فصلنامه شماره 35 (پاییز 1397)

چكيده

این مطالعه به بررسی نقش استفاده از سیستم‌های حمل‌ونقل هوشمند ITS برای حل مشکلات زیست‌محیطی که عمدتاً به دلیل تراکم ترافیک در شهر بغداد رخ می‌دهد می‌پردازد. با توجه به افزایش وسایل حمل‌ونقل، فقدان مدیریت مناسب برمبنای حمل‌ونقل مدرن و توسعه فنی، فقدان خدمات حمل‌ونقل عمومی کارآمد و راحت و وابستگی به اتومبیل‌های شخصی، تناسب دارد.

این مقدمه افزایش ظرفیت ترافیک و تغییرات در سرعت جریان ترافیک باعث افزایش مصرف انرژی و انتشار گازها مانند مونوکسید کربن، سرب، دی‌اکسید نیتروژن، بخار و آلودگی‌های ذرات می‌شود. این تحقیق میزان آلودگی ناشی از تراکم در خیابان‌های مرتبط به تقاطع جدریا را که در نزدیکی دانشگاه بغداد واقع‌شده است، مطالعه می‌کند. نسبت گازهای خروجی خودروها با استفاده از معادلات رگرسیون محاسبه‌شده و این محاسبات به حجم ترافیک بستگی دارد. علاوه بر این، عوامل دیگری که به محاسبات کمک کرده‌اند، برخی از این معادلات عبارت‌اند از: سرعت جریان ترافیک، ظرفیت خیابان، ارتفاع ساختمان‌های همسایه و شدت جنگل. نتایج نهایی نشان می‌دهد که انواع و نسبت گازهایی که محیط‌زیست را آلوده می‌کنند نسبت به استانداردهای سلامت بین‌المللی درصد تجاوز گازهای آلوده در این منطقه را تعیین می‌کنند. امکان کاربرد ITS موردبحث قرار گرفت، استفاده مجدد از معادلات رگرسيونی براي تخمين هزینه‌ها، بسته به تنوع حجم و سرعت ترافيک آينده، موردبحث قرار گرفت. حجم ترافیک آینده با یک درصد از نظرات یک گروه از کارشناسان درزمینهٔ حمل‌ونقل، برآورد شد. نتایج حاکی از آن است که در صورت استفاده از ITS کاهش قابل‌توجهی وجود خواهد داشت.

• مقدمه

سؤال اصلی این مقاله این است که آیا ITS با افزایش کیفیت هوا مرتبط است یا خیر؟ بیشتر مطالعات نشان می‌دهد که کاربرد این سیستم‌ها در زمان و فرکانس سفر کاهش می‌یابد.

برای مثال عوامل پیام‌های متغیر (VMS) وقفه‌های ترافیکی را تا ۵۳% کاهش می‌دهد و زمان سفر تا ۴۴% افزایش می‌دهد.

تکنیک‌های بهینه‌سازی شروع چرخه استفاده‌شده SCOOT با مشاهده شبکه ترافیکی و مدیریت مناطق شهری تا ۲۰% به کاهش ازدحام کمک کرد. سیستم شارژ اعمال‌شده در لندن باعث کاهش سفر تا ۳۰% شد.

کنترل پیشرفته سیستم‌های اطلاعاتی در جاده‌های شریانی موجب کاهش تأخیر در میزان ۴۰-۵۰٪ تلویزیون مداربسته CCTV و VMSسیستم‌هایی هستند که نقش کلیدی در کاهش تراکم و ازدحام رادارند. 30-40٪

همچنین مزایای دیگر مربوط به ITS شامل افزایش قابلیت اطمینان حمل‌ونقل عمومی و کاهش میزان مصرف سوخت می‌شود که منجر به کاهش میزان انتشار می‌شود. استفاده از ITS که طی دو دهه گذشته توسعه‌یافته است، نقش مهمی در کاهش آلاینده‌های محیط‌زیست ایفا می‌کند.

“ITS با از بین بردن مایل‌های غیرضروری و کاهش زمان صرف شده در ترافیک به بهینه‌سازی سفر کمک می‌کند.

