Samenwerking noodzakelijke factor voor grootschalige uitrol autonome voertuigen

Wat is de status van automatische voertuigen in Nederland ten opzichte van de rest van de wereld?

Robbert Jansen (RJ): Automatisch rijden is een internationaal speelveld; alle fabrikanten opereren wereldwijd. Ik denk dat Nederland een voortrekkersrol kan spelen in Europa. Nederland wil het land zijn waar je als eerste grootschalige autonome applicaties uitgerold op de weg kunt zien. Aan de andere kant heb je hier te maken met beperkte budgetten en het ontbreken van een eigen personenauto-industrie. Overigens zijn Nederlandse fabrikanten als VDL, Terberg en DAF  intensief bezig met autonome trucks.

Hoe kan Nederland een voortrekkersrol spelen in Europa op het gebied van autonoom rijden?

RJ: Partijen overwegen Nederland voor tests met geautomatiseerde vrachtwagens en personenauto’s. We hebben tenslotte een van de beste wegeninfrastructuren ter wereld.

Een voorbeeld hiervan is een test rondom ‘truck platooning’, waarvoor we langs alle fabrikanten zijn gegaan om te vragen of ze dit in Nederland willen testen. Onze integrale aanpak wordt door die partijen erg gewaardeerd. Wij pakken alle inhoudelijke dossiers erbij: van verkeersveiligheid en verzekeringen tot aan rijvaardigheid en rijbewijzen. Met de RDW (Dienst Wegverkeer) hebben we bovendien een voertuigtoelatings- en -keuringsinstantie die heel proactief meedenkt, ontheffing kan verlenen voor pilots en in Nederland als eerste EU-land een vergunningssystematiek voor zelfrijdende voertuigen gereed wil hebben. Die bereidheid van wegbeheerders en andere overheden om mee te werken aan pilots wordt heel erg gewaardeerd. Overigens zien we dat Duitsland hierin nu ook grootschalig investeert, onder andere door het traject Nürnberg-München te voorzien van communicatietechnologie.

Wat is de rol van TNO op het gebied van autonome voertuigen?

RJ: Bij TNO zijn we intensief bezig met automatisering van transport en mobiliteit. In Helmond ontwikkelen we voertuigtechnologie, waarbij we samenwerken met truckfabrikanten. De voertuigautomatiseringstak van TNO staat wereldwijd goed bekend. We hebben bijna dertig medewerkers die structureel met R&D bezig zijn; dat is vergelijkbaar met een grote fabrikant als Scania. In Soesterberg onderzoeken we de rol van de chauffeurs; hoe zij verschillende niveaus van automatisering ondergaan. In Den Haag onderzoeken we het verkeer en logistieke vervoersautomatisering, zoals de impact op doorstroming, verkeersveiligheid en logistieke ketens.

Verlopen de ontwikkelingen in het commerciële vervoer sneller dan die van personenauto’s? En welke factoren spelen hierin een rol?

RJ: Bij vrachtwagens is er sneller een business case dan bij lichte automatiseringsfuncties. Om truck platooning als voorbeeld te nemen: op het moment dat vrachtwagens dichter bij elkaar gaan rijden, bespaar je brandstof door de verbeterde aerodynamica. Dit voordeel maakt het voor grote transporteurs financieel aantrekkelijk om investeringen in truck-platooning-technologie te overwegen. De ordergroottes werken ook in het voordeel van het commerciële vervoer. Stel dat de automatiseringstechnologie € 5000 kost. Een truck kost ongeveer een ton. De automatiseringskosten vergen dan slechts 5% van de aanschafwaarde. Bij een personenauto van € 20.000 loopt deze investering echter al snel op tot 25% van de waarde van de auto, wat een grotere horde vormt bij prijsgevoelige klanten. Naast de financiële business case voor logistieke partijen zijn er maatschappelijke voordelen mogelijk door de digitalisering van transport en mobiliteit, zoals een verbeterde doorstroming, verlaging van emissies en verbetering van de verkeersveiligheid.

