تبیان، دستیار زندگی
سیستم حمل‌ونقل هوشمند ITS با مجموعه‌ای از ابزارها، امکانات و تخصص‌ها از قبیل مفاهیم مهندسی ترافیک، تکنولوژی‌های نرم‌افزاری، سخت‌افزاری و مخابراتی به صورت هماهنگ و یکپارچه به بهبود کارآیی و ایمنی در سیستم حمل‌ونقل کمک می کند...
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

سیستم‌های هوشمند راه‌‌حلی برای مشكل ترافیك (2)


امروزه مسائل و مشکلات حمل و نقل از قبیل آلودگیهای زیست محیطی، کاهش منابع انرژی، افزایش خسارت های مادی و معنوی ناشی از سوانح و تصادفات، مشکلات نظارت و مدیریت در حمل و نقل برونشهری، افزایش زمانهای تلف شده و روند رشد سریع تقاضای حمل و نقل به ویژه در ساعات اوج در کلان شهرهای دنیا به یک مشکل جدی تبدیل شده است.


سیستم‌های هوشمند راه‌‌حلی برای مشكل ترافیك

سیستم حمل‌ونقل هوشمند ITS با مجموعه‌ای از ابزارها، امکانات و تخصص‌ها از قبیل مفاهیم مهندسی ترافیک، تکنولوژی‌های نرم‌افزاری، سخت‌افزاری و مخابراتی به صورت هماهنگ و یکپارچه به  بهبود کارآیی و ایمنی در سیستم حمل‌ونقل کمک می کند.

فناوری های حمل و نقل هوشمند

در سیستم حمل و نقل هوشمند از تکنولوژی های گوناگون استفاده می شود.برای مثال از دستگاه های کنترل کننده ی ابتدایی تر مانند دستگاه جهت یاب اتومبیل،سیستم های کنترل علایم ترافیکی،سیستم های کنترل کانتینری (Inductive ditection)  ،علایم پیغام دهنده ی متغیر،دستگاه اتوماتیک تشخیص شماره ی پلاک یا دوربین های ثبت سرعت گرفته تا دستگاه های ضبط کننده مانند سیستم های امنیتی تلویزیون مداربسته موسوم به CCTV .همچنین دستگاه های دیگری که اطلاعات موجود در محیط مانند اطلاعات راجع به پارک خودروها،اطلاعات هواشناسی،یخزدایی پل ها و غیره را دریافت کرده و آن ها را به صورت داده وارد دستگاه های پردازشگر می نمایند.علاوه بر این،روش های پیشگویی نیز پیشرفت نموده اند تا بتوان اطلاعات پیشین را با پیشگویی های انجام گرفته مقایسه کرد و نیز برای مدلسازی های پیشرفته از آن ها استفاده نمود.برای نمونه تعدادی از تکنولوژی های به کار رفته در ITS در زیر تشریح داده می شوند.

سیستم‌های هوشمند راه‌‌حلی برای مشكل ترافیك

ارتباطات بی سیم

تاکنون تکنولوژی های گوناگونی از ارتباطات بی سیم پیشنهاد شده اند. ارتباطات کوتاه برد (کمتر از 500 یارد) را می توان با در نظر گرفتن پروتکل های IEEE802.11  به ویژه در زیر شاخه ی ویو (WAVE) آن انجام داد.همچنین می توان از این تکنولوژی با استفاده از استاندارد موسوم به " ارتباطات کوتاه برد" بهره برد.از دیدگاه نظری استفاده از شبکه های ویژه ی موبایل (Mobile ad-hoc networks)  و شبکه های مش (Mesh networking)  نیز در زیرمجموعه ی این پروتکل ها قرار دارند.

برای استفاده از ارتباطات دوربرد،به کار بردن تاسیساتی مانند WiMAX  (پروتوکل IEEE802.16 ) ،سیستم فرامنطقه ای ارتباطات سیار(Global System for Mobile Communications-GSM) یا سیستم G 3 پیشنهاد می شوند.استفاده از این روش ها برای ارتباطات دوربرد به خوبی قابل جایگزین شدن هستند،اما بر خلاف روش های کوتاه برد،نیازمند تاسیسات بسیار گسترده و هزینه بری هستند. در حال حاضر اختلاف نظر پیرامون این مسئله وجود دارد که چه مدل تجاری می تواند این زیرساخت ها را پشتیبانی مالی کند.

