سیستم‌های حملونقل هوشمند یا آی‌تی‌اس (ITS سرواژه Intelligent Transportation Systems) سیستم‌هایی هستند که فناوری‌های سنجش، تحلیل، کنترل و ارتباطات را برای بهبود کارآیی و ايمنی در حملونقل به کار می‌برند. سیستم‌های حملونقل هوشمند انواع مختلفی از کارکردها را شامل می‌شوند و این هدف را دنبال می‌کنند که با پردازش و به اشتراک‌گذاری اطلاعات، ازدحام و حوادث خودروها را کاهش دهند، مدیریت حملونقل را بهتر کنند، تاثیرات منفی تردد وسایل نقلیه بر محیط زیست را کاهش دهند و مزایای حملونقل را برای کاربران تجاری و عموم بيشتر کنند. سیستم حملونقل هوشمند به راهکارها و سيستم‌های مبتنی بر فناوری نوين و نوپديد گفته می‌شود که مديريت حملونقل را هماهنگ، کارآمد و هوشمند می‌کند. حملونقل هوشمند با حسگرها، فناوری‌های ارتباطی پيشرفته، خودکارسازی امور و شبکه‌های پرسرعت نحوه مديريت ترافيک را در شهرها دگرگون می‌کنند.
انواع حملونقل هوشمند
سیستم‌های حمل و نقل هوشمند در تمام شیوه‌های حملونقل (دریایی، هوایی، ریلی، جاده‌ای) و ترکیب آنها کاربرد دارد. در ادامه نگاهی کوتاه به این کاربردها می‌اندازیم.
-
حملونقل هوشمند دریایی
در بندرگاه‌ها می‌توان از فناوری‌های هوشمند استفاده کرد تا ايمنی بندرگاه، کارآيی، سوددهی و قابل اتکا بودن آن افزايش يابد. همچنين به ياری فناوری، کارآيی فرايندهای مختلف حملونقل دريايی از ناوبری تا مديريت سوخت افزايش می‌يابد. انواع سيستم‌های مبتنی بر اينترنت اشيا برای حملونقل دريايی وجود دارند که به بهينه‌سازی سفرها کمک می‌کنند. راهکارهای PNT (موقعيت‌يابی، ناوبری، زمان‌سنجی) ايمنی و عملکرد را در انجام عمليات حساس، پرريسک و در نواحی دوردست ارتقا می‌بخشند (مثلا درکاربردهای نظامی و صنعتی). برخی سيستم‌ها خدمه کشتی‌ها را در انجام وظايفشان ياری می‌دهند يا برخی کارهای آنها را بر عهده می‌گيرند. سيستم‌های هوشمند ناوبری و هشدار می‌توانند نزديک شدن کشتی ديگر را به ناخدا اطلاع دهند يا خود برخی کارها را به دست بگيرند. اين امر ايمنی کار در کشتی را افزايش می‌دهد. همچنين اين سيستم‌ها قادرند برنامه سفر را با زمان باز و بسته شدن سدهای متحرک (locks) و پل‌ها هماهنگ کنند يا نکاتی مثل وجود فضای لنگر انداختن يا محل بستن و مهار کشتی در بندرگاه‌ها را در برنامه‌ريزی سفر آنها در نظر بگيرند.
-
حملونقل هوشمند هوایی
سامانه های حملونقل هوشمند هوايی براي رسيدگی به اموری چون کنترل ترافيک هوايی و کنترل وسايل نقليه در محل فرود و برخاست هواپيماها به کار می‌روند. از اين سيستم‌ها برای حل چالش‌های مختلفی بهره گرفته می‌شود، مانند رسيدگی به هواپيماها روی زمين و استفاده از داده‌های ماهواره‌ای برای بهينه‌سازی مسير هواپيماها. از کاربردهای سيستم‌های هوشمند در حملونقل هوايی می‌توان سيستم‌های جلوگيری از برخورد هواپيماها به يکديگر يا به زمين، اطلاع‌رسانی به سرنشينان، رسیدگی به فرايندهای پيش از پرواز هواپيما و تصميم‌گيری درباره اقدام به پرواز در مدت کوتاه را نام برد. با استفاده از سيستم‌های حملونقل هوشمند هوايی کنترل ترافيک هوايی ايمن‌تر خواهد شد، آثار مخرب هواپيماها بر محيط زيست کاهش خواهد يافت و خطوط هوايی از امنيت بيشتری برخوردار خواهند شد.
فرودگاه‌های امروزی نیز از فناوری‌های نوپديد براي مديريت ازدحام روزافزون اين مکان‌ها و افزايش کارآيی و ايمنی‌شان استفاده می‌کنند. جابجايی مسافران از نقطه‌ای به نقطه ديگر در فرودگاه تحت پروتکل‌های جدی امنيتی چالشی است که با حملونقل هوشمند می‌توان بر آن فايق آمد. مثلا اتوبوس‌های فرودگاه به مديريت لجستيکی پيوسته و دقيق نياز دارد. با مجهز کردن اين وسايل نقلیه به حسگرها و دوربين‌های مختلف می‌توان وضعيت آنها را دنبال کرد، اطلاعات مربوط به آنها را در اختيار مسافران نيز قرار داد يا در صورت بروز مشکل، نيروی کمکی اعزام کرد تا حملونقل به شکل روان صورت گيرد.
