معرفی سیستم های حمل و نقل هوشمند و مزایای آن ها

در این نوشتار تصمیم داریم به معرفی سیستم های حمل و نقل هوشمند بپردازیم. سپس به مزایای این سیستم ها در کشورهای توسعه یافته خواهیم پرداخت. با ما همراه باشید.

پیشنهاد مطالعه: آشنایی با انواع مطالعات ترافیکی و پارامتر های ترافیک

پیشنهاد مطالعه: آشنایی با قطار هایپرلوپ و بررسی مشخصات و مزایا آن

با توجه به رشد سریع جمعیت و افزایش شهر نشینی در سال های اخیر و از طرف دیگر رشد سریع و انفجاری تکنولوژی و مسائل و مشکلات حمل و نقل از قبیل آلودگی های زیست محیطی، کاهش منابع انرژی، افزایش خسارت های مادی و معنوی ناشی از تصادفات، مشکلات نظارت و مدیریت حمل و نقل برون شهری، افزایش زمان های تلف شده و روند رشد سریع تقاضای حمل و نقل به ویژه در ساعات اوج به یک مشکل جدی تبدیل شده است. افزایش تسهیلات حمل و نقل به دلیل نیاز به سرمایه گذاری کلان و زمان زیاد جهت اجرا همواره با محدودیت های گسترده روبرو بوده است. بنابراین به منظور غلبه بر مشکلات فوق و با توجه به اینکه حل محدودیت های مذکور با روش های سنتی غیر ممکن می باشد، با نیم نگاهی به پیشرفت های حاصله در تکنولوژی ارتباطات و الکترونیک، از دهه 1980 سیستم های حمل و نقل هوشمند (Intelligent Transportation Systems) یا به اختصار ITS مورد توجه قرار گرفت. ITS به معنی بکارگیری تکنولوژی های نوین ( از قبیل: الکترونیک، ارتباطات و سیستم های کنترل) به منظور ارتقاء سطح ایمنی، کارایی و ارزانی در حمل و نقل است که برای شیوه های مختلف حمل و نقل از قبیل: جاده، راه آهن، راه های هوایی و دریایی قابل تعمیم است.

شکل 1 – نمونه ای از یک منطقه با سیستم های حمل و نقل هوشمند

مزایای حاصل از سیستم های حمل و نقل هوشمند هم از لحاظ نسبت منفعت به هزینه و هم از لحاظ ماهیت فواید حاصل از آن، بی نظیر و قابل توجه است. به طور مثال مطالعات انجام شده در خصوص پروژه های انجام شده در آمریکا نشان می دهد که نسبت منفعت به هزینه به ظور میانگین در نواحی شهری آمریکا برابر 5.2 می باشد و در شهر های بزرگ این میزان به حدود 8.2 می رسد. ضمن آنکه بر اساس پیش بینی انجام شده، بازار سیستم های حمل و نقل هوشمند در سال های آینده رشد قابل توجهی کرده و براساس تخمین ها این بازار در دنیا تا پایان سال 2015 به حدود 420 میلیارد دلار رسیده است.

اولین چراغ راهنمایی به شکل امروزی در سال 1920 در دیترویت و میشیگان مورد استفاده قرار گرفت. از این شروع ساده، سیستم های کنترل آمد و شد که در برگیرنده ی گستره وسیعی از تجهیزات از قبیل: چراغ های هوشمند کنترل تقاطع ها، تابلو های متغیر، سیستم های کنترل سرعت و… است، به وجود آمد. به مرور زمان چراغ های کنترل ترافیک از شکل ابتدایی با زمان بندی ثابت به شکل امروزی خود یعنی کنترل تقاطع بر اساس شمارش ترافیک موجود ارتقاء یافت و در سال 1920 در 5 منطقه ایالات متحده سیستم های نصب شد که با استفاده از رایانه های آن زمان (IBM1800) برنامه ریزی شده بود. انجام کارهای فوق در آن زمان در واقع آغازی برای استفاده از سیستم های حمل و نقل هوشمند در کنترل ترافیک بود، زیرا این روش ها، نحوه پیشرفت و سیستماتیک شدن را برای کنترل ترافیک دنبال می کردند.

برنامه سیستم های حمل و نقل هوشمند که در دهه 90 میلادی بسیار مورد توجه قرار گرفت، ریشه های مشخصی دارد که به فعالیت های تحقیقاتی و توسعه ای که در دهه 60 میلادی توسط دولت فدرال آمریکا و همکاری صنعت و دانشگاه آغاز شد، باز می گردد. در آن زمان پروژه ای توسط دفتر راه های عمومی (BPR) که در حال حاضر اداره بزرگ راه های دولت فدرال (FHWA) نامیده می شود، برای بهبود ایمنی و افزایش کارایی سفرهای بین شهری تعریف شد. این برنامه از نظر حجم، دیدگاه و مفاهیم با فعالیت های تحقیقاتی گذشته تفاوت برجسته ای داشت. در بطن این برنامه ایجاد و بکارگیری ارتباطات الکترونیکی و سیستم های پیشرفته کنترل، جهت استفاده در وسایل نقلیه و راه به منظور بهره گیری جامعه و کاربران مد نظر قرار گرفته بود.

