مقاله ساماندهی عملکرد سیستم حمل و نقل هوشمند

بخشی از مقاله

چکیده

در کشور ایران نیز مانند سایرکشورها مشکل ترافیک بویژه در ابعاد تراکم و تصادفات بسیار نگران کننده است. تاکنون در برنامههای مختلف سازمانهای درگیر با حمل و نقل، طرح های متفاوتی را به نوعی جزء زیرپروژه های حمل و نقل هوشمند، برای رفع مشکلات خود به اجرا در آورده اند، اما طرح جامعی در خصوص اجرای سیستم های هوشمند هنوز در کشور تبیین نشده است. فقدان برنامه راهبردی سیستم های هوشمند علاوه بر این که باعث تکرار سرمایه گذاری های مشترک در زیرساختهای جامعه می شود، بلکه باعث ناهماهنگی و ناسازگاری این سیستمها با یکدیگر شده و ممکن است مشکلات زیادی را در اتصال زیرسیستمها به یکدیگر ایجاد کرده و علاوه برآن که مشکلی را از حمل و نقل کشورحل نمی کند، می تواند باعث ایجاد معضلات جدید در بهره برداری ازسیستم حمل و نقل نیز بشوند. در تحقیق حاضر ابتدا به مرور ادبیات و بررسیکاربردهای سیستم هایحمل و نقل هوشمند پرداخته شده و سپس پیشنهاداتی جهت نهادینه سازی این سیستم در سطح کشور ارائه خواهیم کرد.

مقدمه

سیستم حملونقل هوشمند یا به اختصار ITS ، بهکارگیری فنآوری اطلاعات برای بهبود عملکرد سیستم حملونقل است. »کلمه ITS به مجموعهای از ابزارها، امکانات و تخصصها از قبیل مفاهیم مهندسی ترافیک، تکنولوژیهای نرمافزاری، سختافزاری و مخابراتی اطلاق میشود که به صورت هماهنگ و یکپارچه به منظور بهبود کارآیی و ایمنی در سیستم حملونقل به کار گرفته میشود.. « در سالهای اخیر مهندسین حمل و نقل با همکاری متخصصین رشتههای مخابرات و ارتباطات، الکترونیک، کامپیوتر و … با با بکار گیری فناوری اطلاعات سیستمهای هوشمند حمل و نقل یا ITS را بوجود آورده اند در سیستمهای هوشمند ترافیک فناوریهای متفاوتی بکار می رود.

از سیستمهای اولیهای مانند هدایت خودرو و سیستم کنترل چراغهای راهنمایی، تابلوهای اعلان ترافیک، دوربین سرعت سنج و سیستم خودکار شناسایی شماره خودرو گرفته تا سیستمهای پیشرفته و پیچیده تری که بطور همزمان اطلاعات متفاوتی را از منابع متفاوت یکپارچه می کند. اطلاعاتی مانند وضع آب و هوا، وضعیت ترافیک، وضعیت جاده و … سیستمهای حمل و نقل هوشمند ITS با بکارگیری مجموعه ای از فن آوریها و تجهیزات مانند حسگرهای پیشرفته، پردازشگرها و فناوری اطلاعات و ارتباطات در سیستم حمل و نقل است که این امکان را پدید میآورد که بخش های مختلف مدیریت حمل و نقل با یکدیگر بطور خودکار تعامل داشته باشند بطوری که شبکه حمل و نقل به طور هماهنگ و یکپارچه اداره شود.

این فنآوری، عملکرد حملو نقل سنتی را با استفاده از تبادل الکترونیکی داده واطلاعات توسعه می دهد. اینسیستم با توجه به فضا و ظرفیت حمل و نقل وسایل نقلیه، افزایش جمعیت و نیز افزایش میزان سفر، اقدام به مدیریت ساختار حمل و نقل، برای کاهش زمان مورد نیاز انجام سفرها می کند. با این شیوه ظرفیت حمل و نقل جاده ای نیز افزایش می یابد بدون آنکه به آزمایش فیزیکی تعداد خطوط جادهها نیازی باشد استفاده از سیستم حمل و نقل هم دولت و هم بخش خصوصی وصنعت را قادرمی سازد که از فن آوری های جدید برای بهبود امنیت، ایمنی، اطمینان از صحت اطلاعات، آسایش، افزایش پویائی،  تخفیف تراکم ترافیک،    کاهش مصرف  سوخت و آلودگی استفادهکنند.

