بخشی از مقاله
نقش GIS دربهبود زیرساخت حمل و نقل هوایی
چکیده
فرودگاهها به عنوان زیربنایی ترین زیرساخت صنعت حمل و نقل هوایی از اهمیت ویژه ای برخوردارند، چرا که کلیه ی امور مربوط به سازمان دهی بخش هوایی و زمینی در آن ها صورت می گیرد. در این راستا، تامین زیرساختهای صنعت در بخش مذکور، ضروری می نماید. از طرفی با توجه به هزینههای سنگین احداث زیرساختهای فرودگاهی (مانند باندهای پروازی، ترمینال ها و ...)، مدیریت حرفهای (خصوصاً مدیریت مکانی) و بهبود کیفیت خدمات در آن ها، نیز اهمیت مییابد؛ در این راستان GIS می تواند بسیار مؤثر باشد. استفاده از تحلیل های نقشه مبنا در محیط GIS، باعث فائق آمدن بر بسیاری از کاستیها در روش های قدیمی مدیریتی خواهد شد. هدف این مقاله، معرفی GIS از دیدگاه سیستم حمل و نقل هوایی و بررسی نقش آن در روند مدیریت و توسعه ی زیرساختها در این صنعت است. با توجه به کاربردهای GIS در فرودگاههای دنیا، اثبات شده که این سیستم، نقش مهمی در ارتقای صنعت حمل و نقل هوایی ایفا می کند.
کلمات کلیدی: سیستم اطلاعات مکانی (GIS)، حمل و نقل هوایی، فرودگاه، سیستم اطلاعات فرودگاهی، زیرساخت.
۱- مقدمه
حمل و نقل، یکی از عوامل مهم توسعه اقتصادی و اجتماعی هر کشوری محسوب میشود. پیشرفت اقتصادی هر کشوری با میزان کارایی سیستم حمل و نقل آن رابطه مستقیم داشته و از آنجایی که، حمل و نقل هوایی به عنوان یکی از شاخههای این سیستم، دارای نقش بسیار مهمی در توسعه اقتصادی، اجتماعی، صنعتی و گردشگری است، بنابراین، توجه به این صنعت لازم و ضروری است. رشد فعالیتهای اقتصادی و اجتماعی، لزوم جا به جایی سریع مردم و کالاها و در نتیجه افزایش روز افزون تقاضا، وجود بخش حمل و نقل هوایی را یک ضرورت اجتناب ناپذیر ساخته است. در این بین، فرودگاهها به عنوان زیرساخت، نقش حیاتی و مهمی در صنعت حمل و نقل هوایی داشته و در واقع زیربنایی ترین بخش در این صنعت، محسوب می شوند. فرودگاهها و به خصوصی فرودگاههای بزرگ، همچون شهرهای کوچکی هستند که خدماتی از قبیل تسهیلات، راهها و زیرساخت مورد نیاز برای پشتیبانی از عملکردهای فرودگاهی را فراهم می کنند. هزینههای سنگین احداث زیرساختهای فرودگاهی (مانند باندهای پروازی، تاکسیروها، اپرون، آشیانه ها، ترمینال ها و ...)، وجود ابزاری به منظور مدیریت حرفه ای (خصوصاً مدیریت مکانی) و بهبود کیفیت خدمات در بخش های زیرساختی را ضروری مینماید؛ که در این راستا GIS میتواند بسیار مؤثر باشد. طی بررسی صورت گرفته توسط کمیتهای GIS فرودگاهی مربوط به انجمن آمریکایی مدیران فرودگاهی، تا سال ۲۰۰۰، بیش از ۶۰ درصد فرودگاههای آمریکا، از GIS استفاده کرده یا قصد استفاده از آن را تا سال ۲۰۰۳ داشتهاند. به کارگیری سیستمهای اطلاعات مکانی برای مدیریت زیرساخت، تحلیل های محیطی و عملکردهای فرودگاهی، امری رایج در فرودگاههای کشورهای پیشرفته است. تلفیق مدیریت زیرساخت به طور کلی، و مدیریت روسازی به صورت خاص، با استفاده از GIS، قابلیتهای مدیریتی بیشتری را نسبت به سیستمهای مدیریت زیرساخت قدیمی، فراهم آورده است. توسعه ی سیستمهای مجتمع اطلاعات فرودگاهی، منجر به تغییر الگو در روشهای مدیریت زیرساخت شده است. طی رویکردهای هزارهای جدید و آخرین پیشرفتها، مدیریت روسازی و زیرساخت، در حال فاصله گیری از روشی های قدیمی بوده و به سمت سیستمهای نقشه مبنا که دارای ابزارهای تحلیلی سطح بالا هستند، پیش می روند. در مورد مدیریت روسازی، استفاده تحلیل های نقشه مبنا، باعث فائق آمدن بر بسیاری از کاستیها و نقاط ضعف روش های بررسی قدیمی خواهد شد. ا۱۴ ا.