درمجموع، ITS کمک می‌کند تا از مصرف سوخت و انتشار گازهای خطرناک جلوگیری کند، وابستگی به منابع انرژی خارجی را کاهش دهد و کیفیت هوا را حفظ کند استفاده از ITS در برخی از کشورها مانند سیستم‌های مدیریت ترافیک، سیستم‌های اطلاعات مسافرتی، سیستم‌های حمل‌ونقل عمومی، سیستم‌های مدیریت تجاری خودرو، سیستم‌های VMS جاده‌ای و سیستم‌های دوربین مداربسته، به کاهش 22٪ میزان انتشار گازهای خروجی مضر و مصرف سوخت توسط وسایل نقلیه کمک می‌کند.

استفاده از ITS بر اهمیت توجه به مزایای ITS در برنامه‌ریزی راه‌حل‌های بسیاری برای آلودگی محیط‌زیست و مشکلات ترافیکی تأکید می‌کند. مهم این است که این گفتمان را باز و پیش از موعد بر روی موضوع ITS و تأثیرات احتمالی زیست‌محیطی آن تأیید شود. ازآنجایی‌که ITS ممکن است ترافیک را کاهش دهد و شتاب نامنظم را افزایش دهد، افزایش یا کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای بستگی به رفتار رانندگان ممکن است که در شکل 1 نشان داده شود.

شکل ۱- عوامل انتشار CO₂ و NO_X در شتاب ۱۰، ۳۵، ۶۰ مایل بر ساعت از CMEM

• مواد و روش‌ها:

2-1 توضیحات موقعیت

این مطالعه در تقاطع جدیریا در نزدیکی دانشگاه بغداد انجام شد که دریکی از نقاط اصلی منطقه «روسافا» در بغداد قرار دارد. این تقاطع از چراغ‌های ترافیکی استفاده می‌کند و جاده اصلی شریانی و بزرگراه‌های حلقه‌ای شماره ۱ و شماره ۳ را به هم متصل می‌کند و جاده Sadda را با جاده شریانی Azwia متصل می‌کند.

مکان تقاطع داخل منطقه را نشان می‌دهد. تعداد تخمین زده از وسایل نقلیه توسط این تقاطع بیش از 12 میلیون خودرو در سال بوده است (دفتر مشاوره مهندسی بدون داده) و درنتیجه، تقاطع در طی ساعت‌های شلوغی از ترافیک شدید رنج می برد و این موجب تأخیر برای کاربران آن می شود.

اکثر خیابان‌های بغداد از ازدحام شدید رنج می‌برند.

جدول ۱- حجم ترافیک و سرعت در خلال ساعت‌های شلوغ صبح و ویژگی‌های جاده را نشان می‌دهد.

تأخیر زمانی در تقاطع موردمطالعه بیش از ۱۷۲ ثانیه است که بیش از استاندارد جهانی است که بین ۰-۵۵ ثانیه است. (دفتر مشاوره مهندسی، بدون داده).

این تراکم ناشی از فقدان ظرفیت خیابان‌ها و همچنین افزایش قابل‌توجهی در استفاده از روش‌های حمل‌ونقل خصوصی است که به دلیل فقدان حمل‌ونقل عمومی به منبع قابل‌اعتماد حمل‌ونقل تبدیل‌شده است.

2-2 روش جمع‌آوری داده‌ها و تجزیه‌وتحلیل داده‌ها

حجم ترافیک برای خیابان‌ها توسط تقاطع Jadriya توسط سیستم شمارش دستی به کار گرفته شد. زمینه‌ی کار در یک مرحله برای ویژگی‌های مختلف جریان ترافیکی انجام شد. (حجم، سرعت، تراکم و نوع ترافیک). داده‌های اضافی موردنیاز مانند ارتفاع ساختمان‌های حاشیه خیابان‌ها، عرض جاده و نرخ تراکم پوشش سبز به‌وسیله معادلات رگرسیونی جمع‌آوری و محاسبه شد. (با توجه به مشخصات مدل وجود درخت‌های متراکم برابر ۱ است ، عدم وجود جنگل برابر با ۰) که در جدول ۱ نشان داده‌شده است.