با استفاده از its    کیفیت و دستر سی اطلاعات هم به سرویس دهندگان و هم به سرویس گیرندگان - رانندگان - افزایش مییابد و همچنین این امکان فراهم می شود که بتوان به سرعت تجهیزات و سرویس یکسان را در محیط های متفاوت بکارربرد در واقع its با ادغام فناوری های اطلاعاتی و ارتباطی با وسایل نقلیه و شبکه های راهی است که مسافران و کالا ها از طریق آنها جابجا می شوند . سیستم حمل و نقل هوشمند با استفاده و بکارگیری فناوری های نوین از قبیل الکترونیک، ارتباطات و سیستمهای کنترل باعث ارتقاء سطح ایمنی، کارآیی و ارزانی در حمل و نقل می شود که برای شیوه های مختلف حمل و نقل از قبیل جاده، راه آهن، هوایی و دریایی قابل تعمیم است.

بیان مسئله:

سیاست ها و تدابیر حمل و نقل سعی در سازگار نمودن تقاضای بی پایان، تحرک بیشتر با کاهش تراکم ترافیکی حفظ محیط زیست و تآمین عملکرد ایمن و کارآمد سیستم حمل و نقل دارند که کوشش های بیشتری و در پهنه وسیعتری را می طلبد. یکی از این موارد ایده بکارگیری سیستم های حمل ونقل هوشمند - ITS - است که می تواند افق تازه ای برای دستیابی به تحرک مستمر وایمن در شبکه ارتباطی و حمل ونقل ایجاد کند.

ابزارهای سیستم حمل ونقل هوشمند - - ITS علاوه بر بهبود عملکرد شبکه حمل ونقل برای جلوگیری از اتلاف وقت و حفظ جان انسانها نیز می تواند بکار بروند و بدین صورت کیفیت زندگی و محیط زیست را بالا برده و باعث رونق بیشتر فعالیت های تجاری می شوند. هرچه سازمانهای درگیر حمل ونقل بیشتر از - ITS - استفاده کنند خواهند آموخت که چگونه می توان منافع بیشتری را از طریق ارتباطات داخلی مضاعف در شبکه ها، سیستم وسازمان ترافیکی به دست آورد.در حالی که در بسیاری از راهکارهای - ITS - به تنهایی یا در ترکیب با راهکارهای غیر - - ITS می توان موثر باشد، تجمیع آنها از طریق تشریک اطلاعات و زیر ساختها، موجب هم افزایی می گردد. پذیرش عمومی - ITS - در مرحله حساسی بوده و متخصصین حمل ونقل برای به کار گیری موثرآن نیاز به شناخت و ارزیابی قابلیت ها و امکانات - ITS - دارند.

ضرورت و اهداف تحقیق:

سوانح جاده ای یکی از علل مهم مرگ و میر در بسیاری از کشورها است و سالیانه حدود 1/2 میلیون نفر در جهان به علت این حوادث جان خود را از دست می دهند این در حالی است که شمار مصدومین سوانح در سراسر جهان به بیش از 50 میلیون نفر می رسد در ایران نیز به طور متوسط روزانه 70 نفر به علت سوانح جاده ای جان خود را از دست می دهند هرچند آمار سالهای اخیر سیرنزولی محسوسی در میزان مرگ و میر در ایران را نشان می دهد اما ایران هنوز جزء کشورهای است که بالاترین درصد سوانح منجر به مرگ و میر را در جهان به خود اختصاص داده است. سیستم های حمل و نقل هوشمند تکنولوژی هایی هستند که پویایی، کارایی و ایمنی رادر کنار سایر مزایا برای کاربران جاده ها فراهم می کنند.

معمولا سیستم های حمل و نقل هوشمند را براساس اینکه در چه جایی به کار گرفته می شوند به سه دسته ی سیستم های حمل و نقل هوشمند به کارگرفته شده در خودروها به کار گرفته شده در زیرساختها و در نهایت به کار گرفته شده به صورت اشتراکی دسته بندی میکنند. دسته بندی دیگر این سیستم ها، مربوط به نحوه عملکرد آنها می شود. این سیستم ها به سه دسته فعال، غیرفعال، و ترکیبی از فعال و غیرفعال تقسیم می شوند.

براساس گزارش محافظه کارانه سازمان توسعه و همکاری اقتصادی - OCED - در سال 2003، پیش بینی شده که با گسترش سیستم های حمل و نقل هوشمند در کشورهای عضو این سازمان می توان از بیش از 47000 مرگ و میر ناشی از تصادفات جلوگیری کرده و همچنین میزان صدمات را بیش از 40 درصد کاهش داد. طبق برآورد این سازمان می توان سالانه به میزان 104 هزار میلیون دلار در هزینه های ناشی از تصادفات صرفه جویی کرد به طوری که تنها هزینه کاهش مرگ و میر در آمریکا 73 هزار میلیون دلار پیش بینی شده است.

