بخشی از مقاله
خلاصه
توسعه پایدار، عامل پایداری منابع تجدید ناپذیر یا به عبارت بهتر، منابع محدودی است که برای تداوم زندگی نسل آینده بر روی کرهزمین ضروری میباشد. بر این اساس، لازمست فرآیندی سازگار با نیازهای حال و آینده در زمینه: "استفاده از منابع"، "هدایت سرمایهگذاریها" ، "جهتگیری و توسعه فنآوری" و "تغییرات نهادی" به منظور توسعه پایدار شکل گیرد. از مهمترین منابع تجدید ناپذیر که به رایگان در اختیار بشر امروز قرار گرفته، محیط زیست میباشد.
راهسازی و تسهیل در حمل و نقل، علیرغم فواید متعددی که برای نسل امروز فراهم نموده، به واسطه ایجاد تغییرات زیست محیطی بویژه در نواحی غیر شهری، استفاده از منابع محدود سازه ای و سوختهای فسیلی و افزایش انتشار آلاینده های هوا، موجب بروز چالشهای جدی و تعارض با توسعه پایدار گردیده است. از این رو لازمست با بهره گیری از فنآوری های نوین در جهت بهبود پایداری این بخش مهم از توسعه جامعه بشری گام برداشت.
استفاده از سامانههای حمل و نقل هوشمند - ITS - در راهسازی، مزایای متعدد و متنوعی را بدنبال دارد که از مهمترین آنها میتوان به کاهش هزینههای نگهداری راه، بهبود وضعیت محیط زیست و ارتقاء ایمنی اشاره نمود. در این مقاله برآنیم تا به بررسی تاثیرات ناشی از بکارگیری سامانه های حمل و نقل هوشمند بویژه سامانه توزین حین حرکت - WIM - بر توسعه پایدار با رویکرد محیط زیست پرداخته و عوامل موثر بر ارتقاء کارآیی سامانه های مذکور را شناسایی نماییم.
1. مقدمه
توسعه پایدار، عامل پایداری منابع تجدید ناپذیر یا به عبارت بهتر، منابع محدودی است که برای تداوم زندگی نسل آینده بر روی کرهزمین ضروری میباشد. بر این اساس، لازمست فرآیندی سازگار با نیازهای حال و آینده در زمینه: "استفاده از منابع"، "هدایت سرمایهگذاریها" ، "جهتگیری و توسعه فنآوری" و "تغییرات نهادی" به منظور توسعه پایدار شکل گیرد. از مهمترین منابع تجدید ناپذیر که به رایگان در اختیار بشر امروز قرار گرفته، محیط زیست میباشد.
توسعه پایدار حمل و نقل، فرآیندی است برای بدست آوردن پایداری در توسعه حمل و نقل درصورتیکه نیاز به منابع و جایگزینی سریع و یکپارچه آن وجود دارد. توسعه پایدار حمل و نقل در کنار رشد اقتصادی و توسعه بشری در یک جامعه یا یک اقتصاد توسعه یافته، سعی در تحصیل توسعه مستمر، ورای توسعه اقتصادی دارد. درواقع توسعه پایدار حمل و نقل به کمک هدایت سرمایه گذاری ها، جهت گیری توسعه فناوری و تغییرات نهادی در جهت سازگاری نیازهای حال و آینده، موجب پایداری منابع تجدید ناپذیر و محدودی می شود که برای زندگی نسل آینده بر روی کره زمین ضروری است.
راهسازی و تسهیل در حمل و نقل، علیرغم فواید متعددی که برای نسل امروز فراهم نموده، به واسطه ایجاد تغییرات زیست محیطی بویژه در نواحی غیر شهری، استفاده از منابع محدود سازه ای و سوختهای فسیلی، افزایش تعداد تصادفات جاده ای و افزایش انتشار آلایندههای هوا، موجب بروز چالشهای جدی و تعارض با توسعه پایدار گردیده است. از این رو لازمست با بهرهگیری از فنآوریهای نوین در جهت بهبود پایداری این بخش مهم از توسعه جامعه بشری گام برداشت.
رواج وزن غیر مجاز در میان ناوگان حمل و نقل باری، از چند بعد قابل بررسی استتاثیرات. اضافه تناژ بر حمل و نقل برون شهری و شهری عموماً شامل: افزایش خرابی روسازی راهها، افزایش میزان مصرف سوخت های فسیلی، افزایش آلایندگی هوا و کاهش ایمنی سفرهای جاده ای خواهد بود. بر طبق آخرین تحقیقات بعمل آمده کشورهای اروپایی جهت شناسایی انواع خرابی های روسازی انعطاف پذیر راهها، شیار افتادگی و خستگی در لایه های آسفالتی، رایج ترین خرابی سطح راههای اروپاست. شیار افتادگی عمدتاً به دلیل تکرار عبور بارهای بیش از حد توان روسازی بوجود می آید.
