השלב הבא בנהיגה אוטונומית, חלק ב'

אחת העלויות הגבוהות ביותר בתובלה היא שכר הנהג על התנאים הנלווים להעסקתו. חברות התובלה מחפשות להתייעל והנהיגה האוטונומית נכנסת להילוך גבוה. אחרי תקופה קצרה של הפסקה שנבעה מפרוץ מגפת הקורונה, חידשו חברות התובלה במלוא המרץ את התהליכים לתובלה מתקדמת.

התהליך הראשון הוא מעבר לתובלה חשמלית, אך בד בבד נרשמים הישגים בתחום התובלה האוטונומית. במשאית ללא נהג אפשר לנצל הרבה יותר טוב את שעות הלילה לנהיגה ושינוע לוגיסטי. בשעות הלילה אין פקקים, התנועה זורמת ומהירה וניכרת יעילות בשעות העבודה (הפעם של הרכב עצמו), בתצרוכת הדלק ובפליטת המזהמים. הטכנולוגיה קיימת ובשלה, אך הרגולטורים מעכבים שימוש נרחב בה.

משאית ללא נהג פירושה חיסכון עצום בכוח אדם. בענף מעריכים כעת שבשלב ראשון, עד 2025, יידרש נהג אחד לרכבת של משאיות. הנהג יאייש את תא הנהג במשאית המובילה, ושאר המשאיות יעקבו אחריו ללא נהג. בשלב הבא, עד 2027, הנהג יידרש בעיקר לנהיגה באזורי העמסה ופריקה של המטען, אך המשאיות יוכלו לנסוע ללא נהג. בשלב האחרון, כנראה אחרי שנת 2027, משאיות יוכלו לנסוע לבדן, ללא נהג. כאמור, החקיקה תצטרך להתאים את עצמה להתפתחויות הטכנולוגיות שכבר קיימות ואשר עתידות להשתבח עם הזמן.

תפיסת ניידות מהפכנית במרצדס

בקונצרן מרצדס צועדים צעד אחד קדימה עם מהפכת הנהיגה האוטונומית. אם בסיס הרכב קבוע, מדוע לא להחליף את המרכב וכך להשתמש ברכב האוטונומי לצרכים מגוונים?

התחבורה המסחרית, מבחינות רבות, היא הדופק של הערים. באמצעותה מגיעים לעבודה ולכל מקום אחר, ובאמצעותה מזון מגיע לחנויות ולמסעדות, תרופות מועברות לבתי חולים ופסולת נאספת. נכון לעכשיו, סחורות נמסרות בערים בשעות העומס של הבוקר, בזמן שרוב האנשים נמצאים גם הם בתנועה. בינתיים, תחבורה מסחרית נעדרת במידה רבה ממרכזי הערים בלילות, כאשר אנשים ישנים.

עם דגם הקונספט שהוצג, URBANETIC, מרצדס מציגה תפיסת ניידות מהפכנית ומבטלת את ההפרדה בין הסעת נוסעים לבין הובלת סחורות. URBANETIC מאפשר תנועה לפי דרישה – הסעת נוסעים או הובלת סחורות וחבילות בעיר. כל שנדרש הוא להחליף את המרכב העילי, והדבר נעשה בקלות ובמהירות. מדובר בניסיון להרחיב את נושא תחבורה בת קיימא, לניצול מרבי של רכב יחיד לתובלה ולהסעה ביעילות. במילים אחרות, במרצדס URBANETIC מבוטלת ההפרדה בין אנשים שנעים להובלת סחורות. מדובר בגישה חדשנית למילוי הצרכים של ערים, עסקים ממגזרים מגוונים והסעה לתושבי הערים. בתפיסה זו מופחתת התנועה, העומד יורד מתשתיות העיר ומושג שיפור באיכות החיים העירוניים.

כרכב שיתוף בנסיעה עם גוף נייד, מרכב ההסעה מאפשר להסיע עד 12 נוסעים. מודול המטען משמש כמשאית חלוקת סחורות קלסית. החזון מבוסס על שלדה חשמלית המניעה את עצמה, שאפשר להחליף בה גופים לפי השימוש. הודות לרצפת ההעמסה המשתנה של הרכב, אפשר לחלק את הרצפה לשתי קומות ולהעביר עד עשרה משטחי EPAL תקניים. עם אורך רכב כולל של 5.14 מטרים ואורך שטח העמסה של 3.70 מטרים, מרצדס הצליחה לנצל את המרווח הזמין באופן מיטבי.

אפס פליטות עירוניות ורעש מינימלי

מערכת ההינע החשמלית מקבלת את האנרגיה מהסוללה שברכב. מכיוון שהרכב נטול פליטות הוא מורשה לנסוע במרכזי ערים ובאזורים הכפופים למגבלות גישה חוקיות. ההינע החשמלי והנהיגה האוטונומית פותחים אפשרויות נוספות למסירת סחורות וחבילות בשעות מאוחרות יותר ביממה, או בלילה. הרכב אינו יוצר כמעט רעש בפעולתו בשעות האלו, וגם התנועה בכבישים אינה עמוסה. כל אלה מאפשרים עבודה יעילה ורווחית.