Bij personenauto’s zie je dat de aandacht wereldwijd is gericht op SAE-level 4 en 5 (zie Figuur 2): de ‘robottaxi’s’ van Google en Uber. Dit zijn voertuigen zonder chauffeur waar – bij wijze van spreken – alleen een aan- en uitknop op zit. Bij de lagere SAE-levels van personenvervoer speelt vooral veiligheid en comfort een rol; bij de hogere SAE-levels kan het voertuig zonder chauffeur opereren, en daardoor tegen uiterst lage kosten rijden, zoals Waymo (voorheen van Google) nu laat zien in Arizona. Dit is ook de reden dat fabrikanten zich vooral op level 5-voertuigen richten. Mensen zullen deze voertuigen hoogstwaar­schijnlijk gebruiken als openbaar vervoer en betalen per kilometer. Maatschappelijk heeft dit een significante impact, omdat je dan veel minder auto’s als totale vloot nodig hebt, en dus ook minder openbare ruimte aan verkeer hoeft te besteden. Alle tussenstappen in de automatisering van personenauto’s geven nu nog vooral een premium gevoel, zoals met een Tesla het geval is.

Platooning kun je zien als een opmaat of tussenvorm van volledig geautomatiseerd vervoer, waarbij er ondanks de lagere SAE-levels (platooning is met name SAE-level 1-2) toch een business case voor fleet-operators bestaat. In Nederland wordt nu bekeken of we SAE-level 1-2-trucks grootschalig kunnen testen en uiteindelijk uitrollen.

Figuur 2. SAE-levels van automatisering, zoals gedefinieerd door SAE International.

Zijn er andere versterkende factoren voor de ontwikkeling van autonome voertuigen?

RJ: In verbeterde verkeersveiligheid, doorstroming en vermindering van emissies zit wat mij betreft de meeste potentie. Misschien dat je hierdoor ook de uitrol kunt versnellen met overheidsincentives. Platooning is de opmars naar verdere automatisering in transport en logistiek. Juist door nu in platooning te investeren, ontstaat er beter inzicht in het effect van voertuigautomatisering op de logistieke keten, hoe we als maatschappij moeten inspelen op zelfrijdende trucks/voertuigen, wat dit betekent voor de planning en aansturing van logistieke processen, et cetera. Vooral het grootschalig delen van gegevens tussen transporteurs, logistieke dienstverleners, verladers, wegbeheerders en verkeersmanagement zal hieraan een flinke impuls kunnen geven.

Bij welke tests is TNO momenteel betrokken of betrokken geweest?

RJ: In principe zijn wij betrokken bij alle tests rondom geautomatiseerde trucks in Nederland, evenals initiatieven in Europa, Singapore, Japan en Amerika. Wij zijn er voor het Nederlandse bedrijfsleven, maar aan de andere kant moet je dit soort dingen internationaal doen.

Zelf ben ik onderzoekcoördinator van truck platooning in Nederland, en door Rijkswaterstaat aangesteld om de vragen die tests met platooning oproepen bij elkaar te brengen, en deze toe te wijzen aan onze partners. Het is belangrijk dat je binnen de community over alle onderwerpen heen vragen formuleert. Zo ontdek je zaken die niet zomaar bij voorbaat op te lossen zijn. Een treffend voorbeeld is het idee van hoe de RDW een voertuig test. Zij keurt individuele voertuigen, maar voor de maximale baten zou het beter zijn als alle merken trucks met elkaar treintjes kunnen vormen. Dan krijg je echter een onbeperkt aantal combinaties, en dit kan de RDW weer niet op een doelmatige wijze testen; dus daar zal wat op gevonden moeten worden.

Wat zijn de belangrijkste ‘lessons learned‘ die zijn opgedaan in verschillende pilots?

