بخشی از مقاله
سیستم حمل و نقل پاک، ایمن و هوشمند
چکیده
دراین نو شته، با برر سی دقیق سی ستمهای حمل و نقل به همراه م سائل و م شکلاتی که پیو سته همراه این صنعت بوده و همچنان در حال گ سترش ه ستند؛ به معرفی ساختاری نو میپردازیم. ساختاری که تنها با ا ستفاده از ساده ترین علوم و ابزار یافت شده، به ایجاد مجموعهای منظم و هماهنگ منجر خواهد شد و به واسطه آن، مشکلات سیستمهای حمل و نقل و پیچیدگیهای صنعت خودروسازی را کاهش و صنعت حمل و نقل را به ابزاری ساده، راحت و کارآمد تبدیل خواهد کرد.
کلمات کلیدی:
سیستم حمل و نقل هوشمند، مدیریت ترافیک، مدیریت آلایندگی، تامین سوخت، خودرو بدون راننده،
(1 مقدمه
با توجه به رشد روزافزون محیط و نیازمندی استفاده از صنعت حمل و نقل، شــناســایی، تحلیل و تعمیم مشــکلات سـیســتم امری مهم و اجت ناب نا پذیر خوا هد بود. امروزه مســـا ئل و مشــکلات حمل و نقل از قبیل آلودگیهای زیســت محیطی، کاهش منابع انرژی، افزایش خسارتهای مادی و معنوی ناشی از سوانح و ت صادفات، م شکلات نظارت و مدیریت حمل و نقل برون شهری، افزایش زمانهای تلف شده و روند سریع رشد در تقا ضای حمل و نقل به م شکلی جدی در کلان شهرها تبدیل شده است. فرآیند توسعه عمودی شکل شهری نیز شرایطی را مهیا ســـاخته که توانایی زیادی به منظور افزایش و یا ایجاد تغییر در معابر شهری نداشته باشیم. لذا میبایست با شناخت کامل م شکلات و موانع پیش رو، شرایطی را اتخاذ کنیم تا به سـیســتم حمل و نقل پاک، ایمن، ارزان و البته ســریع دســت یابیم.
(2 فعالیتهای انجام شده
یکی از مهمترین تاثیرات ســیســتم حمل و نقل جاری مســأله آلودگی هوا است. نوع سوخت مصرفی وسایل نقلیه با سوخت و تولید گازهای گلخانهای، به میزان قابل ملاح ضهای بر میزان آلودگیهای زیســت محیطی میافزاید . کارشــناســان و مجامع زی ست محیطی در عر صههای جهانی به این نتیجه ر سیدهاند که در پیش گرفتن راههای موثر، حمایت از محیط زیســـت و منابع طبیعی امری اجتناب ناپذیر و حیاتی اســت. رمز و کلید اصـــلی موفقیـت در تثبیـت اقلیم زمین، کـاهش مصـــرف سوختهای فسیلی است. اهمیت بالا این موضوع در بی حد و مرز بودن هوا است و کسی در مقابل تهاجم هوای آلوده، ایمن نخواهد بود.