سیستم‌های هوشمند راه‌‌حلی برای مشكل ترافیك

تکنولوژی های رایانه ای

پیشرفت های اخیر در کاربست دستگاه های الکترونیکی در وسایل نقلیه منجر به آن شد که اغلب این وسایل نقلیه از رایانه های پردازشگر برخوردار شوند.یک خودروی نمونه در اویل دهه ی 2000 میلادی مجهز به 20 تا 100 قطعه ی ریزپردازنده ی قابل برنامه ریزی منطقی که دارای سرعت عملکرد بسیار بالایی هستند ،می باشد.

در حال حاضر روند استفاده از قطعات ریزپردازنده با توانایی مدیریت و حافظه ی سخت افزاری و سیستم های عملگر زمانی رو به پیشرفت است. خط مشی جدید به استفاده از نرم افزارهای پیشرفته که شامل کنترل پردازش بر اساس مدل ارایه شده (Model-based process control)،هوش مصنوعی و پردازشگرهای فراگیر (Ubiquitous computing) می باشد تاکید می ورزد.شاید هوش مصنوعی مهمترین فناوری مدرنی است که می توان از آن در زمینه ی سیستم حمل و نقل هوشمند بیشترین استفاده را کرد.

سیستم‌های هوشمند راه‌‌حلی برای مشكل ترافیك

اتومبیل و موبایل در جریان گردش

تقریبا در هر خودرویی یک یا چند دستگاه تلفن همراه یافت می شود. عموما این تلفن های همراه در زمانی هم که خط آن ها اشغال نیست می توانند اطلاعات مربوط به موقعیت جغرافیایی خود را به شبکه منتقل کنند. از این تلفن های همراه که در اتومبیل ها هستند می توان برای مطالعات دقیق ترافیکی بهره برد. در هنگامی که اتومبیل ها حرکت می کنند سیگنال تلفن های همراه نیز به همراه آن ها منتقل می شوند.با اندازه گیری و تحلیل این داده ها بدون آنکه اطلاعات صاحبان آن ها فاش شود می توان اطلاعات دقیق جریان ترافیکی را ثبت نمود. با افزایش بار ترافیکی ،افزایش خودروها و به نوبه آن افزایش تعداد موبایل ها در جریان ترافیکی دقت آمارگیری نیز به مراتب افزایش می یابد.در مناطق مرکزی شهرها که تعداد آنتن های پشتیبان شبکه های تلفن همراه بیشتر و فاصله ی بین آن ها کمتر است دقت آمارگیری بیشتر هم می شود.به جز سرمایه گذاری شبکه های تلفن همراه به هیچ تاسیساتی که در راستای خیابان ها و جاده ها احداث شوند نیازی نیست.

مزایای استفاده از این روش بیشتر از روش های موجود برای اندازه گیری جریان ترافیکی است:

-بسیار ارزان تر از کاربست دوربین ها و سنسورها

-توانایی پوشش بیشتر،در تمام خیابان ها و مناطق

-تنظیم سریع تر و نگهداری کمتر

-قابلیت استفاده در تمامی شرایط هواشناسی حتی در هنگام بارش های سنگین

سیستم‌های هوشمند راه‌‌حلی برای مشكل ترافیك

تکنولوژی های حسگر

پیشرفت های فناوری مخابره از راه دور و فناوری اطلاعات که در آن از ریزتراشه های بسیار پیشرفته RFID و فناوری های هوشمند حسگر مخابراتی نه چندان گرانقیمت نیز استفاده شده است.قابلیت های فنی را برای تسهیل سوددهی سیستم های حمل و نقل هوشمند در سراسر جهان افزایش داده است. سیستم های حسگر در حمل و نقل هوشمند تاسیسات و وسایل نقلیه ای هستند که بر اساس سیستم های شبکه بندی شده عمل می کنند.این قطعات آسیب ناپذیر ( مانند منعکس کننده های نور ) بر روی سطح جاده یا در کنار آن (برای مثال بر روی ساختمان ها ،تیرک های آگهی یا علایم راهنمایی و رانندگی ) نصب می شوند. این قطعات می توانند برای پیشگیری به طور دستی در جلوی قسمت هایی از جاده که در حال ساخت یا ترمیم است نصب شود و یا به صورت ماشینی برای جایگزینی سریع با فرکانس های رادیویی قرار گرفته در حسگرهای موجود در زیرگذرها (یا RFID ) مورد استفاده قرار گیرد.

