img

آينده كاربرد اينترنت اشيا درمديريت سيستم حمل و نقل هوشمند

/
/
/

امروزه سيستم هاي هوشمند حمل و نقل از طريق فناوري اطلاعات و ارتباطات در فرايند حمل و نقل اين قابليت را بوجود آورده اند کـه بخـش هـاي مختلف با يکديگر به شکل تعاملي ارتباط داشته باشند، به گونه اي که تحقق اهداف شبکه حمل و نقل که افزايش ايمني، جلب رضايت مسافران و حل معضل ترافيك و ازدحام حمل و نقل مي باشد را در پي خواهد داشت. يکي از فناوري هاي نو و آينده محور، اينترنت اشياست که در حال حاضر يك چارچوب مناسب و کاربردي را براي مطالعات حمل و نقل هوشمند فراهم کرده است، اينترنت اشيا مبادله اطلاعات حمل و نقلي وسايل نقليه را توسط شبکه و بدون دخالت هاي انساني انجام مي دهد، در نتيجه بر اساس ارتباط اشيا با هم، وسايل و ابزارهاي سيستم به صورت ويژه اي هوشمند خواهند شد و به تبادل اطلاعات و تعامل هدفمند با هم خواهند پرداخت. و به واقع در آينده شکل جديدي از مديريت تحت عنوان مديريت اشيا يا اشيا خود راهبر، در سيستم هوشمند حمل و نقل ايجاد خواهد شد. به عبارت ديگر با اينترنت اشيا، وسايل فيزيکي در سيستم حمل و نقل به يك شبکه اطلاعاتي فعال تبديل ميشوند. در اين مقاله با هدف معرفي و تبيين آينده کاربرد فناوري اينترنت اشيا در توسعه سيستم حمل و نقل هوشمند به بررسي و تبيين مفهوم، ساختار و چارچوب هاي اين فناوري در سيستم هوشمند حمل و نقل با استفاده از روش توصيفي و تحليلي پرداخته شده است.

كلمات كليدي: اينترنت اشيا، سيستم هوشمند حمل و نقل (ITS)، رايانش ابري، مديريت اشيا.

