تقاطع های هوشمند: سلام به اتوماسیون، خداحافظ چراغ راهنمایی

• نویسنده:
• نام نویسنده

  آینده نگاری کوانتوم ران
• ممکن است 4، 2023

همانطور که وسایل نقلیه بیشتری از طریق اینترنت اشیا (IoT) به هم متصل می شوند، پتانسیل زیادی برای مدیریت کارآمدتر جریان ترافیک با اجازه دادن به وسایل نقلیه برای ارتباط با یکدیگر و سیستم های مدیریت ترافیک وجود دارد. این توسعه می تواند منجر به کاهش تراکم ترافیک و تصادفات و توانایی بهینه سازی مسیرها در زمان واقعی شود. علاوه بر این، این افزایش اتصال ممکن است چراغ های راهنمایی سنتی را نیز منسوخ کند.

بافت تقاطع های هوشمند

تقاطع های هوشمند با افزایش تعداد وسایل نقلیه خودران و اینترنت اشیا امکان پذیر شده است. این شامل ارتباط خودرو به خودرو (V2V) و وسیله نقلیه به زیرساخت (V2X) است. با استفاده از داده‌های بی‌درنگ، تقاطع‌های هوشمند می‌توانند جریان وسایل نقلیه، دوچرخه‌ها و عابران پیاده را با اختصاص دادن وسایل نقلیه به‌جای تکیه بر چراغ‌های راهنمایی به صورت دسته‌ای، مدیریت کنند. در حال حاضر، چراغ های راهنمایی مورد نیاز هستند، زیرا رانندگان انسانی به اندازه وسایل نقلیه خودران قابل پیش بینی یا دقیق نیستند. 

با این حال، در آزمایشگاه شهر حسی (شبیه‌سازی شهر هوشمند آینده) مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) (شبیه‌سازی شهر هوشمند آینده)، تقاطع‌های هوشمند مانند نحوه عملکرد فرود هواپیما، مبتنی بر اسلات خواهند شد. مدیریت ترافیک مبتنی بر اسلات، به‌جای استفاده از اولویت‌ها، خودروها را به صورت دسته‌ای مرتب می‌کند و به محض باز شدن آن، به جای اینکه انبوه منتظر سبز شدن چراغ راهنمایی باشند، آنها را به یک اسلات در دسترس اختصاص می‌دهد. این روش زمان انتظار را از میانگین تاخیر 5 ثانیه (برای دو جاده تک لاین) به کمتر از یک ثانیه کاهش می دهد.

با گسترش زیرساخت شبکه های بی سیم با پهنای باند بالا در سال 2020، شرکت تحقیقاتی گارتنر تخمین زد که 250 میلیون خودرو می توانند به آن متصل شوند. این افزایش اتصال، دسترسی به محتوای تلفن همراه را افزایش می دهد و خدمات تلفن های هوشمند و تبلت ها را بهبود می بخشد. خودروها می‌توانند در مورد خطرات و شرایط ترافیکی اطلاع‌رسانی کنند، مسیرهایی را برای جلوگیری از ترافیک انتخاب کنند، برای بهبود جریان ترافیک با چراغ‌های راهنمایی کار کنند و برای کاهش مصرف انرژی به صورت گروهی سفر کنند.

تاثیر مخرب

در حالی که تقاطع های هوشمند هنوز در مرحله تحقیقاتی هستند و تنها در صورتی کار می کنند که همه وسایل نقلیه خودران شوند، برخی اقدامات در حال حاضر برای امکان پذیر کردن آنها انجام شده است. به عنوان مثال، دانشگاه کارنگی ملون در حال مطالعه یک فناوری به نام چراغ های راهنمایی مجازی است. این فناوری چراغ های راهنمایی دیجیتال را بر روی شیشه جلوی خودرو طراحی می کند تا رانندگان انسانی را از وضعیت ترافیک در زمان واقعی مطلع کند. به این ترتیب، رانندگان انسانی نیز می توانند با جریان ترافیک سازگار شوند و ایمنی را بهبود بخشند. علاوه بر این، تقاطع های هوشمند می تواند رفت و آمد را برای افراد، به ویژه افرادی که نمی توانند رانندگی کنند، مانند افراد مسن یا معلول، آسان تر کند.

