بخشی از مقاله
چکیده
شهر نشین شدن جمعیت، افزایش جمعیت شهرها، افزایش مهاجرت به شهرها و به تبع آن، توسعه شهرهای کوچک و بزرگ است، که شهرنشینان را با مشکلات متعددی مواجه کرده است. بطوری که زندگی در کلانشهرها و شهرهای بزرگ را طاقت فرسا کرده است و در این میان، با بحرانهای زیست محیطی زیادی دست به گریبان میباشند. دنیای توسعه یافته امروز بالاخره دریافته است که مشکلات زیست محیطی توسعه دیگر مورد پذیرش جهانی نمیباشد.
شهرهای بزرگ و پرجمعیت دنیا با استفاده فناوریهای نوین و ایجاد زیر ساختهای جدید، نیاز به استفاده از خودرو شخصی در سفرهای درون شهری را برطرف نموده به گونهای که ساکنین آن شهرهای بزرگ و پرجمعیت نیازی به استفاده از خودرو شخصی در سفرهای درون شهری احساس نمیکنند و این چنین است که شهرهای بزرگ و پرجمعیت مشکل آزاردهندهای به نام ترافیک ندارند و از آلودگی هوا رنج نمیبرند. از این رو نیاز به ارزیابی زیست محیطی کلیه طرحهای توسعه و به خصوص پروژههای که در آن طرحهای حمل و نقل اجرا میشوند ضروری است.
در همین راستاست که نگرشهای جدید با مطرح نمودن ایجاد تعادل و توازن در مصرف منابع و استفاده بهینه از انرژیهای پاک و تجدیدپذیر سعی در ارتقای کیفیات محیط شهری دارند. اولویت بخشیدن به مسئله کاهش مصرف انرژیهای تجدید ناپذیر و بهینهسازی مصرف آنها، مسئله حمل و نقل و شبکه ارتباطی شهری از اهمیت ویژهای برخوردار می-باشد.
با توجه به نقش موثر سیستمهای حمل و نقل در انتشار آلایندهها، از مهمترین راهکارهای کاهش آلودگی هوا در شهرها، ایجاد شهر هوشمند بویژه سیستمهای حمل و نقل هوشمند میباشد. بی شک دسترسی به فناوریهای هوشمند نقش مهمی در بهبود وضعیت زندگی شهروندان داشته است. با افزایش رشد جمعیت شهری نه تنها لازم است بر وسعت شهرها افزوده شود، بلکه میباید بتوان شهرهای جدیدی ساخت که مجهز به آخرین فناوریهای هوشمند باشند.
مقدمه
مدرن شدن جوامع، تغییرات عمدهای را در جمعیت به وجود آورده است، از جمله شهر نشین شدن جمعیت، افزایش جمعیت شهرها، افزایش مهاجرت به شهرها و به تبع آن، توسعه شهرهای کوچک و بزرگ است، که شهرنشینان را با مشکلات متعددی مواجه کرده است. به طوری که زندگی در کلان شهرها و شهرهای بزرگ را طاقت فرسا کرده است. شهرنشینی بستر انواع تضادها و تعارضهای اجتماعی در هر کشوری است.
به تعبیری، شهر در هر کشور، محل تمرکز ثروت و انباشت فقر است .[1] ایده شهر هوشمند نیز تا اواسط دهه 1980 که ژاپنیها شهر علم - کان سایی - را در کشور خودشان ایجاد کردند و استرالیاییها شهر عملکردی - MFP - را در اواخر دهه 1980 در آدلاید بنا کردند، ایدهای ناشناخته بود. از دهه 1980 و 1990 که کامپیوتر و اینترنت در مقیاس وسیع در زندگی شهری مورد استفاده قرار گرفت و مبحث فضای مجازی اهمیت ویژهای یافت. آنچه یک شهر را به سمت هوشمندی پیش میبرد، صرفا استفاده از ابزار الکترونیکی و سیستم ارتباطاتی آن شهر نیست.
شهر هوشمند، شهری است که در اداره تمام امور شهروندان شامل خدمات، سرویسهای دولتی و خصوصی به صورت آنلاین، شبانه روزی در کل هفته، ضریب ایمنی بالا شهر هوشمند ما را از دنیای یک بعدی شهرهای سنتی و امروزی، به دنیای دو بعدی میبرد که دستاورد فناوریهای نوین اطلاعات و ارتباطات دنیای اینترنتی است در این شهر هوشمند ادارات دیجیتالی جایگزین ادارات فیزیکی میشوند و سازمانها و دستگاههایی همچون شهرداری، حمل و نقل عمومی، سازمان آب منطقهای و... بیشتر خدمات خود را به صورت مجازی و یا با استفاده از امکاناتی که ICT در اختیار آنان قرار میدهد به مشترکین و مشتریان خود ارائه میدهند.