مقدمه
با توجه به تحول و دگرگوني هايي که در اثر تغييرات سريع فناورانه در حوزه هاي مختلف زندگي انسان در حال رخ دادن است، به تبع آن در صنعت حمل و نقل نيز بکارگيري روش‌ها و فناوري هاي به روز و پيشرفته به سرعت در حال گسترش است. به گونه اي که ما امروزه از مديريت هوشمند حمل و نقل صحبت مي کنيم با توجه به اين موضوع، آشنايي و اطلاع از فناوري هاي جديد و آينده که مي تواند در روند بهبودي و رشد حمل و نقل، ارتقا ضريب ايمني، افزايش و سرعت دسترسي به خدمات بهتر و بيشتر براي مردم مؤثر باشد، از مهمترين راهبرهاي مديريت حمل و نقل است. رصد کردن نشانه هاي تغيير در فناوري اطلاعات و آينده پژوهي در زمينه طراحي سيستم هاي هوشمند حمل و نقل و بکارگيري کارآمد و بهينه فناوري هاي جديد در افزايش کارايي و اثربخشي سامانه حمل و نقل هوشمند داراي اهميت حياتي است.
امروزه افراد همه چيز را در اينترنت جستجو مي کنند و دوست دارند که تمام کارهاي خود را از طريق فضاي مجازي به سبب سرعت و سهولت دسترسي به اطلاعات در اينترنت انجام دهند. تا جايي که اين علاقه مندي‌ها باعث شکل گيري ايده هاي جديدي در مورد حضور اشيا در اينترنت شده است. مانند اتصال وسايل و ابزارهاي منزل و اداره به اينترنت، همچنين کنترل و نظارت بر وسايل نقليه و برقراري ارتباط با اين وسايل و ارتباط آنها با هم در سيستم حمل و نقل. تا کنون اين انسان‌ها بودند که توسط شبکه اينترنت به هم متصل مي شدند، و از منافع آن بهره مي بردند. اما کمتر از يك دهه است که مفاهيم تازه اي در حوزه فناوري اطلاعات شکل گرفته و در سال هاي اخير ابزارها و وسايل هوشمندي به زندگي انسان راه يافته اند، که بر اساس آن هر شيء فيزيکي قادر خواهد بود با اتصال به اينترنت يا به کمك ساير ابزارهاي ارتباطي، با ساير اشيا تعامل داشته باشد. اين مفهوم تازه در اين زمينه، اينترنت اشياست. که در سامانه هاي حمل و نقل نيز در مقياس هاي کوچك تري همچون برچسب هاي هوشمند الکترونيکي به کار گرفته شده است. اما در آينده، اينترنت اشيا بر روي سيستم هاي حمل و نقل هوشمند به صورت گسترده تري عملياتي خواهد شد.
تصور کنيد اگر تمام کارهاي مرتبط با مديريت حمل و نقل در قالب يك شبکه يکپارچه از اشيا و ابزارهاي هوشمند، که در آن ميلياردها اشياروي پروتکل عمومي يا خصوصي شبکه ها، ارتباط برقرار کنند، اطلاعات را به اشتراک بگذارند و در فرايند مديريت حمل و نقل بدون دخالت انسان در تعامل باشند و در نهايت به طور منظم اطلاعات را جمع آوري، تجزيه و تحليل و براي برنامه ريزي، مديريت و تصميم گيري استفاده کنند. آنگاه مي توان کاربرد اينترنت اشيا در حمل و نقل را به تصوير کشيد. در اين مقاله به بررسي مفهوم و کاربرد اينترنت اشيا در مديريت سيستم حمل و نقل هوشمند با هدف توصيف و تبيين آينده کاربردهاي اين فناوري جديد در توسعه مديريت و افزايش ايمني حمل و نقل جاده اي پرداخته شده است. پس از تعاريف و مفهوم شناسي اينترنت اشيا و سيستم هوشمند حمل و نقل، مطالبي تحقيقي پيرامون چارچوب و الگوهاي اينترنت اشيا در سيستم هوشمند حمل و نقل و همچنين ساختار ارتباطي اينترنت اشيا بيان شده است. در نهايت، آينده اينترنت اشيا و کاربرد آن در حمل و نقل هوشمند مورد بررسي قرار گرفته است.
رشد روزافزون جمعيت سبب افزايش تقاضاي سفرشده و متعاقب آن استفاده ازوسايل نقليه شخصي بطور چشمگيري افزايش يافته است. اين امر فشار حاصل بر شبکه هاي موجود حمل ونقل را چندين برابر نموده است. مسائل و مشکلات مربوط به حمل ونقل از قبيل تراکم، افزايش زمانهاي تلف شده، تصادفات، تخلفات، آلودگي هاي زيست محيطي، کاهش منابع انرژي و روند رشد سريع تقاضاي حمل ونقل باعث شده تا تامين حمل و نقل ايمن و کارا يکي از مهمترين مسائل پيش روي اغلب کشورهاي توسعه يافته و در حال توسعه محسوب شود.
بر همين اساس با بهره گيري از فناوري اطلاعات در واقع امکان بهره وري بيشتر و يکپارچه سازي سيستم حمل و نقل فراهم مي آيد يك سيستم حمل و نقل به طور کلي، شامل شبکه ها، وسايل نقليه، افراد و کالاهاست. ولي فن آوري اطلاعات قادر است تمامي اين اجزا را به صورت يك سيستم يك پارچه درآورد. اگر اطلاعات به صورت آسان و ارزان توسط تکنولوژي مدرن رد و بدل شود، سيستم امکان بيشتري براي بهينه شدن و مناسب عمل کردن خواهد داشت. بر عکس، اگر اطلاعات در دسترس نباشد و يا با تأخير جريان يابد، عملکرد درست سيستم، امکان پذير نيست. در واقع، تبادل اطلاعات تأثير مستقيمي بر روي کارآمدي سيستم حمل و نقل دارد يك سيستم حمل و نقل با محوريت اطلاعات، مي تواند به حل مشکلات قديمي و کاذب موجود بين حمل و نقل و ارتباطات کمك کند. پيشرفت هاي بوجود آمده در فن آوري اطلاعات مي توانند به ايجاد يك سيستم کاملاً يکپارچه براي سال هاي آينده کمك کنند.
با توجه به استدلال مطرح شده در بالا، فناوري جديد و آينده محور اينترنت اشيا در گستره سامانه حمل و نقل هوشمند جاده اي داراي ويژگي هاي مذکور و همچنين قابليت هايي به مراتب بيشتر خواهد بود چرا که با اتصال و به هم پيوستن شبکه اي از وسايل و امکانات فيزيکي سيستم حمل و نقل هوشمند در فضاي اينترنت يا اينترانت در واقع مي توان مديريت حمل و نقل را به مديراني هوشمند و خودکار ولي از جنس اشيا سپرد که تا کنون در تاريخ حمل و نقل سابقه اي نداشته است. اين امر اهميت و ضرورت تحقيق و پژوهش درباره کاربرد اينترنت اشيا در حوزه حمل و نقل را دو چندان کرده است.