در این مقاله، هدف، معرفی GIS، به عنوان تکنولوژی ای برای بهبود زیرساختهای موجود در صنعت حمل و نقل هوایی است. به همین منظور در بخش ۲ به کاربردهای صورت گرفته در این راستا اشاره می شود و در بخش ۳ و ۴ نیز به تعریف GIS و بررسی اجزای آن از دیدگاه صنعت حمل و نقل هوایی پرداخته می شود. در بخش ۵، برخی کاربردهای GIS در زیرساختهای حمل و نقل هوایی مطرح می گردند و بخش آخر نیز مربوط
به نتیجه گیری است.
2- پیشینه تحقیق
موارد کاربردی مدیریت زیرساخت، شامل: مدیریت روسازی، مدیریت تعمیر و نگهداری، مدیریت ساختمان ها و تسهیلات است. امروزه، استفاده از تکنولوژی GIS، به عنوان یکی از بهترین روش های نوین در مدیریت زیرساخت فرودگاه به شمار میآید، تا منابع فرودگاهی بهتر مدیریت شده و هماهنگی بهتری با سایر عملیاتها داشته باشند. همچنین توسعه ی سیستمهای مجتمع اطلاعات فرودگاهی به کمک GIS، منجر به تغییر الگو در روش های مدیریت زیرساخت شده است. این امر، سبب فائق آمدن بر بسیاری از کاستی ها و نقاط ضعف روش های بررسی قدیمی خواهد شد. با ایجاد یک پایگاه دادهای مکانی و نرم افزارهای GIS ای، امکان ذخیره سازی اطلاعات مورد نیاز در ارتباط با زیرساختها، به صورت کارا فراهم خواهد. بررسیها نشان میدهد که این سیستم با استفاده از تحلیل های سطح بالای نقشه مبنا، باعث تقویت هرچه بیشتر زیرساختهای موجود گشته، و نقش مهمی در ارتقای سیستم حمل و نقل هوایی ایفا می کند. ا۱۴] در ادامه، به برخی از کاربردهای صورت گرفته اشاره می شود:
در{ ۸} ، ایجاد یک سیستم مدیریت آسفالت باند در چین با استفاده از GIS مطرح شده است؛ به این ترتیب که ابتدا آسفالت باند به زیرساختهایی چون باندهای پروازی، تاکسیروها و اپرون، بخش بندی و کدگذاری شده است. سپس، مشخصات هندسی و توصیفی این بخشیها به صورت رقومی، وارد سیستم GIS می گردند؛ همچنین، لایه های زیرساختی دیگری مثل خطوط لولهای زیرزمین و ساختارهای زهکشی و همچنین سیستم روشنایی، نیز می تواند به سیستم اضافه شود. به این ترتیب، کلیه اطلاعات مربوط به تعمیر و نگهداری آسفالت باند، در سیستم، به روز رسانی میگردد که این باعث کاهش هزینه و زمان برای بررسی مجدد و نیز بهبود مدیریت این بخش میگردد. در ۱۳ ، یک سیستم اطلاعات مکانی جامع برای فرودگاه اتاتورک ترکیه پیاده شده که شامل بخشهای زیرساختی از جمله: راهها، باندهای پرواز، اپرونها، ساختمان