انواع حمل و نقل هوشمند

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 بدلیل 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. انواع سیستم‌های حمل و نقل هوشمند اگر بدرستی 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.

 

انواع سیستم‌های آی‌تی‌اس

برخي از مهم‌ترين انواع حمل‌ و نقل هوشمند جاده ‌ای عبارتند از:

• سیستم مدیریت ترافیک پیشرفته یا ATMS (Advanced Traffic Management System)

این سیستم از وضعیت‌ ترافیکی داده‌هایی را جمع‌آوری می‌کند، آنها را با شبکه ارتباطی به مرکز کنترل می‌فرستد و سپس استراتژی‌های مناسب کنترل ترافیک را اتخاذ می‌کند. همچنین اطلاعاتی را که به دست آمده به رانندگان و نهادهای مربوطه ارسال می‌کند. کارهایی که این سیستم برای برای مدیریت ترافیک انجام می‌دهد عبارتند از: کنترل چراغ راهنمایی، کنترل سرعت، مدیریت سانحه، پیش‌بینی ازدحام و تعیین استراتژی کاهش ازدحام، اخذ الکترونیکی عوارض و مانند آن.  

• سیستم‌‌های اطلاع‌رسانی به مسافر پیشرفته یا ATIS (Advanced Traveler Information Systems)

این سیستم‌ها به کمک فناوری پیشرفته ارتباطات، دسترسی کاربران را پیش از سفر و در حین آن به اطلاعاتی امکان‌پذیر می‌کنند که به کمک آنها می‌توانند روش حمل‌ونقل، زمان و مسیرهای مناسب را انتخاب کنند و توصیه‌هایی درباره سفر خود دریافت کنند. این سیستم شامل اطلاع‌رسانی در لحظه از طریق تابلوهای پیام متغیر (VMS)، GPS، اتصال اینترنت، تلفن، تلفن همراه و کیوسک‌های اطلاع‌رسانی است.  

• سیستم‌های ايمني و کنترل خودرو پیشرفته یا AVCSS (Advanced Vehicle Control and Safety Systems)

این سیستم‌ها با استفاده از فناوری پیشرفته در وسایل نقلیه و جاده، به رانندگان در کنترل بهتر خودرو کمک می‌کنند تا سوانح رانندگی کاهش یابد و ایمنی حمل‌‌ونقل بیشتر شود. AVCSS شامل کنترل و هشدار ضد برخورد، سيستم دستیار راننده و در دراز مدت توسعه خودروهای خودران و بزرگراه‌های خودکار است.  

• سیستم‌های حمل‌ونقل عمومی پیشرفته یا APTS (Advanced Public Transportation Systems)

این سیستم‌ها فناوری ATMS، ATIS و AVCSS را در حمل‌ونقل عمومی بکار می‌بندند تا کیفیت خدمات حمل‌ونقل عمومی بهبود یابد و کارآیی این شیوه حمل‌ونقل و تعداد افرادی که از آن استفاده می‌کنند بیشتر شود. این سیستم‌ها می‌توانند اطلاعاتی را در اختیار مسئولان و مدیرانی بگذارند که برای حمل ونقل عمومی تصمیم می‌گیرند تا آنها بتوانند تصمیمات مناسب و سودمندی درباره سیستم‌ها و عملیات حمل‌ونقل عمومی بگیرند. APTS شامل ارائه اطلاعات به مسافران درباره سفر مانند زمان رسیدن اتوبوس یا وجود صندلی خالی، همچنین پایش خودکار وسیله نقلیه، سیستم موقعیت‌یابی وسیله نقلیه، زمان‌بندی رایانه‌ای و بلیت‌های الکترونیکی است.  

• عملیات وسایل نقلیه تجاری یا CVO (Commercial Vehicle Operations)

این سیستم، فناوری ATMS، ATIS و AVCSS را در فعالیت‌های وسایل حمل‌ونقل تجاری مانند کامیون‌ها به کار می‌بندد تا بهره‌وری ناوگان حمل‌‌ونقل تجاری و ایمنی آن را افزایش دهد. CVO کارکردهایی مانند توزین در حال حرکت (WIM)، اخذ مجوز عبور از مرز، پایش ایمنی، نگهداری و تعمیرات ناوگان، مدیریت ناوگان، زمانبندی رایانه‌ای و پرداخت الکترونیکی را شامل می‌شود.  