سيستم هاي هوشمند حمل و نقل
سامانه هاي هوشمند حمل و نقل(ITS)، اصطلاحي کلي براي کاربرد ترکيبي فناوري هاي ارتباطات، کنترل و پردازش اطلاعات براي سيستم حمل و نقل است. استفاده از آن باعث نجات جان انسان ها، صر فه جويي در زمان، پول، انرژي و منافع زيست محيطي مي گردد. ITS تمام شيوه هاي حمل و نقلي را در بر مي گيرد و تمامي عناصر سيستم حمل و نقل مانند: وسيله نقليه، زيرساخت و راننده يا کاربر را مورد بررسي قرار مي دهد. وظيفه کلي ITS بهبود تصميم گيري (اغلب به صورت به هنگام) براي کنترل کننده هاي شبکه حمل و نقل و ديگر کاربران و در نتيجه بهبود کاربرد کلي سيستم حمل و نقل است.
سيستم هاي هوشمند حمل ونقل، محصول تحول در فناوري هاي ارتباطات و اطلاعات و نشانه عصر ديجيتال هستند. امروزه ITS از عمليات شبکه هاي يکپارچه حمل ونقل، کنترل عمليات وسايل نقليه در شبکه‌ها و برنامه ريزي کارآمد براي بهره برداري از آن وسايل نقليه، از جمله برنامه ريزي سفرهاي شخصي و پشتيباني ناوگان حمايت مي کنند. اين فعاليت ها، دامنه وسيعي از عملکردهاي حمايت از کاربر؛ از اخطارها و هشدارهاي اطلاعاتي ساده تا سيستم هاي کنترل بسيار پيشرفته را در برمي گيرد. به طور کلي اين دسته از خدمات ITS ، مي توانند بخشي از يك زنجيره اطلاعات باشند زنجيره اطلاعات شامل به دست آوردن داده‌ها (از سيستم حمل و نقل)، ارتباطات، پردازش داده ها، توزيع اطلاعات و بهره برداري از آنها براي تصميم گيري و کنترل حمايت از کاربران ITS هستند.
اين سيستم‌ها براساس فناوري هاي کنترل و اطلاعات کار مي کنند که درواقع هسته اصلي وظايف و عملکرد چنين سيستمهايي مي باشد. از يكديدگاه کلي مي توان گفت ITS از سه جزء اصلي تشکيل شده است که عبارتند از: راه هوشمند، وسايل نقليه هوشمند و زيرساختهاي ارتباطي.
راه هوشمند، جاده يا بزرگراهي است که در بخش تأسيسات زير بنايي قرارمي گيرد و شامل انواع تجهيزات لازم نصب شده در جاده و همچنين رعايت چارچوبي مناسب و استاندارد جهت يکپارچه کردن عملکرد اجزاء مختلف سيستم در محدوده وسيعي از خدمات ITS بمنظور تبادل محدوده وسيعي از اطلاعات مابين کاربران شامل رانندگان، وسائل نقليه و عابرين پياده ميباشد. وسائل نقليه هوشمند عبارتند از وسائل نقليه اي که جهت ارائه بخشي از خدمات تعريف شده در ITS مجهز به تجهيزات خاصي مي باشند. زيرساختهاي ارتباطي به عنوان فناوري اي که جريان اطلاعات را بين وسائل نقليه هوشمند و راه هوشمند برقرارمي سازد محسوب مي شود. جريان اطلاعات در فناوري مذکور شامل مراحلي از قبيل: جمع آوري و دريافت داده‌ها ، انتقال داده‌ها و پردازش داده‌ها و همچنين توزيع و بهرهبرداري از اطلاعات پردازش شده مي باشد که جهت عملکرد صحيح و مناسب سيستم لازم است، زنجيره ارتباطي مناسبي بين آنها تعريف و ايجاد گردد. در يك سيستم ITS با بکارگيري فناوري هاي اطلاعات و کنترل زنجيره اطلاعاتي لازم، ارائه خدمات بين سيستم حمل و نقل و کاربران ITS فراهم مي گردد )پورحيدر ،۸۸۱۱(.

آينده كاربرد اينترنت اشيا درمديريت سيستم حمل و نقل هوشمند


در همين راستا مي توان، مهمترين عملکردهاي ITS را چنين برشمرد: )سايت ITSIran ( – مديريت و بهينه سازي جريان ترافيك و روان سازي حرکت

  • مديريت و کنترل حوادث
  • مديريت و پشتيباني وسائل نقليه امدادي
  • مديريت اخذ الکترونيکي عوارض, هزينه پارکينگ, خريد و رزرواسيون بليط و…
  • مانيتورينگ و کنترل حمل و نقل سبك و سنگين
  • مديريت و ناوبري پيشرفته ناوگان حمل و نقل عمومي
  • مديريت حمل و نقل عمومي
  • مديريت و پشتيباني عابر پياده و …
    واضح است که هر يك از عملکردهاي مذکور در شرايط کنوني جامعه با افزايش وسايل نقليه، کمبود امکانات سخت افزاري، انتظارات مردم و حجم بالاي ترافيك جاده اي بدون بکارگيري فناوري اطلاعات و محصولات آن، داراي اثربخشي و کارايي لازم نخواهد بود.

