این روزها با توسعه فناوری‌های هوشمند، صنعت حمل و نقل نیز با تغییرات فراوانی روبه‌رو بوده است. اما این تغییرات مختص وسایل نقلیه نیست و زیرساخت‌هایی نیز برای کارآمد بودن فناوری‌های جدید وجود دارد.
پیش‌بینی می‌شود تا یک دهه آینده با تعداد بسیاری خودروهای برقی و خودران در جاده‌ها روبه‌رو شویم. در این مسیر، توسعه فناوری جاده‌های هوشمند زیرساختی است که باید امروز در کشورمان به آن توجه کنیم و پیش از آن که خیلی دیر شود در اندیشه فراهم کردن مقدمات تحقیق و توسعه آن از طریق حمایت از شرکت‌های نوپای دانش‌بنیان در این حوزه باشیم.
بسیاری از کارشناسان معتقدند این جاده‌ها علاوه بر خدمات‌دهی به خودروهای خودران، می‌توانند مسیرهای ایمن‌تری را برای خودروهای عادی امروزی نیز به ارمغان آورند. به این ترتیب در آینده‌ای نه چندان دور باید منتظر جاده‌هایی باشیم که با رانندگی در آن، در سلامت و آرامش بیشتری به مقصد می‌رسیم.
جاده‌های فناورانه و ایمن‌تر
وقتی صحبت از ایمنی رانندگی و سرنشینان می‌شود، فقط بحث وسایل نقلیه در میان نیست. در واقع جاده‌ها یکی از عوامل تاثیرگذار در ایمنی مسیر هستند و جاده‌ای که استاندارد طراحی و ساخته شده باشد، درصد زیادی از حجم تصادفات را کاهش می‌دهد.
با توسعه فناوری، امروزه با جاده‌هایی روبه‌رو هستیم که علاوه بر استاندارد بودن، می‌توانند در کوتاه‌ترین زمان راننده را از خطرات پیش رو باخبر کنند. به این ترتیب، نقش جاده‌ها روز به روز در رانندگی ایمن بیشتر خواهد شد. این جاده‌ها علاوه بر کاهش زمان پیمودن مسیر، تصادفات و آمار مرگ و میر را کاهش خواهند داد و سفری آسوده‌تر را به ارمغان می‌آورند.
جاده‌های هوشمند می‌توانند فرصتی برای استفاده از فناوری‌های پیشرفته (High tech) باشند و کاربرد فناوری‌هایی را که بسیاری هنوز از وجود آنها اطلاعی ندارند به جامعه نشان دهند.
در جاده‌های هوشمند به جای استفاده از چراغ‌های هشدار در سراسر مسیر، از رنگ‌های پودری نورانی استفاده می‌شود که مسیر ۵۰۰ متری مقابل راننده را روشن می‌کند و در طول شب قابلیت درخشش دارد. این خط‌کشی‌های نورانی می‌تواند جایگزین به صرفه‌تر از نظر هزینه و انرژی برای جاده‌های طولانی مسیرهای بین شهری باشند.
همچنین در کنار رنگ‌های نورانی که مسیر جاده‌ها را مقابل خودرو روشن می‌کنند، می‌توان از حسگرهای نوری حساس به حرکت استفاده کرد. برای مثال هنگامی که خودرو به خط‌های ممتد جاده نزدیک می‌شود، این حسگرها فعال شوند و مسیر را روشن کنند.
سپس با فاصله گرفتن خودرو از خط، نور خط به آرامی کاهش پیدا کند و دوباره تاریک شود. این فناوری می‌تواند برای جاده‌هایی استفاده شود که رفت و آمد کمتری دارند.
جاده‌های خورشیدی؛ عصر طلایی خودروهای برقی
بتازگی کشورهایی مثل انگلیس و فرانسه اعلام کرده‌اند در دهه آینده تصمیم دارند بتدریج وسایل حمل و نقل دیزلی و بنزینی را از رده خارج کنند. همچنین استرالیا در حال تدارک امکانات مدرنی برای خودروهای الکتریکی است. به همین منظور، استرالیا جاده‌های هوشمندی طراحی کرده است که قابلیت شارژ خودروهای برقی در ۳۰ دقیقه را دارد.
این طرح اکنون برنامه‌ای بلندپروازانه به نظر می‌رسد، اما به نظر می‌رسد باید تا دهه آینده شاهد انقلابی در استقبال از خودروهای برقی باشیم. زیرا این جاده‌ها یکی از مسائل مهم خودروی الکتریکی را حل می‌کنند. بعلاوه ایستگاه‌های شارژ خودروهای الکتریکی که با انرژی خورشیدی شارژ می‌شوند، می‌توانند برق رایگان یا با هزینه ناچیز را در اختیار راننده قرار دهند.
