Autonome voertuigen: op het juiste spoor?

talkingtraffic-header

De gevolgen van een migratie naar autonoom rijden, volgens Dave Marples en Paul van Koningsbruggen in een opiniestuk over autonome voertuigen.

Artikel uit Thinking Highways, oktober 2015 - ook beschikbaar als pdf (in het Engels)

Personenvervoer, in al zijn verschijningsvormen, is aan het veranderen, dat is een ding dat zeker is. Beter openbaar vervoer, intelligente vervoersondersteuning en trackers zijn allemaal de multimodale reiservaring aan het optimaliseren, maar dit valt in het niet bij de veranderingen die we zien in de wereld van de personenwagen.

Voorspellingen over veranderingen in het autovervoer, of ze nu van binnen de industrie komen of van buitenaf opgelegd zijn, gaan over meer connectiviteit, de transitie naar leasing, nieuwe brandstoffen, voertuigtracking en Pay Per Use-verzekeringen, milieubewustheid (zowel wat betreft uitstoot en de levenscyclus van voertuigen), veiligheid en integratie van voertuigen met slimme weginfrastructuur. Dit alles komt samen in het scheppen van een toekomstige snelwegomgeving die er aanzienlijk anders uitziet dan vandaag de dag. Maar het verbleekt allemaal in vergelijking met de veranderingen die geavanceerde ondersteuningssystemen voor bestuurders (‘Advanced Driver Assistance Systems’ of ADAS)  met zich mee zullen brengen, en, meer nog, autonoom rijden (‘Autonomous Driving’ of AD) en autonoom bestuurde voertuigen (‘Autonomously Driven Vehicles’ of ADV). 

In dit artikel definiëren we autonoom rijden als permanent automatisch rijden, zonder enige menselijke inbreng onder welke omstandigheid dan ook. Zo gedefinieerd is er geen noodzaak meer voor de gebruiker van het voertuig om bepaalde kwalificaties te hebben. AD biedt dan ook het fantastische vooruitzicht van personenvervoer dat toegankelijk is voor gebruikersgroepen die tot nu toe uitgesloten waren: ouderen, zieken, kinderen en mensen met een ziekte die de rijvaardigheid beïnvloedt, zoals epilepsie of een visuele beperking. Dit alleen al is een fundamentele verandering van de plaats van de auto in de samenleving. Even terzijde: wij begrijpen niets van systemen die door sommige mensen worden bepleit waarbij de menselijke ‘bestuurder’ het stuur weer overneemt als er zich een lastige situatie voordoet. Merkwaardig dat het autonome systeem de besturing van het voertuig weer teruggeeft als de kans op een incident groot is… en wie is er dan precies verantwoordelijk in zo’n scenario? Wel is het redelijk dat voertuigen een AD-modus en een conventionele modus zouden hebben die op verschillende momenten ingeschakeld kunnen worden, maar alsjeblieft geen AD-modus die uit het voertuig stapt zodra het moeilijk wordt! Als je dus in echte autonomie gelooft (en het zal toch nog wel veel langer duren voordat die er is dan de media ons doen geloven), dan moet je je afvragen welke aannames over hoe ons wegennetwerk functioneert dan hun geldigheid verliezen, welke we zullen missen en welke op zo’n natuurlijke manier zullen verdwijnen dat we ons daar geen vragen bij zullen stellen (wie valt het nou op dat je op je mobiele telefoon geen kiestoon meer hoort?) Wij hebben eens gebrainstormd om te zien of we dit gedachtenexperiment zouden kunnen uitvoeren – niet het minst omdat er veranderingen bijzitten waar we waarschijnlijk nu al over zouden moeten nadenken of we ze niet moeten uitvoeren, als we echt geloven in een ADV-toekomst. De meeste commentatoren concentreren zich op de veranderingen die autonoom rijden met zich mee zal brengen voor de bestuurder en voor de passagiers: meer vrijheid om andere dingen te doen, wellicht minder strenger (of geheel afwezige) rijbewijsvereisten voor ‘voertuigconducteurs’ – we kunnen ze geen ‘bestuurders’ meer noemen – en verhoogde veiligheid in extreme situaties. Dat zijn de voordelen die het vaakst worden genoemd, maar een vraag die minstens zo interessant is, is: wat gebeurt er met het wegennetwerk en met de samenleving in dit utopische model?