سیستم های حسگر وسایل نقلیه شامل جایگزینی تاسیسات با وسایل نقلیه و وسایل نقلیه با تاسیسات الکترونیکی مخابراتی نیز می شوند.این جایگزینی برای وسایل تشخیص هویت و نیز برای قرارگیری در کنار تلویزیون های مدار بسته که به طور خودکار شماره ی پلاک خودروها را ضبط می کند به کار می رود.تا در مناطق پرتردد تمامی پلاک خودروها را ضبط کنند

شمارشگر پیچ ها (Inductive ditection)

شمارشگرهای اتومبیل را در بستر راه ها قرار می دهند تا با ردیابی میدان مغناطیسی وسایل نقلیه ،تعداد وسایل نقلیه ای را که از یک پیچ عبور می کنند،اندازه بگیرند.ساده ترین این شمارشگرها تنها تعداد وسایل نقلیه ای را که در یک بازه ی زمانی از پیچ عبور می کنند ثبت می نمایند.در حالی که مدل های پیشرفته تر توانایی محاسبه ی سرعت ،طول،وزن و همچنین فاصله ی میان آن ها را نیز دارند.از این وسایل می توان هم در مسیرهای یک طرفه و هم در مسیرهای دوطرفه استفاده نمود.همچنین این دستگاه ها قادرند آمار مربوط به وسایل نقلیه ای را که در جاده توقف کرده یا بسیار آهسته حرکت می کنند ،با همان دقت عبور آن ها با سرعت بالا ،ثبت و ضبط نمایند.

سیستم‌های هوشمند راه‌‌حلی برای مشكل ترافیك

نظارت ویدیویی وسایل نقلیه

اندازه گیری جریان ترافیکی و مشاهده ی حوادث ناشی از حمل و نقل با استفاده از دوربین های فیلمبرداری ،یکی دیگر از روش های نظارت بر وسایل نقلیه است.تا زمانی که سیستم های نظارت ویدیویی شامل قرائت شماره پلاک که نیازمند نصب دستگاه هایی  بر روی بستر جاده یا در زیر بستر جاده هستند،نمی گردید،این روش نظارتی به عنوان یک روش بدون ایجاد مزاحمت تلقی می شد.تصاویر ضبط شده توسط دوربین های فیلمبرداری سیاه و سفید یا رنگی به پردازشگر هایی متصل می شوند ،که تصاویر دریافتی از وسایل نقلیه را به صورت یک جریان ترافیکی تعریف می نمایند. این دوربین ها بر روی پل ها یا در بالای ساختمان های مجاور آزادراه ها تعبیه می شوند.اکثر این سیستم های ویدیویی نیازمند این هستند که لاین جاده ها به صورت تصویر زمینه برای پردازشگرهایشان تعریف شود.برای این کار باید مقادیری مانند فاصله ی بین خطوط راه یا ارتفاع دوربین نصب شده تا سطح راه در ورودی برنامه ریزی پردازشگرها مد نظر قرار گیرد.پردازشگرهای به کار رفته در سیستم های ویدیویی بسته به مارک و مدل آن ها قادرند اطلاعات 1 تا 8 دوربین را به طور همزمان تحلیل کنند.برای نمونه خروجی یک سیستم پردازشگر ویدیویی اطلاعاتی نظیر سرعت وسایل نقلیه در هر لاین جاده و تعداد سرنشین ها را شامل می شود. برخی از این سیستم ها می توانند خروجی های دیگری نظیر فضای خالی بین وسایل نقلیه ،مسیر حرکت آن ها ،وسایل نقلیه ی متوقف شده و هشدارهای مربوط به خودروهایی که مسیر خلاف می روند،را ارائه دهند.

    ادامه دارد...

فرآوری: مریم نایب زاده

بخش دانش وزندگی تبیان


منبع:-wiktipedia- itif- vista-jamejamonline