اينترنت اشيا چيست؟
اتصال وسائل و اشياء به شبکه اينترنت را تحت عنوان Internet of Things يا به اختصارIoT نامگذاري کردهاند که در فارسي دو ترجمه «اينترنت اشيا» و «اينترنت چيزها» براي آن استفاده ميشود. در فضاي اينترنت چيزها، ابزار و تجهيزات مختلفي که در زندگي روزمره ما کاربرد دارند اعم از تلويزيون، يخچال، وسائل گرمايشي و سرمايشي، چراغ روشنايي و غيره به اينترنت متصل شده و از طريق دستگاههاي هوشمند همراه قابل کنترل خواهند بود. آينده اينترنت چيزها در سال ۳۱۳۲، موضوع جديدترين گزارش آينده پژوهي اينترنت در مؤسسه پژوهشي پيو Pew است که در آن نظرات ۸۱۱۱ نفر از کارشناسان تحليل و جمعبندي شده است.
۱۸ درصد از کارشناسان پيشبيني کردهاند اينترنت اشياء که از آن باعنوان «ابر چيزها» Cloud of Things هم يادشده در سال ۳۱۳۲ گسترش خواهد يافت و دستگاههاي متصل به شبکه اينترنت تا آن زمان بخشي از زندگي روزمره ما خواهند شد. اغلب شرکتکنندگان اعتقاد داشته اند که رايانش پوشيدني Wearable Computing انقلاب بعدي در فناوري ديجيتال را به وجود خواهد آورد. از نگاه آنها تقويت سلامت، آسودگي و آسايش در زندگي و ساماندهي اطلاعات بيشتر و مفيدتر براي انسانها و سازمانها، جنبههاي مثبت توسعه اينترنت چيزها خواهند بود. طرح کلي کاربرد اينترنت اشيا در ابعاد مختلف زندگي انسان را نمايش مي دهد.
اينترنت اشيا به اين معنا است که بسياري از وسايل روزمره مورد استفاده ما با اتصال به اينترنت، وظايف و اطلاعات خود را با هم و يا با انسان‌ها به اشتراک بگذارند. عبارت اينترنت اشيا، براي اولين بار در سال ۸۳۳۳ توسط کوين اشتون مورد استفاده قرار گرفت. او جهاني را توصيف کرد که در آن هر چيزي، از جمله اشياي بي جان، براي خود هويت ديجيتال داشته باشند و به کامپيوترها اجازه دهند آن‌ها را سازماندهي و مديريت کنند.
براي اين که اشيا با همديگر و يا با شبکه اينترنت تعامل داشته باشند، لازم بود به شيوه اي به هم متصل شوند. شايد از همان ابتدا که کوين اشتون عبارت اينترنت اشيا را پايه نهاد، استفاده از چيپ هاي شناسايي مبتني بر فرکانس هاي راديويي موسوم به RFID را در ذهن داشت. در اين فناوري از چيپ هاي کوچك و ارزان قيمتي استفاده مي شود و به کمك آن‌ها اطلاعات از طريق امواج راديويي براي چيپ هاي گيرنده ارسال مي گردد. چيپ هاي گيرنده، اطلاعات را تفسير کرده و با اتصال به اينترنت امکان استفاده از آن اطلاعات را در گستره اي عظيم و براي کاربردهاي مختلف فراهم مي کنند. گرچه RFID هنوز با توجه به قابليت هاي منحصر به فردش، به طور گسترده در جاهاي مختلفي، نظير درب هاي کنترل ورود و خروج و سيستم حمل و نقل استفاده مي شود، ولي فناوري هاي ديگري هم براي تحقق اينترنت اشيا وارد صحنه شده اند. برخي از آن‌ها مانند بارکدها از تکنيك هاي ساده تري استفاده مي کنند و برخي از اين فناوري هم مانند کدهاي کيو آر، واي- فاي و بلوتوث از تکنيك هاي جديدتري بهره مي برند.
اينترنت اشيا مفهومي رايانشي است براي توصيف آيندهاي که در آن اشياي فيزيکي يکي پس از ديگري به اينترنت وصل ميشوند و با اشياي ديگر در ارتباط قرار ميگيرند. اينترنت اشيا رابطه نزديکي با مفهوم «شناسايي از طريق فرکانس راديويي» (RFID) به عنوان يك روش ارتباطي دارد اما شامل فناوريهاي حسگر، فناوريهاي بيسيمي، کدهاي واکنش سريع )QR( و… نيز ميشود. اينترنت اشيا از اهميت خاصي برخوردار است زيرا اشيا وقتي بتوانند خود را به صورت ديجيتالي ارائه کنند در نهايت به پديدهاي بسيار فراتر از کليتي که در واقعيت هستند، تبديل خواهد شد. در چنين شرايطي، ارتباط اشيا ديگر محدود به ما نيست بلکه آنها با اشياي اطراف، دادههاي يك پايگاه داده و… نيز در ارتباط قرار ميگيرند. وقتي اشيا با يکديگر مرتبط شدند، ميتوان سخن از يك «محيط هوشمند» به ميان آورد.
با توسعه رايانش ابري، هر چيز در درون ابري از چيزهاي متصل به شبکه قرار خواهد گرفت. ممکن است هوشمندي و اتصال به شبکه جهاني براي برخي چيزها از طريق ابر فراهم شود. از اينروست که به اينترنت چيزها عنوان «ابر چيزها» را هم اطلاق کردهاند. در اين حالت هر شخص ممکن است ابر چيزهاي شخصي خودش را داشته باشد که فضاي مجازي خصوصي هر شخص خواهد بود، مانند منزل اشخاص در دنياي کنوني که فضاي فيزيکي خصوصي افراد محسوب ميشود. در واقع، هر شخص يك شبکه اجتماعي از چيزها و يا افراد مربوط به خودش را دارد که ميتواند با عملگرهاي مختلف براي فعاليت آنها سناريوهاي مختلفي را طراحي کند.