Samenleving en infrastructuur

Bepaalde veranderingen liggen voor de hand. Eén voorbeeld is dat de aard van het taxibedrijf zal veranderen van het inhuren van een persoon met een voertuig voor een specifieke rit, in het inhuren van het voertuig zelf, dat er hopelijk aankomt als je hem oproept. Het voertuig laten weten waar hij je moet oppikken zou wel eens interessant kunnen worden – als je in een voetgangerszone bent in het stadscentrum kun je zo’n voertuig niet vragen om je op te pikken waar je staat, maar heb je een ontmoetingspunt nodig. Er zullen dus waarschijnlijk ‘minitaxistandplaatsen’ komen waar je een lift kunt oppikken … de huidige problemen met Uber zijn niets vergeleken met wanneer er straks AD-taxi’s aan de standplaats verschijnen! Handhaving van beperkte wachtduur zal geautomatiseerd moeten worden en het toewijzen van boetes wordt moeilijk, dus reken er maar op dat je begint te betalen voor je voertuig vanaf het moment waarop je afspreekt dat hij beschikbaar is, om zo de kans te verhogen dat je op tijd bent en om de wachttijd aan de standplaats te verkorten.

Nu we het toch over taxi’s en het bestellen van ritten hebben – waarom zou je je voertuig eigenlijk in de stad moeten parkeren? Volgens Friends of the Earth heeft het Britse ministerie van transport uitgerekend dat twee-derde van alle autoritten een afstand van minder dan acht  kilometer overbruggen (20 procent zelfs minder dan 1,6 kilometer!) dus waarom stuur je het voertuig dan niet terug naar huis zodra hij je heeft afgezet, totdat je een bericht stuurt dat hij terug moet komen om je op te halen? In het tijdsbestek waar wij het over hebben verbruikt geen enkel voertuig minder dan 4/3,5 liter per 100 kilometer, dus het kost zo’n €0.90 aan brandstof (tegen de prijzen van vandaag) om die rit heen en weer te maken… er zijn niet zo veel plekken waar je voor minder dan een euro kunt parkeren. Natuurlijk heeft het wel impact op het aantal voertuigen op de weg, maar niet noodzakelijkerwijs een negatieve invloed. Volgens sommige schattingen is het aandeel voertuigen in een stad dat op zoek is naar een parkeerplek 30 procent – dat verkeer valt dus weg, om te worden vervangen door verkeer dat de urbane zone direct in- of uitrijdt. Misschien worden Park and Ride-plekken vervangen door Park and Wait-plekken.

Er zijn nog wel wat onbeantwoorde vragen, bijvoorbeeld over de rol van het openbaar vervoer. Gemeentes worden steeds beter in het beschikbaar maken van openbaar vervoer om de stadscentra te ontsluiten. Het is heel goed mogelijk dat dit al zo geaccepteerd zal zijn in het tijdsverloop waar we het hier over hebben, dat forenzen helemaal geen voertuig meer zullen hebben. In de VS zien we al steden die een overschot aan parkeerplaatsen hebben (en die daar de financiële gevolgen van ondervinden) en AD zal die trend alleen maar versnellen. Een deel van de overgebleven ruimte kan worden omgezet in parken, voetgangerszones en andere gemengde bestemmingen, maar het is onduidelijk wat er gedaan moet worden met parkeergarages met meerdere verdiepingen. Die krijgen moeilijk een andere bestemming en worden nu al door de meerderheid van de bewoners beschouwd als onaangename, onveilige ontsieringen van het stadsgezicht. Hartford (Connecticut) heeft berekend dat het overschot aan parkeerplaatsen in de stad als gevolg van het einde van de Amerikaanse liefde voor de auto al US$50m per jaar kost aan gederfde belastinginkomsten – en dat is niets vergeleken bij wat het in de toekomst zal zijn.