• RJ: Mijn belangrijkste les is dat je vanaf het begin moet nadenken over grootschalige uitrol en welke voordelen er zijn voor het bedrijfsleven en de maatschappij, met andere woorden de combinatie van de maatschappelijke en financiële business case. Je moet de schaal van een land doorrekenen, in termen van bijvoorbeeld een verbeterde verkeersveiligheid en doorstroming. Een pilot met twee of tien vrachtauto’s vindt niemand spannend; pilots zijn derhalve ook geen succesfactor voor autonoom rijden. Een grootschalige uitrol, waarmee je daadwerkelijk de impact kunt ervaren en meten, is veel waardevoller.
• Het samenwerkingsvraagstuk is even belangrijk als de technologie, terwijl de nadruk doorgaans op dat laatste ligt. Innovaties zijn tegenwoordig technisch complex, er zijn veel stakeholders nodig, met hun eigen doelen en belangen. Vorig jaar was er de ‘truck platooning challenge’; opgezet in het kader van het Nederlandse EU-voorzitterschap. Het is – ondanks de stevige onderlinge concurrentie – toen gelukt alle truckfabrikanten bij elkaar te brengen, om hun versies van platooning-technologie te demonstreren. De wegbeheerders waren er ook bij betrokken. Of je alle partijen kunt samenbrengen om een echt concreet doel te realiseren, vind ik het spannendst aan de ontwikkeling van autonoom rijden.

  Als we in Europa het samenwerkingsvraagstuk niet met elkaar kunnen oplossen, voorzie ik dat we een Amerikaanse (venture-capital gedreven) oplossing opgedrongen krijgen, zoals een Google-, Tesla- of Uber-oplossing.

• Alle betrokkenen hebben een lange adem nodig. In 1997 was er al een vorm van platooning-technologie: destijds was de maatschappij er nog niet klaar voor, bovendien was de connectiviteit nog niet goed genoeg, maar ze konden al met twee voertuigen dicht bij elkaar rijden. Nu zie je dat het maatschappelijke en commerciële momentum wel aanwezig is, terwijl ook de rekenplatforms in de auto’s steeds krachtiger worden.

Er zijn in het verleden ook projecten geweest die te complex waren, waardoor ze niet van de grond kwamen…

RJ: Veel ontwikkelingen die ik heb gezien zijn qua innovatie minder complex dan autonoom rijden. Je hebt te maken met grote fabrikanten van vrachtwagens of personenauto’s, enorme belangen en lobbykracht, telecomproviders en overheden op hoog niveau. Platooning kan uiteindelijk wellicht meer ten bate zijn van een innovatie die we nu nog niet in het vizier hebben, dus met een soort collaterale voordelen. Misschien dat we daar een andere innovatie uiteindelijk heel groot mee maken, en zo een impuls weten te geven aan de digitalisering binnen de gehele logistieke en transportsector.

Hoe gaat men met zachtere factoren om, zoals het vertrouwen van de beroepschauffeurs om het stuur los te laten?

RJ: In Soesterberg heeft TNO een team dat gespecialiseerd is in het meten van gebruik van autonome systemen, en de bereidheid om op dergelijke systemen te vertrouwen. We testen bijvoorbeeld de impact op de chauffeur: gaat zijn hartslag omhoog bij een hogere mate van automatisering? Vertrouwen is vaak een afgeleide van of men het systeem snapt, of men de staat van het systeem kent, of het systeem aan of uit staat. Je ziet in een Tesla op de display hoeveel afstand er is tot een auto die voor je rijdt; dergelijke transparantie verhoogt het vertrouwen in het functioneren ervan.

Automatiseringssystemen hebben bovendien vaak een ‘graceful degradation’-functie, waarbij het systeem een stap terug kan doen in functionaliteit. Zo zou een chauffeur de volgafstand groter kunnen maken bij een gebrek aan vertrouwen, of hij schakelt het systeem één of meerdere SAE-niveaus terug bij het inrijden van een tunnel. Het gevaar is dat men te veel vertrouwt op de systemen, terwijl de capaciteiten van het systeem in sommige gevallen nog niet goed genoeg zijn.

Wat we eveneens gaan zien, is het al dan niet verplicht plaatsten van event data recorders (EDR) door verzekeraars, vergelijkbaar met de ‘zwarte doos’ in vliegtuigen. Deze houdt de snelheid, volgafstand, het SAE-niveau en de radardata bij, en mogelijk zelfs de beelden van het gezicht van de chauffeur, om zo de concentratie te meten. Dit wordt gebruikt om aan te geven wie er in control is: de chauffeur of het systeem.

Voertuigautomatisering vereist gegevensdeling. Door deze ontwikkeling veranderen voertuigen in gegevens­kanonnen. Van wie zijn die gegevens, en hoe kom je tot een standaard om gegevens uit te wisselen?