در یک شهر هوشمند، کلیه اطلاعات و خدمات به صورت الکترونیک به مردم ارائه میشود. درحال حاضر نمونههای چندانی از شهرهای تمام هوشمند در جهان وجود ندارد. همانطوری که تصور وجود شهری که به طور کامل از وجود رایانه و خدمات الکترونیک بی بهره باشد، تقریبا غیر ممکن است . [2] شهرها به عنوان مکان زندگی و فعالیت انسان، بخش مهمی از محیط میباشند که قادر به تاثیرگذاری بر مجموعه محیط زیست کره زمین- بیوسفر هستند.
بنابراین دنیای پایداری نخواهیم داشت اگر شهرهای پایداری نداشته باشیم.[3] شهرها که زمانی بعنوان قلب بدعت گذاری در تکنولوژی و رشد نیروهای فرهنگی محسوب میشدند، امروزه به مکانهای بحران زایی تبدیل شدهاند که وسیعترین تاثیر را در اکوسیستمهای طبیعی سبب شده، مهمترین مصرف کنندگان منابع طبیعی، بیشترین آلودگیها تولید نموده، عمدتا کانونهای مصرف مواد و انرژیهای بدست آمده از مناطق خارج از حوزه طبیعی میباشند.
در حال حاضر، دنیا با بحرانهای زیست محیطی زیادی دست به گریبان است. دنیای توسعه یافته امروز بالاخره دریافته است که مشکلات زیست محیطی توسعه دیگر مورد پذیرش جهانی نمی-باشد. [4] توسعه روز افزون جامعه بشری و نیازهای آن به توسعه همزمان انواع روشهای حمل و نقل باعث ایجاد انواع اثرات وشکنندگی محیط زیست بشر شده است. از این رو نیاز به ارزیابی زیست محیطی کلیه طرحهای توسعه و به خصوص پروژههای که در آن طرحهای حمل و نقل اجرا میشوند ضروری است. عناصر زیست محیطی شامل عناصر و عوامل طبیعی و انسان ساخت میباشد.
لیکن به دلیل ارتباط متقابل بسیاری از آنها، تشخیص و تفاوت دو دسته فوق مشکل است. در همین راستاست که نگرشهای جدید با مطرح نمودن ایجاد تعادل و توازن در مصرف منابع و استفاده بهینه از انرژیهای پاک و تجدید پذیر سعی در ارتقای کیفیات محیط شهری دارند. در اولویت بخشیدن به مسئله کاهش مصرف انرژیهای تجدید ناپذیر و بهینه سازی مصرف آنها، مسئله حمل و نقل و شبکه ارتباطی شهری را از اهمیت ویژهای برخوردار میسازد .[5]
ترافیک وسایل نقلیه یک منبع عمومی در آلودگی هوا، تصادفات و آلودگی صوتی است.[6] آلودگی زیست محیطی ناشی از ترافیک و حمل و نقل از جمله مسائلی است که در اغلب کشورهای جهان به خصوص در کشورهای در حال توسعه رو به افزایش است. رشد سریع شهرها، افزایش روز افزون تعداد وسایل نقلیه، و نیاز به تردد برای رفع نیازها، باعث آلودگی شهرهای بزرگ و متوسط در این کشورها شده است. از نیازهای مهم در کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه، ایجاد سیستم حمل و نقل کامل، منظم، گسترده و کارآمد میباشد.
امروزه کشورهایی از لحاظ اقتصادی، سیاسی، فرهنگی در حال رشد هستند که از یک سیستم حمل و نقل کارآمد برخوردار باشند. در حال حاضر سهم قابل توجهی از هزینه سبد خانوار شهروندان مربوط هزینههای حمل و نقل و ترافیک میباشد. علاوه بر آن آثار و لطمات جبران ناپذیر ترافیک در آلودگی محیط زیست امری قویا قابل تامل است.
مشکلاتی ناشی از عدم راههای ارتباطی مناسب، استفاده بیش از حد از خودروهای شخصی، عدم جانمایی امکانات و تجهیزات حمل و نقل و رشد بیرویه کاربریهای مخل ترافیکی است .[7] آلودگی ناشی از بخش حمل و نقل به علت شهرسازی بی رویه و سریع، به اندازه آلودگی صنعتی مهم و از اهمیت برخوردار میباشد. آلودگی ناشی از حمل و نقل و وسایل نقلیه به شکل گازهای خروجی از اگزوز، ذرات معلق، صدا و غیره میباشد.
