فناوری DSRC ۵.۹ GHz بر کف جاده‌ها حضور می یابد

تین‌نیوز | در این گزارش استیو اسپروفسک از شرکت Kapsch TrafficCom و ژوزف دی تاریو از NYSERDA فواید محیط‌ زیستی و اقتصادی غربال الکترونیکی خودروهای تجاری را با استفاده از ارتباطات برد کوتاه اختصاصی 5.9 GHz تشریح می‌کنند.

ژوزف تاریو از NYSERDA: «باوجودی که کارکنان بازرسی ایالتی نیویورک تک‌تک کامیون‌ها را در سطح بزرگراه‌ها برای بازرسی متوقف می‌کنند، نوعاً تنها 20 درصد آن‌ها دارای مشکلات مهم ایمنی یا نقص در مجوزهای قانونی هستند. مؤسسات FHWA، FMCSA، NYSDOT، اولیاء امور بزرگراه‌های ایالت نیویورک، پلیس ایالتی نیویورک و امنیت فدرال و ایالتی همگی به این رقم 20 درصد توجه دارند تا اثربخشی بازرسی و اثرات ناشی از اعمال قانون متعاقب آن را بیشینه سازند. ایمنی یکی از نگرانی‌های اصلی است. گرچه اهمیت ایمنی مورد تصدیق NYSERDA است، نگرانی اصلی این نهاد آن 80 درصد کامیون‌هایی هستند که بی‌دلیل متوقف می‌شوند. انگیزه ما در این پروژه کاهش مصرف انرژی و انتشار آلاینده‌ها در بخش حمل‌ونقل و درعین‌حال تقویت توسعه اقتصادی در ایالت نیویورک است.»

جاستین مک نیو از شرکت Kapsch TrafficCom: «باعث خوشوقتی است که وزارت حمل‌ونقل آمریکا در حال تقاضا برای تجهیزات بازار جنبی و تجهیزات کنار جاده‌ای جهت برنامه آزمون ایمنی است که به‌موازات پروژه آزمایشی ما برای غربالگری الکترونیکی کامیون‌های تجاری اجرا می‌شود. ما بازار کامیون‌های تجاری را به‌عنوان یک پذیرنده اصلی فناوری و راه‌کارهایی می‌دانیم که در کاربردهای ارتباطات خودرویی برای ایمنی، تحرک پذیری و محیط‌زیست مورداستفاده واقع خواهند شد.»

ایالات‌متحده در حال ورود به مراحل نخستین بحران ظرفیت حمل‌ونقل است. چند دهه گذشته شاهد رشد مداوم مسافت‌های طی شده توسط خودروها به‌ویژه حمل‌ونقل توسط کامیون‌های تجاری بوده است. روندها نشان می‌دهند که برنامه کنونی بازرسی ایمنی کامیون‌های تجاری متضمن سه میلیون بازرسی دستی در سال با نرخ تخلف 73 درصد است.

مطابق پیش‌بینی انجمن فدرال ایمنی وسایل نقلیه موتوری (FMSCA) و اداره بزرگراه‌های فدرال (FHWA)، افزایش تردد کامیون‌های تجاری موجب فشار بر ظرفیت جاده‌ها شده و تأثیری منفی بر ایمنی، قابلیت تحرک و محیط‌زیست جاده‌ها در طی 25 سال آینده خواهد داشت. گرچه ظرفیت زیرساخت حمل‌ونقل ثابت است، حجم تردد به افزایش خود ادامه می‌دهد به‌گونه‌ای که نیاز به استفاده از فناوری برای ارتقای کارآمدی در جهت برآورده ساختن حجم تقاضا اهمیتی حیاتی یافته است. شکست در انجام این مهم منجر به ازدحام روزافزون، فشار صعودی بر قیمت‌های حمل‌ونقل خودروهای تجاری و زمان‌های سفر نامطمئن‌تر، همگام با تقلای مؤسسات حمل‌ونقل برای تحویل به‌موقع کالا خواهد شد. وابستگی به نفت وارداتی نیز از تعادل خود در ایالات‌متحده خارج‌شده که به معنی قیمت‌های بالاتر و نوسانات بیشتر بازار است.