شکل 2 – چراغ راهنمایی هوشمند

به ظور کلی در دهه 60 میلادی پیشرفت های زیادی در جهان در خصوص ساخت ترانزیستور ها، رادیو و تلویزیون بوجود امد و اولین ماهواره هواشناسی در سال 1962 به فضا پرتاب شد و در پایان دهه 60 اولین انسان قدم به ماه گذاشت. در این عصر کامپیوتر های ترانزیستوری بزرگ دیجیتالی ساخته شد و در توسعه و استفاده از این سیستم ها، جنبه کاربردی آن در حمل و نقل مد نظر قرار گرفت. از اواخر دهه 60 پروژه های گسترده ای در خصوص سیستم های حمل و نقل هوشمند در آمریکا به اجرا در آمد که از آن جمله می توان به پروژه های سیستم راهنمای الکترونیکی مسیر (Electronic Routing Guidance System) ، سیستم کنترل ترافیک شهری (Urban Traffic Control System) سیستم اعلام خطر فلش و غیره اشاره نمود. اجرای این پروژه ها در اواخر دهه 60 و اوایل دهه 70 باعث فعال شدن زمینه های کاری درخصوص تحقیقات حمل و نقل گردید و در این راستا صنعت و دانشگاه نیز در مسائل تحقیقاتی با هدف بکارگیری تکنولوژی های الکترونیکی در راه ها فعال شدند.

در سال 1971 یکی دیگر از برنامه های دپارتمان حمل و نقل ایالات متحده آمریکا با استفاده از سیستم های حمل و نقل هوشمند ارائه گردید. در این برنامه رانندگان بین شهری بر اساس مسیر های موجود و زمان واقعی سفر در هر مسیر، در انتخاب مسیر راهنمایی می شدند.

دو هدف بلند مدت در این برنامه مد نظر قرار گرفته بود:

1- گسترش برنامه های تحقیقاتی و توسعه ای در خصوص هوشمند نمودن راه ها و تعریف پروژه ها و ارزیابی آن ها

2- آماده سازی راه های در حال ساخت برای دارا بودن قابلیت هوشمند سازی در آینده

در دهه 70 علایق بین المللی به رشد سیستم های حمل و نقل هوشمند دیده شد. ژاپن از سال 1973 تا سال 1978 با استفاده از برنامه ERGS سیستم ارتباطات خودرویی CACS را راه اندازی کرد و در اروپا (آلمان و انگلستان) نیز به ترتیب مشابه سیستم راهنمای مسیر که به نام ALI معروف است، راه اندازی شد.

در اواسط دهه 80 تکنولوژی به سرعت پیشرفت کرده و تغییرات عمده ای در الکترونیک و کامپیوتر اتفاق افتاد. هم زمان تراکم ترافیک در جاده ها نیز به یک مشکل جدی برای دولت ها تبدیل شد و با توجه به هزینه بالا و زمان مورد نیاز برای ایجاد ظرفیت بیشتر در راه ها، کم‌کم تفکر افزایش ظرفیت راه‌های موجود تقویت شد.  در این راستا در طی سال‌های اخیر کشورهای زیادی از جمله آمریکا، ژاپن، اتحادیه اروپا،  کره، استرالیا، مالزی، سنگاپور و… اقدام به تشکیل ساختار سازمانی سیستم های حمل و نقل هوشمند در جهت ارتقاء سطح کیفی خدمات حمل و نقل و افزایش ایمنی نمودند. امروزه در بسیاری از شهرهای بزرگ دنیا استفاده از سیستم های حمل و نقل هوشمند رایج و مرسوم است و در کلانشهر تهران نیز شاهد بهره جویی از آن در بیش از ۱۵۰ تقاطع می باشیم.

شکل 3 – شهر هوشمند – در سیستم حمل و نقل هوشمند همه عوامل حمل و نقل به هم مرتبط اند

از محاسن سیستم های حمل و نقل هوشمند می توان به کاستن از تاخیر های بی مورد، کاهش زمان سفر، جلب آرامش و رضایت مسافر، کاهش تصادفات و ایجاد موج سبز در شبکه چراغ های راهنمایی را نام برد. ایجاد چنین سیستمی همراه با اتصال آن به یک شبکه اطلاعاتی یا سایت اطلاع‌رسانی، به سادگی می تواند قبل از شروع سفر، مسافر را در انتخاب مسیر مطلوب یاری رسانده و در کاهش حجم ترافیک تاثیر بسزایی داشته باشد.

بدیهی است در صورت ایجاد چنین سیستمی حتی گوشی های تلفن همراه نیز که امروزه توانایی برقراری اتصال با شبکه‌های اطلاع‌رسانی را دارا هستند قابلیت دریافت اطلاعات و اخبار مربوط به ترافیک را خواهند داشت؛ روشن است بدین ترتیب پیشنهاد یک مسیر مطمئن و به دور از تراکم های ناخواسته خودروها،  توسط سیستم های اطلاعاتی و هوشمند و انتخاب آن توسط مسافر در روان سازی جریان ترافیک تأثیر مطلوب و شایانی خواهد داشت.

در انتها برخی از مزایای استفاده از سیستم های حمل و نقل هوشمند در شهرهای مختلف را مشاهده می‌کنیم:

جدول 1 – مزایای استفاده از سیسنم های هوشمند حمل و نقل

منبع: بررسی سامانه های هوشمند حمل و نقل با رویکرد حمل و نقل جاده ای – سید حامد عبادی مهر