بخشی از مقاله
چکیده
امروزه سیستم های هوشمند حمل و نقل از طریق فناوری اطلاعات و ارتباطات در فرایند حمل و نقل این قابلیت را بوجود آورده اند که بخش های مختلف با یکدیگر به شکل تعاملی ارتباط داشته باشند، به گونه ای که تحقق اهداف شبکه حمل و نقل که افزایش ایمنی، جلب رضایت مسافران و حل معضل ترافیک و ازدحام حمل و نقل می باشد را در پی خواهد داشت .
یکی از فناوری های نو و آینده محور، اینترنت اشیاست که در حال حاضر یک چارچوب مناسب و کاربردی را برای مطالعات حمل و نقل هوشمند فراهم کرده است، اینترنت اشیا مبادله اطلاعات حمل و نقلی وسایل نقلیه را توسط شبکه و بدون دخالت های انسانی انجام می دهد، در نتیجه بر اساس ارتباط اشیا با هم، وسایل و ابزارهای سیستم به صورت ویژه ای هوشمند خواهند شد و به تبادل اطلاعات و تعامل هدفمند با هم خواهند پرداخت .و به واقع در آینده شکل جدیدی از مدیریت تحت عنوان مدیریت اشیا یا اشیا خود راهبر، در سیستم هوشمند حمل و نقل ایجاد خواهد شد .
به عبارت دیگر با اینترنت اشیا، وسایل فیزیکی در سیستم حمل و نقل به یک شبکه اطلاعاتی فعال تبدیل میشوند .در این مقاله با هدف معرفی و تبیین آینده کاربرد فناوری اینترنت اشیا در توسعه سیستم حمل و نقل هوشمند به بررسی و تبیین مفهوم، ساختار و چارچوب های این فناوری در سیستم هوشمند حمل و نقل با استفاده از روش توصیفی و تحلیلی پرداخته شده است.
.1 مقدمه
با توجه به تحول و دگرگونی هایی که در اثر تغییرات سریع فناورانه در حوزه های مختلف زندگی انسان در حال رخ دادن است، به تبع آن در صنعت حمل و نقل نیز بکارگیری روش ها و فناوری های به روز و پیشرفته به سرعت در حال گسترش است .به گونه ای که ما امروزه از مدیریت هوشمند حمل و نقل صحبت می کنیم با توجه به این موضوع، آشنایی و اطلاع از فناوری های جدید و آینده که می تواند در روند بهبودی و رشد حمل و نقل، ارتقا ضریب ایمنی، افزایش و سرعت دسترسی به خدمات بهتر و بیشتر برای مردم مؤثر باشد، از مهمترین راهبرهای مدیریت حمل و نقل است .رصد کردن نشانه های تغییر در فناوری اطلاعات و آینده پژوهی در زمینه طراحی سیستم های هوشمند حمل و نقل و بکارگیری کارآمد و بهینه فناوری های جدید در افزایش کارایی و اثربخشی سامانه حمل و نقل هوشمند دارای اهمیت حیاتی است.
اینترنت شیا شبکهای از اشیا فیزیکی و یا چیزهایی است که دارای اجزا الکترونیکی، نرم افزاری و سنسورهایی باشند که دارای قابلیت جمعآوری دادههایی از دنیای پیرامون ما و به اشتراک گذاری آنها در اینترنت را دارند. مفهوم اینترنت اشیا توسط اعضای انجمن توسعه شناسایی از طریق فرکانسهای رادیویی در سال 1999 ارایه شد. این مفهوم به علت رشد موبایلها، تجهیز شدن وسایل به ارتباطات بلادرنگ، پردازش ابری و آنالیز داده ها بسیار مورد توجه قرار گرفته است . IoT دارای سه بخش مهم است که به ترتیب ارتباطات، کنترل و خودکار بودن، کم کردن هزینهها میباشد. اصطلاح اینترنت اشیا به ایده کلیه اشیا اشاره دارد، به ویژه اشیا روزمره، که قابلیت خوانش، شناسایی، مکان یابی، آدرس پذیری و کنترل شدن از طریق اینترنت را - صرف نظر از نحوه ارتباطشان از طریق کابل، بیسیم، Lan، Wanو یا سایر موارد - دارند. اشیا و یا مواردی که در دنیای حقیقی میتواند :
-1 افراد
-2مکانها - اشیا -
-3زمان اطلاعات - اشیا -
-4 شرایط
این روزها تکنولوژی ارتباطات بی سیم در زمینههای مختلف زندگی روزمره مورد استفاده قرار می گیرد. وسایل نقلیه به ابزارهای ارتباط بیسیم مجهز شدهاند که به انها امکان ارتباط با سایر وسایل نقلیه و با همچنین سیستمهای متمرکز که دارای گرههای ارتباطی در حاشیه مسیرها هستند را میدهد. این ارتباطات موقعیتهای جدیدی را برای توسعه نرمافزار بر روی وسایل نقلیه فراهم می کند.