ازدحام ترافیک بر کیفیت هوا و گرمایش جهانی نیز تأثیر خواهد گذارد. مطالعات موسسه حفاظت از محیط‌زیست (EPA) نشان می‌دهد که افزایش سرعت‌های تردد در بزرگراه‌ها از 16 تا 32 کیلومتر بر ساعت باعث کاهش 40 درصد در انتشار هیدروکربن‌ها و حدود 20 درصد در انتشار اکسیدهای نیتروژنی خواهد شد. اداره اطلاعات انرژی پیش‌بینی کرده است که انتشار دی‌اکسید کربن در بخش حمل‌ونقل رشدی سریع‌تر از بخش خانه‌های مسکونی، تجاری و صنایع داشته باشد.

اگر تعداد کامیون‌ها و متوسط مسافت طی شده خودروها هرسال مطابق پیش‌بینی‌ها رشد یابد، آنگاه پروژه‌های برنامه‌ریزی ارتقای حمل‌ونقل که بر جابجایی کالا تأثیرگذارند، نیاز به آینده‌نگری خواهد داشت. با بهره‌برداری از زیرساخت و فناوری موجود، مانند فناوری ارتباطات برد کوتاه اختصاصی در باند 5.9 GHz، می‌توان مجموعه‌ای از خدمات حمل‌ونقل را در راستای صرفه‌جویی در مصرف انرژی، افزایش کارآمدی در جابجایی کالا و بهبود محیط‌زیست ارائه کرد. انتظار می‌رود این خدمات شامل پارکینگ، مسیریابی، ایستگاه‌های مجازی توزین در حین حرکت (WIM) و کاربردهای پرداخت الکترونیکی باشند که تمامی آن‌ها اثر مثبتی بر سامانه حمل‌ونقل سطحی کشور خواهند داشت.


راهکار هدف

شرکت Kapsch TrafficCom با استفاده از کمک مالی نهاد پژوهش و توسعه انرژی ایالت نیویورک (NYSERDA) به سازمان حمل‌ونقل ایالت نیویورک و NYSTA پیوسته تا کار توسعه، نمایش و تجاری‌سازی تجهیزات ارتباطی درون خودرو بازار قطعات را جهت فراهم ساختن امکان غربالگری الکترونیکی بازرسی‌های خودروهای تجاری بر عهده گیرد. هدف افزایش کار آیی کامیون‌ها، کاهش انتشار آلاینده‌ها و تحریک رشد اقتصادی است. تجهیزات ارتباطی درون خودرو یا OBU امکان ارتباطات دوطرفه سرعت‌بالا میان کامیون‌ها و تجهیزات کنار جاده‌ای (RSU) و تدارک اطلاعات بلادرنگ برای نهادهای مسئول حمل‌ونقل و رانندگان کامیون‌های تجاری را فراهم می‌سازد. این دستگاه از فناوری نوظهور 5.9 GHz DSRC استفاده خواهد کرد.

بر پایه استانداردهای باز برای ایجاد سازگاری میان تجهیزات، فناوری 5.9 GHz DSRC سازوکاری مؤثر برای غربالگری پیشرفته الکترونیکی و متحرک فراهم می‌سازد. برخلاف خدمات ارتباطی همراه و ماهواره‌ای، این فناوری امکان انتقال بلادرنگ داده از خودرو به تجهیزات کنار جاده‌ای و نیز صرفه‌جویی فزاینده برای رانندگان کامیون‌ها فراهم خواهد کرد زیرا هزینه‌های ماهانه دریافتی از سوی تأمین‌کنندگان خدمات برای دسترسی به تجهیزات کنار جاده‌ای را حذف خواهد کرد. همچنین سازگاری میان تجهیزات در تمامی عرصه کشور را برای تمامی ایالت‌ها و سازندگان فراهم ساخته، از استانداردهای جهانی سود برده و از اینکه فناوری اختصاصی باعث کاهش ظرفیت سامانه شود، مانند آنچه در برنامه موجود ITS مشاهده می‌شود، جلوگیری می‌کند.

در کوتاه‌مدت، این دستگاه گستره وسیعی از کاربردهای حمل‌ونقل بی‌سیم مشتمل بر غربالگری الکترونیکی کامیون‌های تجاری و اطلاعات مسیریابی کارآمدتر و ایمن‌تر را مورد پشتیبانی قرار خواهد داد. همچنین کاربردهایی برای ازدحام ترافیکی، مخاطرات جاده‌ای و سایر خدمات وابسته به شرایط سفر ارائه خواهد کرد که برای متصدیان ترافیک و رانندگان خودروهای شخصی در اخذ تصمیمات آگاهانه برای بیشینه ساختن کارآمدی انرژی در هنگام سفر درون شبکه حمل‌ونقل نیویورک بسیار مفید خواهد بود.