• یافتن کوتاهترین مسیر
متا سفانه حتی در زمانی که خودرو به صورت رو شن و بدون حرکت با شد، مقدار تولیدی گازهای گلخانهای افزایش مییابد و این اتفاق بارها در ترافیک و قرارگیری در پشـــت چراغهای راهنمایی صــورت میپذیرد. لذا میبایســت شــرایطی را مهیا ساخت تا و سایل نقلیه علاوه بر دا شتن کمترین زمان توقف، کمترین زمان حرکت را نیز در اختیار داشـــته باشـــند. بدین منظور میبایست اطلاعات زیر وجود داشته باشد:
▪ شناخت تمامی جفت مسیرهای مبدا به مقصد
▪ شناخت طول هریک از م سیرهای ر سیدن به مقصد
▪ حرکت با بیشترین سرعت ممکنه (مجاز)
▪ شناخت موانع تاخیر (قابل پیش بینی) تکنولوژیهای متفاوتی در این زمینه وجود دارند. ســامانههای اطلا عات جغراف یایی ، موقع یت یاب و م کان-مب نا جزو موثرترین ابزارهای انتخاب مسیر هستند. اما به دلایل بسیاری از جمله:
▪ عدم توسعه فراگیر در میان وسایل نقلیه
▪ عدم یکپارچگی میان وسایل نقلیه و ابزارهای کنترل ترافیک
▪ روزآمد نبودن اطلاعات
کارایی لازمه را ندا شته و تنها در زمینه انتخاب م سیر حرکت مورد اســـتفاده قرار میگیرند. اما بافرض اســـتفاده و تجهیز سایل نقلیه به سامانههای اطلاعات جغرافیایی، موقعیت یاب سامانه مکان-مبنا و همچنین یکپارچه سازی وسایل نقلیه و وســــا یل کنترل تراف یک، میتوان علاوه بر معرفی بهترین سیرهای منتهی به مق صد، به میزان قابل توجهی کاهش در مصــرف ســوخت، آلودگی هوا، زمان انتظار کاربران و همچنین هزینههای مصــرفی ســیســتم حمل و نقل را به ارمغان آورد. همچنین بدین وسیله میتوان شرایطی نیز مهیا کرد تا مبحث مهم خدمات امدادی نیز به ســریعترین شــکل ممکن صــورت پذیرد.
اما نکتهای که همچنان وجود خواهد داشــت، مســئله آلودگی هوا اســـت. دراین روش آلودگی هوا کاهش مییابد اما صـــفر نخواهد شد و در سالهای آتی و افزایش تعداد و سایل نقلیه، مجددا مســاله آلودگی هوا پیش رو خواهد بود. لذا میبایســت علاوه بر درنظر گرفتن عوامل فوق، شـــرایطی اتخاذ گردد تا ســیســتم حمل و نقل به صــورت کاملا پاک و ایمن دراختیار داشته باشیم.
• جایگزین سوخت مصرفی
از موثرترین راهکارهای کاهش آلودگی، اصــلاح از مبدا اســت. باتوجه به سی ستم حمل و نقل که در برگیرنده یک سوم کل مصرف انرژی است و همچنین عدم امکان حذف این سیستم، در بخش تولید سوخت پاک تحقیقات گستردهای انجام گرفته است. استلزام این بخش، استفاده از سوختی است که:
▪ ابتدا آلودگیهای زیست محیطی نداشته باشد.
▪ دوم فرآی ند تول ید آن از انرژی های ت جد ید پذیر صورت پذیرد.
نتیجه بررسیهای انجام شده، استفاده از موتورهای الکترونیکی و انرژی الکتریسته به عنوان سوخت مولد است.
برا ساس محا سباتی که تو سط سازمان اکومی صورت گرفته ا ست ؛ برای فراهم سازی تمامی 100 در صد انرژی مورد نیاز زمین از محل انرژی پاک الکتریســـیته، تنها نیازمند فضـــایی کمتر از 1 در صد کره زمین ه ستیم تا با ایجاد محیطهایی که بخش اعظم آن صــرف انرژی خورشــیدی و توربینهای بادی می شود، انرژی مورد نیاز تامین گردد. انجمن و سازمان انرژی آمریکا در همین راستا چنین مطرح کرده است؛ اگر 10 درصد خودروهای سرا سر جهان از نوع خودروهایی با میزان آلودگی صفر باشند (خودرو الکتریکی)، آنگاه آلایندههای هوا در حدود 1 میلیون تن در ســال کاهش خواهند یافت و 60 میلیون تن گاز دی اکسید کربن گلخانهای نیز حذف میشود.
اما با جایگزین کردن تمامی خودروهای احتراقی با برقی چه دستاوردهایی بدست خواهیم آورد؟
▪ دی اکســیدکربن هوا که منجر به گرمشــدن زمین مرتبط است، به نصف کاهش مییابد.
▪ اکســـیدهای نیتروژن (گاز گلخانهای و عامل گرم شدن زمین) نیز به آهستگی بر اساس استانداردهای کاربردی مربوط به مواد متصـــاعد شـــونده، تحت نظارت دولت از بین خواهند رفت.
▪ باتوجه به عدم نیاز خودروهای الکتریکی به نفت و سوختهای فسیلی، ضایعات نفتی کاهش مییابد.
