مقاله سیستم حمل و نقل هوشمند

بخشی از مقاله

چکیده

حمل و نقل و جابجایی کالا و مسافر در برنامه ریزیهای کلان کشورهایکی از مهمترین نیازهای بشر مورد توجه قرار گرفتهاست. مواردی چون ترافیک ، آلودگیهای زیست محیطی، خسارتهای مادی و معنوی مانند تصادفات،اتلاف زمان وانرژی از جمله چنین مشکلاتی به حساب می آیند. پیشرفتهای بشری در حوزه فناوری اطلاعات و ارتباطات و بکارگیری آنها در عرصه حمل و نقل تحت عنوان سیستمهای حمل و نقل هوشمند - ITS - از دهه 1980مورد توجه کشورها قرار گرفته است. حمل و نقل هوشمند با استفاده و بکارگیری فناوری اطلاعات باعث ارتقای سطح ایمنی، کارآیی و ارزانی در حمل ونقل میشود که میتوان از این سیستم برای حمل و نقل جادهای راه آهن، هوایی و دریایی نیز استفاده کرد.

ارتباط مناسبی بین انسان، وسیله نقلیه و جاده برقرار ساخته که به عبارت دیگر سیستمهای حمل و نقل هوشمند با استفاده ازIT تحولی را در صنعت حمل ونقل پدید می آورد. استفاده بهینه از منابع موجود کاهش صدمات و افزایش ایمنی و آرامش، کاهش هزینه و اثرات نامطلوب زیست محیطی، کاه ش مصرف انرژی و تاخیرهای ناخواسته در طول سفر، مدیریت و برنامه ریزی دقیق و کارآمد در حمل و نقل و ترافیک محسوب و در نهایت جلب رضایت مسافرین و روانسازی جریان ترافیک همواره به عنوان اهم مزایا و اهداف بکارگیری ITS می شوند. پژوهش حاضر بر اساس روش مطالعات کتابخانه ای به ارزیابی سامانه حمل و نقل هوشمند پرداخته است .

.1 مقدمه

جابه جایی و انتقال دادن انسانها و یا اموال و کالاها از جایی به جای درگر در قلمرو حمل و نقل قرار میگیرند. این مسئله یکی از مشغله های مهم انسانی از ابتدایی ترین تا پیشرفته ترین مراحل توسعه بوده است.راه ها و وسایل نقلیه دو رکن اساسی حمل و نقل میباشد.[1] برنامه ریزی حمل و نقل به بررسی تقاضا برای ترافیک ومیزان رشد ترافیک میپردازد تا با استفاده از آن در مورد راهبرد امکانات حمل و نقل موجود یا امکانات جدید مانند شبکه راهها، ریل، فرودگاهها و ... تصمیم گیری شود. هدف نهایی از برنامه ریزی حمل و نقل دستیابی به سطح سرویس بالاتر، بهبود ایمنی، صرفه جویی در مصرف انرژی، رشد اقتصادی، افرایش دسترسی میباشد.

[2] افزایش سطح زندگی مردم، افزایش ارزش زمان و مشکلات موجود در خصوص تامین زیرساختهای حمل و نقل از قبیل گرانی زمین، زمان بر بودن اجرای پروژههای راهسازی و در کنار آن افزایش تعداد تلفات جادهای، مدیران کشورها را بر آن داشته است تا با نیم نگاهی به پیشرفته های حاصل در تکنولوژی به دنبال راه حلی برای غلبه بر مشکلات حمل و نقل بوده و با روشی غیر از روشهای سنتی گذشته به دنیال حل این مشکلات باشند. در کشور ایران نیز مانند سایر کشورها مشکل ترافیک به خصوص در ابعاد تراکم و تصادفات بسیار نگران کننده است.

تاکنون در برنامه های مختلف ارگانهای درگیر با حمل و نقل، طرح های مختلفی را که به نوعی جزء زیرپروژههای حمل و نقل هوشمند میباشند، برای رفع مشکلات خود به اجرا در آوردهاند. اما طرح جامعی در خصوص اجرای ITSهنوز در کشور تبیین نشده است. فقدان طرح جامع ITS علاوه بر اینکه باعث تکرار سرمایه گذاری های مشترک در زیرساختهای جامعه میشود، باعث ناهماهنگی و ناسازگاری این سیستمها با یکدیگر شده و ممکن است مشکلات عدیدهای را در اتصال زیرسیستمها به یکدیگر ایجاد کرده و علاوه بر آنکه مشکلی را از حمل و نقل حل نمیکند ممکن است باعث ایجاد معضلات جدید در بهره برداری از سیستم حمل و نقل گردد.[3]

ITS قاعدهو نظمی است که دستهای از راه حلهای جدید و غیرمرسوم در گذشته را برای بهبود ایمنی و روانی جریان ترافیک و رفع نیازهای حمل و نقل با استفاده از فنآوریهای جدید در زمینه های پردازش اطلاعات، ارتباطات، کنترل و الکترونیک در سراسر جهان در اختیار قرار میدهد. [4] روند رشد شتابان کلان شهرها در جهان توام با افزایش جمعیت در این شهرها،مشکلات متعددی را مانند معضل ترافیک واختلال در سامانه حمل ونقل درون شهری به وجود آورده است.