Wout Hofman (WH): Het langeretermijnperspectief waar autonoom rijden en platooning inpassen, is het ‘fysieke internet’: een volledig geautomatiseerde logistiek. Daarbij zijn verschillende elementen van belang. We hebben in de haven al volledig geautomatiseerde terminals en warehouses. Tussen hubs komen er ook steeds meer autonoom bewegende voertuigen. Om deze allemaal goed te laten samenwerken, moet ieder voertuig een ‘real-time situational awareness’ creëren. Voor truck platooning zijn dus ook de gegevens van vrachtwagens van concurrenten nodig. Daarvoor is toegang tot die gegevens vereist, alsmede diensten om die toegang – via een permissiestructuur en autorisaties – op te vragen en beheren.

RJ: Platooning wordt de eerste case waarbij voertuig-specifieke informatie in aanraking komt met de logistieke partijen. Er worden al wel ladinggegevens gedeeld voor de groepage (herkomst, tijdstip, bestemming, kilo’s, pallets), maar voor platooning is ook informatie over het voertuig nodig, zoals het rem- en acceleratievermogen. Logistieke partijen zijn niet gewend om deze informatie te gebruiken.

Het heikele punt is hier ook: van wie zijn de gegevens die gegenereerd worden? Deze vraag kwam ook prominent naar voren in de platooning-pilot. Nu wordt vaak nog teruggevallen op ‘ouderwetse’ non-disclosure-agreements. Die gegevens hebben als nieuwe asset ook een commerciële waarde; bij het bundelen van gegevens ontstaat bijvoorbeeld een goed beeld van de vervoerspatronen, marktverhoudingen, en dergelijke. Naast de bedrijfsgevoeligheid speelt ook de privacy van de chauffeur een rol, aangezien iedere beweging te volgen is. Dus naast het beveiligen van de online toegang tot voertuigen, in verband met het gevaar van hacken, is ook de bescherming en snelle verwerking van de gegevens uit voertuigen een kritieke succesfactor. Hiervoor worden dan ook oplossingen voorzien, variërend van een zelfstandige rekenunit in het voertuig of gegevensverwerking op lokale servers in het mobiele netwerk (‘mobile edge computing’ in 5G-netwerken), tot aan de centrale verwerking en matching met geanonimiseerde gegevens.

Wat zou een oplossing kunnen zijn voor standaard gegevensuitwisseling?

WH: Een oplossing is dat gegevensstandaardisatie tot een ‘commodity’ verheven wordt: een commodity à la het internet, voor het delen van gegevens. Dit is een dienstverlening op infrastructureel niveau, waar partijen zich bij kunnen aansluiten en zo gestandaardiseerd kunnen samenwerken. Er ontstaat dan interoperabiliteit door de standaard koppelvlakken, net zoals bij de API’s voor het aanroepen van functionaliteiten en gegevens in de financiële sector. Er zijn dan allerlei toepassingen om in te bouwen, en net als met internet kan de innovatie worden versneld. Blockchain is een voorbeeld van een technologie om een dergelijke commodity-dienst invulling te geven. IBM is bijvoorbeeld bezig met Maersk om een blockchain in te richten voor transparantie en logistieke optimalisatie, door gegevensuitwisseling over zeecontainervervoer. Er lopen ook diverse andere initiatieven in de verschillende logistieke ketens. De een zegt: ‘ik doe het met een blockchain’, de ander zegt: ‘ik doe het met traditionele technologie’, en de derde zegt: ‘ik doe het als een microservice’.

In opdracht van de Europese Commissie (EC) zijn we op zoek naar instrumenten waardoor de overheid kan stimuleren dat het gegevens delen in de logistiek van de grond komt, en zo tot een commodity gemaakt kan worden. Uiteindelijk moet het een wereldwijd bruikbare systematiek worden.

Is dit een vergevorderd project?

WH: De EC heeft een forum opgericht waarin alle lidstaten, de eigen Directoraat-Generaals, de (infrastructuur)ministeries, logistieke associaties, een aantal IT-partijen en standaardisatiepartijen vertegenwoordigd zijn. Dit forum moet vragen beantwoorden als: hoe moet het systeem zich gedragen in termen van services en gegevenssemantiek, maar ook: hoe krijgen partijen voldoende vertrouwen in het hele systeem, en hoe richten we toezicht en inspecties in? Het recente mestschandaal, of fraude met gevaarlijke stoffen en digitale tachografen, heeft uitgewezen dat handhaving en inspecties ook in een zelfrijdende wereld van belang blijven.

