budapest, különösen nagy figyelmet igényelnek a biztonságos és hatékony drónműveletek érdekében.
Konklúzió
A szabályozásoknak lépést kell tartaniuk a technológiai fejlődéssel, és előre látniuk kell a potenciális konfliktusokat a különböző légtereket használó légi járművek között. Az EASA és más releváns szervezetek által javasolt irányelvek és változtatások figyelembevételével a légügyi szabályozás a jövőben képes lesz támogatni a dróniparág növekedését, miközben biztosítja a légtér valamennyi felhasználója számára a biztonságot és a fenntarthatóságot.
A drónok forradalmi szerepvállalásáról a last-mile rendszerben
Az utolsó mérföldes logisztika forradalmi átalakulása várható a drónok integrálásával. Az Emergen Research elemzése szerint a globális drónlogisztikai piac 2020-ban 7,5 millió dollár körüli, 2028-ra pedig 32 milliárd dollár elérésére prognosztizálható. A COVID-19 világszerte felgyorsította az online kereskedelmet, ezzel párhuzamosan növekedett az azonnali és költséghatékony kézbesítési módszerek iránti igény is.
Az Amazon Prime Air kezdeményezése – mely 30 percen belül képes házhoz szállítani csomagokat – rámutat az úttörő drónalapú kézbesítési szolgáltatás előnyeire és hatékonyságára. A drónok logisztikai tevékenység iránti növekvő kereslete elősegíti a kiskereskedelmi tranzakciók online térben való dominanciáját. Az egészségügyi szolgáltatások terén a drónok innovatív alkalmazása már Kelet-Timorban is bizonyított, ahol alapvető gyógyszerek és egyéb kritikus készítmények szállítását teszik lehetővé akár extrém körülmények között is.
Ezen példák alapján egyértelmű, hogy a drónok last-mile szolgáltatásokban betöltött szerepe dinamikusan növekszik, amely jelentősen csökkenti a logisztikai költségeket és a környezeti terhelést. A drónok bevetésével a logisztikai lánc hatékonyabbá válik, a városi területeken pedig a forgalmi dugók és a légszennyezés csökken.
A logisztikai szektor forradalmi változásának előmozdítása érdekében a következő intézkedéseket érdemes megvalósítani
• A drón repülési útvonalainak fejlesztése és optimalizálása.
• A drónok energiaellátásának fejlesztése, hogy növeljék az üzemidőt és csökkentsék a töltési időt.
• Az integrált logisztikai rendszerek kiépítése, ahol a drónok kiegészítik a hagyományos szállítási módokat.
•A dróntechnológiák szabályozásának továbbfejlesztése, hogy illeszkedjen a modern városi környezethez.
• A drónalapú szállítási rendszerek folyamatos monitorozása és fejlesztése, hogy biztosítsák a hatékonyságot és a fenntarthatóságot.
A működési elemzés egy referenciával rendelkező szolgáltató cégnél
A szolgáltatásaikat ma már széles körben használják. Szállítanak élelmiszert, ruházatot, orvosi felszerelést, illetve igény szerint bármi egyebet.
A rendelés leadása után drónjaik felszállnak szállítási csomópontukról, és 100 km/h sebességgel, körülbelül 200 láb (60 méter) magasságban repülnek a megrendelők udvara fölé. Drónjaik ezután 100 láb (30 m) magasságra ereszkednek le a talaj felett és óvatosan leengedi a csomagot egy kötélen, mielőtt visszatérnek a központba. A leereszkedés olyan finoman történik, hogy még tojást is szállíthatnak.
A megrendelőtől elvárt közreműködéssel megvalósuló eljárás a következő:
•A megrendelő töltsön le egy erre a célra kifejlesztett alkalmazást.
•Válassza ki a különféle cégektől a számára megfelelő terméket (élelmiszertől kezdve a ruházatig).
• Az adott üzlet biztonságosan becsomagolja a megrendelést drónszállításra előkészítve.
•A drónszolgáltató cég átveszi a megrendelést az üzlettől, és a szállítási címre repül a csomaggal (az appon nyomon követhető a kiszállítás valós időben).
• Amint a drón megérkezik biztonságosan a megrendelő által megadott címre, egy biológiailag lebomló cérnakötél segítésével a drón leengedi a csomagot (tehát a drón nem száll le) a megrendelő kertjében vagy bejárati ajtaja előtt, majd távozik, miközben az appon a kézbesítettség megjelenik a megrendelőnél.
Összegzésképpen
A drónok a last-mile rendszerben valóban forradalmi szerepet vállalhatnak, amennyiben képesek vagyunk leküzdeni a technológiai, szabályozási és infrastrukturális akadályokat.
A szabályozó szervezeteknek és az iparági szereplőknek együtt kell működniük a fenntarthatósági fejlődés érdekében, hogy a drónlogisztikai piac teljes potenciálját ki tudja aknázni a gazdasági szektor a környezeti terhelés csökkentése mellett.
Vlaszák Lajos
