Network Rail wil een leger van langeafstandsdrones – en de proeven zijn begonnen

Network Rail doet voor het eerst proeven met langeafstandsdrones die buiten het gezichtsveld van de operator kunnen vliegen, met plannen om een vloot aan te leggen ter ondersteuning van de operaties op de 20.000 mijl spoor in het VK. De luchtvoertuigen zijn bedoeld om sneller te kunnen controleren op indringers en defecten in de infrastructuur, terwijl ze ook deel uitmaken van de eerste poging van het Verenigd Koninkrijk om een ‘door drones gegarandeerd navigatie- en veiligheidssysteem’ te ontwikkelen.

De Britse spoorwegbeheerder is een samenwerking aangegaan met twee dronebedrijven – Drone Major Limited en Dronecloud – om proeven te starten met ‘Beyond Visual Line of Sight’ (BVLOS) luchtoperaties op het spoor. Eén proef in Birmingham onderzoekt het gebruik van BVLOS-drones voor incidentbestrijding en algemene infrastructuurbewaking rond het stadsnetwerk, terwijl de andere proef in Wolverhampton en op de Severn Valley Railway een systeem genaamd ‘Digital Tethering’ uitprobeert, dat het mogelijk moet maken om met drones te werken in gebieden met een slechte GPS-dekking.

Het gebruik van BVLOS-luchtvaartuigen – in wezen drones die niet voortdurend door iemand in het veld in de gaten hoeven te worden gehouden – is een grote stap vooruit voor Network Rail, omdat ze de technologie hebben om veel meer kilometers spoor te bestrijken dan hun Visual Line of Sight equivalenten. De spoorbeheerder zegt dat dit Network Rail in staat stelt om het gat te dichten tussen zijn standaard drones en zijn duurdere en omslachtige helikopter, waarvan de laatste blijkbaar bijzonder geschikt is voor operaties langs geïsoleerde sporen in de Schotse Hooglanden.

Het potentieel is enorm’, zegt Network Rail.

“Het potentieel van deze projecten voor een betrouwbaardere en veiligere spoorweg is enorm”, zegt Dominic Mottram, programmamanager voor nationale drone-strategie bij Network Rail. “We exploiteren een van de veiligste spoorwegen ter wereld, maar het is ook een van de drukste… De informatie die door drones wordt geleverd, betekent dat de expertise van onze collega’s in het onderhoud van de spoorwegen kan worden gericht waar het nodig is, zonder ze bloot te stellen aan het risico van de ‘levende spoorwegen’.”

Nu vertragingen door spoorwegongelukken een van de belangrijkste oorzaken van verstoringen op de Britse spoorwegenaan het worden zijn – meer dan 1,5 miljoen minuten in het afgelopen jaar, volgens Network Rail – voegde het bedrijf eraan toe dat dergelijke drones “een game-changing snelheid van reactie” bieden. Ook betekent de mogelijkheid om het spoor veilig van bovenaf te onderzoeken dat onderhoudswerkers veel sneller naar potentiële storingen kunnen worden geleid, in plaats van kilometers langs het spoor te moeten lopen om ze te vinden. De BVLOS-voertuigen moeten echter nog wel worden goedgekeurd, waarbij de veiligheid van het luchtruim, de betrouwbaarheid van de technologie en de wettelijke voorzichtigheid nog steeds potentiële kwesties zijn voor de Britse luchtvaartautoriteiten.

Drones voor incidentbestrijding

In Birmingham heeft het Rail Operating Centre van Network Rail nu een drone operations hub, die is opgezet door het toonaangevende Britse platform Dronecloud. Het is bedoeld om vanuit de lucht dekking te bieden van het netwerk rond de stad in de Midlands voor het reageren op incidenten en het monitoren van de infrastructuur. Het is opgezet in samenwerking met drone-exploitant RUAS, naast fabrikanten Velos Motors & Evolve.

De Britse burgerluchtvaartautoriteit heeft al toestemming gegeven om de drones een bereik van 10 km in het gebied te laten bestrijken en de dienst wordt al in de praktijk gebruikt; vorig jaar werd het systeem gebruikt om in te grijpen bij een incident in Birmingham New Street, wat blijkbaar uren aan verstoring bespaarde. Technisch gezien is dit echter nog geen BVLOS operatie.

Terwijl het systeem zich nog in de testfase bevindt, moeten de drones visueel in de gaten worden gehouden door waarnemers die langs hun vliegroute zijn gepositioneerd – waardoor het een Visual Line of Sight operatie wordt – ook al worden de voertuigen op afstand bediend vanuit een centraal controlepunt. Dat komt omdat de huidige regelgeving volledig autonome BVLOS drones nog niet toestaat.

Dit betekent dat de opstelling nog niet schaalbaar is, omdat het inzetten van waarnemers om de 10 kilometer niet haalbaar is voor zoiets als een landelijk dekkend netwerk van drones dat 20.000 mijl spoor omvat. Maar als de CAA goedkeuring geeft – Network Rail zegt dat dit mogelijk later dit jaar kan gebeuren – zou het systeem toestemming krijgen om echte BVLOS drones te gebruiken en zou het programma mogelijk uitgebreid kunnen worden naar het hele land, of in ieder geval naar andere Britse regio’s.