آينده اينترنت اشيا
پيش از اين تصور ما بر اين بود که تنها افراد هستند که ميتوانند با ابزارهايي که در اختيار دارند، توسط شبکه اينترنت باهم مرتبط بوده و از قابليتهاي آنها بهرهبرداري کنند. در صورتيکه توسعه تکنولوژي، واقعيت ديگري را نشان ميدهد. واقعيتي که بر اساس پيشبينيهاي اعلام شده به ماهيت واقعي خود نزديك و نزديكتر ميشود.
مرکز تحقيقات PEW با انتشار پرسشنامهاي در فاصله نوامبر ۳۱۸۸ تا ژانويه ۳۱۸۲ در اختيار افراد متخصص يا کارشناسان اينترنت، شرکتهاي شاخص اينترنتي، نوآوران تکنولوژي، کارآفرينان، تحليلگران و… اين آيندهنگري و پيشبينيها را به چالش و بررسي کشانده است. اين مرکز تحقيقات با استفاده از يك جامعه آماري ۸۱۱۱ نفري از کارشناسان زبده دنياي اينترنت، اين پرسش را که آيا اينترنت اشيا تا سال ۳۱۳۲ بر روي زندگي روزانه مردم تأثيرات سودمند، وسيع و همهگير خواهد گذاشت يانه؟ (البته با توجه به توسعه روز افزون فناوري هاي روز) را به بحث گذاشته است. پاسخ اکثريت کارشناسان امر «مثبت» بود. مثبت انديشان اين مسئله بر اين باور هستند که به زودي مردم به سرعت به پوشيدن گجتهايي که به اينترنت متصل هستند، نيازمند خواهند بود. مانند؛ استفاده گسترده از رديابهايي که با سنسورهاي خود هرگونه خرابي در خانه، شرکت يا … را اطلاع ميدهند. در ابعاد بزرگتر؛ رديابها ميتوانند مسئولان شهري را از بروز هر گونه اشکال و خرابي در سطح شهر مطلع سازند اينها مواردي نيست که به آساني بتوان از کنارشان گذشت.
پاتريك تاکر نويسنده کتاب « آينده عريان» بر اين باور است که در دنيايي زندگي ميکنيم که هر حرکت ما قابل پيشبيني است. او به مرکز تحقيقات پيو گفته است؛ در سال ۳۱۱۱ تعداد دستگاههايي که به اينترنت وصل بودند از تعداد جمعيت موجود بيشتر بود و اين تعداد بسيار سريعتر از جمعيت ما رو به افزايش است. چرا که تعداد اتصال در سال ۳۱۸۸ به ۸۸ ميليارد رسيده بود و بنا به اظهارات شرکت سيسکو در سال ۳۱۳۱ به ۲۱ ميليارد خواهد رسيد. و از اين امر گريزي نيست.
اما با همه اوصاف، با افزايش پيچيدگي و توسعه سيستم اينترنت اشيا در حمل و نقل هوشمند، امنيت و مسائل مربوط به ايمني شبکه هاي حمل و نقل بر اساس معماري اينترنت اشيا به نگراني برنامه ريزان و مديران حمل و نقل در آينده تبديل خواهد شد. که تحقيق پيرامون آن مبحثي جداگانه را طلب مي کند .

