سیستم کنترل ترافیک
دلایل متعددی برای افزایش ناگهانی ترافیک در مناطق شهری و جاده ای وجود دارد. علت اصلی آن افزایش جمعیت است که به نوبه خود موجب افزایش تعداد وسایل نقلیه در جاده ها، شهرها و کوریدورهای عبور و مرور شده است. همچنین دلایل متعددی برای تراکم وجود دارد مانند، ظرفیت ناکافی جاده‌ها، تأخیر زیاد چراغ قرمزها، اطلاعات ناقص در زمینه ترافیک، مدیریت حمل و نقل ناکارآمد، تقاضای نامحدود و … . بنابراین نیاز به بهینه سازی سیستم کنترل ترافیک و پویایی آن، در مقایسه با تراکم ترافیک متفاوت است. سیستم حمل و نقل هوشمند، به صورت یکپارچه و به منظور بهبود کارایی و ایمنی در سیستم حمل و نقل به کار گرفته می شود که شامل مجموعه‌ای از ابزارها، امکانات و تجهیزات یخت افزاری و نرم افزاری است که خط اجرایی تمامی این اجزا شامل مفاهیم مهندسی ترافیک، تکنولوژی های نرم افزاری، سخت افزاری و مخابراتی است.
سیستم های حمل و نقل هوشمند ، سیستم هایی تشکیل شده از فناوری های نوین الکترونیک هستند که امروزه در برنامه ریزی سیستم های حمل و نقل، بهره وری حوزه انرژی، مدیریت منابع و کنترل فرآیندهای شهری نقش بسیار مهمی ایفا می نمایند. برای مثال سیستم های هدایت خودرو، سیستم کنترل چراغ های راهنمایی، تابلوهای اعلان ترافیک، دوربین سرعت سنج و سیستم خودکار شناسایی شماره خودرو یا سیستمهای پیشرفته و پیچیده تری که بطور همزمان اطلاعات متفاوتی را از منابع متفاوت یکپارچه تامین می نمایند، گزین های مشخصی از کاربردهای کلی سیستمهای هوشمند مدیریت حمل و نقل و ترافیک شهری و جاده ای می باشند.
حمل و نقل از اساسی ترین نیازهای بشر بوده و همواره به عنوان شاخصی مطرح در هر جامعه، مورد توجه ویژه قرار گرفته است. فناوری اطلاعات و ارتباطات بعنوان ابزاری کارآمد، موجبات تسهیل و تسریع ارائه خدمات در این حوزه می گردد. در همین راستا، مهندسین حمل و نقل نیز سعی بر آن داشته‌اند تا از فناوری اطلاعات بهره جسته و مشکلات آنرا به حداقل ممکن کاهش دهند.
لذا در این راستا استفاده از سیستم های حمل و نقل هوشمند می توانند مزایای زیادی را در بر داشته باشند، از جمله:
– کاهش ترافیک و بهبود حرکت در حمل و نقل جاده ای، شهری و محلی
– افزایش امنیت
– کاهش مصرف انرژی و آلودگی محیط زیست
– برطرف نمودن محدودیت منابع مالی و محیطی
– اطلاع رسانی به مسافران و سایر کاربران از جمله رانندگان، مدیران شهری، مسئولین اجرایی و… با سیستم های پیشرفته اطلاع رسانی
– سهولت در انتخاب نوع، شرایط، مسیرها و گزارشگیری از وسیله نقلیه
– بایگانی و آرشیو اطلاعات
– سهولت در پرداخت به دلیل استفاده از سیستم پرداخت های الکترونیک
– بهینه سازی جریان ترافیک و روانسازی حرکت
– پشتیبانی و مدیریت وسائل نقلیه امدادی
– مدیریت اخذ الکترونیکی عوارض، هزینه پارکینگ، خرید و رزواسیون و . .
– مانتیورینگ و کنترل حمل و نقل سنگین
– مدیریت و پشتیبانی همه جانبه و موثرتر
به طور کلی می توان شش مدل عمومی برای سیستمهای مدیریت هوشمند ترافیک بر مبنای شرایط اجرایی و تجهیزات قابل استفاده تعرف نمود. این روشها عبارتند از:
- سیستم هوشمند مدیریت ترافیک با استفاده از VANETها
سیستم پیشنهادی شامل چراغ های راهنمایی هوشمند (Intelligent Traffic Lights یاITLs ) است که در تقاطعات یک شهر نصب شده اند. کار این ITL ها جمع آوری اطلاعات ترافیکی مانند تراکم ترافیک وسایل نقلیه عبوری، به روز كردن آمار ترافیکی مانند اطلاعات مربوط به تراكم اطلاعات و گزارش این آمار ترافیک به وسایل نقلیه شخصی كه در نزدیکی این ITL ها هستند، می باشد. در صوت بروز تصادف این ITLها اطلاعات مربوط به برخورد را به وسیله نقلیه ارسال می کنند تا راننده بتواند مسیر جایگزین انتخاب کند تا از ایجاد ترافیک در نزدیکی تصادف جلوگیری شود. بر روی هر وسیله نقیله یک GPS نصب شده است. هر وسیله نقلیه مکان دقیق خود را ارسال می کند که برای محاسبه تراکم ترافیک استفاده می شود.