Voorlopig hebben we de meeste parkeerplaatsen nog nodig – de overschakeling naar ADAS is immers momenteel nog nauwelijks op stoom, laat staan de overschakeling naar AD. Maar dit is wel een van de gebieden waarin we nu al over de toekomst moeten gaan nadenken – verbeteringen aan het openbaar vervoer en AD betekenen dus: geen langetermijninvesteringen doen in parkeerbedrijven! Aangezien de halfwaardetijd van gebouwen ruim 50 jaar is, zouden stedenbouwkundigen bovendien al moeten gaan kijken naar hoe gemakkelijk je parkeerplaatsen kunt herbestemmen mocht de vraag afnemen. Er zijn al een paar steden met vooruitziende blik, zoals de Deense hoofdstad Kopenhagen en Haarlem, die daar al mee begonnen zijn door polyvalente, gemakkelijk te herbestemmen ruimtes in hun designprojecten mee te nemen.

Voertuiggebruik

Even terugschakelen naar hoe voertuigen gebruikt zouden kunnen worden. Zojuist hadden we het al over het idee dat je de auto terug naar huis kunt sturen in plaats van ergens te parkeren, maar de toename van de gebruikersgemeenschap heeft ook gevolgen. Kinderen die geen zin hebben om naar school te lopen kunnen nu met de auto gaan; een gezin dat vroeger twee auto’s nodig had omdat er een de hele dag met een van de partners mee was naar werk kan nu volstaan met één auto, ook al wordt die wel intensiever gebruikt. De redenen om een taxi te nemen (zelfs zo’n moderne AD-taxi) als je na een avondje uit terug wil naar huis zijn aanzienlijk minder geworden –je kunt nu namelijk gewoon je eigen auto oproepen.

De aard van leveranciersbedrijven verandert ook grondig. Eén enkele bestuurder is niet meer verantwoordelijk voor een paar honderd pakketten per dag, maar voertuigen kunnen zonder bestuurders worden uitgezonden om het bestelproces te optimaliseren, om dan weer terug te keren naar de thuisbasis voor een nieuwe zending. Amazon, DHL en een paar andere bedrijven zinspelen nu al op oplossingen in deze richting voor bestellingen per drone. Een ADV is in feite gewoon een rijdende drone. Maar dit soort voertuigen zouden wel een lagere prioriteit in het verkeer moeten krijgen dan het reguliere verkeer, dat wil zeggen personenvervoer; dat is een kwestie van wegverkeersleiding, waarover zo dadelijk meer.

Wat is het netto-effect van al deze gedragsveranderingen op de ondersteunende infrastructuur die voertuigen nodig hebben? Hoeveel voertuigen zullen op elk willekeurig moment de stadszone doorkruisen? Wat is het verschil tussen verkeer overdag en verkeer ’s nachts in een omgeving waar je geen bestuurder meer nodig hebt die er voor uit de veren moet komen? Het is allemaal te ingewikkeld om dat op dit moment te kunnen voorspellen en er moeten nog modellen voor worden gemaakt. Deze vraagstukken bieden genoeg stof voor een promotieonderzoek of twee.

Veranderingen voor voertuigen en hun ondersteuning

Laten we eens een stapje terug doen en het gedrag van het voertuig zelf bekijken. Mensen zijn notoir inventief als ze zich uit lastige situaties moeten redden – voertuigen die tegelijkertijd aankomen bij een rotonde, een auto die een straat met eenrichtingsverkeer in de verkeerde richting inrijdt of een onverwacht gat in de weg vormen zelden een onoverkomelijk obstakel voor de vastberaden bestuurder, maar het is waarschijnlijk dat er scenario’s zullen zijn waar ADV’s geen raad mee weten. Wat gebeurt er dan? Er komen nu al berichten dat ADV’s niet reageren zoals andere bestuurders verwachten, omdat ze de verkeersregels precies naleven, en met die onbuigzaamheid is het moeilijk in te zien dat een ADV er altijd in zal slagen om zich uit elke denkbare situatie te redden. De aard van Auto Rescue verandert dus. Niet iedereen moet de mogelijkheid krijgen om een voertuig te ‘CTRL-ALT-DELETE’en’ om het uit een lastige situatie te bevrijden (dat zou een nachtmerrie zijn vanuit beveiligingsoogpunt), dus er zal een of andere uitzonderings- of escalatieprocedure moeten worden bedacht om een wagen terug te krijgen die ergens letterlijk een doodlopende weg is ingedraaid. 