سرعت	وجود جنگل	ارتفاع ساختمان‌ها	پهنای جاده	حجم ترافیک	مسیر
				9:00-1000	8:00-900	7:00-800
38	1	14	35	3795	4133	3542	جاده حلقه ۱
35	0	10	50	4171	4563	3941	جاده حلقه ۳
30	1	12	25	1617	1758	1426	سادا
30	1	9	25	1367	1554	1204	آزویا

• نتایج و بحث

3-1 تجزیه‌وتحلیل داده‌های جاری

معادلات رگرسیونی برای تعیین میزان نشر خودروها در جاده Jadriya و جاده‌های فرعی مورداستفاده قرار رفت. برخی از این معادلات تنها به حجم ترافیک بستگی دارند، درحالی‌که دیگران نیاز به متغیرهای اضافی مانند (جریان ترافیک، نوع ترافیک، ظرفیت جاده‌ها، ارتفاع ساختمان‌ها و جنگل) دارند. نتایج در جدول ۲ لیست شده‌اند.

نرخ انتشار در مقایسه با میزان انتشار پذیرفته‌شده توسط سازمان بهداشت جهانی (WHO) و برخی دیگر کشورهای توسعه‌یافته که در جدول 3 نشان داده‌شده است، بالاتر است.

سرب m3/mg	m3/mg دود	NO m3/mg	غلظت CO	مسیر
1.6	262	581	77	جاده حلقه ۱
2.12	289	715	80	جاده حلقه ۳
0.96	116	107	57	سادا
0.6	101	88	53	آزویا

W.H.O	امریکا	کانادا	نوع نشر
	کربن مونوکسید
۹ppm	۹ppm	۱۳ppm	۸ ساعت
۲۶ppm	۳۵ppm	۳۱ppm	۱ ساعت
	نیتروژن دی‌اکسید
۹/۷ ppm	۵ ppm	۱۱ppm	۲۴ ساعت
۲۱ ppm	Mg/m3۱۰۰	۲۱ppm	۱ ساعت
۱۲۰ Mg/m3	۲۶۰ Mg/m3	Mg/m3۱۲۰	ذرات
۳/۰ ppm	۵/۱ Mg/m3		سرب

از جدول بالا می‌توان نتیجه گرفت سطح آلودگی نشر شده نسبت به استاندارد جهانی با توجه به نتایج مطالعه غلظت CO حدود ۵۰ ppm بالاتر از میانگین جهانی است. درحالی‌که سطح NO در خیابان اصلی تقاطع با میزان 500 میلی‌گرم / مترمکعب بیشتر از نرخ معمول بود و آلودگی سرب و دارای ذرات ریز افزایش‌یافته بود.

۳-۲- برآورد آینده انتشار گازهای گلخانه‌ای

برای شبیه‌سازی کاربرد ITS برای کاهش حجم ترافیک آینده، نسبت مزایای استفاده از این نرم‌افزار بر اساس نظرات ده کارشناس درزمینهٔ برنامه‌ریزی حمل‌ونقل و مهندسی ترافیک اندازه‌گیری شد که ۲/۳۵٪ مزیت استفاده از این سیستم‌های است. ضمیمه B.

بعدها، این نسبت برای برآورد حجم سفرهای آینده استفاده شد، درحالی‌که معادله ۱ برای تعیین سرعت جریان ترافیک آینده استفاده شد. جدول 4 حجم و سرعت ترافیک آینده را نشان می‌دهد.

معادلات رگرسیون بر روی این داده‌ها دوباره با استفاده از متغیرهای دیگر ثابت می‌شوند، نتایج در جدول 5 مشخص‌شده است.

جایی که

g=حجم ترافیک

=v سرعت

= kj چگالی جامد

vf = سرعت جریان آزاد

جدول ۴- حجم و سرعت ترافیک پس از اعمال شاخص میزان حجم ترافیک

سرعت	وجود جنگل	ارتفاع ساختمان‌ها	پهنای جاده	حجم ترافیک	مسیر
				9:00-1000	8:00-900	7:00-800
48	1	14	35	2467	2686	2302	جاده حلقه ۱
43	0	10	50	2711	2966	2562	جاده حلقه ۳
47	1	12	25	1051	1143	927	سادا
49	1	9	25	889	1010	783	آزویا

جدول ۵- میزان انتشار حاصل از معادلات رگرسیون با ITS.

