معجزات حمل و نقل هوشمند

حمل و نقل هوشمند یا ITS (Intellegint transportation system) به معنی استفاده و به‌کارگیری فناوری‌‌های نوین (ازقبیل رایانه ارتباطات، سیستم‌های کنترل و ...) به منظور ارتقای سطح ایمنی، کارآیی و ارزانی در حمل‌ و نقل است که برای شیوه‌های مختلف حمل و نقل از قبیل جاده‌ای، ریلی، هوایی و دریایی قابل تعمیم است. افزایش تسهیلات حمل و نقل به دلیل نیاز به سرمایه‌گذاری کلان و زمان زیاد اجرا و پیاده‌سازی همواره با محدودیت‌های گسترده‌ای روبرو بوده است. بنابراین، به منظور غلبه بر این مشکلات و با توجه به این که حل محدودیت‌های مذکور با روش‌های سنتی غیرممکن است، از دهه ۱۹۸۰ میلادی، سیستم‌های حمل و نقل هوشمند درتمامی کشورها مورد توجه قرار گرفت.
ساختار سازمانی ITS به دو بخش ایجاد زیر ساخت و اجرا تقسیم بندی می‌شود ولی در برخی از کشورها مانند کانادا دولت مرکزی فقط امور مربوط به حمل و نقل،تحقیق، هدایت و نظارت را انجام می دهد و وظایف اجرا به موسسات وابسته به دولت و یا خصوص واگذار می‌شود.
سیستم‌های هوشمند با استفاده از سیستم‌های الکترونیکی، سیستم سنتی و ناکارآمد فعلی اطلاعات جاده‌ای را تغییر می‌دهند؛ این سیستم‌ها با استفاده از فناوری مخابرات، الکترونیک، سخت افزار و نرم افزار کامپیوتر و با بهره‌گیری از شیوهای نوین علم مدیریت و برنامه‌ریزی سیستم‌ها باعث افزایش ضریب ایمنی در سفر، اطلاع رسانی جامع به مسافران، اطلاع‌رسانی به رانندگان، کنترل تردد، کاهش تصادفات، کاهش مصرف انرژی، افزایش کیفیت ها و . . . می شود. مهمترین دستاورد این سیستم‌ها بهبود برنامه‌ریزی و زمان‌بندی حمل و نقل بهبود و ارتقای مدیریت حمل و نقل افزایش رضایت مشتریان و ذینفعان از بخش، ارتقای ظرفیت جاده‌ها و بزرگراه‌ها و کاهش ترافیک و تصادفات است.
در کشورهای جهان سومی و غیر صنعتی منجمله ایران، ساماندهی به ترافیک با استفاده از روش‌های سنتی انجام می‌گیرد. محورهای اصلی ساماندهی‌های سنتی در سالهای اخیر عبارت بوده اند از:
۱) ساخت آزادراه‌ها و بزرگراه‌ها
۲) تعریض راه‌های موجود
۳) محدود نمودن ترافیک
۴) افزایش ناوگان حمل و نقل عمومی
هریک از روش‌های فوق محدودیت‌هایی دارند که در نتیجه توانایی خود را درجهت حل مشکلات ترافیک از دست داده‌اند و نیاز به سیستم‌های هوشمند احساسی می‌گردد.
● مزایای استفاده از ITS
▪ کاهش ترافیک و بهبود حرکت
▪ افزایش امنیت
▪ افزایش راندمان
▪ کاهش مصرف انرژی و آلودگی محیط زیست
▪ برطرف نمودن محدودیت منابع مالی و محیط
▪ قابل رقابت شدن تولید
▪ تولید آمارهای بد روز ترافیکی
▪ کارآفرینی در جهت تکنولوژیهای پیشرفته
● خدمات ITS
یکی از مهمترین خدمات ITS اطلاع‌رسانی به مسافر با سیستم‌های پیشرفته اطلاع‌رسانی (ATIS) برای انجام سفرهای مختلف هستند. این سیستم‌ها اطلاعات مورد نیاز را در اختیار مسافران قرار می‌دهند تا سفر در حد ممکن ایمن کارا راحت و خوشایند باشد. اطلاعات مزبور که هم می‌تواند قبل از سفر و هم در طول سفر به مسافر منتقل گردد.
سبب می‌گردد قابلیت پیش‌بینی و انتخاب مسیر توسط مسافر افزایش یابد و تصمیم‌گیری درباره نحوه انتخاب نوع وسیله نقلیه با سهولت بیشتر میسر گردد. همچنین در اختیار نهادن اطلاعات متنوع به رانندگان در داخل وسیله آنها باعث می‌شود شبکه راهها را با کارآیی بیشتری مورد استفاده قرار دهند.