Voor het voertuig is het natuurlijk niet alleen maar negatief. Als we ervan uitgaan dat er connectiviteit is (en de nieuwste generatie voertuigen is daar al flink mee voorzien) dan kunnen er verschillende voordelen aan verbonden zijn – we kunnen voertuigen besturen zoals we vliegtuigen besturen. We kunnen wegverkeersleiding aanbieden, naar analogie van luchtverkeersleiding. We kunnen voertuigen instrueren hoe ze een stad moeten doorkruisen en welke route ze moeten nemen; of ze toestemmingen hebben om range-extendermotoren te gebruiken in een bepaalde omgeving; welke maximum- (en minimum-) snelheden ze moeten aanhouden; welke problemen er zijn op het voorliggende weggedeelte en nog honderd andere dingen. Dat betekent een verschuiving van individuele ‘mieren’ die onze wegen verstoppen met onduidelijke bestemming naar georkestreerde vloten die op elkaar afgestemd zijn om hun gemeenschappelijke doel te bereiken; groene golven, colonnes, snelheidsharmonisatie en dynamische rijbaan toewijzing worden allemaal veel praktischer als je contact kunt opnemen met de voertuigen in kwestie om ze te vertellen hoe ze zich moeten gedragen. Natuurlijk vereist zo’n model een veel completere verkeersmanagementinfrastructuur dan die we vandaag de dag hebben – we moeten de overstap maken van waarnemen wat er gebeurd is op het netwerk en bestuurders adviseren door middel van lichten en borden, naar het plannen van wat er moet gebeuren op het netwerk en het verschaffen van ‘vluchtplannen’ aan individuele voertuigen. Zo’n migratie zal waarschijnlijk resulteren in een gigantische verbetering in beschikbare netwerkcapaciteit en in de mogelijkheid om je veel gemakkelijker aan te passen aan incidenten om de impact daarvan te verminderen.

Autoverzekeringen

Wat voor gevolgen heeft dit voor het verzekeren van auto’s? Hoe moeten de aansprakelijkheidsmodellen eruit zien? Op zijn minst moeten we rekenen op enkele belangrijke verschuivingen op dit vlak – je kunt niet verwachten dat individuen zich garant stellen voor het gedrag van voertuigen die autonoom handelen, dus OEM’s zullen een veel grotere rol gaan spelen. Dat betekent ook weer niet dat het puur een kwestie wordt van ‘het is het probleem van de fabrikant’, want de commando’s worden nog steeds door de eigenaar gegeven. Even terug naar dat voorbeeld van de auto die u komt ophalen nadat u een avondje uit geweest bent? Maar wat als u die nu opdracht geeft om te komen als er tien centimeter sneeuw ligt? Of erger nog: wat als er ergens langs de route tien centimeter sneeuw ligt, maar u kunt dat niet weten vanuit uw comfortabele restaurantstoel? Zoals het er nu voor staat is het niet moeilijk om gaten te schieten in elk eenvoudig aansprakelijkheidsmodel, en het is te verwachten dat er nogal wat juristen zijn die het een en ander zullen gaan verdienen aan de overschakeling naar ADV. Persoonlijk verheug ik me er vast op mee te kunnen luisteren met gesprekken ADV’s en hun eigenaars die proberen hun voertuigen ervan te overtuigen om ze te komen ophalen. Doet het u niet denken aan een incident met ‘pod bay doors’ uit 2001?

Voertuigbestuurders worden conducteurs

En hoe zit het met de bestuurders? Volgens cijfers van het Britse ministerie van transport zijn er zo’n 38 miljoen bestuurders op de wegen van het Verenigd Koninkrijk, en er zijn er verhoudingsgewijs meer in andere landen. Voor een flink aantal van hen is rijden hun werk: vrachtwagenchauffeurs, bestelbuschauffeurs, taxichauffeurs en honderden andere banen. Sommigen van hen zullen nog steeds nodig zijn (goederen moeten immers nog steeds uit de vrachtwagen worden geladen), maar het ligt wel in de lijn der verwachting dat de vraag naar professionele chauffeurs flink zal afnemen. Veel van deze chauffeurs zijn lager geschoolde beroepskrachten en zullen het niet gemakkelijk vinden om aan een nieuwe baan te komen – naar welke banen met soortgelijke opleidingseisen kunnen zij overstappen? Gaan we dan trouwens niet ook verwachten dat mensen die vroeger met de auto van de ene werkplek naar de andere moesten rijden voortaan werken als ze op reis zijn? Moeten kopieermachinereparateurs verplicht worden om hun formulieren in te vullen terwijl ze op weg zijn van de ene naar de andere klus?