در پدیده خستگی نیز بدلیل تکرار، تغییر و تناوب دینامیکی بار که معمولاً کمتر از مقاومت نهایی استاتیکی آسفالت باشد، شکست های متعددی در سطح روسازی بوجود می آید و عبور بارهای بیش از حد توان روسازی، سبب تشدید این پدیده می گردد. شیار افتادگی و خستگی در لایه های آسفالتی، سبب افزایش تعداد دفعات ترمیم و اصلاح روسازی شده که باتوجه به نوع مصالح مصرفی و هزینه های بدنبال آن در تعارض با توسعه پایدار می باشد.
علاوه بر این، با افزایش وزن ناوگان، علاوه بر اینکه نیاز به استفاده از موتورهای گران قیمت و پیچیده جهت تامین توان ثابت وجود دارد، مصرف سوخت های فسیلی نیز افزایش یافته و علاوه بر این آلایندگی مستقیم محیط زیست ناشی از احتراق سوخت های فسیلی افزایش خواهد یافت. لیکن درصورتیکه افزایش وزن ناوگان بصورت غیر مجاز صورت پذیرد، بدلیل عدم استفاده از موتور مناسب، مشکلات ناشی از آن بویژه مصرف سوخت و آلایندگی محیط زیست، بدلیل احتراق ناقص سوخت چندین برابر خواهد شد. افزایش وزن ناوگان بصورت غیر مجاز، بر کارآیی سیستم ترمز و سرعت و فاصله توقف ناوگان نیز تاثیر منفی گذاشته و بهمین دلیل موجب افزایش شدت و احتمال بروز حوادث ترافیکی می شود.
لذا بهره گیری از سامانه های حمل و نقل هوشمند - ITS - بویژه سامانه های توزین حین حرکت - WIM - علاوه بر اینکه موجب کاهش احتمال بروز خرابی های شیار افتادگی و خستگی روسازی راه می گردد، تعداد و شدت سوانح و حوادث ترافیکی را کاهش داده و همچنین با بهینه سازی مصرف سوخت ناوگان حمل کالا، موجبات کاهش آلایندگی هوا را فراهم می نماید. در این مقاله برآنیم تا به بررسی تاثیرات ناشی از بکارگیری سامانه های حمل و نقل هوشمند بویژه سامانه توزین حین حرکت - WIM - بر توسعه پایدار با رویکرد محیط زیست پرداخته و عوامل موثر بر ارتقاء کارآیی سامانه های مذکور را شناسایی نماییم.
2. آشنایی با انواع سامانه های حمل و نقل هوشمند
سامانه های حمل و نقل هوشمند یا ITS ضمن بکارگیری و استفاده از تکنولوژی های نوین از قبیل: الکترونیک، ارتباطات، سیستم های کنترل و ... موجب ارتقاء سطح ایمنی، کارآیی و ارزانی حمل و نقل - در جهت نیل به توسعه پایدار - گردیده و برای شیوه های مختلف حمل و نقل از قبیل: جاده ای، ریلی، هوایی و دریایی قابل تعمیم است، که در مقاله حاضر، سعی در شناسایی انواع سامانه های حمل و نقل هوشمند در مد حمل و نقل جاده ای می باشد.
ITS طیف گسترده ای از کاربردها را در بر می گیرد، به نحوی که از سیستم های پیشرفته کنترل چراغ های راهنمایی شروع شده و نظارت بر وزن ناوگان به تفکیک محور و نوع وسیله نقلیه و ... را نیز در بر می گیرد. پرکاربردترین موارد استفاده ITS بویژه در معابر برون شهری عباتست از: ترددشماری، ارائه اطلاعات ترافیکی در معابر، نظارت تصویری، پلاکخوانی، ثبت تخلف، توزین حین حرکت و ... ، که در ادامه بصورت مختصر به هر یک پرداخته خواهد شد.
.1-2 سامانه ترددشماری
یکی از اساسی ترین و مهمترین آمارهای مورد نیاز جهت مدیریت و برنامه ریزی حمل و نقل، آمار مربوط به عبور و مرور وسایل نقلیه در محورهای مختلف است . توسعه و بهسازی راهها، ارزیابی منافع اقتصادی حاصل از پروژه های مرتبط با راه و حمل و نقل، مکان یابی تجهیزات و خدمات رفاهی در طول شبکه راهها، بررسی شرایط ایمنی عبور و مرور و ... همگی نیازمند دسترسی به اطلاعات تردد محور است.