سرب m3/mg	m3/mg دود	NO m3/mg	غلظت CO	مسیر
1.3	174	239	53	جاده حلقه ۱
1.7	191	292	52	جاده حلقه ۳
0.7	79	58	41	سادا
0.4	69	51	38	آزویا

استفاده از ITS نقش مهمی در کاهش اثرات زیست‌محیطی منفی حمل‌ونقل و دستیابی به نیازهای توسعه پایدار دارد. نتایج نشان می‌دهد که سهم ITS از طریق برنامه‌های مختلف در کاهش سفرها با کاهش حجم ترافیک به‌طورکلی، انتقال به‌سوی حمل‌ونقل عمومی، کاهش سفرهای غیرضروری، کاهش مدت و استفاده فرکانسی وسایل نقلیه و نیز کاهش مدت‌زمان دور اضافی برای جستجو برای پارکینگ. استفاده از ITS، اثرات منفی ناشی از حمل‌ونقل مانند آلودگی هوا و انتشار گازهای گلخانه‌ای کاهش می‌یابد. داده‌ها نشان داد که استفاده از ITS می‌تواند میزان انتشار را تقریباً به نصف کاهش دهد. بااین‌حال، بسیاری از عوامل باید در هنگام تعیین تغییرات کیفیت هوا پس از استفاده از ITS، ازجمله رفتار راننده با چنین سیستم‌ها و میزان استفاده از چنین سیستمی توسط کاربران در شهر موردتوجه قرار گیرد.

آزمایشگاه تحقیقات جاده‌ای و حمل‌ونقل انگلیس، (TRRL) برخی از معادلات مشتق شده از مدل‌های رگرسیون را توسعه داده است. متغیر وابسته در این مدل‌ها نشان‌دهنده غلظت آلودگی است که بستگی به حجم ترافیک دارد.

N = 46.9 – 0. 036 T + 0.000 04 T2 (2)

N: Mg/m3 میزان نیتروژن دی‌اکسید غلظت NO

T: حجم ترافیک در یک ساعت

S = 9.94+ 0.022 V (3)

S: Mg/m3 دود

V: کل خودروهای واردشده در ۳ ساعت

معادلات زیر نیازمند متغیرهای اضافی برای محاسبه میزان انتشار هستند. (Alanbari,1990)

YCO = 35.0897 + 0.659 X1-0.379 X2+0.412 X3-0.593 X4 (4)

YCO: Pmm/1hr کربن مونوکسید CO

X1: تراکم ترافیکی محیطی که می‌تواند به‌صورت زیر محاسبه شود

X1= V[% Pcu+(1/4(%Hv)] / سرعت متوسط

V: مجموع حجم ترافیک در خیابان برای یک ساعت

%Pcu: نسبت ترافیک ترکیبی از اتومبیل‌های خصوصی

%Hv: نسبت ترافیك خودروهای بزرگ و متوسط

X2: نرخ عرض خیابان

X3: میزان ارتفاع ساختمان‌هایی که در خیابان قرار داشتند

X4: شدت جنگلداری (۰ یا ۱)

Ypb=0.41+0.053X1-0.0108X2+0.104X3-0.876X4 (5)

Ypb: mg/m3 میزان غلظت سرب (Pb)

X1: ADT/1000 میزان غلظت سرب

X1= ADT  %Pcu

X2: نرخ عرض خیابان

X3: میزان ارتفاع ساختمان‌هایی که در خیابان قرار داشتند

X4: ۰ or ۱) کثرت جنگل‌ها)

ضمیمه B. پرسشنامه کارشناسان

مجموع نسبت شخص	خیلی زیاد	زیاد	متوسط	کم	خیلی کم	اثر نسبت   کاهش شاخص‌های سفر
۵	۴	۳		۲	۱
۲۰	۰	۰	۳	۴	۳	کاهش حجم احتمالی به‌طورکلی
۱۷	۰	۰	۲	۳	۵	تبدیل به حمل‌ونقل عمومی
۱۳	۰	۰	۰	۳	۷	کاهش سفرهای غیرضروری
۱۷	۰	۰	۱	۵	۴	کاهش فرکانس استفاده از وسایل نقلیه
۲۱	۰	۱	۲	۴	۳	به حداقل رساندن چرخش به دنبال پارکینگ وسایل نقلیه