با توجه به آمار بالای مرگ و میر در ایران، در صورتی که سازمان ها و نهادهای دست اندرکار هریک به سهم خود سعی در ایجاد زیرساختهای لازم برای به کارگیری سیستم های حمل و نقل هوشمند نمایند، حتی اگر آمارهای محافظه کارانه ارائه شده درباره اثر بخشی این سیستم های هوشمند را در نظر بگیریم، باز هم می توان به کاهش چشمگیری در میزان مرگ و میر و مصدومیت های ناشی از تصادفات در ایران امیدوار بود - مالکی حسن،مالکی علی، مالکی فهیمه،1388،. - 1

اهداف:

-1 بیان نیازمندیهای استقرار سیستم حمل ونقل هوشمند جاده ای

-2 ارائه نیاز ها و معرفی بسترهای ایجاد و استقرار سیستم حمل و نقل هوشمند

سوالات - فرضیات - :

-    مهمترین شاخص از شاخص های زیر ساختها، قابلیت بزرگراه ها - شرایط فیطیکی بزرگراه ها - در سیستم حمل و نقل هوشمند است.

-    ساختار مدیریتی مهمترین نیازمندی در استقرار سیستم حمل و نقل هوشمند است.

روش تحقیق:

روش تحقیق حاضر روش توصیفی و کاربردی است. توصیفی برای تشریح وضعیت عوامل و شاخصهای سیستم حمل و نقل هوشمند در جامعه استفاده شده و روش کاربردی از آن جهت که هدف تحقیق کاربرد نتایج در جامعه آماری است انتخاب شده است.

مبانی نظری سیستم های حمل و نقل:

سیستم های حمل و نقل نقش عمده ای در حیات اقتصادی کشورها و نیز زندگی روزمره شهروندان ایفا می کنند. موضوع حمل و نقل و ترافیک که امروزه به عنوان یک پدیده سیاسی – اجتماعی نقش بسیار حساس و مهمی در کیفیت و ساختار اقتصادی – اجتماعی یک جامعه ایفا می نماید؛ اساس زندگی نوین شهری و نیازهای جابجایی انسان را شکل می دهد. انسان متمدن امروزی باید بداند در روند تکامل شهرها؛ توسعه سیستم حمل و نقل به کجا می رود و چنانچه در بکارگیری و استفاده از اصول شهرسازی و ترافیک کمی غفلت کند ناگزیر وضعیت نسل کنونی و آینده را با خطرات بسیاری مواجه می سازد.

سیستم های حمل و نقل هوشمند ITS - - چیست؟

بطور کلITS ، نقطه تلاقی روش های محاسباتی پیشرفته، فن آوری اطلاعات IT و ارتباط از راه دور است که با بخش حمل ونقل ترکیب شده است. بنابراین ITS را می توان به صورت استفاده از فناوری محاسبات، فناوری اطلاعات و فناوری ارتباطات برای مدیریت لحظه ای خودروها و شبکه هایی که جابجایی انسان و کالا در آنها انجام می شود تعریف کرد. این سیستم ها سعی دارند مابین زیرساخت ها، وسایل نقلیه و کاربران سیستم ارتباط برقرارکنند تا سیستم بصورت بهینه و منظمی کنترل و هدایت شود. این سیستم در واقع یک نوع سیستم مدیریتی به کمک مجموعه ای از فناوری های پیشرفته می باشد.

تاریخچه سیستم حمل و نقل هوشمند - - ITS در حمل و نقل مبداء کنترل آمد وشد به پیشینه اتومبیل یا به دهه 1860 در لندن باز می گردد زمانی که یک چراغ راهنمائی برا ی ایمنی اعضاء پارلمان در یک تقاطع نزدیک پارلمان نصب شد، اولین چراغ راهنمائی به شکل امروزی در سال 1920 در دیترویت و میشیگان مورد استفاده قرار گرفت . - عبادی مهر حامد،1390، - 7 از این شروع ساده و ابتدائی ، سیستم های کنترل تقاطع ها ، تابلو های متغییر ، سیستم های کنترل سرعت و .... است به وجود آمد.