2. سیستم هوشمند مدیریت ترافیک با استفاده از مادون قرمز
در این روش دیگر از مادون قرمز برای ردیابی و مشخص کردن نقض قوانین توسط وسایل نقلیه استفاده می شود. این سیستم پیشنهادی شامل اجزای کلی به شرح ذیل است:
-
- ماژول فرستنده
- ماژول گیرنده.
داده های دریافت شده می توانند بر روی صفحه نمایش LCD که در سیستم تعبیه شده است، نمایش داده شوند. سیستم پیشنهادی می تواند در راه های یک طرفه، تقسیم کننده های جاده ها و همچنین چهار راه ها اجرا شود. جاده های یک طرفه دارای گیرنده واحد هستند، تقسیم کننده جاده ها دارای دو گیرنده و چهار راه ها دارای 8 گیرنده خواهند بود. هر وسیله نقلیه یک ID منحصر به فرد دارد و اگر یک وسیله نقلیه سیگنال را قطع کند، ID آن برای پیگیری قابل ردیابی است.
3. کنترل هوشمند ترافیک با استفاده از سیستم فازی
در این روش سیستم فازی برای بهینه سازی زمان بندی چراغ های راهنمایی در یک تقاطع فازی ایزوله استفاده شده است. دو کنترلر فازی استفاده شده است. یکی برای بهینه سازی سیگنال است و کنترلر دیگر برای طولانی تر کردن فاز سبز یک مسیر در یک تقاطع استفاده می شود.
4. کنترل هوشمند ترافیک منطبق بر سیستم فازی و FPGA
در راه حلی دیگر یک کنترل کننده ترافیک هوشمند مبتنی بر منطق فازی با استفاده از FPGA طراحی شده است. سیستم پیشنهادی تعداد وسایل نقلیه و سرعت متوسط جریان ترافیک در هر جهت را به عنوان پارامترهای ورودی می گیرد. تعداد وسایل نقلیه و سرعت متوسط جریان ترافیک را می توان با استفاده از سنسورهای جاده ای تعیین کرد.
5. سیستم مدیریت ترافیک هوشمند با استفاده از سنسورهای فتوالکتریک(دوربینها بر مبنای منطق فازی)
در روشی دیگر، یک سیستم مدیریت ترافیک در مسیرهای متقاطع با استفاده از سنسورهای فوتوالکتریک دوربرد پیشنهاد شده است. دپارتمان مدیریت ترافیک فاصله مناسبی را برای نصب این سنسور ها انتخاب می کند تا بتوانند اتومبیل های در حال حرکت را کنترل کنند. این داده ها به محلی که نرم افزار کنترل ترافیک نصب شده است، فرستاده می شوند و که در آنجا وزن نسبی هر مسیر محاسبه خواهد شد. بر اساس وزن نسبی محاسبه شده، سیستم به مسیر پرتردد اجازه می دهد تا مدت زمان سیگنال بیشتری داشته باشد. همچنین این سیستم به گونه ای طراحی شده است که می تواند موقعیت های اضطراری (مانند عبور آمبولانس، ارتش و سایر مواد VIP) را مدیریت کند و مسیر را به طور کامل برای عبور این وسایل نقلیه باز کند. موارد اضطراری با نصب تگ های RFID بر روی این وسایل نقلیه شناسایی می شود. این تگ های RFID توسط دستگاه خوانش RFID که در کنار سنسورها قرار دارند، تشخیص داده می شوند و به محل محفظه قرارگیری نرم افزار کنترل ترافیک ارسال می شوند تا تصمیم گیری های لازم انجام شود. به این ترتیب تسلط بر ترافیک تضمین می شود.
6. سیستم مدیریت ترافیک هوشمند با استفاده از سنسورهای فتوالکتریک(دوربینها بر مبنای پردازش تصویر)
همه روش های مدیریت هوشمند ترافیک شامل اجزای کلی ذیل بوده و مراحل مشخص شده را نیز به شرح مشخص شده طی می نمایند.
-
- انتخاب یک روش ورودی برای به دست آوردن داده ها
- به دست آوردن پارامترهای ترافیکی (مانند نرخ جریان ترافیک، تعداد وسایل نقیله)
- تعیین تراکم ترافیک
- به روز رسانی پارامترهای ترافیکی در پایگاه داده
- کنترل جریان ترافیک
به شکل کلی مقایسه بین روشهای فوق را می توان به طور خلاصه در جدول ذیل ارائه نمود:
همچنین مزایا و معایب کلی این روشها را نیز می توان به شکل نصبی به شرح ذیل بیان نمود:
برمبنای این فرآیندها و بسته به شرایط هر پروژه امکان ارائه راهکارهای مختلف از برندهای مطرح داخلی و بین المللی از طرف شرکت نیک آفرین وجود دارد. بی شک نمونه های اجرا شده قبلی و تجربیات ارزنده بدست آمده در پروژه های گذشته دلایل قابل توجهی در راستای توانایی این شرکت جهت مشارکت در پروژه های مشابه این حوزه می باشند.