پایانه ها و سیستم روشنایی و برخی نقشههای دیگر که سایر قسمتهای فرودگاه را نشان می دهند، می باشد. دادههای توصیفی این عوارضی نیز به سیستم، اضافه شدهاند. عکس ها و تصاویر ضبط شده ی دوربینها هم از پایانه های داخلی و بینالمللی جمع آوری و با سیستم تلفیق شدند تا به سازمان دهی و مدیریت هرچه بهتر زیرساختها کمک شود. در{ ۴}، یک سیستم WEBGIS برای شرایط اضطراری در فرودگاه پیاده شده است که در آن نقشه ی فرودگاه و مناطق با فاصله ی ۸ کیلومتری از اطراف آن ترکیب شدهاند که اطلاعات زیرساختی از قبیل راههای دسترسی، عوارض داخل فرودگاه و کلیه اماکن خدماتی موجود برای شرایط اضطراری در داخل و اطراف فرودگاه در آن آورده شدهاند، همچنین آنالیزهای مکانی روی این سیستم تعبیه شده که نقش مهمی در کنترل بخش های زیرساختی و به خصوص ایمنی فرودگاه ایفا می کند. در ۱۱ ، به استفاده از ابزارهای GIS برای تولید مدل سه بعدی به منظور منطقه بندی پایگاه هوایی Kleiaat در شمال لبنان پرداخته شده است. با طرح هایی که برای تبدیل این پایگاه، به یک فرودگاه غیر نظامی منطقهای و افزایش گنجایش ترافیکی اش، مطرح بود، منطقه بندی برای آن الزامی شد. از همین رو، مدل سازی سه بعدی، مطابق با استانداردهای بینالمللی ایجاد شد و توانست به عنوان یک ابزار حمایتی برای گسترش زیر ساخت فرودگاه، مورد توجه قرار گیرد.
۳- سیستم اطلاعات مکانی
GIS، مجموعهای یکپارچه از نرم افزارها، سخت افزارها، دادهها، کاربران و روشهاست؛ که برای نمایش و مدیریت اطلاعات مکانی به کار می روند و نیز برای تحلیل روابط مکانی و مدل سازی فرایندهای مکانی مورد استفاده قرار میگیرند. ۱۸ در واقع GIS، علم و فن اطلاعات مکانی است که مدیران، تصمیم گیران و متخصصان را قادر به ذخیره سازی، پردازشی، به هنگام سازی و بازیافت اطلاعات مختلف در فرمت های متنوع متنی، گرافیکی و رقومی در مقیاس های متناسب می نماید. امروزه سیستم اطلاعات مکانی، توانسته در کنار سایر برنامههای تخصصی، با ایجاد پایگاه اطلاعاتی، به عنوان یک زیرساخت کارآمد در فرآیند تشکیل بانک اطلاعاتی به شمار آید. در حقیقت GIS، نوعی فناوری است که با استفاده از آن، امکان مدیریت و سازماندهی دادههای مکانی و توصیفی، با هدف تصمیم گیری بهینه میسر میگردد. -۱ - این سیستم، میتواند در ابعاد مختلفی از زیرساختهای حمل و نقل هوایی وارد شده و آنها را بهبود بخشد.
