سان فرانسيسكو تبتكر نظاماً لإدارة حركة المرور باستخدام تكنولوجيا الليدار

سان فرانسيسكو تبتكر نظاماً لإدارة حركة المرور باستخدام تكنولوجيا الليدار

1 دقيقة قراءة
تختبر سلطات سان فرانسيسكو، حلولاً تكنولوجيةً متقدِّمة كأجهزة الاستشعار التي ترصد الحركة عند التقاطعات وترسل البيانات إلى وحدات تحكُّمٍ تعدِّل أضواء إشارات المرور، وذلك لزيادة كفاءة المنظومة ككل، وتحسين حركة المرور.
شارك هذا المحتوى

أضف إلى المفضلة ♡ 0

تختبر سلطات سان فرانسيسكو، حلولاً تكنولوجيةً متقدِّمة كأجهزة الاستشعار التي ترصد الحركة عند التقاطعات وترسل البيانات إلى وحدات تحكُّمٍ تعدِّل أضواء إشارات المرور، وذلك لزيادة كفاءة المنظومة ككل، وتحسين حركة المرور.

يتمثَّل جزء مهم من هوية المدن الذكية بأنظمة النقل الحديثة التي تستخدم التكنولوجيا لإدارة حركة المرور بما يحسِّن مستويات السلامة والإنتاجية، في ظلّ تفاقم تحديات الازدحام ومعدلات الخطر المرتفعة وشحّ ميزانيات الجهات المسؤولة عن النقل.

تتأخر 95% من رحلات القطارات في سان فرانسيسكو الأمريكية بسبب الانتظار عند التقاطعات.  تستطيع أجهزة الاستشعار، الموجودة على بعض التقاطعات فقط، رصد المركبات، فيما تتيح كاميرات المراقبة التي يتجاوز عددُها 7 آلاف كاميرا، صوراً ثنائية الأبعاد ومحدودة الدقة فحسب. كما يُقدَّر أنّ حوادث الطرق في سان فرانسيسكو تودي سنوياً بحياة قرابة 30 شخصاً وتسبب إصاباتٍ بالغةً لـ200 آخرين، ما دفع السلطات لإطلاق رؤية المدينة الجديدة لتحسين السلامة والوصول إلى معدلات صفرية لحوادث الطرق.

تنفّذ هيئة النقل البلدية، بتمويل من وزارة النقل الأمريكية، مشروعاً تجريبيّاً لتحسين تجربة المرور وإعطاء أسبقية العبور لمركبات الطوارئ ومركبات النقل. يعتمد المشروع على عدة ابتكارات، كتقنية "الليدار" (LiDAR) لتحديد المدى عن طريق الضوء، وأنظمة إشارات المرور الذكية متعددة الوسائط، والاتصالات المخصصة قصيرة المدى، وبرمجة أولويات إشارات المرور، وأفضلية مركبات الطوارئ. تعمل هذه التقنيات على كشف الأجسام الموجودة على التقاطعات وضبط توقيت الإشارة بناءً على ذلك، بما يشمل المشاةَ والدرّاجين.

اللاعب الأساسيّ في المشروع هو تقنية الليدار التي تعمل على مدار الساعة وفي مختلف الظروف ولا تهدد خصوصية مستخدمي الطرق، وهي تستطيع تتبُّع جسمٍ مجهول عبر نقاط استشعارٍ مختلفة، كسيارةٍ تعبر عدة تقاطعاتٍ أو شخصٍ يسير عبر أحياء مختلفة، حيث يوجِدُ للجسمِ المتحرِّكِ مُعرِّف يلازمه طوال رحلته في المنطقة قيد المراقبة.

بدايةً، يصدر جهاز الإرسال ضوء الليزر النبضيّ، وهو عبارة عن أشعة منخفضة الطاقة وآمنة للعين، ثم يتابع جهاز الاستقبال النبضات المنعكِسة. مبدأ العملية هو حساب المدة التي يستغرقها الليزر ذهاباً وإياباً بين الجهاز والهدف. وبعد أن يصبح الهدفُ جسماً مُعرَّفاً، تُستخدم البيانات المجمّعة الناتجة لإنشاء صورةٍ سحابيةٍ حيةٍ ثلاثية الأبعاد. وتحمل الأخيرةُ معلوماتٍ عن موقع الجسم واتجاهه وسرعته وتصنيفِه، فتبيِّن ما إذا كان يتنقَّل سيراً أو على كرسيٍّ متحرِّك أو يقود دراجةً أو يدفع عربة. وستساعد هذه العوامل على تقدير مدة الانتظار عند إشارات المرور.