همچنین مسیرهای الکتریکی جاده‌ها می‌توانند به صورت یک خط اختصاصی باشند که خودرو هنگام عبور از آن خط، به کمک میدان مغناطیسی القایی همزمان با حرکت شارژ شود. اگر جاده‌ها که در حال حاضر میزان فوق‌العاده زیادی از نور خورشید را بازتاب می‌دهند، مجهز به صفحه‌های خورشیدی شوند، بزودی با کاهش چشمگیر حجم گازهای گلخانه‌ای روبه‌رو خواهیم شد.
علاوه بر محیط‌زیست، این فناوری به کاهش هزینه‌ها نیز کمک خواهد کرد. بخشی از این انرژی می‌تواند صرف تامین انرژی خودروها و دوچرخه‌های الکتریکی شود که از مسیر صفحه‌های خورشیدی عبور می‌کنند. در حال حاضر جایگاه‌های تامین برق مورد نیاز برای خودروهای الکتریکی به تعداد کافی در هیچ مسیری وجود ندارد. به این ترتیب جاده‌های خورشیدی می‌توانند فناوری‌های روز دنیا را در مسیر صحیح همراهی کنند.
استانداردهای صفحه‌های هوشمند
یکی از چالش‌های جاده‌های هوشمند، پیاده‌سازی زیرساخت‌های این جاده‌ها مطابق با استانداردهاست. با این که ظاهر جاده‌های خورشیدی با جاده‌های عادی تفاوت دارد، اما خودروها می‌توانند مثل جاده‌های معمولی روی این مسیرها حرکت کنند.
در واقع ریزپردازنده‌های موجود در صفحه‌های خورشیدی، آنها را به صفحه‌های هوشمند تبدیل می‌کند. به این ترتیب، این صفحه‌ها می‌توانند با مرکز کنترل و دیگر وسایل نقلیه در ارتباط باشند. صفحه‌های خورشیدی این جاده‌ها شفاف ساخته شده‌اند و چراغ‌های ال‌ای‌دی (LED) مختلف دارند.
این چراغ‌ها می‌توانند در شرایط مختلف، شکل علائم و خطوط جاده‌ها را به خود بگیرند و به این ترتیب دیگر به خط‌کشی مسیر نیازی نیست.
ال‌ای‌دی‌هایی که می‌تواند هر نوع خطری از جمله فاصله نزدیک با خودروی مقابل، عبور حیوانات و وجود هرگونه مانع را به راننده هشدار دهد، یکی دیگر از ویژگی‌های جاده‌های هوشمند است. این جاده‌ها می‌توانند زیرساخت شبکه‌ای برای حمل و نقل باشند و اطلاعات مسیر را در اختیار راننده قرار دهند. چنین جاده‌هایی بخوبی می‌توانند ترافیک جاده‌ها را تحت کنترل خود در آورند.
جاده‌های آینده‌نگر، سیستم‌های هوشمند را توسعه می‌دهند و جریانی از وسایل نقلیه، راننده‌ها و جاده‌ها را با یکدیگر همسو کرده و تطبیق می‌دهد. ساخت این جاده‌ها با مواد نانویی، پوشش‌های مخصوص و بتون‌های خود ترمیم‌شونده و آسفالت و سایر موادی امکان‌پذیر است که برای ساخت یک جاده استاندارد مورد نیاز است.
این جاده‌ها دارای دوربین‌های مخصوص، رادار و انواع شناساگرها هستند. حسگرها بازه‌ای بین صد تا ۲۰۰ متر اطراف خود را پوشش می‌دهند. این یعنی وقتی خودرو با سرعت ۶۰ تا صدکیلومتر در ساعت در جاده حرکت می‌کند، راننده بین پنج تا ۱۵ ثانیه قبل از مواجهه با خطر می‌تواند از موقعیت خطرناک اطلاع پیدا کند.
این حسگرها قابلیت دارند توصیفی از خطر نیز به راننده ارائه کنند. برای مثال به راننده اعلام می‌شود تا ده ثانیه دیگر با مانعی روبه‌رو خواهد شد که شبیه انسان و با ابعاد یک انسان بزرگسال است.
صفحه‌های خورشیدی جاده‌های هوشمند
شبکه هوشمند جاده‌های خورشیدی باعث کاهش آلودگی و صرفه‌جویی در مصرف انرژی می‌شود و همچنین تا سه برابر بیش از انرژی مصرفی، انرژی تولید می‌کند.
صفحه‌های خورشیدی جاده‌های هوشمند با استفاده از انرژی پاک و تجدیدپذیر می‌تواند مصرف گازهای گلخانه‌ای را کاهش دهد. جاده‌هایی که از صفحه‌های خورشیدی استفاده می‌کنند، می‌توانند در کاهش هزینه و حفظ جان انسان‌ها بسیار تاثیرگذار باشند. پیش‌بینی می‌شود چنین جاده‌هایی در آینده نه چندان دور کارآمدتر از چیزی باشند که امروز برآورد می‌شود.