Conclusie

Zoals met zoveel veranderingen zal het wel een mengelmoes van goede en slechte gevolgen worden, en het is ontzettend moeilijk om het nettoresultaat te voorspellen… mogen we die proefschriften even inzien? Nu we het er toch over hebben, wanneer precies mogen we dat resultaat verwachten? Zowel het ‘hier’ (geen autonome voertuigen in het wegverkeer) en het ‘daar’ (volledige marktpenetratie van autonome voertuigen) zijn gemakkelijk genoeg te definiëren, maar het pad van hier naar daar is nog tamelijk vaag. Ons aanvoelen is dat volledige AD een langetermijndoel is met een begindatum die verder van ons af ligt dan veel mensen verwachten, maar dat veel van de voordelen van AD via ADAS beschikbaar zullen komen – zozeer zelfs dat de uiteindelijke stap van ADAS naar AD misschien niet eens meer aangevoeld zal worden als een belangrijke gebeurtenis. Je komt ADAS nu al tegen in wagens, als gevolg van toenemende beschikbaarheid van data en connectiviteit. Het brengt zonder twijfel voordelen met zich mee: minder impact, lagere verzekeringspremies en minder verkeersslachtoffers, evenals efficiënter gebruik van brandstoffen en onderhoudsvoordelen, maar wat zou een goed implementatietraject zijn voor volledig AD?

Volledig AD voor elke mogelijke omstandigheid is, zoals we eerder al zeiden, een te grote uitdaging, maar het zal u niet meer zo heel erg verbazen dat volledig AD in feite al bestaat. Alleen is de omgeving waarin het wordt gebruikt zodanig beperkt dat de tekortkomingen geen probleem meer vormen. De Docklands Light Railway in het Verenigd Koninkrijk en veel luchthavenshuttles zijn voldoende bewijs dat AD kan werken in beperkte en gefaciliteerde omgevingen. Als we dit argument verder doorvoeren, dan is de juiste weg misschien wel om de toepasbaarheid van AD te beperken tot een ‘mixed mode’-implementatie, waarin zowel AD en conventioneel rijden vervat zijn. Je rijdt zelf naar de AD-gefaciliteerde snelweg, schakelt AD in voor het snelweggedeelte van je reis, en schakelt terug naar de traditionele modus als je de snelweg weer verlaat. Dat kan betekenen dat 80 procent van de reis met AD afgelegd wordt, zonder dat de technologie in staat hoeft te zijn om de 20 procent aan te kunnen waar de complexiteit in zit. Dit zou een conservatieve, voorzichtige benadering zijn met duidelijk gedefinieerde voordelen – het is ook eenvoudig om er weer mee op te houden als het niet werkt.

Ten slotte nog een open, beetje tegendraadse vraag. Als AD zulke grote voordelen biedt, zoals grotere capaciteit, verbeterde veiligheid en sneller vervoer, waarom is het dan nog niet gemeengoed in andere vervoerssectoren (luchtvaart en treinverkeer), die een veel minder gecompliceerde implementatieomgeving hebben omdat ze strakke regels, een beperkte inzetomgeving en hoogopgeleide bestuurders hebben die zouden kunnen participeren in de overgang? Wie heeft er ooit bedacht dat de eerste grootschalige toepassing van AD uitgerekend in de meest complexe en variabele transportvorm moet plaatsvinden?

Contact:

paul-van-koningsbruggen-1

Gerelateerde items

Slimme app FlowPatrol bevorderde doorstroming A58

Lees verder

Project

BikeSim: Fietsverkeer in beeld met slimme simulatie

Lees verder

Project

Ontwikkeling webportal 'Blauw Golf' gestart

Lees verder

Nieuws