انطلق المشروع عبر عمليتَين لإثبات صحة المفهوم، اتجهت الأولى إلى التحليل وتضمّنت تركيب أجهزة الليدار في خمسة تقاطعات. وإذ استطاعت الأجهزة تحديد البيانات بدقة بلغت 96% ودون الكشف عن هوية المستخدم، تركز المرحلة الثانية على مضاعفة العدد وإضافة البيانات إلى شبكة التحكم في الإشارات، وذلك لتفعيل "ذكاء" أنظمة النقل الذكية. وتتضمن قواعد البيانات وحداتِ تحكُّمٍ مُدمجةً تشتمل بدورها على مشغِّلاتٍ أوتوماتيكية. وحالياً، يجري العمل على تمكين تبادل المعلومات بين هذه الوحدات والأجهزة على الأرض.

لم تخلُ العملية المعقّدة من التحديات، فحين يعبر الجسم تقاطعات متعددة، تستدعي متابعتُه أجهزة استشعار متتابعةً وعدة خوادم لأغراض "حوسبة الحافّة" (Edge Computing)[LZ1] ، وهي إطار عمل للحوسبة يقوم بتقريب تطبيقات المؤسسة لمصادر البيانات والتي هي في هذا الحال أجهزة الاستشعار. إلا أنّ رؤية كلّ جهاز تقتصر على منطقته. هذا يعني أنّ انتقال الجسم إلى منطقة أخرى يؤدي إلى إنشاء معرِّفٍ آخر له، وبالتالي، فقدانَ أثره. لذا، استعانَ الفريق بتقنيةٍ تُسمى "التسليم الآليّ للمعرِّف"، لتتولّى نقل بيانات الشخص أو المركبة من جهاز إلى آخر، شرطَ وجود مجال رؤية، إذ يسعى الفريق للتعامل مع الممر بأكمله كشبكة وليس كعُقَدٍ فردية، وذلك باستخدام خوارزمياتٍ عالية التردد.

في التجربة الثانية التي انطلقت في شهرّي يوليو وأغسطس من العام 2021، شارك مهندسون وخبراء في التقييم عبر الحضور شخصياً أو متابعة كاميرات المراقبة. وأشارت المعطيات الأولية إلى أنّ ترقية مؤقِّتات إشارات المرور، لتوافق نوعاً بعينه من المركبات أو اتجاهاً واحداً، قد تسبب آثاراً سلبيةً بالنسبة لبقية مستخدمي الطرق، مثل المشاة والمركبات غير التابعة لإدارة السكك الحديدية. وأظهر الرصد أنّ نسبة توقف المركبات الأخرى أو المشاة لم تتعدَّى 1%. وباستثناء إيقاف بعض المركبات في الشوارع الفرعية أحياناً، لم تتأثر حركتُها إطلاقاً. لكنّ بعض الشوارع الجانبية المهمة كماريبوسا شهدت زيادة في متوسط أوقات الانتظار، فارتفعت حصة المركبات من 46 إلى 87 ثانية أمامَ الضوء الأحمر، وطال انتظار المشاة من 22 إلى 26 ثانية.

لتفادي هذه الآثار، سيعمل الفريق أكثر على برمجيات المؤقِّت، وقد شرعوا بذلك معتمدين على المعلومات التفصيلية التي جمعتها الأجهزة المتطورة، فأدخلوا تعديلات تراعي التوقيت واتجاه الحركة وكثافة حركة المشاة وأنواع المركبات، وتستجيب لكلِّ هذا مباشرة.

بلغة الأرقام، حقق المشروع التجريبي زيادة في متوسط سرعة السفر بلغت 21%، ورفع احتمالات وصول القطار إلى التقاطعات بالتزامن مع الضوء الأخضر من 62.1% إلى 85.8%، فلم تتجاوز مدة التأخير 10 ثوانٍ في 60% من رحلات النقل بالعبور، في حين لم تشهد 20% منها أي تأخير.