باتوجه به اینکه همواره منابع زیادی برای ساخت راههای جدید وجود ندارد، لذا بدون دسترسی به اطلاعات تردد راههای موجود، نمی توان برنامه ریزی مناسبی بمنظور نگهداری زیرساخت های موجود و توسعه بهینه شبکه بعمل آورد. علاوه بر این، اطلاعات تردد محورها قابلیت استفاده بصورت برخط نیز دارد و درصورت لزوم می توانیم سطح سرویس هر محور را بصورت لحظه ای محاسبه نموده و از این شاخص بعنوان ابزاری در برنامه ریزی و مدیریت ترافیک لحظه ای در آن مسیر استفاده نماییم.
یکی از انواع سامانه های ترددشماری، ترددشمار مغناطیسی است که دارای سنسورهایی با قابلیت القای مغناطیسی بسیار زیاد می باشد و قادرست با عبور وسیله نقلیه از بالا یا نزدیکی دستگاه، بدون هیچگونه تماس فیزیکی، طول وسیله نقلیه را با تقریب مناسب اندازه گیری نماید. درواقع با عبور وسیله نقلیه، تغییری در میدان مغناطیسی دستگاه ایجاد گردیده که از این طریق، طول و سرعت وسیله نقلیه توسط دستگاه اندازه گیری و ثبت می شود.
گونه دیگری از سامانه های ترددشماری، که دارای دقت و کاربرد بیشتری از نوع اول می باشد، سامانه ترددشمار ثابت حلقه القایی است و دست کم چهار حسگر و یک کامپیوتر پردازشگر در اختیار دارد. این حسگرها در سطح روسازی نصب می شوند بطوریکه روی هر خط عبوری، دو حسگر با فاصله ای مشخص وجود داشته باشد. به این ترتیب، حرکت خودروها با درنظر گرفتن جهت، سرعت و سبقت غیر مجاز آنها ثبت می شود. حسگرها در این سامانه، بصورت حلقه سیم پیچ مربع شکلیاست که از پیچیدن چند دور سیم - معمولاً چهار دور - در شکاف هایی که روی سطح روسازی ایجاد می شوند، تشکیل شده است.
شکل - 2 برداشت اطلاعات تردد به کمک ترددشمار ثابت حلقه القایی و اطلاعات رسانی لحظه ای وضعیت راهها از طریق تابلو ترافیک نمای برخط سامانه های ترددشماری دارای مزایای متعددی از قبیل: هزینه اجرا و پشتیبانی نسبی پایین، دقت نسبی بالا و دوستدار محیط زیست هستند لیکن برای نصب حسگرها در این سامانه یازن به برش سطح روسازی و ایجاد اختلال در حرکت وسایل نقلیه می باشد، ضمناً امکان تعیین مشخصات کاملی از خودرو عبوری با این روش وجود ندارد. [2]
.2-2 سامانه نظارت تصویری
سامانه نظارت تصویی به مجموعه ای تجهیزات، که وظیفه ضبط، پردازش و مدیریت تصاویر را دارند، اتلاق می گردد . سامانه نظارت تصویری مجموعه ای از چندین دوربین است و لازمست از سیستم های ذخیره سازی و نظارت آنلاین بصورت همزمان بهره گیری نماید. امکان استفاده از سیستم پردازش و مدیریت تصاویر نیز در این سامانه وجود دارد. دوربین های نظارت تصویری به انواع آنالوگ و دیجیتال تقسیم بندی می گردد و برای انتقال تصاویر از دوربین نظارت تصویری به مرکز کنترل ترافیک، نیاز به استفاده از تجهیزات شبکه - تجهیزات شبکه کابلی یا تجهیزات شبکه وایرلس - و یا تجهیزات اینترنت می باشد.
استفاده از سامانه های نظارت تصویری در سیستم های حمل و نقل هوشمند
سامانه های نظارت تصویری مزایای متعددی دارند که از آن جمله می توان به: امکان برداشت و تحلیل تصاویر ثبت شده در ساعات مختلف شبانه روز، دریافت هشدار اتفاقات ویژه اعم از ترافیکی و غیر ترافیکی و امکان مدیریت بهنگام در صورت نیاز، اطلاع رسانی بهنگام وضعیت جوی و شرایط محور، برداشت آمار ترافیکی بصورت متمرکز و بدون نیاز به حضور فیزیکی در محور، تعیین و برنامه ریزی تردد در ساعات اوج ترافیک، اطلاع رسانی آنلاین وضعیت ترافیک و در صورت نیاز هدایت ترافیک به سایر مسیرها و ... اشاره نمود. لیکن هزینه بسیار زیاد اجرا و پشتیبانی یکی از عمده ترین معایب سامانه های نظارت تصویری است.