ساختار ارتباطي اينترنت اشيا
فناوري M2M يا ارتباط ماشين به ماشين که به آن اينترنت اشيا يا IoT نيز گفته مي شود يکي از فناوري هاي جديدي است که با سرعت زيادي رو به رشد است. آنچه که مهم است اين است که الگوي انتقال ديتا در سيستم M2M يا اينترنت اشيا کاملا متفاوت از الگوي کلاسيك اينترنت انسان به انسان (H2H) است. در ارتباطات M2M تعداد ندها (node) نسبت به H2H خيلي زيادتر است. در حالي که پهناي باند آنها کمتر است. برنامه هاي کاربردي M2M بايد اطلاعات را در حد real time يا نزديك به آن پردازش و ارسال کنند. همچنين ندها، وسيله هايي هستند که با توان بسيار پايين کار مي کنند. اينترنت چيزها، موجوديت هايي فيزيکي هستند که هويت يا وضعيت آنها قابل ارسال به يك ساختار فناوري مرتبط با اينترنت باشد. تقريبا هر شي که بتوان به آن سنسوري وصل کرد مي تواند يك ند (node) در اينترنت اشيا باشد از قبيل يك اتوبوس در جاده، يك مخزن سوخت، يك تابلو الکترونيکي راهنمايي رانندگي.
تمامي سنسورها در M2M نيازمند راهي براي ارسال اطلاعات به دنياي بيرون هستند. در برد کوتاه و شبکه هاي محلي تعداد زيادي فناوري بدون
سيم وجود دارد مانند: ZigBee ،XBee ،Bluetooth ،Wi-Fi ،NFC ،RFID و غيره. در مورد لينك هاي سيمي نيز: HomePlug ،HomePNA و در مورد برد بلند هم فناوري هاي موبايل موجود مانند: LTE ،۳G ،GPRS ،GSM يا وايمکس و ارتباطات ماهواره اي و فناوري هاي جديد ديگري موجود هستند. در بعضي سناريو هاي M2M، مانند حمل و نقل هوشمند، يك سرور محلي براي جمع آوري و تحليل ديتا وجود دارد.
اين سرورها يا gateway‌ها نيز معمولا به سرويس‌ها يا فضاهاي ذخيره سازي cloud based متصل مي شوند.
چارچوب‌ها و الگوهاي اينترنت اشيا در سيستم حمل و نقل هوشمند :

چارچوب هاي سيستم
بر اساس چارچوب اينترنت اشيا، سيستم حمل و نقل هوشمند از چهار بخش عمده تشکيل شده است: سرور شبکه، ماژول پايگاه داده، ماژول انتقال داده ، حرکت ترمينال.
بخش سرور شبکه بر روي گروهي از مشتريان متمرکز مي شود، اين بخش براي جمع آوري داده هاي جديد استفاده و در فرم وب سايت نشان داده مي شود.. ماژول پايگاه داده براي طبقه بندي و صرفه جويي اطلاعات مختلف در پايگاه داده استفاده مي شود. ماژول پايگاه داده مي تواند پلي محکم و امن بين سرور و ترمينال وسيله نقليه باشد.
از يك طرف، ماژول انتقال داده را مي توان براي ارسال اطلاعات جديد به بانك اطلاعاتي )پايگاه داده( استفاده کرد که اطلاعات جديد از ترمينال وسيله نقليه رسيده است، از جنبه ديگر، ماژول انتقال داده مي تواند برخي از داده‌ها را از پايگاه داده انتخاب و آنها را به ترمينال ايستگاه که مي تواند اين داده‌ها را به افراد نشان دهد، ارسال نمايد.
بخش حرکت ترمينال شامل دستگاه جاسازي شده مرکزي در ۳۱۰PXA ،ماژول GPRS و ماژول GPS است. دستگاه جاسازي شده به طور عمده براي جمع آوري اطلاعات وسيله نقليه ترانزيت عمومي استفاده مي شود و ارسال داده‌ها به پايگاه داده توسط ماژول GPRS و ماژول GPS ، و فيلد زمان بلادرنگ، اتصال به پايگاه داده و استخراج برخي از داده‌ها از پايگاه داده‌ها بوسيله شبکه صورت مي پذيرد. بنابراين حرکت ترمينال شامل دو بخش ترمينال وسيله نقليه و ترمينال ايستگاه مي باشد. ماژول GPRS ، به طور عمده بر روي اتصال سرور، آپلود داده‌ها در پايگاه داده براي انتظار تماس و يا داده هاي انتزاعي از پايگاه داده ارائه شده براي حرکت ترمينال، اثر مي گذارد. ماژول GPS اطلاعات جاري مانند طول جغرافيايي، عرض جغرافيايي، زمان و سرعت را جمع آوري مي کند. دستگاه جاسازي شده ۳۱۰ PXA، در حرکت ترمينال، نقش مدير اطلاعات و مديريت توالي را بازي مي کند. به منظور کاهش هزينه و توسعه زمان، به طور عمده سرور ،مديريت و محاسبه اطلاعات را انجام مي دهد.