از دیگر خدمات ITS عبارتند از:
▪ پرداخت الکترونیکی
▪ بایگانی اطلاعات
▪ کنترل و ایمنی خودروها
▪ بهینه سازی جریان ترافیک و روانسازی حرکت
▪ مدیریت و کنترل حوادث
▪ پشتیبانی و مدیریت وسائل نقلیه امدادی
▪ مدیریت اخذ الکترونیکی عوارض، هزینه پارکینگ، خرید و رزوانسیون بلیط و . . .
▪ مانتیورینگ و کنترل حمل و نقل سنگین
▪ مدیریت و پشتیبانی عابر پیاده و . . .
از اواخر دهه ۶۰ میلادی پروژه‌های گسترده‌ای در خصوص ITS در سطح جهانی به اجرا در آمده که از آن جمله می‌توان به پروژه‌های سستم راهنمای الکترونیکی مسیر (ERGS) ، سیستم کنترل ترافیک شهری (UTCS)، سیستم راهنمای سبقت (PAS)و . . . اشاره نمود. در طی سالهای اخیر کشورهای زیادی از جمله ژاپن اتحادیه اروپا،کره،استرالیا، مالزی، سنگاپور و . . . اقدام به تشکیل ساختار سازمانی ITS در جهت ارتقای سطح کیفی خدمات حمل و نقل و افزایش ایمنی نموده اند.
▪ بلژیک:
شهرداری بروکسل برای رفاه حال استفاده کنندگان از ناوگان حمل و نقل عمومی و ترغیب شهروندان به استفاده از اتوبوس، سیستم اطلاع‌رسانی را در اتوبوس‌ها به اجرا گذاشته است.
▪ برزیل:
در کوریتیای برزیل حدود یک هزار و ۱۰۰ اتوبوس، انجام ۱۲ هزار سفر روزانه، ۳/۱ میلیون نفر را جابجا می‌کنند. به عبارت دیگر، ۵۵ درصد از کل تقاضای حمل و نقل شهری را پاسخ می‌دهند. در نتیجه امروزه پنج روش مختلف هوشمند برای بهره‌گیری از سیستم حمل و نقل عمومی طراحی شده است.
▪ اتریش:
با به‌کارگیری شاخص‌های جدید و پیشرفته در شهر گراتز اتریش، اطلاعات ترافیکی از منابع مختلف جمع‌آوری، پردازش و ترکیب می‌شود و در نهایت در اختیار شهروندان، و رانندگان حرفه‌ای قرار می‌گیرد. این اطلاعات ترافیکی را می‌توان ازطریق اینترنت در خانه، بر رویPDAها، تلفن‌های همراه‌و‌یا‌داخل‌خودروبااستفاده‌از‌سیستم‌های کامپیوتری به دست آورد.
▪ شهر الکترونیک بوستون:
شهر بوستون مرکز ایالت ماساچوست بوده و درشمال ایالات متحده واقع شده است. در این شهر یک کتابخانه تحقیقاتی حاوی ۰۰۰/۷۵۰ جلد کتاب وجود دارد موسسه تکنولوژی ماساچوست معروف به MIT که از معروفترین دانشگاه های جهان است در این شهر قرار دارد. وب سایت شهر بوستون ، مأموریت آشکار«انتقال محتوای خوب به شهروندان» را عهده‌دار است و شهروندان می‌توانند به دامنه وسیعی از اطلاعات از رویه‌های کاری و مرور گزارشات بازرسی گرفته تا اطلاعات گردشگری و وظایف شهروندان در قبال شهر دسترسی داشته باشند.
در این شهر الکترونیکی , شهروندان می‌توانند جواز توقف در جاهای ممنوعه شهر را دریافت نمایند و با واردکردن شماره گواهی نامه و همینطور شیوه پرداخت تکمیل فرم ثبت نام جوازی را بر اساس مقررات شهر مزبور برای یک توقف سه روزه گرفته و فرم ثبت نام کسب کنند.