علاوه بر این، چراغ‌های راهنمایی نیز به‌جای تنظیم از پیش برنامه‌ریزی‌شده، بر اساس تعداد خودروهای موجود در جاده و سطح ازدحام در زمان واقعی تنظیم می‌شوند. این نوآوری می تواند به طور قابل توجهی نرخ جریان ترافیک را تا 60 درصد افزایش دهد و به کاهش انتشار کربن کمک کند زیرا وسایل نقلیه می توانند سریعتر به مقصد برسند. ارتباط باز بین وسایل نقلیه همچنین می تواند تصادفات یا تصادفات احتمالی را هشدار دهد. 

یکی دیگر از مزایای تقاطع های هوشمند این است که امکان استفاده بهینه از زیرساخت های موجود مانند جاده ها و چراغ های راهنمایی را به جای ساخت جاده ها و تقاطع های جدید فراهم می کند. اگرچه هنوز کارهای زیادی باید انجام شود تا چراغ‌های راهنمایی بازنشسته شوند، محققان MIT فکر می‌کنند که تقاطع‌های هوشمند می‌توانند تحرک شهری را متحول کنند و در نتیجه مصرف انرژی کمتر و سیستم‌های حمل‌ونقل کارآمدتری داشته باشند.

مفاهیم برای تقاطع های هوشمند

پیامدهای گسترده تر برای تقاطع های هوشمند ممکن است شامل موارد زیر باشد:

• سازندگان خودرو در حال چرخش به سمت تولید وسایل نقلیه بسیار خودمختار هستند که می‌توانند داده‌های پیچیده‌ای مانند سرعت، مکان، مقصد، مصرف انرژی و غیره را ارائه دهند. این روند حرکت به سمت تبدیل شدن خودروها به رایانه‌های بسیار پیچیده روی چرخ را بیشتر می‌کند و نیاز به سرمایه‌گذاری بیشتر در نرم‌افزار و نیمه‌رساناها دارد. تخصص در بین خودروسازان
• زیرساخت‌های هوشمندتر در حال ساخت برای پشتیبانی از فناوری، مانند جاده‌ها و بزرگراه‌ها با حسگرها و دوربین‌ها.
• با داده‌های بیشتر در مورد جریان ترافیک، شرایط جاده‌ها و الگوهای سفر، ممکن است نگرانی‌هایی در مورد نحوه استفاده از این داده‌ها و دسترسی به آن‌ها وجود داشته باشد که منجر به نگرانی‌های مربوط به حریم خصوصی و امنیت سایبری می‌شود.
• شرکت‌های امنیت سایبری وسایل نقلیه، لایه‌های امنیتی بیشتری را برای جلوگیری از جک دیجیتال و نشت اطلاعات ایجاد می‌کنند.
• بهبود کیفیت زندگی ساکنان با کاهش زمان رفت و آمد، صدا و آلودگی هوا.
• کاهش انتشار گازهای گلخانه ای از وسایل نقلیه در نتیجه کاهش تراکم ترافیک.
• از دست دادن شغل برای پرسنل کنترل ترافیک، اما مشاغل جدید در فناوری و مهندسی.
• تشویق دولت‌ها برای سرمایه‌گذاری در فناوری تقاطع‌های هوشمند در طول پروژه‌های نوسازی زیرساخت‌ها، و همچنین ایجاد قوانین جدید برای تنظیم استفاده از این فناوری‌های ترافیکی جدید. 
• بهبود جریان ترافیک و کاهش ازدحام در تقاطع ها می تواند کارایی و بهره وری کسب و کار را افزایش دهد.

سوالاتی که باید در نظر گرفته شود

• تقاطع های هوشمند از چه راه های دیگری می توانند مشکلات ترافیکی را حل کنند؟
• تقاطع های هوشمند چگونه می توانند رفت و آمد شهری را تغییر دهند؟