• سیستم‌های حمل‌ونقل هوشمند در GS1

ارزش تحویل در فرآیند ارسال و دریافت کسب‌وکار

GS1 در سراسر دنیا نقش پررنگی در سیستم حمل‌ونقل هوشمند ایفا می‌کند. فراگیر بودن استانداردهای بین‌المللی GS1 در این زمینه مزایای بسیاری را برای کسانی که در این حوزه فعالیت می‌کنند به وجود می‌آورد. این مزایا به شرح زیر است:

1-ردیابی محصول در همه زمان‌ها 2- برچسب‌گذاری باکیفیت بالا در طول زنجیره‌تامین 3-کاهش زمان ارسال و دریافت کالاها 4- بنیادی برای سرویس‌دهی برتر برای مشتری 5- کاهش حجم ترافیک 6-عدم وجود درخواست‌های نافرجام که همین موضوع به کاهش تردد در سطح شهر کمک شایانی می‌کند. استفاده از بارکدها و برچسب‌های RFID فرآیند خواندن و نوشتن اطلاعات را سرعت می‌بخشد.

• نتيجه‌گيری

اﻣﺮوزه مسائل و ﻣﺸﮑﻼت حمل‌ونقل از ﻗﺒﯿﻞ آﻟﻮدﮔﯿ‌ﻬﺎی زیست‌محیطی، ﮐﺎﻫﺶ ﻣﻨﺎﺑﻊ اﻧﺮژی، اﻓﺰاﯾﺶ‌ خسارت‌های ﻣﺎدی و ﻣﻌﻨﻮی ﻧﺎﺷﯽ از ﺳـﻮاﻧﺢ و ﺗﺼﺎدﻓﺎت، ﻣﺸﮑﻼت ﻧﻈﺎرت و ﻣﺪﯾﺮﯾﺖ در حمل‌ونقل برون‌شهری، اﻓـﺰاﯾﺶ زﻣﺎﻧﻬﺎی تلف‌شده و روﻧﺪ رﺷﺪ ﺳﺮﯾﻊ ﺗﻘﺎﺿﺎی حمل‌ونقل به‌ویژه در ﺳﺎﻋﺎت اوج درﮐـﻼن ﺷـﻬﺮﻫﺎی دﻧـﯿﺎ ﺑـﻪ ﯾـﮏ ﻣﺸـﮑﻞ ﺟﺪی تبدیل‌شده اﺳﺖ.

سیستم حمل‌ونقل هوشمند یا Intelligent Transportation Systems به مجموعه‌ای از ابزارها، امکانات و تخصص‌ها از قبیل مفاهیم مهندسی ترافیک، تکنولوژی‌های نرم‌افزاری، سخت‌افزاری و مخابراتی اطلاق می‌شود که به‌صورت هماهنگ و یکپارچه به‌منظور بهبود کار آیی و ایمنی در سیستم حمل‌ونقل به کار گرفته می‌شود.

سیستم‌های حمل‌ونقل هوشمند ITS، سیستم‌هایی متشکل از فناوری‌های نوین الکترونیک، کامپیوتر، IT، الکترومکانیک و غیره هستند که در برنامه‌ریزی سیستم های حمل‌ونقل زمینی، امروزه نقش بسیار مهمی ایفا می‌نمایند.

قدمت کاربرد و برنامه‌ریزی سیستم‌های حمل‌ونقل هوشمند (ITS) به اوایل دهه 90 میلادی می‌رسد که در کشورهای توسعه‌یافته، از همان زمان شروع به مطالعه طراحی و گسترش این سیستم‌ها نموده‌اند با توجه به توسعه سیستم‌های مختلف حمل‌ونقل زمینی و افزایش تقاضای سفر به‌صورت تصاعدی و مشکلات عرضه، شاخه‌های مختلف (ITS) توانسته‌اند، تأثیرات بسیار مطلوبی در حل چالش‌های حمل‌ونقل برای دولت‌ها فراهم می‌آورد