ایران: در کشور ایران، از مهم‌ترین مزایای به‌کارگیری ITS از سوی مدیریت شهری، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
▪ ایجاد روانی و یکنواختی در حرکت وسایل نقلیه
▪ کاهش فاصله زمانی بین دو وسیله نقلیه متوالی
▪ اطلاع رسانی به موقع به راننده در زمان انتخاب مسیر
▪ هماهنگی بین ارگان‌های مختلف در زمان انتخاب مسیر
▪ هماهنگی بین زیرسیستم‌های مرتبط با کنترل ترافیک
▪ ساماندهی حمل و نقل مسافر و بار
▪ جمع‌آوری خودکار عوارض
▪ مدیریت تقاضای حمل و نقل
▪ افزایش کنترل و نظارت بر شرایط ترافیک و جاده
▪ ارائه خدمات در موارد اضطراری
▪ اطلاع‌رسانی به مسافران
▪ کاهش توقف وسایل نقلیه در پارکینگ و پایانه‌ها
مهم‌ترین ضرورت‌های استفاده از ITS در کشور ایران عبارتنداز:
▪ تراکم (افزایش تراکم حمل و نقل برون شهری کشور، یکی از مشکلات جدی در راه‌ها و بزرگراه‌های کشور است)
▪ ایمنی (متأسفانه آمارتصادفات در ایران بسیار بالاست)
▪ انرژی (حمل و نقل بیش از یک سوم کل انرژی جهان را به مصرف می‌رساند. درایران نیز بیشترین تقاضای انرژی متعلق به بخش حمل و نقل می‌باشد)
▪ محیط زیست و آلودگی (ترافیک به عنوان یکی از آلاینده‌ها سهم بزرگی در آلودگی محیط زیست دارد)
▪ بازار (بازارمحصولات‌و‌خدمات ITS طی سال‌های گذشته به سرعت رشد کرده است)
▪ مقتضیات فراملی بودن حمل و نقل (لازم است هر کشور نظام حمل و نقل خود را با دیگر کشورها سازگار و هماهنگ سازد)
در شبکه هوشمند ترابری ایران، سیستم‌های خدمات مکانی با استفاده ازدستگاه‌های GPS و شبکه‌های مخابراتی مختلف، قادر به سرویس خدماتی همچون موقعیت، هدایت، کنترل و انتقال صدا، تصویر و خدمات دیگر ازطریق ارتباط بی‌سیم می‌باشد.
همچنین استفاده از نقشه‌های دقیق GIS نیز که توسط سازمان‌های مختلف برای کاربری‌های گوناگون تولید می‌شوند، نیز جزو اجزای اصلی این‌گونه سیستم‌ها هستند. این‌گونه نقشه‌ها (نقشه‌های شهری با مقیاس بزرگ، نقشه‌های کاربری با مقیاس‌های کوچک) با ایجاد یک بستر GIS، یک محیط مجازی را از دنیای واقعیت برای ایستگاه‌های کنترل و دیگر مصرف کنندگان این سیستم‌ها ایجاد می‌کند. از جمله کاربران و متقاضیان خدمات شبکه هوشمند ترابری ایران، می‌توان به مدیریت‌های شهری ذیل اشاره نمود:
- مدیریت سازمان ترافیک، برای مدیریت میزان بار ترافیک در خیابان‌های مختلف شهر در ساعات مختلف شبانه‌روز.
- مدیریت شرکت‌های بیمه، جهت مدیریت و نمایش تمامی وسایل نقلیه بیمه شده در سطح شهر ویا کشور.
- مدیریت سازمان‌های خدمات اداری، جهت مکان‌یابی و مدیریت خودروهای آتش‌نشانی، آمبولانس و خودروهای امنیتی.
- بررسی و امکان سنجی نیاز سازمان‌های انتظامی و نظامی، جهت مکان‌یابی، نمایش خودروهای پلیس و نظامی در سطح شهر و مدیریت آنهادر مواقع اضطراری
ناوگان‌های حمل مسافر شهری و بین شهری. یکی از بزرگ‌ترین مشکلات شهرهای بزرگی همچون تهران در جابجایی مسافرین شهری در ساعات مختلف شبانه‌روز بودکه معمولاً عاری از مشکل نمی‌باشد.
● تجهیزات ITS
▪ شناساگرهای جریان ترافیک (Dectectors, SENSORS)
▪ تابلوهای خبری متغیر (VMS).
▪ تلویزیون مدار بسته و نظارت تصویری (CCTV ).
▪ موقعیت یاب خودکار و سیله نقلیه (AVL).
▪ سیستم کنترل رمپ (Ramp metering).
▪ توزین در حرکت (WIM).
▪ سیستم ثبت و تشخیص پلاک خودرو (LPR).
▪ سیستم های پیشرفته اطلاع‌رسانی به مسافرین (ATIS).
▪ رادیو مشاور مسافر (TAR).
▪ دوربین های سرعت سنج.