امروزه آلودگی هوا یکی از مهمترین و اساسیترین معضلات زیست محیطی کلان شهرهای دنیا بوده که از فعالیتها و پیشرفتهای بشر بوجود آمده است. طی سال-های اخیر مطالعات زیادی بر روی منابع آلاینده، درصد تولید انواع آلایندهها ، روشهای کنترل آلودگی هوا و شیوههای مدیریتی زیست محیطی و ... انجام شده است که در تمامی موارد بخش حمل و نقل پیشتاز بوده منابع آلاینده بوده است.
به منظور تضمین کیفیت زندگی و توسعه پایدار شهرها و مناطق در سراسر جهان، توسعه رویکردی یکپارچه نسبت به سیاستهای شهری در زمینههای اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی برای شهروندان و کسب و کار ضروری به نظر میرسد. عملکرد مطلوب و منسجم سیستم حمل و نقل عمومی سنگ بنای چنین سیاستهایی است. با توجه به نقش موثر سیستمهای حمل و نقل در انتشار آلایندهها، یکی از مهمترین راه کارهای کاهش آلودگی هوا در شهرها، ایجاد شهر هوشمند بویژه سیستمهای حمل و نقل هوشمند به عنوان یکی از ابعاد مهم آن میباشد.
مبانی نظری و ادبیات تحقیق
شهر همچون یک موجود زنده در حال تغییر و گسترش است و کاربریهای عمومی در بسیاری از شهرها به دلایلی همچون گسترش شهرها و افزایش جمعیت و سایر موارد مرتبط، قادر به ارایه خدمات مطلوب به شهروندان نمیباشد. بنابراین به کارگیری فناوری اطلاعات در شهرها یا راه اندازی شهر الکترونیک از خاستگاههای مدیران شهری برای عرضه مطلوب و استفاده بهینه از خدمات شهری است. حرکت به سمت شهرهای هوشمند با توجه به افزایش جمعیت و تغییر ساختار روابط بین افراد امری اجتناب ناپذیر است .[8]
به عقیده الوین تافلر، انقلابی که در تکنولوژی اطلاعات روی داد، باعث ایجاد موج سوم در تکامل شهرها شده است. افزایش سریع فعالیتهای از راه دور مثل کار از راه دور، خرید از راه دور، آموزش از راه دور، درمان از راه دور در فضای فیزیکی شهرها تاثیر میگذارد و محل و ساختار کالبدی سازمانی مدارس، دانشگاهها، مطب پزشکان و بازارها راتغییر میدهد. پژوهشها نشان میدهند که کار از راه دور شکل فیزیکی رفت و آمد به محل کار را تغییر میدهد.[9]
»بتی« معتقد است که در طی 50 سال همه چیزهای اطراف ما به یک نوع کامپیوتر تبدیل شده و راههایی که ما به آنها دسترسی پیدا میکنیم از طریق نرم افزار خواهد بود. در اواسط قرن 21 ماشینها، ساختمانها و کل شهرها به مثابه کامپیوترهایی عمل خواهند کرد. اینها همه روی فرم و کاربری محیط ما و راههایی که برای فهم آنها به کار میبریم تاثیر میگذارند.[10]
شهر هوشمند شهری است بر اساس فناوری اطلاعات و ارتباطات از راه دور - ICT - که سعی دارد ضمن دگرگون کردن شیوههای زیست و فعالیت، پاسخگوی نیازهای شهروندان از طریق برنامه ریزی، طراحی، توسعه و نوسازی جوامع با ترقی دادن حس مکانی، حفظ منابع طبیعی و فرهنگی، توزیع عادلانه هزینهها و مزایای توسعه، افزایش یکپارچگی اکولوژی در دورههای کوتاه و بلند مدت و نیز افزایش کیفیت زندگی از طریق توسعه دامنه گزینههای حمل و نقل، اشتغال و مسکن به نحو مطلوب باشد.
نیاز و هزینه اصلی شهرهای هوشمند، ایجاد زیرساخت های شهری گستردهای است که نه تنها منظر اقتصادی سودآوری و بهینه سازی را به همراه دارند، بلکه کیفیت زندگی شهروندان را به طور مطلوب ارتقا میدهند. بنابراین اولین مرحله از توسعه و هوشمندسازی شهرها، ارائه زیرساختهای ارتباطی سریع به شهروندان از طریق پیاده سازی بسترهای شبکههای ارتباطی فوق سریع با تکنولوژی بالا که عنوان یک راه حل طولانی مدت و پایدار با ارائه انواع روشها و سیستمها خدمات کنترل و بهینه سازی، مصرف حاملهای انرژی را بصورت چشمگیری کاهش دهد.