الگوهاي سيستم
با توجه به روند کار پردازش سيستم حمل و نقل هوشمند، قاب سيستم، به چند مرحله زير تقسيم مي شود: در مرحله اول، ماژول GPRS و ماژول GPS توسط ترمينال وسيله نقليه مقداردهي اوليه مي شوند. ماژول GPS برخي از داده‌ها مانند طول و عرض جغرافيايي، زمان و سرعت را جمع آوري مي کند و سپس اطلاعات را به محل ذخيره سازي داده‌ها در ترمينال وسيله نقليه براي آپلود آنها به پايگاه داده توسط ماژول GPRS، انتقال مي دهد.
در مرحله دوم، ماژول GPRS ترتيب AT را از هم جدا مي نمايد و به ماژول انتقال داده براي تثبيت آدرس IP متصل مي شود. پس از ساخت گذر TCP ، ماژول انتقال داده، داده‌ها را به پايگاه داده در حال انتظار براي سفارش بعدي ارسال مي نمايد.
در مرحله سوم، ماژول نمايش صفحه وب، اطلاعات داده هاي پايگاه داده را خلاصه و سپس ماژول جاوا اسکريپت را محاسبه و از اين داده‌ها استفاده مي نمايد. بخش شرح مشتري اين داده‌ها را به مشتريان با انتقال ماژول جاوا اسکريپت نشان مي دهد. بخش شرح مشتري مي تواند مشتريان را به وضوح در اطلاعات که آنها مي خواهند بدانند، جستجو نمايد. در همان زمان ماژول نمايش صفحه وب داده (وسيله نقليه حمل و نقل عمومي و داده فاصله چارچوب) را ارسال مي نمايد، که براي پايگاه داده در حال انتظار با استفاده از چارچوب ترمينال محاسبه مي شود. چارچوب ترمينال دوباره توسط TCP ، خلاصه و داده هاي پايگاه داده را نشان مي دهد.

كاربرد اينترنت اشيا در حمل و نقل هوشمند
بر اساس اينترنت اشيا در حمل و نقل مي توان همه وسايل نقليه را براي اطمينان از ايمني رديابي نمود ،مديريت حمل و نقل هوشمند، دستيابي به اطلاعات بيشتر از وسيله نقليه، اجراي رانندگي خودکار و غيره، روند رو به رشدي است که در زمينه استراتژيك، اينترنت اشيا ايجاد خواهد کرد. در واقع، در زندگي واقعي ما مي توانيم کاربردهاي خاصي را از اينترنت اشيا در حمل و نقل ببينيم، مانند پرداخت عوارض الکترونيکي بدون توقف در بزرگراه ها، سيستم هاي حمل و نقل هوشمند، زمان بندي و فرمان هاي اضطراري از طريق تلفن همراه، سيستم ضد سرقت وسيله نقليه و غيره. اما اينها فقط آغاز کارند و هنوز يك شبکه بزرگ نيستند. در آينده، ما مي توانيم ارتباط بين وسايل نقليه با همديگر، بين اشخاص و وسايل نقليه و بين وسايل نقليه و جاده‌ها را به عنوان يك سيستم بزرگ حمل و نقل هوشمند تصور کنيم، تا اينکه به حل بسياري از مسائلي مانند ازدحام حمل و نقل، آلودگي محيط زيست و امنيت ترافيك بيانجامد.
با توسعه فناوري اينترنت چيزها ،کاربردهاي بيشتر و بهتري از حمل و نقل هوشمند بر اساس اين فناوري وجود خواهد داشت اين اهميت زيادي در بهبود کيفيت مديريت حمل و نقل و سطح مديريت آن خواهد داشت. نخست، درک دقيقتر دستگاه هاي حسگر و دريافت کننده اطلاعات از وسيله نقليه براي نظارت بر جريان حمل و نقل با احتساب وضعيت حال آن وسيله و اطلاعاتي که به مرکز مديريت حمل و نقل ارسال مي شود. دوم، با قابليت همکاري جامع تر. وضعيت زيست محيطي جاده را به افراد در سفر ارائه مي دهد به طوري که باعث بهينه سازي مسافرت اشخاص مي گردد. سوم، بيشتر در هوشمند سازي زيرساخت هاي جاده اي که تا حد زيادي از طريق مکانيسم هاي مديريت و برنامه ريزي که باعث به حداکثر رساندن ايمني شبکه حمل و نقل خواهد شد، کاربرد دارد.
کاربرد فناوري اينترنت چيزها براي رسيدن به اهدف استراتژيك حمل و نقل باعث استفاده بهينه از منابع حمل و نقل خواهد شد. يعني در جلوگيري از ترافيك جاده اي، ارتقا ضريب ايمني وسايل نقليه و جاده‌ها به سبب ارتباط درون شبکه اي وسايل هوشمند با هم، صرفه جويي در زمان سفرها به دليل انتخاب هوشمندانه سريعترين مسير براي رسيدن به مقصد از طريق تعامل وسايل نقليه، پلاک هاي هوشمند، کاهش مصرف سوخت، دي اکسيد کربن و گازهاي گلخانه اي و خيلي از موارد ديگر، از اين طريق فناوري اينترنت چيزها مي تواند چشم انداز روشني از آينده حمل و نقل هوشمند را به تصوير بکشد. در عين حال مسافران مي توانند در سفرهاي خود با اين وسايل هوشمند بصورت آنلاين از اطلاعات، سرگرمي‌ها و خدمات اين وسايل و ابزارهاي موجود در آنها همچون صندلي هاي هوشمند براي کاهش خستگي سفر و ايجاد حس آرامش بخشي فضاي دروني اين وسايل نقليه بهره مند شوند. در ضمن کليه ابزارها و وسايل هوشمند شده، بر اساس اينترنت اشيا به صورت پيوسته سيستم را مديريت خواهند نمود.