▪ همچنین به علت نوع ســـاختار موتوری خودروهای الکتریکی، کاهش آلودگی صـــوتی را نیز به همراه خواهند داشت.
• خودروهای الکتریکی
خودروهای الکتریکی متشــکل از یک ســیســتم تأمین قدرت هســتند که شــامل موتور الکتریکی، کنترلر، باتری و شــارژر اســت. محرک خودرو وظیفه تغییر ماهیت جریان تولید شــده توســط باتری به انرژی مکانیکی را برعهده دارد. یک خودروی الکتریکی دارای دو ویژگی زیر است:
▪ منبع انرژی آن، متحرک، قــابــل حمــل و دارای ماهیت شیمیایی یا الکتروشیمایی
▪ نیروی کشش و حرکت تنها توسط موتور الکتریکی
بوجود میآید شــکل 1 نشــانگر خودروی الکتریکی با یک منبع انرژی قابل
حمل اســـت. تبد یل انرژی الکترومکانیکی بین منبع انرژی خودرو و چرخها، پیشبرنده خودرو محســـوب میشـــود، که دارای اجزاء الکتریکی و مکانیکی میباشد.
دراین بخش با درنظر گرفتن جایگزینی خودروها ی الکتریکی به جای خودروهای احتراقی، به ســـمت محیطی پاک و بدون آلودگی قدم برداریم. ا ما خودرو های الکتریکی جاری دارای معایب قابل توجهی هســـتند که شـــاید این تغییر بزرگ در سیستم حمل و نقل را قدری تحت تاثیر خود قرار میدهند.
نکات ضعف خودروهای الکتریکی
▪ درحال حاضـــر هزینه مالی اولیه تولید خودروهای الکتریکی نســـبت به خودروهای احتراقی به دلیل فقدان فر صت و امکان تولید انبوه، بی شتر ا ست. اما مطمئنا هزینه مالی تولید درصـــورت افزایش حجم تولید، کاهش خواهد یافت.
▪ هزی نه تولید باتری مورد نیاز خودروهای الکتریکی بالا است.
▪ درمقایســـه با خودروهای احتراقی و الکتریکی، توان موتور، شتاب و البته م سافت قابل پیمایش (به علت استفاده از باتری) بسیار کمتر است.
▪ مدت زمان شـــارژ باتریهای خودروهای الکتریکی بســـیار طولانی بوده و بعضـــا نیازمند جایگاههای مخصــوص به منظور شــارژ ســریع ویا تعویض باتری هستند.
▪ باتریهای ا ستفاده شده در خودروهای الکتریکی به منظور تامین و افزایش قدرت، دارای حجم و وزنی زیاد هستند.
▪
▪ میزان آلودگی تول ید شـــده برای تول ید هر باتری خودرو های الکتریکی، برابر با میزان آلودگی تول ید شده توسط یک خودرو احتراقی معمولی است.
❖ البته خودروهای الکتریکی، مطمئنتر و نیازمند حفظ و نگهداری کمتری هستند و همین موضوع آنها را نسبت به خودروی احتراقی مناسبتر نشان میدهد.
درنتیجه با بررســـی معا یب موجود در خودروهای الکتریکی میتوان به راحتی دریافت که فرآیند تامین، ذخیره و نگهداری انرژی مورد نیاز خودرو، نقطه اصلی ضعف این خودروها است. برای نمونه میتوان طرحهای پیشــنهادی شــرکت فورد و ولوو به منظور حل مشکل انرژی را مورد مطالعه قرار داد.
راهکار فورد به منظور تامین انرژی
فورد، اولین کمپانی خودروســازی جهان اســت که برای اولین بار مدلی را در قالب خط تولید و تولید انبوه به بازار عرضـــه کرده اســت. کمپانی خودروســازی آمریکایی فورد مدل ســی مکس را با قابلیت استفاده از انرژی خورشیدی به بازار عرضه کرده ا ست. این مدل تمامی ویژگیهای ن سخهی هیبریدی را دارد و تنها تفاوت آن تامین انرژی الکتریکی نه از طریق برق شهری یا خود خودرو، بلکه از راه باتریهای خور شیدی ا ست که در سقف این خودرو تعبیه شده است.
