حمل‌ونقل هوشمند به زبان ساده - این قسمت: نمونه‌ها و موارد

از شما خواهش می‌کنم که در نظرسنجی انتهای یادداشت شرکت کنید.

در این یادداشت چند نمونه واقعی از سیستم‌های حمل‌ونقل هوشمند که امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرد، معرفی شده‌اند. همچنین انواع مختلف سیستم‌های حمل‌ونقل هوشمندی که امروزه به کار گرفته می شوند، برشمرده شده و شیوه عملکرد این سیستم‌ها مورد بررسی قرار گرفته‌اند.

پیشنهاد می‌کنم به مقاله دیگر در این زمینه که در آن ابتدا تعریفی از حمل‌ونقل هوشمند ارائه شده و مزایای آن‌ها برشمرده شده‌اند نیز توجه کنید.

https://vrgl.ir/52wqk

۱. آیا سیستم‌های حمل‌ونقل هوشمند معایبی نیز دارند؟

در یادداشت پیشین، برخی از مهم‌ترین مزایای سیستم‌های حمل‌ونقل هوشمند را برشمردیم. هرچند با وجود تمام مزایای آنها، ممکن است در پی راه‌اندازی این سیستم‌ها مجموعه ای از مشکلات و چالش‌های جدید نیز ظاهر شوند. این مشکلات عمدتاً حول محور مصرف برق و مدیریت مسئولانه داده است.

۱.۱. مصرف برق

شهرهای هوشمند به حسگرهای بسیار زیادی نیاز دارند و عملکرد این حسگرها مستلزم مصرف انرژی است. برای سنسورهای با قابلیت جابه‌جایی، باتری‌ها مهم‌ترین منبع تامین انرژی‌اند. حسگرهای ثابت ممکن است قادر به استفاده از انرژی خورشیدی باشند، اما اغلب باید به شبکه برق شهری نیز متصل باشند. تعداد بسیار زیاد حسگرهای مورد نیاز برای راه‌اندازی شهرهای هوشمند (که در حدود هزاران میلیارد تخمین زده می‌شود)، تامین انرژی بسیاری از دستگاه‌ها را به یک چالش جدی تبدیل می کند. حتی برای حسگرهایی که به شبکه برق متصل می‌شوند، مقدار مواد خام لازم (مانند مس) در مقایسه با آنچه که تا پیش از این در جهان تولید میشد، بسیار زیاد است.

۲.۱. مدیریت داده‌ها

علاوه‌بر بحث تامین انرژی، بحث‌های مهمی در جهان امروز در مورد داده‌های شخصی و حریم خصوصی کاربران وجود دارد. داده‌ها رگ‌های حیاتی شهرهای هوشمندند. هرچند که بسیاری از اطلاعات مورد نیاز به‌صورت ناشناس تولید می‌شوند، اما باز هم استفاده بهینه از داده‌ها مستلزم تغییر ذهنی و رفتاری در جامعه است. خودروها باید اطلاعات موقعیتی را جمع‌آوری کنند و حسگرهای سراسر شهر نیز باید به سیگنال‌هایی که تلفن‌های هوشمند در طول روز منتشر می‌کند، دسترسی داشته باشند. قوانین و سیاست‌های مسئولانه برای مدیریت داده‌ها، صرف نظر از اینکه اطلاعات شخصی را در خود داشته باشند یا ناشناس باشند، باید وضع شوند تا شهرهای هوشمند بتوانند در آینده پیشرفت کنند.

۲. حمل‌ونقل هوشمند چگونه کار می‌کند؟

حمل‌ونقل هوشمند به دو دسته کلی تقسیم می‌شود: زیرساخت‌های عمومی و حمل‌ونقل خودران این دو بخش زمانی «هوشمند» می‌شوند که شبکه‌ای از حسگرها در زیرساخت‌ها و وسایل نقلیه برای دستیابی به اهداف مدیریت و کنترل از راه دور، ایمنی و کارایی ادغام شوند.

۱.۲. تقاطع‌های سنتی

یک تقاطع شلوغ شهری را تصویر کنید. عابران پیاده سعی می کنند از عرض خیابان عبور کنند، چراغ‌های راهنمایی و رانندگی جریان ترافیک را تنظیم می‌کنند و رانندگان وسایل نقلیه در حال تلاش برای رسیدن به مقصد خود هستند. در سیستم‌های سنتی حمل‌ونقل، چراغ‌های خیابان از طریق تایمر، دستور پلیس یا دکمه‌های مخصوص عابر پیاده راه‌اندازی می‌شوند. در این حالت هم رانندگان و هم عابرین پیاده باید به تمام علائم و هشدارها توجه کنند. چنانچه هر کدام از آن‌ها کوچک‌ترین بی‌احتیاطی‌ایی انجام دهد، ایمنی و آسایش هر دو گروه به خطر می‌افتد.

پس از فشردن این دکمه، چراغ مخصوص عابران پیاده سبز می‌شود و آن‌ها می‌توانند از عرض خیابان عبور کنند.