از این رو معضل مذکور از چالشهای اساسی فرآوری برنامه ریزی شهری در اواخرقرن بیستم بوده است که به دستیابی به اهداف توسعه پایدار شهری تاثیر نهاده است. افزایش سریع حمل ونقل موتوری، به ویژه اتومبیل واستفاده زیاد از آن در شهرهایکشورو مشخصا ً درکلان شهرها همراه با رشد جمعیت و نیز عدم برنامه ریزی علمی وجامع ومشکلات عدیده سیستم حمل ونقل، باعث بروزمشکلاتی نظیر آلودگی شدید زیست محیطی، تراکم های ترافیکی زیاد وخسته کننده، اتلاف وقت شهروندان، مصرف بیش از حد انرژی، ناامنی مسیرها وتصادفات شده است. بدین ترتیب، زندگی در این محیط ها دشوار واز نظر رفاه وآسایش دچار تنزل گشته است. سامانه حمل ونقل در قالب سیاست توسعه حمل ونقل هوشمند درکلان شهر ها برای تسهیل حمل ونقل عمومی ومقابله با مشکلات مذکور به وسیله شهرداری در پیش گرفته شده است.[5]

.2 مبانی نظری و ادبیات

با وجود اینکه تعدادی زیادی از سیستمهای حمل و نقل هوشمند به ثبت رسیدهاند اما به دلیل جوانی و تازگی آن، هنوز تعریف کاملی از ITS ارائه نشده است. تعریفی که در سال 1998 توسط انجمن حمل و نقل در ارتباط با ایده ITS به صورت عام مورد قبول قرار گرفت به این شرح بود که مردم از 15 هوشمند آمریکا تکنولوژی در حمل و نقل برای صرفهجویی در وقت و پول در زندگی روزمره استفاده می کنند.

تعریف منتشر گردید به این شرح است که 16 رسمیتری که در آوریل سال 1999 توسط اداره حمل و نقل آمریکا سیستمهای حمل و نقل هوشمند، اطلاعات مربوط به جابجایی مسافر و کالا را جمعآوری، نگهداری، پردازش و توزیع می نماید.[8] امروزه تعاریف بسیاری از ITS در کشورهای مختلف ارائه شده است، که با توجه به مطالبی که تاکنون عنوان شد، متداولترین تعریفی که میتوان از ITS ارائه نمود به شرح زیر است.[9] سیستمهای حمل و نقل هوشمند کاربردهای متفاوتی را در زمینه های مختلف حمل و نقل خواهد داشت. در این ارتباط می توان به کاربرد اینگونه سیستمها در موارد ذیل اشاره کرد:

- 1 سیستمهای کنترل تطبیقی یا هوشمند چراغهای راهنمایی تقاطعها سیستمهای کنترل چراغهای راهنمایی تقاطعها بایستی به گونه ای عمل کنند که حداقل تاخیرها و توقفها و حداکثر گذردهی و ایمنی را در تقاطعها حاصل نماید.

- 2 سیستمهای هماهنگ یا مرکزی کنترل ترافیک با ایجاد ارتباط و هماهنگی بین عملکرد چراغهای راهنمایی تقاطعهای مجاور و تولید موج سبز کمترین تاخیر در شبکه ترافیک شهری حاصل می شود. همچنین با ایجاد مرکز کنترل ترافیک شهری، نظارت بر عملکرد کلیه چراغهای راهنمایی و وضعیت ترافیک در سطح شهر امکان پذیر می گردد.

- 3 سیستمهای کنترل و هدایت ناوگانهای عمومی به منظور افزایش بهره وری و نیز نظارت بهتر بر عملکرد رانندگان ناوگانهایی چون اتوبوسرانی، تاکسیرانی، اورژانس، آتش نشانی و گشت پلیس از سیستمهای مدیریت ناوگان استفاده می شود. در این سیستمها اطلاعات لحظه ای مربوط به موقعیت مکانی و وضعیت تک تک اعضای ناوگان در یک مرکز کنترل جمع آوری می شود. این اطلاعات به کمک نرم افزارهای مناسب پردازش شده و با برنامه ریزی بهتر برای ناوگان هدایت رانندگان و اطلاع رسانی به مسافران و کاربران حداکثر بهره برداری از ظرفیت ناوگان عملی می شود.