مديريت پارک خودروها در فرودگاه، ارائه اطلاعات درباره جای پارک‌های موجود و پرداخت اينترنتی هزينه پارک خودرو از کاربردهای ديگر اين سيستم است. همچنين با دوربين‌های پلاک‌خوان در پارکينگ فرودگاه می‌توان خودروهای مورد نظر را پيدا کرد يا از سوابق سرقت خودرو يا جرايم ديگر مطلع شد.
سیستم‌های هوشمند می‌توانند کار برقراری امنیت، مدیریت شرایط اضطراری یا اطلاع‌رسانی به مسافران را در فرودگاه‌ها بر عهده بگیرند. حتی مديريت مصرف انرژی در فرودگاه‌ها نيز به کمک حسگرها و تجهيزات هوشمند و تحليل داده‌ها امکان‌پذير خواهد بود.
-
حملونقل هوشمند ریلی
به کمک فناوری اینترنت اشیا می‌توان کارآیی عملیاتی و ایمنی مسافران را در حملونقل ریلی افزایش داد و تجربه سفر را برای مسافران مطلوب‌تر کرد.
به کمک حسگرهای هوشمند می‌توان شیوه نگهداری و تعميرات پيشگويانه يا پيش‌بينانه (predictive maintenance) را برای تجهیزات ریلی به کار برد. اين شيوه روشی مقرون به صرفه برای نگهداری و تعمير تجهيزات است که ايمنی و کارآيی را در حملونقل ريلي افزايش می‌دهد. به کمک آن پيش از بروز خرابی، تعميرات انجام می‌شود و وقفه در کار پیش نمی‌آيد. پايش تجهيزات با حسگرهای هوشمند و دوربين‌هايی با قابلیت بينايی ماشين در لحظه انجام می‌شود تا داده‌هايی از ريل‌ها، لوکوموتيوها، قطارها و تجهيزات به دست بيايد. به کمک يادگيری ماشين در بستر ابری مي‌توان داده‌های جمع شده را تحليل کرد تا شناختی از خرابی‌های پيش آمده قبلی به دست آيد و احتمال خرابی‌های آينده و نياز به تعمير پيش‌بينی شود. به اين ترتيب می‌توان برای تعميرات دوره‌ای برنامه‌ريزی کرد، زمان‌بندی سرويس تجهيزات را بهينه ساخت و خرابی‌ها را به حداقل رساند. به اين شکل هزينه‌ها کمتر می‌شود و عمر تجهيزات افزايش می‌يابد. اتکاپذيری سفر ريلی از ديد مسافران و تجربه آنها از سفر نيز بهبود خواهد يافت.
علاوه‌براین در حمل و نقل هوشمند ریلی با مجهز کردن بخش‌های مهم وحساس قطار مانند ترمزها و چرخ‌ها به حسگرهای ايمنی، در صورت بروز مشکل، هشداری به اپراتور ارسال می‌شود. با راهکارهای بينايی رايانه‌ای می‌توان سکوها را ايمن کرد و مثلا رويدادهايی مثل زمين خوردن يا افتادن مسافران را شناسايی کرد.
برای ارتقای ايمنی و کارآيی عملياتی، پايش دارايی‌های مختلف چون ريل‌ها و تجهيزات راه‌آهن و اموال مسافران نیز اهميت دارد. به کمک بينايی رايانه‌ای می‌توان اين دارايی‌ها و وضعيتشان را تقريبا در لحظه دنبال کرد.
ازدحام مسافران سبب کاهش امنیت، پایین آمدن کارآيی عمليات، اتلاف هزينه و نارضايتی آنها می‌شود. با استفاده از دوربين در ايستگاه و در قطار می‌توان به ياری بينايی رايانه‌ای جريان عبور و مرور مسافران را سنجيد و تحليل کرد تا تصميم‌گيری و برنامه‌ريزی عملياتی بهتری انجام شود.
مي‌توان با سيستم‌های نمايش هوشمند يا کيوسک‌هايی که اطلاعاتي در لحظه درباره مسيريابی و خطوط و حرکت قطارها ارائه می‌دهند تجريه سفر را برای مسافران قطار بهتر کرد. همچنين سيستم‌های پرداخت خودکار هزينه سفر می‌توانند سرعت کارها را افزايش دهند، مسافران را از ايستادن در صف معاف کنند و از بار کاری پرسنل بکاهند. این سیستم‌ها با شناسايی اپليکيشن خاصی در تلفن همراه مسافر هنگام ورود به ايستگاه يا قطار هزينه را از حساب او کسر می‌کنند.