در بخش زیر به بررسی اجزای GIS، از دیدگاه حمل و نقل هوایی میپردازیم:
۴- اجزای GIS از دیدگاه حمل و نقل هوایی
4-1 داده ها
دادهها در GIS، به دو دسته ی مکانی و غیر مکانی (توصیفی) تقسیم بندی می شوند. در مورد اطلاعات مرتبط با زیرساخت سیستم حمل و نقل هوایی نیز، در یک دسته بندی کلی برای دادههای مکانی و توصیفی می توان به اطلاعاتی از قبیل: تسهیلات، فرودگاهها، ساختمانها، امکانات، مقررات و رویکردهای مؤثر بر عملیات هوایی اشاره کرد. || ۳ || بر اساس انکس ۱۵ سازمان هواپیمایی بینالمللی کشوری (ICAO)، خدمات اطلاعات هوانوردی (AIS)، مسئول سازمان دهی اطلاعات فرودگاهها، ساختمانها، امکانات و فضای هوایی است تا ایمنی، نظم و کارایی یک سفر هوایی را تضمین کند. برخی از این اطلاعات، مربوط به نقشه برداری زیرساخت فرودگاه و پیرامون آن، بخشنامه ها و مقررات تدوین شده و غیره می باشد. ۱۲
طبیعی است که مدیریت حجم وسیع اطلاعات مربوط به زیرساختهای سیستم حمل و نقل هوایی، با چالش هایی همراه باشد. دادهها و اطلاعات، از منابع مختلفی به دست می ایند و ممکن است استاندارهای لازم در همه ی انها رعایت نشده باشد و از دقت و اعتبار کافی برخوردار نباشند؛ اکثر این اطلاعات به صورت کاغذی و گرافیکی در اختیار استفاده کنندگان قرار می گیرند که این امر نیز مشکلاتی را در پی دارد؛ این که دادهها به موقع در دسترس قرار نمی گیرند، نگهداری و به روز رسانی آنها هزینه و زمان زیادی را در پی دارد، همچنین به اشتراک گذاری و تبادل اطلاعات نیز، با مشکل مواجه است. ا۲ا وجود زیرساخت نا مناسب، برای مدیریت این اطلاعات با ارزش، ممکن است در برخی موارد، عملاً، آنها را بلااستفاده کند. بنابراین به کارگیری سیستم اطلاعات مکانی، برای سازمان دهی این اطلاعات، می تواند نقش بسیار مهمی را ایفا کند. ایجاد یک پایگاه داده با استفاده از GIS، به مرتفع شدن بسیاری از مشکلات اشاره شده کمک خواهد کرد. این سیستم می تواند با رقومی کردن اطلاعات موجود و قابلیت پذیرش و ورود دادههای مکانی و توصیفی از منابع مختلف، تلفیق، ذخیره و بازیابی، تجزیه و تحلیل و نمایش دادهها، در راستای مدیریت هرچه بهتر آنها گام بردارد؛ همچنین قابلیت به اشتراک گذاری دادهها در بین بخشهای مختلف و نیز بر روی شبکه جهانی اینترنت (WEBGIS)، از دیگر ویژگیهای منحصر به فرد سیستم GIS می باشد که باعث تسریع در تبادل اطلاعات و جلوگیری از صرف هزینههای اضافی برای تولید و جمع آوری این اطلاعات میگردد. از سایر مزایای استفاده از GIS، در بخش اطلاعات زیرساختهای سیستم حمل و نقل هوایی، می توان به موارد زیر اشاره کرد :
تهیه ی استاندارهای جمع آوری اطلاعات و ایجاد فراداده برای آن ها، جستجو و دانلود دادههای فرودگاهی، تولید نقشه های رقومی طراحی فرودگاه، چارتهای رقومی موانع فرودگاهی و دیاگرامهای فرودگاه، به کارگیری ابزارهای تحلیل وب مبنا (شامل طراحی فرودگاه، پیکربندی باند و ... ) به کارگیری وب سرویسهای مکانی و غیره.
۲-۴ ساخت افزار و نرم افزار
با استفاده از سخت افزارهای مختلفی همچون دیجیتایزرها و اسکنرها میتوان اطلاعات سیستم حمل و نقل هوایی را به صورت رقومی تولید کرد که این کار، گام بزرگی در جهت بهبود زیرساختها و متعاقب آن، مدیریت و ارائه خدمات به نحو مؤثرتر، خواهد بود. نرم افزارهای GIS ای نیز به ذخیره سازی، مدیریت، بصری سازی، تحلیل و به اشتراک گذاری این اطلاعات میپردازند. انواع متفاوتی از نرم افزارها برای مدیریت دادههای مکانی و توصیفی در GIS وجود دارد. از پرکاربردترین نرم افزارهایی که برای تهیه پایگاه داده مورد استفاده قرار می گیرند، می توان به SQL و Oracle اشاره کرد؛ به کمک آنها می توان یک بانک اطلاعاتی از کلیه ی دادههای توصیفی تولید کرد که می توانند به صورت جدولی ذخیره گردند. شکل ۱، یک نمونه از این جداول را نشان می دهد؛ به عنوان مثال در مورد آسفالت باند فرودگاه، اطلاعات توصیفی از قبیل: سال ساخت، جنسی، کد مربوطه، اطلاعات مربوط به تعمیر و نگهداری و غیره، در ستون های مختلف ذخیره سازی می گردند و در صورت نیاز با اطلاعات مکانی مربوطه، تلفیق میشوند و این کار باعث مدیریت هرچه بهتر این بخش مهم زیرساختی میگردد.