● سیستم های حمل و نقل هوشمند
الف) سیستم تعویض خودروی اشتراکی
یکی از سیستم های حمل و نقل ترکیبی (حمل و نقل ترکیبی استفاده از چند سیستم حمل و نقل مختلف در طی سفر را ممکن می‌سازد) که با کاربرد وسیع در حال حاضر استفاده می‌شود، سیستم تعویض خودرو است. افرادی که قصد سفر از مراکز شهری به محلی در اطراف را دارند که در آنجا سیستمهای حمل و نقل عمومی به آسانی قابل دسترسی نیست، با مراجعه به نزدیکترین ایستگاه راه آهن که سازگارترین مد حمل و نقل با محیط زیست است می‌توانند به آسانی به محلی که خودرو تعویض رزرو نموده‌اند انتقال یابند که در این محلها خودرو با هزینه بسیار کمی قابل اجاره می‌باشد.
دسترسی این سیستم به طور گسترده در بعضی از کشورهای اروپایی و در مکانهایی از قبیل ایستگاه قطار و اتوبوس، مراکز خرید و غیره وجود دارد و زمانیکه شخص دیگر نیازی به استفاده از اتومبیل ندارد می تواند آن را به نزدیکترین پارکینگ تعویض اتومبیل تحویل دهد. نمونه ای از این سیستم پروژه TRANS-۳ است که یک سرویس اطلاعاتی پیش از سفر برای حمل و نقل ترکیبی کالا و مسافر است که در منطقه با تراکم جمعیتی زیاد باسل که بخشی از کشورهای فرانسه، آلمان و سوییس را در بر می‌گیرد.
ب) نقشه برداری لیزری صحنه تصادفات
جمع‌آوری اطلاعات از صحنه تصادفات ممکن است بسیار وقت گیر و در برخی موارد خطرناک باشد و زمانیکه مأمور تحقیق در حال جمع‌آوری مدارک لازم از صحنه تصادف است، ترافیک ناشی از آن ممکن است مخاطره آمیز باشد. شرکت فن‌‌آوری لیزر (LTI) طرح جدیدی را در روش نقشه‌برداری لیزری بوجود آورده است این روش جدید نقشه‌برداری که به نام «پرتوی با زاویه سمتی» نامیده می شود، با جمع آوری اطلاعات توسط نقشه‌های کد گذاری شده‌ای تحت نام MAP STAR که از قبل در گوشه‌ای کار گذاشته شده انجام می‌شود و به مأمور تحقیق اجازه می‌دهد که در محلی کاملاً دور از صحنه تصادف، تحقیقاتش را انجام دهد. با استفاده از این فناوری صحنه و صورت حوادث ۶۶% سریعتر از روشهای کنونی برداشت می‌گردد.
ج) سیستم های کنترل ترافیک
در شبکه راههای شهری در نقاط متعددی بین حرکتهای مختلف وسایل نقلیه و یا حرکت وسایل نقلیه و عابرین پیاده تداخلهایی وجود دارد که بی شک مهمترین این نقاط تداخل تقاطعهای شهری (چند راهه های شهری) می‌باشند. برای اعمال حق عبور به محورهای مختلف از چراغهای راهنمایی و رانندگی کمک گرفته می‌شود که بوسیله آن به طور متناوب حق عبور و یازمان سبز به محورهای مختلف داده می‌شود.
د) سیستم کنترل هوشمند ترافیک SCATS
سیستم SCATS یکی از سیستمهای کنترل ترافیک است که توسط کامپیوتر مرکزی و با دریافت اطلاعات از شناسگرها (detector) فرمان زمان بندی چراغ تقاطع های یک شبکه را صادر می‌کند این سیستم در بسیاری از شهرهای بزرگ و پر تردد کشورمان ایران از جمله تهران به کار رفته است.
اهداف اصلی این سیستم کاهش سه مقدار زیر است:
۱) فرمان توقف (ترافیک سبز)
۲) تأخیر در تردد(ترافیک سنگین)
۳) زمان سفر
ه) سیستم کنترل هوشمند ترافیک RONDO
یکی دیگر از سیستم های کنترل هوشمند ترافیک RONDO یا کنترل چراغهای راهنمایی براساس بهینه سازی دینامیکی افق چرخش زمان‌بندی چراغ راهنمایی است که اهدافی شامل موارد ذیل را دنبال می‌کند:
▪ ایجاد تابع پیش بینی تقاضای ترافیک
▪ ایجاد تابع پراکنده‌کننده صف‌های موجود به چندین تقاطع
▪ ایجاد تابع تعیین مستقیم طول خطها و انعکاس آن برای تعیین گردش مناسب.
▪ کنترل کلی برای حالت اشباع تا حالت جریان بالاتر از اشباع
▪ این سیستم کنترل هوشمند ترافیک در مناطق محدودی از کشور ژاپن مورد استفاده قرار گرفته است و متخصصین کشور ما نیز در حال بررسی و تحلیل نتایج استفاده از این سیستم برای بهینه نمودن آن هستند.

شهرام جنگجو

منبع : مجله صنعت حمل و نقل