Network Rail test ‘Digital Tethering’ met drones

Ondertussen testen Network Rail en het Britse bedrijf Drone Major Ltd. in Wolverhampton en op de particuliere Severn Valley Railway een systeem met de naam Digital Tethering om BVLOS-drones te laten vliegen in gebieden met slechte GPS- en GNSS-dekking. Deze tests markeren de eerste implementatie van het Britse ‘drone-assured navigation and safety system’, speciaal ontworpen voor de spoorwegomgeving. Het systeem stelt drones in staat om langs spoorlijnen te vliegen in een gedefinieerde ‘veiligheidscorridor’, waarbij real-time visuele gegevens worden teruggestuurd naar operators voor detectie en monitoring van overtreders en andere gevaren.

De kern van het project is het ‘Digital Tethering’ concept, waarmee drones autonoom kunnen werken met een hoge mate van precisie, zelfs wanneer satellietsignalen onbetrouwbaar of niet beschikbaar zijn. Het systeem combineert kunstmatige waarneming met bakens op de grond om nauwkeurige realtime positionering te leveren. Hierdoor kunnen drones veilig door complexe spoorwegomgevingen navigeren, zoals mijngangen en tunnels, zonder afhankelijk te zijn van GPS. Het zekerder vlieggedrag dat Digital Tethering biedt, betekent blijkbaar minder risico’s voor mensen op de grond, wat een schaalbare BVLOS-oplossing voor infrastructuurbewaking mogelijk maakt.

Drone Major Ltd. zegt dat de pilot al een sterk potentieel heeft laten zien om de veiligheid en efficiëntie van het 20.000 mijl lange netwerk van Network Rail te verbeteren. Trespass incidenten, vorig jaar meer dan 18.500, zijn momenteel afhankelijk van handmatige detectiemethoden en kunnen grote vertragingen en veiligheidsrisico’s veroorzaken. Door handmatige bewaking te vervangen door geautomatiseerde drones wil Network Rail de reactietijden verkorten en de veiligheid van het personeel langs het spoor verbeteren, waarmee in feite de basis wordt gelegd voor een volledig operationeel dronenetwerk. Het bredere doel is om de enorme 1,9 miljard pond (€ 2,274 miljard) die jaarlijks wordt uitgegeven aan het bewaken en onderhouden van de infrastructuur te verminderen, terwijl ook problemen zoals dieren op het spoor, omgevallen bomen en baanbranden effectiever worden aangepakt.

Hoe groot is de kans dat de pilots worden opgeschaald?

Of Network Rail volledige toestemming krijgt om BVLOS drones op grotere schaal uit te rollen – met name voor het laatste project – valt nog te bezien. Hoewel de CAA zich bereid heeft getoond om innovatie in het gebruik van drones te ondersteunen – met name in gecontroleerde omgevingen met een lager risico zoals landelijke spoorwegcorridors – blijven de veiligheid van het luchtruim en de betrouwbaarheid van het systeem belangrijke obstakels. Regelgevers moeten kunnen garanderen dat autonome drones veilig naast het bestaande luchtverkeer kunnen opereren, botsingen kunnen vermijden en de controle kunnen behouden in omgevingen waar GPS-signalen zwak of niet beschikbaar zijn.

Industrieën zoals energie en logistiek zijn al op soortgelijke knelpunten in de regelgeving gestuit. Energiebedrijven die BVLOS-drones testen voor het inspecteren van afgelegen hoogspanningsmasten moesten vaak een beroep doen op tijdelijke vrijstellingen of beperkte proeven. Voor het spoor zal de uitdaging met systemen als Digital Tethering niet alleen zijn om te bewijzen dat drones kunnen werken met schaarse GPS, maar ook dat ze dit consistent en veilig kunnen doen in de nabijheid van mensen, treinen en kritieke infrastructuur.

Zelfs als de eerste goedkeuringen worden verleend, zal de overgang naar routinematige BVLOS-drones op grote schaal waarschijnlijk geleidelijk gaan. Regelgevers zullen uitgebreide praktijkgegevens willen zien, met name uit gebieden met een dichte infrastructuur of slecht zicht – precies het soort omgevingen waar Digital Tethering wordt getest. Uiteindelijk zal het tempo van de invoering minder afhangen van de technologie en meer van hoe snel het vertrouwen in die technologie kan worden opgebouwd bij regelgevers en gemeenschappen.

Lees meer:

• Noorwegen: fatale ontsporing op belangrijke route roept vragen op over dreigende aardverschuivingen
• SNCF wil 95% nauwkeurige LiDAR-vege-scantechnologie uitbreiden naar hele netwerk
• NL: bestuurderloze trein ‘succesvol getest’ op Nederlands netwerk