شکل ۱. جدول مربوط به ذخیره سازی اطلاعات توصیفی || ۲ ||
ArcGIS اینترنت، می توان به cタ%)メGIS 3
از جمله نرم افزارهای رایج GIS برای مدیریت و سازمان دهگی اطلاعات مکانی و نیز بردن آنها بر روی اینترنت می توان server ,Arcinfo,ARCims ArcGIS, ArcGIS و غیره اشاره کرد.
قابلیتهایی که این نرم افزارها برای اطلاعات در سیستم حمل و نقل هوایی فراهم می کنند، در نوع خود، منحصر به فرد است. در مورد برخی از این قابلیتها میتوان به بصری سازی، تحلیل های مکانی نقشه مبنا، بازیابی و ایجاد پرسش و پاسخ از اطلاعات موجود در سیستم اشاره کرد.
در راستای به کارگیری نرم افزارهای GIS برای بهبود زیرساختهای موجود در سیستم حمل و نقل هوایی، شرکت Esri به تولید نرم افزار Aeronautical Solution پرداخت. فرودگاههای آمریکا با چالش هایی برای ارائه ی دادههای کیفی مواجه بودند؛ که مطابق با مقررات باشند و نیاز به دوباره کاری نباشد. نرم افزار ESri Aeronautical Solution و بستهی AGIS) AIRPORT-GIS)، یک پایگاه GIS فراهم ساخت که به فرودگاهها این امکان را میداد تا دادههای GIS خود را با استفاده از ابزارهای توسعه یافته، تقویت کنند. بعلاوه، AGIS و ESri Aeronautical Solution، ابزارهای قدرتمندی برای فرودگاهها فراهم آوردند، که اثرات و قابلیتهای جدید برای عملکردهای روزانه، امور نگهداری و برنامه ریزی را ارائه می - کنند. برخی از این قابلیت ها عبارتند از : قالبهای نقشهای پیش ساخته، برنامه ی کاربردی برای مدیریت جریان کاری، ابزارهای خودکار اعتبار سنجی داده، ابزارهای خودکار برای ایجاد و نمایش سطوح مانع فرودگاهی، گرفتن خروجی از دادههای GIS فرودگاهی به صورت خودکار، برای ارائه به سازمان فدرال هوانوردی FAA آمریکا. شکل ۲، نمونهای از قالبهای نقشه ی پیش ساخته را نشان میدهد که می تواند برای یک نیاز خاص فرودگاهی تنظیم شود. این قالبها می توانند برای حمایت چندین عملیات زیرساختی فرودگاهی استفاده شوند همچون: فعالیتهای برنامه ریزی، نقشه برداری و سایر موارد. ا۱۰ |
شکل ۲ نمونه ای از قالبهای پیش ساخته در نرم افزار۹ Aeronautical Solution
- برنامه ی کاربردی برای مدیریت جریان کاری، قابلیت تعیین کردن، پیگیری و گزارش فعالیتهایی را دارد که در هر تعداد منطقه ی عملیاتی فرودگاه وجود دارد. حاوی دستورالعملهای قدم به قدم و ساختار یافته ای است که اتوماسیون و ساده سازی عملیاتهای تکراری ای را بر عهده دارند که مرتبط با آماده سازی، بازیابی و توزیع دادههای فرودگاه هاست. بعلاوه جریان های کاری می توانند برای حمایت از سایر فعالیتهای GIS ای و غیر GIS ای فرودگاه شکل گیرند. | ۱۰ |
- ابزارهای خودکار اعتبار سنجی داده، از طریق معیارهای GIS فرودگاهی FAA ایجاد شدهاند. این ابزارهای قابل تنظیم، کنترل جامعی را فراهم کرده و گزارشات خود را هم به صورت مکانی و هم جدولی ارائه می کنند، و این امکان را برای فرودگاهها به وجود میآورند تا کیفیت دادههایشان را ارتقا بخشیده و دادههای سازگار با FAA را ارائه دهند.