وإلى جانب الاستجابة المباشرة لحالة حركة المرور وتخفيضِ الانبعاثات وتسهيلِ حركة مركبات النقل بالعبور وسيارات الطوارئ، ستبني هيئة النقل البلدية على هذه النتائج لتوسيع نطاق التكنولوجيا واستخدامها في مرافق حيوية أخرى كالمطارات وتكوينِ فهمٍ أعمقَ لعمل منظومة النقل ولوسائل تحسين حركة المرور الإجمالية وتحقيق الاستدامة.

المراجع:

https://www.sfmta.com/blog/green-light-muni-customers

https://www.embedded.com/smart-cities-the-case-for-lidar-in-intelligent-transport-systems/

https://www.ibm.com/ae-ar/cloud/what-is-edge-computing


 [LZ1]https://www.ibm.com/ae-ar/cloud/what-is-edge-computing

اشترك في منصة ابتكر لتبقَ على اطلاع على أحدث المبادرات والمساقات والأدوات والابتكارات الحكومية
قم بالتسجيل
أشترك في القائمة البريدية لمنصة ابتكر | كل أسبوع
القائمة البريدية للمبتكرين
نشارك أكثر من 20,000 مبتكر أسبوعياً نشرة أخبارية ترصد الابتكارات العالمية من كافة أنحاء العالم
Subscription Form (#8)
المزيد من ابتكر

سنغافورة تعزز الاستخدام المسؤول للذكاء الاصطناعي

كشفت السلطات في سنغافورة عن تطويرها لإطار عمل ومجموعة أدوات اختبار مبتكرة تساعد الشركات في مختلف القطاعات على تعزيز الحوكمة والشفافية والمساءلة في تطبيقاتها للذكاء الاصطناعي.

 · · 29 يناير 2024

التحول الرقمي للقطاع المالي البرازيلي يعزز الشمول المالي

تشهد البرازيل ثورةً في عالم التمويل الرقميّ وتزايداً في أعداد المنضمّين إليه، من خلال حملة إصلاح شاملة تقودها الحكومة، تكثِّف استخدام التكنولوجيا وتركّز على احتياجات العملاء وتجدِّد اللوائح وتطوِّر تطبيقات التحويل الفوري وتحمي مواطنيها من ارتفاع الفوائد وعمليات الاحتيال.

 · · 22 يناير 2024

كيف يساعد الذكاء الاصطناعيّ فِرَق الإطفاء الأمريكية

أمام أخطار كثيرة ومتنوعة تواجه رجال الإطفاء، من الأبنية الآيلة للانهيار إلى حالات الوهج الشديد التي قد تحدث في أي لحظة عند ارتفاع درجات حرارة الحرائق أو حرائق الغابات التي تلتهم كلّ ما في طريقها، لجأت عدة مدن أمريكية للذكاء الاصطناعيّ، بغية ترتيب أولويات هدم الأبنية القديمة، وإرشاد فِرَق الإطفاء في مهامها، والتنبؤ بحالات الانفجار الناتجة عن الحرائق الشديدة.

 · · 19 ديسمبر 2023

مدن ألمانية تحلّ التحديات المعقّدة باستخدام التوائم الرقمية

لأنّ التوائم الرقمية تقدّم نماذج تقنية تدعم التنمية المستدامة المستقبلية، تعمل الحكومة الألمانية باختلاف مستوياتها على إنشاء هذه التوائم، فترسي الشراكات مع القطاع الخاص لتطوير شبكة السكك الحديدية وإدارة شبكات المياه وتحسين جودة الحياة.

 · · 19 ديسمبر 2023

حكومات توظف الابتكار لمواجهة القيادة المستهترة

سعياً لاحتواء ظاهرة القيادة المستهترة التي تعتلي لائحة مسبِّبات حوادث الطرق في العالم، لجأت حكوماتٌ عدّة في كلٍّ من أوروبا وأمريكا إلى الكاميرات الذكية التي تعمل بالذكاء الاصطناعيّ، لترصدَ المخالفات وتتكاملَ مع أُطُر ولوائحَ قانونيةٍ صارمةٍ لا تتهاون مع أيّ سائقٍ يعطي لعوامل التشتيت الأولوية على حساب سلامته وسلامة الآخرين.

 · · 4 ديسمبر 2023
magnifiercrossmenuchevron-downarrow-right