استفاده از صفحه‌های خورشیدی روی سطح جاده‌ها مستلزم طراحی قاب نگهدارنده مناسبی است که این صفحه‌ها را بخوبی مهار کند. معمولا صفحه‌های خورشیدی تحمل وزن حدود ۱۱۳ هزار و ۴۰۰ کیلوگرم را روی خود دارند که چهار برابر وزن استاندارد یک کامیونت است.
همچنین این صفحه‌ها، کشش عبور و مرور خودروها تا سرعت ۱۳۰ کیلومتر در سرعت را خواهند داشت. این در حالی است که استحکام این صفحه‌ها همزمان با توسعه فناوری بیشتر شده و بعد از این نیز صفحه‌های خورشیدی ارزان‌تر و با بازدهی بیشتر به بازار خواهد آمد.
صفحه‌های خورشیدی در روز بیش از چهار ساعت نور مستقیم خورشید را دریافت و به این ترتیب ۱۴۶۰ ساعت در سال انرژی خورشیدی ذخیره می‌کنند. هرچه جاده‌هایی که به این فناوری مجهز هستند به استوای زمین نزدیک‌تر باشند، این میزان انرژی افزایش خواهد یافت.
همچنین این صفحه‌ها، عناصر حرارتی دارند که مانع جمع شدن یخ و برف روی سطح جاده می‌شود. صفحه‌های خورشیدی جاده‌ها می‌توانند در روزهای آفتابی نور خورشید را جذب و ذخیره کرده و در روزهای برفی و بارانی بسرعت جاده‌ها را خشک و یخ‌ها را ذوب کنند. به این ترتیب، در آینده با جاده‌های ایمن‌تری در زمستان مواجهیم. این صفحه‌ها علاوه بر روشن کردن مسیر می‌توانند برق مورد نیاز برای تجهیزات کنار مسیر و شارژ خودروهای برقی را نیز تامین کنند.
جاده‌های هوشمند و خودران‌ها
با گسترش خودروهای خودران، نیاز به وضع قوانین جدید و همچنین استفاده از جاده‌های ایمن‌تر بشدت احساس می‌شود. این خودروها باید بین خودروهای معمولی و در جاده‌هایی حرکت کنند که هنوز خطرات زیادی در آنها وجود دارد.
جاده‌های امروزی برای خودروهای عادی و دارای راننده طراحی و ساخته شده‌اند. اما امروزه با معرفی فناوری جدید خودورهای خودران، این جاده‌ها به بازنگری و تطابق با فناوری روز نیاز دارند. مهندسانی که خودروهای خودران را طراحی می‌کنند، این فناوری را با تکیه بر نقشه‌ها و مسیریاب‌های ماهواره‌ای ارائه داده‌اند.
اکنون نوبت همکاری دیگر نقش‌آفرینان توسعه فناوری‌ها ست که شرایط و زیرساخت‌های لازم برای عبور و مرور ایمن این خودروها را فراهم کنند. می‌توان گفت خودروهای خودران در این مرحله یک نیاز مهم دارند و آن جاده‌های هوشمند آینده‌نگر است.
جاده‌های هوشمند می‌توانند با کنترل وضعیت ترافیک خیابان‌ها خیلی زود نظر بسیاری را به خود جلب کنند. این جاده‌ها با امکان اطلاع‌رسانی لحظه‌ای می‌توانند راننده را از ترافیک مسیر پیش رو مطلع و بهترین مسیر جایگزین را اعلام کنند. به این ترتیب تا ۴۰ درصد از حجم ترافیک کاسته می‌شود. در نتیجه علاوه بر هدایت خودروها به مسیر مناسب، کاهش زمان تلف شده در مسیرهای شلوغ، مصرف سوخت و به دنبال آن آلودگی هوا کاهش پیدا می‌کند.
جاده‌های هوشمند می‌توانند به یک شبکه زیرساخت متصل شوند که روند عبور و مرور وسایل نقلیه دارای راننده و خودران را بهبود بخشد. این تعامل شبکه جدیدی از اطلاعات و سیستم‌های نظارتی را از منابع مختلف جمع‌آوری می‌کند و امکان تعامل با خودروهای دیگر و نظارت در لحظه را نیز به راننده می‌دهد.
جاده‌های هوشمند می‌توانند در مواقع خطر هشدارهای لازم را در کمترین زمان ممکن به راننده بدهد. چنین شبکه‌ای می‌تواند هنگام ترافیک شدید خودروها، خط مناسب برای گذر از مسیر را پیشنهاد کند. این فناوری‌ها به احتمال زیاد بین پنج تا هفت سال دیگر در بسیاری از بزرگراه‌ها و جاده‌های بین شهری استفاده خواهد شد.
- 19
- 3