- ابزارهای خودکار برای ایجاد و نمایش سطوح مانع، ابزارهای پردازشی مکانی در دسترسی هستند که به ایجاد و نمایش موارد تعیین شده در بخشنامههای 77 FAA AC 150/5300-18BFAA Part ، و سطوح شناسایی موانع فرودگاهی انکس ۱۴ و ۱۵ ICAO میپردازند. فرودگاهها به سادگی می توانند این سطوح زیرساختی را تولید کنند و این کار را با استفاده از چندین سناریوهای چه می شود اگر؟ انجام میدهند.
همچنین امکان گرفتن خروجی از دادههای GIS فرودگاهی به صورت خودکار، زمان مورد نیاز برای ارائه دادهها به FAA را کاهش میدهد. |۱۱|
۴- ۳ کاربر
یکی دیگر از اجزای سیستم GIS، کاربران هستند که می توانند افراد متخصصی (طراحان و برنامه نویسان سیستم، تصمیم گیرندگان و ... ) یا غیر متخصص (کاربران نهایی) باشند. همچنین کاربران مختلفی نیز با صنعت حمل و نقل هوایی دزر ارتباط هستند.که انها را نیز می توان به دو دسته متخصص و کاربر عادی، تقسیم بندی کرد. خدمه هواپیما و کارکنان فرودگاه، مدیران فرودگاهی، شرکتهای هواپیمایی، سازمانهای بینالمللی هواپیمایی، مسافران، سازمانهای امنیتی و خدمات رسان از قبیل آتش نشانی و ... را می توان به عنوان کاربران سیستم حمل و نقل هوایی به شمار آورد. با گنجاندن قابلیتهای GIS در سیستم حمل و نقل هوایی، میتوان به تولید مؤلفه هایی دست یافت که تا حد زیادی در هزینههای مربوط به کاربران، از قبیل زمان، پول و انرژی صرفه جویی شود. این کاربران نیز می توانند با بخش های زیرساختی سیستم حمل و نقل هوایی در ارتباط باشند؛ از همین رو، ایجاد سیستمی که بتواند کاربرپسند بوده و تعامل آسانی را برای برقراری ارتباط با کاربر فراهم کند، ضروری می نماید. برای مثال، در مقاله ای در کشور کرواسی، یک سیستم WEB GIS برای شرایط اضطراری در فرودگاه ایجاد شده است، در این سیستم نقشه ی مورد نیاز از فرودگاه با لایههایی از قبیل : عوارض زیرساختی فرودگاه همچون تسهیلات موجود و شبکهی راههای دسترسی طبقه بندی شده و عوارضی چون مناطق ایمنی و مکان های اضطراری، تهیه و بر روی وب برده شده است. این نقشه به صورت تعاملی است؛ یعنی کاربر، میتواند از طریق ابزارهای قرار داده شده، لایه ی مورد نظر را مشاهده نماید و از دکمههای تعبیه شده (زوم، pan و غیره) بهره ببرد. همچنین با انتخاب نقطه ی شروع و پایان و نیز نوع وسیله ی نقلیه، میتواند بهترین و کوتاهترین مسیر برای وسیله ی نقلیه ی اضطراری انتخابی را روی نقشه محاسبه کند. به این ترتیب، با استفاده از این سیستم، انجمن فرودگاهی، به عنوان مسئول به روز رسانی برنامه ریزی شرایط اضطراری فرودگاهی،