• سیستم‌های پیشرفته حمل‌ونقل روستایی یا ARTS (Advanced Rural Transportation Systems)

این سیستم‌ها شامل فناوری‌های افزایش ایمنی و امنیت برای حمل‌ونقل در مناطق روستایی است (در این کاربرد منظور از نواحی روستایی مناطقی با دسترسی کمتر به منابع زیرساختی در مقایسه با کلان‌شهرها است).  

عملکردهای انواع حمل و نقل هوشمند

انواع سیستم‌های آی‌تی‌اس مبتنی بر فناوری دوربین‌های پلاک‌خوان کار می‌کنند و کاربردهای متعددی دارند. برخی از مهم‌ترین کاربردهای انواع حمل و نقل هوشمند در جهان عبارتند از:

• کنترل چراغ راهنمايی
• مديريت ترافيک
• مديريت آزادراه
• کنترل سرعت وسایل نقلیه
• مديريت ترانزيت
• مدیریت تردد خودورهای غیرمجاز
• مديريت سوانح جاده‌ای
• مدیریت خودروهای فاقد معاینه فنی
• اطلاعات مسافر
• مديريت شرايط اضطراری
• تحليل پيشرفته ترافيک
• پرداخت الکترونيکی هزينه حمل‌‌ونقل
• مديريت حمل‌ونقل عمومی
• پايش عملکرد شبکه جاده‌ای
• عمليات وسايل نقليه تجاری
• مديريت وضع هواي جاده‌ای
• نگهداري و عمليات جاده‌
• مديريت اطلاعات

و سيستم‌های هوشمند خودرو شامل:

• سيستم‌هاي جلوگيري از برخورد
• سيستم‌هاي دستيار راننده
• سيستم‌هاي اطلاع‌رساني برخورد

 

تاریخچه انواع حمل و نقل هوشمند

در اواخر دهه 60 و اوايل دهه 70 ميلادي، سيستم جامع کنترل ترافيک خودرو (CACS) در ژاپن و سيستم راهنماي مسير الکترونيکی (ERGS) در امريکا و آلمان ارائه شد. اين فناوري‌ها به دنبال ادغام سيستم‌هاي راهنماي مسير و سيستم نمايش داخل خودرو بودند. اما مشکلات فنی و هزينه بالا باعث شد هيچ کدام از اين سيستم‌ها در عمل در مقياس وسيع پذيرفته نشوند. در اواسط دهه 80 ميلادی، فناوري‌هاي ارتباطی بسيار ارزان‌تر و قابل اتکاتر شدند و قابليت‌‌های رايانشی و محاسباتی گسترش فراوانی يافتند. اين موضوع به تقويت سيستم‌ هاي حمل‌ و نقل هوشمند انجاميد. صنايع خودروسازی فرصتی براي ايجاد ارزش افزوده در محصولاتشان يافتند و نهادهای دولتی متوجه امکاناتی شدند که براي حل مشکلات ازدحام و ايمنی شهرها پيش رويشان قرار گرفته بود. پروژه‌های بزرگي با مشارکت دولت و صنايع راه‌اندازی شد، مانند پروژه زيرساخت جاده‌ای اختصاصی براي ايمنی وسايل نقليه در اروپا که اتحاديه اروپا آن را آغاز کرد يا پروژه‌ای با حمايت خودروسازان به نام «سيستم ترافيک اروپا با کارايی بالاتر و ايمنی بی‌سابقه» (PROMETHEUS). ژاپنی‌ها روی پروژه سيستم ارتباطی جاده/خودرو (RACS) کار کردند و در امريکا روی پروژه سيستم‌های هوشمند خودرو-بزرگراه (IVHS) سرمايه‌گذاری شد. همچنين بودجه سامانه دستيار راننده پيشرفته (ADAS) طی اين دوره افزايش يافت. هدف اين پروژه تهيه سيستم‌های اطلاعاتی‌ای بود که بتواند راننده را در کنترل کامل خودرو نگه دارد و به او اطلاعات تکميلی و پشتيبان از سيستم بدهد تا در نهايت زمانی برسد که خودرویی بتواند در يک باند مخصوص بزرگراه کاملا بطور خودکار و خودران حرکت کند. امروزه پيشرفت‌های چشمگيری در تمام اين حوزه‌ها صورت گرفته است.