آينده كاربرد اينترنت اشيا درمديريت سيستم حمل و نقل هوشمند

نتيجه‌گيري
سيستم حمل و نقل هوشمند بايد از جابجايي افراد و کالا با رعايت ايمني، کارآيي و با توجه به شرايط محيط، پشتيباني نمايد. بنابراين پذيرش و کاربرد فناوري اينترنت اشيا در سيستم هاي هوشمند حمل و نقل براي ارائه خدمات بهتر، سريعتر و با ايمني بيشتر، مي تواند از راهبرهاي اساسي مديريت حمل و نقل کشور باشد. استفاده از اينترنت اشيا در سيستمهاي حمل و نقل هوشمند بايد بر مبناي ميزان تأثيرگذاري مفيد آن در بهبود شاخص هاي ترافيك و رفع مشکلات و نيازهاي شبکه حمل و نقل صورت پذيرد. با اين رويکرد و با توجه به ويژگي هاي فني اينترنت اشيا، تجهيز همه وسايل در شبکه حمل و نقل با ابزارهاي هويتي و سنسورها در قالب مجموعه اي از اشيا هوشمند در بستر اينترنت يا اينترانت ميتواند حمل و نقل کشور را متحول کند.
با توجه به مباحث مطرح شده در اين تحقيق ،در گستره سيستم حمل و نقل هوشمند بر اساس اينترنت اشيا، مي توان يك سرعت مطمئن را براي برخي جاده‌ها و نقاط حادثه خيز بر روي وسيله نقليه تعريف کرد، در اين صورت از طريق کنترل و نظارت هوشمندانه و تعاملي جاده، وسيله نقليه، دستگاه هاي هوشمند موجود در مسير در قالب يك شبکه، احتمال بروز حوادث جاده اي را کاهش داد.
همچنين سازمان هاي حمل و نقل با استفاده از رايانش ابري توانايي ايجاد شبکه هاي هوشمندي از وسايل نقليه و ديگر اشيا سيستم را خواهند داشت که بارزترين ويژگي اين شبکه هاي حمل و نقلي، حضور هوشمندانه خودروها و حتي ابزارهاي موجود در آنها، جاده‌ها و ديگر چيزهاي مرتبط با حمل و نقل با قابليت تعاملي فعال خواهد بود. علاوه بر آن سبك جديدي از مديريت حمل و نقل تحت عنوان مديريت اشيا در سيستم حمل و نقل با قابليت هم افزايي، کارايي و اثربخشي بيشتر نسبت به سيستم موجود ايجاد خواهد شد. اين اشيا قادر خواهند بود که در هر زمان و هر مکاني به صورت يکپارچه از دنياي واقعي با دنياي مجازي ادغام شوند.
پيشنهاد مي شود دوره هاي آموزشي اينترنت اشيا در مديريت حمل و نقل در دانشگاه ها، همچنين گروه هاي پژوهشي و صنفي درباره اينترنت اشيا ايجاد شود. و علاوه بر آن معماري بومي سيستم حمل و نقل هوشمند کشور بر اساس اينترنت اشيا، طراحي گردد .در نهايت اينکه انتخاب فناوري اينترنت اشيا براي اجرايي شدن در سيستم حمل و نقل هوشمند کشور با در نظر گرفتن عواملي مانند هزينه، اثربخشي، قابليت اطمينان و نهايتا امنيت شبکه صورت گيرد.

مراجع
۱- Gubbi, Buyya. (2013) Internet of Things (IoT): A vision, architectural elements, and future directions Future Generation Computer Systems 29 (2013) (pp. 1645–۱۶۶۰)
۲- Janna anderson, lee rainie. (2014) The Internet of Things Will Thrive by 2025, www.pewinternet.org/
3- Linna Huang, Chunli Liu. (2013) The Application Mode in Urban Transportation Management Based on Internet of Things, Proceedings of the 2nd International Conference on Computer Science and Electronics Engineering (ICCSEE 2013) (pp. 1226-1229)
4- Yuqi Wang, Hui Qi. (2012) Research of Intelligent Transportation System Based on the Internet of Things Frame, Wireless Engineering and Technology, 2012, 3, (pp. 160-166) Published Online July
(http://www.SciRP.org/journal/wet)

1 نظرات

نظر بدهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

It is main inner container footer text