منافع حاصله برای ایالت و کل کشور

ایالت نیویورک حمل 5.3 میلیارد تن کالا در ایالات‌متحده را به عهده دارد که سهم مهمی در اقتصاد توانمند ایالت ایفا می‌کند. تردد کامیون‌های سنگین در بزرگراه‌ها به علت باریک بودن خط سیر جاده‌ها، شیب‌های تندتر، شانه‌های باریک یا آسفالت نشده جاده‌ها و نزدیکی به سایر ترافیک‌های تداخلی (مانند خودروهای پارک شده و مسیرهای فرعی) و عابران پیاده می‌تواند واجد مشکلات ایمنی باشد. الگوهای سفر کامیون‌های بزرگ و توسعه اقتصاد محلی و یا منطقه‌ای، نگرانی‌های زیست‌محیطی و ایمنی در منطقه دریاچه‌های فینگر ایالت مشهود هستند. این منطقه به‌واسطه صنایع کشاورزی و تولید نوشیدنی و جاذبه‌های گردشگری موتور محرک اقتصاد ایالت محسوب می‌شود.

چنانچه یک کامیون تجاری که با دستگاه 5.9 GHz DSRC مجهز شده در حال سفر در طول امتداد 80 کیلومتری یک جاده یا گذرگاه باشد، با استفاده از تنها یک RSU که قابل پیکربندی برای دریافت و ارسال اطلاعات متفاوت بر اساس مکان آن در طول گذرگاه باشد می‌توان به مزیت بزرگی دست‌یافت. برای مثال برای کامیونی که بر روی بزرگراه لانگ آیلند به‌سوی ناحیه شهری نیویورک در حال حرکت است، راننده می‌تواند همزمان با عبور از برابر یک ایستگاه توزین مجازی، اطلاعاتی را درباره انتقال موفقیت‌آمیز داده‌های غربالگری الکترونیکی VIM دریافت نماید. لیکن اگر بیش از یک RSU در طول همان مسیر حمل‌ونقل وجود داشته باشد، راننده موردبحث می‌تواند جریان‌های متعدد اطلاعات در مکان‌های کلیدی واقع بر مسیر دریافت کند. برای مثال راننده می‌تواند اطلاعاتی درباره رزرو پارکینگ برای کامیون، یک تراکنش پرداخت الکترونیکی، شرایط آب‌وهوا یا ایمنی، اطلاعات مسیریابی یا حتی اطلاعات غربالگری الکترونیکی در یک ایستگاه عوارضی در حین پرداخت عوارض خود دریافت نماید.

تمامی این خدمات نیازمند قابلیت تبادل امن یا استخراج داده‌های موردنظر هستند که یک قابلیت رسانه DSRC است و برای کاربردهایی که نیازمند داده از نقاط موضعی ورودی به ایستگاه‌های توزین، توقفگاه‌های کامیون و ایستگاه‌های اخذ عوارض برای تأمین علائم داخل خودرو هستند، از اهمیتی حیاتی برخوردار هست.

فواید جنبی چنین زیرساختی شامل اطلاعات جریان ترافیکی در سطح گذرگاه‌ها برای برنامه‌ریزی تردد گذرگاهی، مهندسی حمل‌ونقل و مدیریت ناوگان خودروهای تجاری است. زیرساخت کنونی سامانه سنجش ترافیک (TSS) امکان استخراج داده‌هایی ایستا از حجم سرعت و تعداد خودروهای موجود بر سطح بزرگراه فراهم می‌کند که جداسازی و تعیین مکان روندها و مشکلات ترافیکی با استفاده از آن‌ها زمان زیادی از مرکز مدیریت ترافیک تلف خواهد کرد. در مورد DSRC، استخراج داده‌ها در عرض مدت کوتاه چند ثانیه یا حداکثر چند دقیقه به طول می‌انجامد و بجای نقاط منتخب ناحیه، در سراسر طول گذرگاه قابل انجام است. این روش استخراج داده‌ها تصویری روان و پویا از ترافیک به دست خواهد داد که همگام با جریان داده‌ها بروز می‌شود.