شهر هوشمند به عنوان راهکاری بی بدیل جهت حل بسیاری از مشکلات شهرهای کنونی مطرح شده است. بی شک دسترسی به فناوری های هوشمند نقش مهمی در بهبود وضعیت زندگی شهروندان داشته است. با افزایش رشد جمعیت شهری نه تنها لازم است بر وسعت شهرها افزوده شود، بلکه میباید بتوان شهرهای جدیدی ساخت که مجهز به آخرین فناوریهای هوشمند باشند. در دنیای امروز، کلان شهرها قطب های اقتصادی مهم دنیا هستند و وجه تمایز آنها در مقایسه با دیگر شهرها این است که اینگونه شهرها بر اساس سیستمهای هوشمندانه و خلاقانه مدیریت میشوند .[8]
در واقع شهر هوشمند عبارت است از یک شهر الکترونیکی که برای شهروندانش امکان استفاده از فناوریها و زیر ساختهای هوشمند فراهم میکند. در دیدگاههای مختلف به مفهوم شهر هوشمند چند نکته وجود دارد: استفاده از فناوریهای دیجیتال و ICT به عنوان اصلیترین فناوری در شهر هوشمند، لزوم زیرساختهای لازم، نقش شهروندان هم به عنوان هدف نهایی خدمات و هم به عنوان مشارکت کننده در هوشمندی شهر. ITS یا سامانه های هوشمند حمل و نقل، قاعده و 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 فناوریهای جدید در زمینههای پردازش اطلاعات، کنترل و الکترونیک در سراسر جهان در اختیار قرار میدهد.
آلودگی هوا: آلودگی هوا عبارت از وجود یک یا چند آلاینده در هوای آزاد مانند گازها، بخارات، گرد و غبار ، بو ، دود غلیظ با کمیت، مشخصات و زمانماند کافی برای زندگی انسان حیوان و گیاه خطرناک و برای اموال مضر باشد و یا بطور غیرقابل قبول مانع استفاده راحت از زندگی و اموال گردد. در طبقه بندی آلایندهها بر اساس منشا میتوان الایندههای هوا را به دو گروه تقسیم بندی نمود:
الف - آلایندههای اولیه: این گروه شامل آلایندههایی است که بصورت مستقیم وارد اتمسفر شده و با همان ترکیبی که وارد هوا شدهاند در هوا حضور داشته و قابل اندازه گیری هستند و شامل هیدروکربنها، اکسیدهای نیتروژن، گوگرد، گرد و غبار و ... میباشد.
ب - آلایندههای ثانویه: شامل آلایندههایی است که در اثر واکنشهای فتوشیمیایی، هیدرولیز و اکسیداسیون بر روی آلایندههای اولیه تولید میشوند و بطور کلی منشا این آلایندهها آلایندههای اولیهای هستند که وارد اتمسفر میشوند این آلایندهها شامل اوزون، پراکسی، استیل نیترات، اسیدسولفوریک و اسید نیتریک که از آلایندههای اولیه نظیر ترکیبات هیدروکربنی، So2 و No2 حاصل میشوند. از مهمترین عوامل آلوده کننده هوا، میتوان آلایندههای ناشی از خودروهای بنزینی و گازوییلی را نام برد که بیشترین سهم آلودگی هوا را بخصوص در شهرها دارا میباشد.
آلودگی صوتی: آلودگی صوتی مسئله مهمی برای کیفیت زندگی در نواحی شهری است.[11] این موضوع مشکل رو به رشدی است که اثرات بالایی روی سلامتی مردم دارد.[12] آلودگی صوتی میتواند به عنوان احساس نارضایتی توسط صوت تعریف شود.[13] صوت از مهمترین منابع آلاینده در شهرهای پایتخت است. شناسایی آلودگی صوتی ترافیک به عنوان یکی از مهمترین آلایندههای محیط زیستی منجر به توسعه مدلهایی میشود که قادر است ترازهای صوتی از منابع پایه را پیشبینی کند.[14]
آلایندههای محیط زیست
امروزه آلودگی هوا به معضلی جهانی تبدیل شده که سلامت شهروندان را در سرتاسر جهان به شدت تهدید میکند. افزایش آلودگی هوا با روند صنعتی شدن در غرب شکل گرفت. ورود خودروها به خیابانها و فعالیت کارخانههای صنعتی و آلایندههای ناشی از آن، نقطه آغازی بود، برای خداحافظی بشر با هوای پاک، رشد صنعت خودرو در غرب که از دهههای 30 و 40 میلادی آغاز شد به سرعت سراسر دنیا را درنوردید. به ویژه در اروپا و آمریکای شمالی با توسعه وسایل نقلیه شخصی این رشد از شتاب بیشتری برخوردار بود. منابع تولید ذرات معلق: ذرات معلق یا PM particulate matter - واژهای است که برای ذرات موجود در هوا مثل دود، گرد و غبار، دوده و قطرات مایع استفاده میشود. این ذرات گاهی در هوا برای مدتهای طولانی باقی میمانند.