۲.۲. تقاطع‌های هوشمند

اما در یک تقاطع هوشمند، شرایط به‌ کلی متفاوت است. یک وسیله نقلیه ممکن است با استفاده از بلوتوث و LIDAR (تشخیص نور و محدوده) عابران پیاده را تشخیص داده و برای جلوگیری از تصادف به طور خودکار شروع به ترمزگیری کند. چراغ‌های خیابان می‌توانند سیگنال‌های ارسال شده از وسایل نقلیه را دریافت کرده و متوجه شوند که چه تعداد خودرو و در کدام جهت در انتظار عبور از چهارراه هستند. اتومبیل‌ها و چراغ‌های خیابان حتی می‌توانند تا حدی ارتباط برقرار کنند که وقتی چراغ سبز می‌شود، ماشین به طور خودکار شروع به حرکت کرده و وقتی چراغ قرمز می‌شود خودرو بایستد. همه اینها به لطف استفاده از فناوری‌های مختلف در حمل‌ونقل مانند اینترنت اشیا و 5G امکان پذیر شده است.

۳. مثال‌هایی از فناوری‌های حمل‌ونقل هوشمند شهری

صرف نظر از مزایا و معایب شهرهای هوشمند، این فناوری‌های امروزه موجود و در حال استفاده‌اند. در سراسر جهان، حسگرها و کنترل‌کننده‌های هوشمند در شبکه‌های راه‌آهن، سیستم‌های اطلاعات مسافران و حمل‌ونقل عمومی در حال اجرا هستند. در ادامه چند نمونه از حمل‌ونقل شهری هوشمند بیان شده است:

۱.۳. مدیریت هوشمند ترافیک Miami Dade

شهر Miami Dade با جمعیتی بیش از ۲.۵ میلیون نفر پرجمعیت ترین شهر ایالت فلوریدا است. مدیریت جریان ترافیک در سراسر منطقه شهری که شهر میامی و مناطق اطراف آن را تشکیل می‌دهد، از جمله بهره‌برداری از بیش از ۲۷۰۰ تقاطع علامت گذاری شده، بر عهده Miami Dade است. در واقع، بر اساس وب سایت مدیریت ترافیک آنها، تعداد تقاطع‌ها و خطوط عابر پیاده خیابان، هر ساله ده‌ها عدد افزایش می یابد. سیستم مدیریت ترافیک پیشرفته (ATMS) در Miami Dade، به عنوان بخشی از زیرساخت‌های ارتباطی، برای کاهش ازدحام و تاخیر و بهبود جابه‌جایی طراحی شده است.

۲.۳. اداره حمل‌و‌نقل جنوب پنسیلوانیا (SEPTA) کنترل مثبت قطارها (PTC)

اداره حمل‌ونقل جنوب پنسیلوانیا (SEPTA) خدمات قطار شهری، مترو و اتوبوس را برای فیلادلفیا مدیریت می‌کند. با بیش از یک میلیون مسافر روزانه، این خدمات باید برای تمام وسایل نقلیه قابل اعتماد و ایمن باشند. به همین دلیل است که SEPTA یک سیستم کنترل مثبت قطار (PTC) برای سیگنال دادن به قطارها، جلوگیری از خروج از ریل و تصادفات، و نظارت بر سرعت و نقض سیگنال ساخته است.

سازمان SEPTA این کار را با روترها و دستگاه‌های خاصی انجام می دهد. هنگامی که این دستگاه در قطار بصورت یکپارچه اجرا می‌شود، امکان برقراری ارتباط از راه دور با حسگرهای کنار راه را از طریق یک پیوند رادیویی فراهم می‌کنند. این دستگاه سیگنال‌هایی را با داده‌های حرکت قطار ارسال می‌کند، در حالی که اطلاعات مربوط به بسته شدن و سایر عواملی را که نیاز به تغییر در برنامه دارند دریافت می‌کند. این باعث می شود در موقعیت‌های خطرناک قطارها حرکت نکنند.

۳.۳. سازمان حمل و نقل حومه برای حمل و نقل سریع (SMART) سیستم اعزام

حمل و نقل عمومی در شهرهای هوشمند یک حوزه کلیدی برای پیشرفت در فناوری‌های متصل است. در دیترویت، SMART (سازمان جابه‌جایی حومه‌ای برای اداره حمل و نقل سریع) بیش از 300 اتوبوس را در سراسر شهر مدیریت و اعزام می کند. به عنوان بخشی جدایی ناپذیر از نحوه رفت و آمد شهروندان، مهم است که این اتوبوس ها به موقع، ایمن و بدون خرابی فعالیت کنند. برای مدیریت اعزام و مکان‌یابی اتوبوس‌ها، شهر از یک شبکه رادیویی آنالوگ با سه برج رادیویی در سطح شهر استفاده کرد.

به‌منظور ارتقا سیستم‌ها، آنها از روترهای جدید تلفن همراه استفاده کردند. این تغییر از سیستم‌های آنالوگ به دیجیتال امکان مدیریت و ردیابی بسیار بهتری را فراهم کرد. فناوری جدید به SMART این امکان را می‌دهد که نه تنها مکان هر وسیله نقلیه را ببیند، بلکه سرعت آنها را نیز مشاهده کند و بر داده‌های تعمیر و نگهداری هر اتوبوس نظارت کند. این امر امکان اعزام بهتر اتوبوس‌ها را در صورت شروع به کار عقب‌تر از برنامه و همچنین تعمیر و نگهداری پیشگیرانه (Predictive Maintenance) برای کاهش خرابی‌ها و تعمیرات اساسی فراهم می‌آورد که در حدود ۷۰ هزاردلار در سال صرفه‌جویی می‌شود.