با استفاده از این تکنولوژی، صنایع اتومبیلسازی این امکان را خواهند داشت که بازده سیستمهای حمل و نقل را افزایش دهند. در محیطهای وسایل نقلیه، تکنولوژی بیسیم امکان ارتباط نقطه به نقطه سیار را بین وسایل نقلیه - V2V - و همچنین ارتباط بین وسیله نقلیه و زیرساخت - V2I - را فراهم میکند. به همین دلیل شبکههای نقلیهای به شکل قابل ملاحظهای در ITS مورد استفاده قرار گرفته است.
شکل-1 شبکه حمل و نقل هوشمند
به جهت ایجاد امکان برقراری ارتباط V2I شبکههای نقلیهای معمولا مجهز به واحدهای کنار مسیر - RSU - هستند که دارای گرههای شبکهای ثابت میباشد و مشابه با سایر گرههای متحرک رفتار میکنند، اما این واحدها اغلب دارای ارتباط اینترنتی از طریق کابل هستند.
.2سیستم پیشنهادی
فناوری DSRC جدیدترین فناوری مورد استفاده در سامانههای خودرویی و حمل و نقل هوشمند می باشد. این فناوری که تحت استاندارد IEEE 802.11p می باشد، امکاناتی را فراهم کرده است تا خودروها بتوانند با خودروهای دیگر - V2V - و یا تجهیزات مستقر در جادهها - V2I - ارتباط برقرار کنند. استاندارد IEEE 802.11p به منظور استقرار یک اتصال بی سیم ارتباطات V2V و V2I و IEEE 1609.x جهت استقرار پروتکل تبادل اطلاعات از طریق اتصال بی سیم و SAE J2735 برای تعریف محتوای پیام در ارتباطات با اطلاعات خاص و از تجهیزات و دستگاهها از طریق DSRCو یا وسایل دیگر بکار می روند.
فناوری ارتباطات برد کوتاه اختصاصی - DSRC - فناوری بی سیم سریع، با برد کوتاه تا متوسط میباشد که برای ارتباطات خودرویی استفاده میگردد. اطلاعات از طریق این فنآوری با سرعت 10 بار در ثانیه مبادله میشود. تاخیر کم و سرعت بالای انتقال داده باعث شده که این فناوری برای جاهایی که نیاز فوری به اطلاعات دارند، مفید واقع شود. هدف اصلی از بکارگیری آن کاهش میلیونها تصادف و تلفات و روان سازی ترافیک میباشد .
محدوده فرکانس کاری آن بین 5,85 تا 5,925 گیگاهرتز و نرخ انتقال داده بین 3 تا 27 مگابیت در ثانیه می باشد . کاربرد فناوری DSRC ایجاد بستر ارتباطی بی سیم بین تجهیزات رادیویی قرارداده شده در بخش الکترونیک خودرو با تجهیزات مشابه در خودروی دیگر و تجهیزات کنار جاده میباشد. برد تجهیزات DSRC معمولا حدود 100 متر میباشد.
این فنآوری در سرعت بالای خودرو و شرایط سخت آبوهوایی - برف، باران و... - پاسخگو میباشد .
تجهیزاتی که درون وسیله نقلیه قرار میگیرند که اصطلاحا OBE - on Board Equipment - نامیده میشوند، وظیفه گردآوری، پردازش و انتشار دادههای درون وسیله را به عهده دارند و تجهیزاتی که در کنار جادهها نصب میشوند و به RSE - Road Side Equipment - معروف اند برای ارتباط با خودرو یا مراکز کنترل ترافیک تعبیه شده اند.
امروزه، وسایل نقلیه شامل یک سری از سنسورها هستند که اطلاعات را در زمینههای مختلف گردآوری میکنند. نمونه این سنسورها میتواند سنسور تصادف، سنسور موقعیت سرنشینان، سنسور باران و یا سنسور سفتی کمربند ایمنی باشد. به همین علت این امکان وجود دارد که اطلاعات کلیدی را از این سنسورها در هنگام تصادف بدست آورد. علاوه بر آن ما در اینطور در نظر گرفتهایم که خودرو های آینده اطلاعات اضافهتری را از محیط و سرنشینان به کمک سنسورها بدست خواهند آورد، به همین دلیل وسایل نقلیه دارای سنسورهایی خواهند شد که توانایی تشخیص این را خواهند داشت که در تصادف دوچرخهسوار و یا عابر پیاده هم وجود داشته است، و همچنین اطلاعاتی در زمینه سلامت سرنشینان مانند گروه خونی و یا مشکل قلبی موجو خواهد بود. در حال حاضر رویکردهای برای حل این مشکلات وجود دارد، به عنوان مثال کمپانی فورد موتور صندلی هایی را طراحی کرده است که میتواند ضربان قلب راننده را به صورت بلادرنگ کنترل کند