-
جاده‌ای
سيستم‌های هوشمند در حملونقل جاده‌اي کاربردهاي متعددي دارند. به کمک فناوری‌های نوین، وسایل نقلیه، جاده‌ها، مسافران و مراکز مدیریت ترافیک می‌توانند با هم در ارتباط باشند. این موضوع سبب کاهش ازدحام، افزایش بازدهی مصرف سوخت و ایمنی می‌شود. راهکارهای آی‌تی‌اس در توسعه شهر هوشمند نقش مهمی ایفا می‌کنند. به یاری آنها تردد خودروها با کارآیی بیشتری انجام می‌شود. به کمک این راهکارها شاهد پیشرفت مدیریت ترافیک و برنامه‌ریزی حملونقل خواهیم بود.
سيستم‌هاي تشخيص خودکار شماره پلاک خودروها سال‌هاست که در دنیا در مکان‌های مختلفي مانند پارکينگ خودروها يا براي اعمال مقررات سرعت به کار مي‌روند. اين سيستم‌ها به مرور زمان هوشمندتر شده‌اند.
نظارت بر حملونقل عمومي، کنترل سرعت، اخذ عوارض، مديريت ناوگان‌های حملونقل و جابجايی کالاها و بسياری زمينه‌هاي ديگر حملونقل جاده‌ای نيز از پیشرفت فناوری و هوشمندسازی بهره فراوانی برده و خواهد برد.
اهداف حمل و نقل هوشمند جاده‌ای
حملونقل بخشی از زندگی روزمره همه افراد جامعه است و هر شخص و سازمانی در جهان به نحوی به حملونقل وابسته است. با رشد اقتصاد، جمعیت، مهاجرت، تجارت و تقاضای مشتریان، فشار روی سیستم‌ها و زیرساخت‌های حملونقل افزایش می‌یابد. این موضوع طی چند دهه اخیر با افزایش ازدحام در خیابان‌ها و شلوغی بیش از حد وسایل نقلیه عمومی بیش از پیش آشکار شده است.
ازدحام، سوانح رانندگی، آلودگی هوا و حملونقل ناکارآمد وضعیتی است که با زیرساخت‌های کنونی حملونقل در شهرهای بزرگ مشاهده می‌شود. برای مثال در ایالات متحده ازدحام ترافیک هر سال باعث وارد آمدن میلیاردها دلار زیان به مردم به دلیل کاهش بهره‌وری‌شان می‌شود. سوانح رانندگی جان هزاران نفر را می‌گیرد و میلیون‌ها نفر را مصدوم می‌کند. کامیون‌ها، اتوبوس‌ها و خودروهای سواری گرفتار در ازدحام ترافیک همه ساله میلیون‌ها تن آلاینده وارد هوا می‌کنند و میلیاردها ليتر سوخت را تلف می‌کنند. سال‌ها چاره حل این مشکلات، ساختن معابر بیشتر تلقی می‌شد اما این نوع تلاش‌ها مشکل زیربنایی سیستم حملونقل را حل نمی‌کرد. رسیدن به سیستمی که از نظر اقتصادی موجه و از نقطه نظر زیست محیطی کارآمد باشد نیاز به روش جدیدی برای حل مشکلات حملونقل دارد.
اکنون انعطاف‌پذيری و قابل اتکا بودن حملونقل درکانون توجه قرار گرفته و راهکار آن به کارگرفتن خط مشی‌ای مبتنی بر فناوری است. مردم و کسب‌وکارها به سامانه حمل و نقلی نیاز دارند که ایمن، مقرون به صرفه، مطمئن و قابل اتکا، راحت و محافظ محیط زیست باشد. سیستم‌های حملونقل اگر به درستی و با در نظر گرفتن این اهداف برنامه‌ریزی و پیاده‌سازی شوند، باعث صرفه‌جویی در زمان و هزینه‌ها و حفظ جان و سلامت افراد جامعه می‌شوند.
ویژگی اصلی آی‌تی‌اس قابلیت ارائه در لحظه اطلاعات ترافیک و سفر است که رسیدن به سامانه حملونقل پایدار را امکان‌پذیر می‌کند. این سیستم:
- نیازهای استفاده‌کنندگان از شبکه حملونقل را در زمینه ایمنی، دسترسی پذیری و و قابلیت جابجایی برآورده می‌کند.
- انواع گزینه‌های ارزان و راحت حملونقل را با استفاده بهینه از زیرساخت‌ها ارائه می‌دهد.
- ازدحام و سوانح را مدیریت می‌کند تا پیوسته خدماتی با کیفیت مطلوب به مسافران ارائه شود.
- روش‌هایی برای محدود کردن آلودگی هوا و آلودگی صوتی فراهم می‌کند که به وضعیت بهتر سلامت عمومی و محیط زیست می‌انجامد.
- حامی اقتصادی سرزنده و پویا و جابجایی کارآمد کالاها و محموله‌ها است.
- ابزاری را برای اجرای سیاست‌های گوناگون حملونقل مانند اولویت دادن به حملونقل عمومی یا مدیریت تقاضا فراهم می‌کند.