מחליפים את המרכב של URBANETIC ביום, לעיתים מספר פעמים ביום. תפיסת הניידות החדשה מוגדרת לפי הצרכים. בשעות העומס, בעיקר בשעות הבוקר המוקדמות ובשעות אחר הצהריים המאוחרות, הצי יכול להיות מצויד במודולים נוספים עם מרכבים להסעת אנשים. בזמנים אחרים המערכת תשמש בעיקר להובלת סחורות באמצעות מודול המטען.

בכך לא תמו החידושים. כחלק מתפיסת הניידות החדשה, מרצדס פיתחה מערכת המוטמעת בתוך תשתית IT חכמה המשולבת עם למידה עצמית. ארכיטקטורת המערכת האוטונומית של Vision URBANETIC מבטיחה התאמת מסלולים מתמשכת באמצעות קבלת מידע על התנועה בזמן אמת. ניהול צי הרכבים משתלב כחלק אינטגרלי במערכת המידע החכמה. התוצאה היא צי נהיגה עצמית, עם מסלולים שתוכננו באופן גמיש ויעיל על בסיס צרכי התחבורה. באמצעות אפליקציה, לקוחות (אנשים פרטיים או חברות) יכולים לרשום את צרכי ההובלה או ההסעה שלהם. את שאר הפעילות המערכת מבצעת, וקובעת את התזמון האופטימלי להסעה או לחלוקת הסחורה.

סקניה: שילוב בין נוסעים לתובלה

שנתיים חלפו מאז חשפה סקניה את רכב הקונספט שלה לשנת 2030, דגם NXT. הרעיון דומה לזה שהציגה מרצדס. ב-NXT אפשר לשנות ולהתאים לצרכים המשתנים את מערכת העברת הכוח הקדמית והאחורית. הרכב יכול להתאים למרכב של אוטובוס קטן, של משאית חלוקה או של דחסן אשפה. את המרכב העילי אפשר, כאמור, לנתק במהירות, ואז להחליף מרכב. הבסיס התחתי, שכולל את מערכת העברת הכוח, נותר תמיד על כנו.

מרכב האוטובוס העילי (באורך שמונה מטרים) בנוי כיחידה מורכבת אחת, שמפחיתה מאוד את המשקל. בדרך כלל הסוללות מותקנות על הגג או בתא המנוע. במקום זאת סקניה בחרה להשתמש בשטח המת של הרכב. סוללות התא הגליליות מונחות מתחת לרצפה, וכך מנצלות שטח מת אחר ותורמות לחלוקת המשקל. אם משקל הרכב נמוך, פחות משמונה טונות, טווח הנסיעה עם מצברים הקיימים היום מוערך ב-245 קילומטרים.

על גג הרכב מותקנים לוחות שמש סולריים, לקבלת כוח נוסף. אם כל הגג של הרכב בשטח 20 מ"ר מכוסה בפנלים סולריים, יש לו פוטנציאל לייצר הספק נוסף של כמעט שלושה קילוואט.

חידוש נוסף הוא היגוי מחקה תנועה של סרטן (CRAB STEERING MODE). במצב זה הגלגלים הקדמיים והאחוריים מסתובבים לאותו כיוון. ההיגוי הזה מאפשר לרכב להתיישר באופן מושלם עם המדרכה כדי להקל את הכניסה והיציאה של הנוסעים. מרחק ציר של שישה מטרים דומה לזה של אוטובוס רגיל, אבל ארבעת הגלגלים בעלי ההיגוי המלא מאפשרים רדיוס סיבוב של 10.5 מטרים בלבד, טוב יותר מרכבי נוסעים רבים.

רכב הקונספט האוטונומי מצויד במערכות חיישנים משולבות לגילוי תנועה סביב הרכב ולנהיגה. מצלמות מלפנים, מאחור ובצדדים משלימות מערכות מכ"ם ולידר (מערכות לזיהוי אור וטווח). מערכת החיישנים המשולבת מאפשרת לרכב לסרוק את כל הסביבה למבט של 360 מעלות.

AXL - הקונספט המהפכני של סקניה

סקניה הציגה גם דגם אוטונומי מלא, ללא תא נהג, סקניה AXL. התכנון כולל מערכת מודולרית גמישה שפיתחה החברה כדי לייעל משימות תובלה ולהפוך אותן לידידותיות לסביבה וכלכליות יותר. מכרות ואתרי בנייה גדולים וסגורים שמשאיות כבדות פועלות בהם הם דוגמה לסביבות חיוביות שאפשר להפעיל בהן משאיות אוטונומיות במסלול נסיעה קבוע, מכיוון שהן מבוקרות היטב בעת נסיעות במתחם הסגור.

לכלי רכב אוטונומיים, התוכנה חשובה במובנים רבים אף יותר מהחומרה. סקניה AXL מנוהלת ומפוקחת על ידי סביבת בקרה חכמה. כך לדוגמה, בעת היתקלות במכשולים, מערכת לוגיסטית "מספרת" לרכב כיצד עליו לנוע ולבצע את מטלותיו.