We onderzoeken hoe de governance-structuur van zo’n gegevensdeling-dienst eruit zou moeten zien. Het is tenslotte een complexe publiek-private samenwerking met fabrikanten, vervoerders, overheden/douanes, telecomoperators, en dergelijke; ieder met zijn eigen belangen, strategische roadmaps en budgetten. Er is bijvoorbeeld een financieringsconstructie nodig om dergelijke infrastructurele commodity-diensten te ontwikkelen. Tevens moet er op termijn een financieel mechanisme komen om de voordelen van achterin rijden, ten opzichte van voorop rijden in het platoon, tussen de partijen te verrekenen; dit kan bijvoorbeeld met blockchain, via ‘smart contracts’.

Een deel van de specificaties kan mogelijk belegd worden bij een standaardisatie-instituut. De standaarden waarnaar gezocht wordt, moeten echter dynamisch genoeg zijn om praktijkervaringen, technische en marktontwikkelingen te kunnen absorberen.

Is er geen dominante marktpartij die een oplossing kan voorleggen aan de markt?

WH: Het zeetransport reikt niet verder dan de haven. In de luchtvracht is het ook geprobeerd, maar men komt daar eveneens niet verder dan afspraken op en rond de luchthaven. Verladers proberen het ook. Je ziet dat er allerlei innovatieve ontwikkelingen plaatsvinden, zowel met blockchain als traditionele technologie. Men probeert dan de ‘proprietary’-oplossing tot een de-facto standaard te verheffen, opdat men concurrentievoordeel heeft en behoudt.

Het is bovendien een heel versnipperde markt. In de logistiek heb je een paar multinationale vervoerders en logistieke serviceproviders, maar het merendeel in Europa is MKB, tot aan zzp-vervoerders. De grote spelers hebben steeds het idee gehad ‘vendor lock-in’ te creëren, door afspraken te maken in de vorm van raamcontracten. Als we innovaties zoals truck platooning breed willen invoeren, vereist dat samenwerken op een heel andere manier.

Wat zouden we de lezer kunnen meegeven op het gebied van autonome systemen, op basis van jullie ervaringen op het gebied van autonoom vervoer?

RJ: Bedenk of je interne organisatie klaar is voor het grote samenwerkingsvraagstuk. Is er bereidheid van partijen en mensen om samen te werken, en zijn de uitgewisselde gegevens uiteindelijk ook in (interne legacy)systemen te verwerken? Is iedere partij in staat om gegevens in een redelijk standaardformaat beschikbaar te stellen, en die van derde partijen te verwerken? Zijn de contracten daar flexibel in? Dit zijn allemaal samenwerkingsvraagstukken die belangrijk worden.

WH: Bedrijven zullen na moeten denken wat de kern is van hun businessmodel. Als je gegevensdeling via een commodity-dienst toepast, zullen de processen sterk vereenvoudigd kunnen worden. Veel huidige bedrijfsprocessen zijn erop gericht vast te leggen wat voor gegevens men eigenlijk bezit; dit is erg tijdrovend. De foutafhandelingen en gegevensmanagementprocessen kunnen veel simpeler (verpakt) worden, bijvoorbeeld met behulp van blockchain. Veel partijen zien deze mogelijke wijzigingen als een bedreiging, want de meeste mensen zijn het liefst lekker bezig met dagelijkse dingen.

Verder moeten de deelnemende partijen bereid zijn om uiteindelijk operationeel met andere technologie te werken dan waarmee het project en/of de pilot is gestart. Enerzijds zorgt innovatie voor nieuwe mogelijkheden, anderzijds kunnen opgedane ervaringen of nieuwe standaarden noodzaak zijn voor een andere technische oplossing. Het samenwerkingsmodel, de wet-/regelgeving, Code of Conduct, gestandaardiseerde commodity-diensten en gegevensuitwisseling vormen dan het fundament, waarop andere diensten en partijen met verschillende technologieën kunnen aansluiten.