- 4 سیستم هدایت و مدیریت پارکینگ جمع آوری اطلاعات لحظه ای مربوط به ظرفیت پارکینگها و هدایت رانندگان به سمت پارکینگهاب دارای ظرفیت خالی و نیز اعمال نرخهای متفاوت برای پارکینگهای حاشیه ای در طول شبانه روز از ابزارهایی هستند که به بهره برداری بهینه از ظرفیت پارکینگهای موجود کمک می کنند.

- 5 سیستم کنترل و مدیریت تراکم در بزرگراهها با نصب شناسگرهای ترافیکی در فواصل مناسب در مسیر بزرگراهها اطلاعات لحظه ای مربوط به وضعیت ترافیک شبکه بزرگراهی جمع آوری شده و با کنترل دسترسیها، اطلاع رسانی به رانندگان، رسیدگی سریعتر به وقایع و تصادفات، کنترل محدوده سرعت مجاز و . . .تراکم ترافیک در شبکه بزرگراهی کاهش داده شده و همچنین تراکم در شبکه حتی الامکان یکنواخت می گردد [6].

1؛-2   مهمترین عملکردهایITS

مدیریت و بهینه سازی جریان ترافیک و روانسازی حرکت مدیریت و کنترل حوادث مدیریت و پشتیبانی وسائل نقلیه امدادی مدیریت اخذ الکترونیکی عوارض, هزینه پارکینگ, خرید و رزرواسیون بلیط و... مانیتورینگ و کنترل حمل و نقل سبک و سنگین مدیریت و ناوبری پیشرفته مدیریت حمل و نقل عمومی مدیریت و پشتیبانی عابر پیاده و [7]...

2؛-2  استانداردهای ITS

در این قسمت بررسی مختصری از انواع مختلف مستندات موجود در خصوص استانداردهای ITS ارائه - SDOs - که از بخشهای مختلفی شامل میگردد. استانداردهای ITS توسط سازمانهای توسعه استانداردها برایتوصیف و تدوین مطالب استاندارد خود استفاده میکنند، تالیف و منتشر شد. هدف از این قسمت توصیف انواع مستنداتی است که در مجموع به عنوان استانداردهای سیستم حمل ونقل هوشمند نامیده میشوند.بعضی از استانداردها شامل موضوعات مورد نیاز مدیریتی هستند، در حالیکه برخی دیگر قواعد دستوری و محدودکننده نداشته و شامل مطالب توصیهای و اختیاری میباشند.

انواع مختلف مطالب و اصطلاحات ممکن است، برای آنهائیکه با استانداردها و مراحل تدوین استانداردها آشنا نیستند، دلالت بر آن داشته باشد که برخی از استانداردهای ITS استانداردهایی ”درست“ نیستند. کلیه استانداردهای ITS هیچگاه از تمام جهات مشخصههای محصولات و خدمات ITS را تعریف نمیکنند. با وجود این و با توجه به این موضوع که کلیه مطالب در این خصوص ثابت و مصوب شدهاند، میتوان همه آنها را ”استاندارد“ نامید.اهمیت استانداردها برای کارکنان محلی و ایالت : شایان ذکر است که سازمانهای مختلف استانداردها از اصطلاحات متفاوتی برای محصولات مرتبط با استانداردهایشان استفاده میکنند. این بخش تفاوت بین انواع مستندات مختلف که همه در مجموعه استانداردهای ITS قرار میگیرند را توصیف میکند.

در این قسمت هدف روشن کردن معنی و کاربرد اصطلاحات متفاوتی است که به وسیله سازمانهای توسعه استانداردها مورد استفاده قرار میگیرد. این اطلاعات باید به آنهایی که از استانداردهای ITS استفاده میکنند و یا کاربرد استانداردها را تعیین میکنند، کمک کند تا تفاوت بین انواع استانداردها را تشخیص داده و استاندارد مناسب و صحیح را با توجه به نیاز پروژه ITS مربوطه تعیین کنند. اهمیت استانداردها برای صاحبان صنایع و فروشندگان برای انواع مختلف سیستمها و کاربردهای ITS انواع زیادی از استانداردها وجود دارد.

این سیستمها و سیستمهای ، سیستمهای اطلاعات مسافری کاربردهای آنها ممکن است شامل مراکز مدیریت حمل ونقل و تعداد محدود دیگری باشد. ممکن است که بسیاری از استانداردها برای آنها که 48 پرداخت الکترونیکی سعی دارند محصولات خود را با مشخصات و ملزومات مطالب و طرحهای پیشنهادی ITS هماهنگ کنند، گیج کننده باشد. بنابراین، درک و تشخیص فرق بین انواع مختلف استانداردهای ITS مفید است.