به مرور زمان چراغ های کنترل ترافیک از شکل ابتدائی با زمان بندی ثابت به شکل امروزی خود یعنی کنترل تقاطع بر اساس شمارش ترافیک موجود ارتقاء یافت و در سال 1920در 5 نقطه ایالات متحده سیستم هایی نصب شده که با استفاده از رایانه های آن زمان - IBM 1800 - برنامه ریزی شده بود. انجام کارهای فوق در آن زمان در واقع آغازی برای استفاده از سیستم های هوشمند کنترل ترافیک بود - عبادی مهر حامد،1390،. - 7

اجزا سیستم های حمل و نقل هوشمند: - ITS -

طیف وسیع از فناوری های پیشرفته از اجزای داخل وسیله نقلیه تا سیستم های پیشرفته مدیریت ترافیک در کنار یکدیگر قرار گرفته که آن را سیستم های هوشمند حمل و نقل می نامیم. در دو دهه گذشته از طریق تحولات ارتباطات راه دور، انقلابی، اطلاعاتی وحمل و نقلی پدید آمد و تلاش می شود که افراد وکالاها با شیوه حمل و نقل صحیح با میزان وکمیتی درست و با بهترین کیفیت موجود به مکان مناسب در زمان مناسب حرکت کنند. کاربردهای - ITS - را می توان به دو گروه اصلی - زیر ساخت های هوشمند - و - وسایل نقلیه هوشمند - تفکیک نمود - امینی نژاد رامین، افتخاری قدرت، 1389، . - 57

فواید سیستم های حمل و نقل هوشمند - ITS -

از قدیم راه حل تراکم ترافیکی بناکردن آزاد راهها و بزرگراهها بوده است. اما از سال 1991، فدرال قانون گذاری با نظر به بودجه ساختن بزرگراهها دریافت که به این راحتی نمی توان راهی به بیرون از مشکلات تراکم ترافیک شهری ساخت. مدیریت بهتر سیستم موجود برای کاهش تراکم ضروری است. هم چنین این مدیریت به معنای هماهنگی و پیوند با دیگر قسمت های مرتبط در هر بخش است برای بهبود بخشیدن و توسعه شبکه حمل و نقلی یکپارچه - موسوی سیادت حامد، 1، - 1393

فواید ITSعبارتند از:

•    کاهش تصادفات وسایل نقلیه

•    بهبود سلامت عمومی

•    بهبود جریان ترافیک در جهت کاهش خطر تصادفات وسایل نقلیه

•    تصمیمات بهتر رانندگان و مسافران

•    سلامت و ایمنی بهتر

•    کاهش مصرف سوخت و انتشار آلاینده ها

•    کاهش مخارج دولتی

•    جابه جایی بهتر کالا و اجناس

•    فزایش بهره وری اقتصادی به وسیله سیستم حمل و نقل پایدار - موسوی سیادت حامد، 1، - 1393

دامنه کاربردی سیستم حمل و نقل هوشمند - ITS - دامنه کاربردی سیستم حمل و نقل هوشمند را می توان به صورت زیر خلاصه کرد:

-    سیستم های مدیریت شریانی

-    سیستم های مدیریت آزاد راه ها و بزرگراه ها

-    سیستم های مدیریت حمل و نقل عمومی

-    سیستم های مدیریت کنترل حوادث

-    سیستم های مدیریت و پشتیبانی وسائل نقلیه امدادی

-    سیستم های پرداخت الکترونیک

-    سیستم های اطلاع رسانی مسافرین

-    سیستم های مدیریت اطلاعات

-    سیستم های ایمنی و پیشگیری از تصادفات

-    سیستم های نگهداری و بهره برداری از آزادراهها

-    سیستم های مدیریت جوی

-    سیستم های مانیتورینگ و کنترل حمل و نقل سبک و سنگین

-    امکانات درون خودرویی

-    مدیریت پارکینگ

-    و ....... 

برنامه ریزی استراتژیک ITS در ایران

- با توجه به مزایای فراوان ITS ، شهرهای ایران نیازمند تدوین برنامه ریزی استراتژیک ITS بر مبنای برنامه ملی ITS و طرح های حمل و نقل هوشمند خواهد بود .

- تدوین این برنامه جهش بزرگی در جهت ارتقاء جایگاه ITS خواهد بود.

-    در اولین گام برای این امر تعیین ساختار مناسب برنامه ریزی استراتژیک مورد نیاز است.

-    در تعیین ساختار، ارکان استراتژی و برنامه ریزی مسا ئل مدیریتی ، فنی مهندسی و تشکیلاتی باید به طور کامل مدنظر قرار گیرد.