לסקניה יש כבר משאיות בנהיגה עצמית הפעילות אצל לקוחות נבחרים, בעיקר במתחמים סגורים ובמשימות שהוגדרו מראש ואשר חוזרות על עצמן. עם זאת עד כה נמצא ברכב נהג, לצרכי בטיחות, כלומר הוא יכול להתערב בשעת הצורך. לסקניה AXL אין תא נהג, והדבר משנה מאוד את כללי המשחק.

יונדאי: נתמך אוטונומי מוּנע במימן

בקונצרן יונדאי החליטו לשנות מהיסוד את תפיסת הרכב הכבד האוטונומי. ביונדאי סבורים שאם המשאית מתנהלת ללא נהג, עדיף להשתמש ישירות בנתמך.

ההנעה של הנתמך, המכונה Trailer Drone, תגיע משני מנועי תאי דלק שיוצרים אנרגיה חשמלית המופקת מריאקציה שבין מימן לחמצן. אשר לכושר התמרון של הנתמך, הנתמך בנוי מצמדי בוגי חשמליים (e-Bogies), מבנה מיוחד שמאפשר כושר תמרון מעולה לנתמך הארוך. ההיגוי הקדמי וההיגוי האחורי מאפשרים סיבוב במקומות שבהם נתמך רגיל מתקשה מאוד לנוע, אם בכלל.

הנתמך החשמלי נחשף לראשונה בפורום המקוון Hydrogen Wave. יונדאי הודיעה על כוונתה להציג רכבים כבדים חשמליים (סוללות ותאי דלק) בכל הגדלים והתצורות כבר בשנת 2028.

יונדאי הדגישה את הרעיון שלה, Trailer Drone, נתמך המשמש במערכת הובלת מכולות המונעת על ידי מימן והמסוגלת לפעול באופן אוטונומי לחלוטין. על הנתמך מותקנים מספר מכלי מימן ארוזים בחוכמה באופן מותאם לפרופיל הנסיעה. מנוע תאי הדלק הגמיש והיעיל מבטיח טווח נסיעה של יותר מ-1,000 ק"מ בטעינת מימן אחת. נתון מדהים לכל הדעות.

ביונדאי מציינים שהיכולות האוטונומיות של הנתמך החכם לא הושגו על ידי שינוי פשוט של טכנולוגיה שפותחה בעבור מכוניות נוסעים. הדרישות הייחודיות של יישומי הובלת מכולות ואופן פעולתם של מסופי המכולות גרמו שצוותי ההנדסה של הקבוצה היו צריכים להגדיר מחדש את אופן תמרון המכולות ותנועת הנתמך בשטח. היישום היה, כאמור, מבנה ה-e-Bogie הייחודי, המשולב עם מנוע תאי דלק.

וולוו עם הדור הבא של משאיות אוטונומיות

גורר-תומך? נתמך? ההבדלים מטשטשים כשיש מערכת העברת כוח ואין נהג. ארבע שנים חלפו מאז חשפה וולוו את המשאית האוטונומית החשמלית שלה, המכונה ורה (VERA - Volvo Trucks autonomous and electric vehicle). ההיגיון פשוט, אולם מרחיק-לכת. משאית אוטונומית לחלוטין אינה מצריכה נהג. כיוון שכך, אין צורך בתא נהג מפואר, מגושם, כבד ויקר מאוד. אפשר גם לוותר על רכיבים שאותם מתפעל הנהג כגון גלגל הגה, דוושת בלימה ושליטה על מערכת העברת הכוח. כמובן שגם כל ה"פינוקים" מתייתרים. נותרת רק השלדה התחתונה עם מערכת העברת הכוח והמערכות החכמות שיאפשרו תנועה אוטונומית.

מצד אחד מוותרים על תא הנהג, ומצד שני מתווספות עלויות הקשורות למערכות השליטה והבקרה של המשאית האוטונומית. כאשר מוותרים על כל תא הנהג נותרת השלדה התחתונה, כמובן עם מערכת העברת הכוח והמערכות החכמות שיאפשרו תנועה אוטונומית. ויתור על תא הנהג חוסך בעלויות הייצור שקשורות בו, אלא שמתווספות עלויות הקשורות למערכות השליטה והבקרה של המשאית האוטונומית. לכך מתווסף יתרון של משקל עצמי מופחת, כושר העמסה גבוה, אווירודינמיות מעולה והפחתה ניכרת בתצרוכת הדלק ובפליטת המזהמים.

ורה מיועדת לתפעול אוטונומי של צי משאיות בין נקודות קבועות, לרוב בין מחסנים לוגיסטיים באזורים שונים. היא מתאימה בעיקר לשימוש במשימות רגילות החוזרות על עצמן, המאופיינות במרחקי תובלה קצרים למדי, בכמויות גדולות של סחורה ובדיוק מסירה גבוה.

לחלק א' של הכתבה השלב הבא בנהיגה אוטונומית