به گزارش چاینادیلی، از بزرگراهها و بنادر گرفته تا آبراهها و تجهیزات آبهای عمیق، پژوهشگران در حال تلاش برای حل مجموعهای از چالشهای جدید هستند: چگونه جریانهای بزرگمقیاس حملونقل را بهتر مدیریت کنند، چگونه خطرات را زودتر شناسایی کنند، چگونه ناوبری ایمنتر را در آبهای پیچیده پشتیبانی کنند و چگونه تجهیزات حیاتی را قابلاعتمادتر و مستقلتر سازند.
جادههایی که میتوانند «ترافیک را بخوانند»
در آزمایشگاه دولتی سامانههای حملونقل هوشمند در پکن، پژوهشگران در حال بررسی این موضوع هستند که چگونه جادهها به جای اینکه زیرساختی منفعل باشند، به مشارکتکنندگان فعال در ایمنی و بهرهوری حملونقل تبدیل شوند.
برای مدت طولانی، ایمنی جادهها عمدتاً به مشاهده شرایط ترافیکی توسط رانندگان وابسته بود. اما با ظهور حسگرهای هوشمند، تجهیزات ارتباطی و پلتفرمهای مبتنی بر رایانش ابری، جادهها دیگر صرفاً سطوح فیزیکی برای عبور خودروها نیستند؛ آنها در حال تبدیل شدن به بخشی از سامانهای هستند که میتواند خطرات را تشخیص دهد، هشدار ارسال کند و از مدیریت ترافیک پشتیبانی نماید.
همکاری خودرو و جاده صرفاً به معنای متصل کردن خودروها و جادهها نیست؛ بلکه به معنای تغییر شیوه سفر کردن انسانهاست.
هدف این است که خودروها جادهها را درک کنند و جادهها به خودروها هشدار دهند. در گذشته، جادهها عمدتاً توسط انسانها «خوانده» میشدند. اکنون از ماشینها و سامانههای خودکار برای خواندن جادهها استفاده میکنیم تا خودروها، جادهها و پلتفرمهای ابری بتوانند با یکدیگر همکاری کنند.
هماهنگی میان خودرو و جاده میتواند خطرات ناشی از خطاهای انسانی را کاهش دهد.
عوامل انسانی در حدود ۹۵ درصد تصادفات رانندگی دخیل هستند. از طریق رانندگی خودکار و هماهنگی خودرو–جاده، امید است این خطرات کاهش یابد. برای مثال، در حرکت کاروانی خودروها، فاصله میان وسایل نقلیه میتواند از حدود ۲۰۰ متر فعلی به ۲۰ متر یا حتی ۱۰ متر کاهش یابد؛ موضوعی که میتواند ظرفیت یک خط عبور را بهطور قابلتوجهی افزایش دهد.
این رویکرد بازتابدهنده تغییری بزرگ در توسعه بزرگراههاست. چین یکی از بزرگترین شبکههای جادهای جهان را ساخته است، اما با گسترش این شبکه، تمرکز بهتدریج از «ساخت جادههای بیشتر» به سمت «بهرهبرداری بهتر از جادهها» تغییر میکند.
در داخل این آزمایشگاه، پژوهشگران در تلاش هستند سامانههای حملونقل هوشمند را به سطحی از قابلیت اطمینان برسانند که برای استفاده در دنیای واقعی مناسب باشند.
در یک تونل آزمایشگاهی ۲۵۰ متری، باران را میتوان تنها با فشردن یک دکمه ایجاد کرد؛ در حالی که مه، کاهش دید و سطوح جادهای پوشیده از آب نیز بارها و بارها قابل بازسازی هستند. این تأسیسات به پژوهشگران اجازه میدهد شرایط خطرناک آبوهوایی را به داخل آزمایشگاه منتقل کنند، بهجای آنکه منتظر وقوع آنها در جادههای واقعی بمانند.
یک شبیهساز رانندگی با هشت درجه آزادی حرکت محیط آزمایشی دیگری را فراهم میکند. این سامانه با بهرهگیری از سیستم نمایش پانورامای ۳۶۰ درجه، صدای فراگیر و سکوی حرکتی، قادر است انواع خودروها، جادهها و شرایط آبوهوایی مختلف از جمله باران، برف، مه، باد و رعدوبرق را بازآفرینی کند. چنین سامانههایی به پژوهشگران امکان میدهند رفتار رانندگی و فناوریهای حملونقل هوشمند را بدون قرار دادن انسانها یا خودروها در معرض خطر واقعی آزمایش کنند.
این آزمایشگاه همچنین دارای یک مسیر آزمایش رانندگی خودکار است که سناریوهای مربوط به آزادراهها، جادههای شهری، بزرگراههای ملی و استانی و جادههای روستایی را پوشش میدهد. این مسیر شامل تقاطعها، رمپها، ایستگاههای عوارضی، ایستگاههای اتوبوس و یک تونل شبیهسازیشده است و از پژوهش، ارزیابی و نمایش فناوریهای رانندگی خودکار پشتیبانی میکند.
قابلپیشبینیتر کردن آبراهها
در یک پایگاه بزرگ آزمایشهای هیدرولیکی در تیانجین، یک کانال عظیم تولید موج با طولی بیش از ۴۵۰ متر امتداد یافته است. این تأسیسات میتواند امواجی تا ارتفاع ۳٫۵ متر ایجاد کرده و شرایط دریایی شدید را برای آزمایشهای مدلهای بزرگمقیاس و حتی مدلهای تماممقیاس بازسازی کند.
در اینجا، پژوهشگران امواج را به داخل آزمایشگاه آوردهاند.
این مرکز متعلق به «مؤسسه تحقیقات مهندسی حملونقل آبی تیانجین» وابسته به وزارت حملونقل چین است. از این تأسیسات برای مطالعه پیشگیری از بلایای مهندسی ساحلی، انتقال رسوبات، برهمکنش موج و سازه و پاسخ دینامیکی سازههای شناور عظیم استفاده میشود.
این یک کانال موج بزرگمقیاس با عملکرد جامع پیشرو است.
بسیاری از پروژههای مهندسی ساحلی مراحل استاندارد آزمایش و مطالعات امکانسنجی را پشت سر میگذارند، اما با این حال، پس از بهرهبرداری ممکن است همچنان مشکلات پیشبینینشدهای بروز کند. بخشی از این مسئله با اثر مقیاس توضیح داده میشود؛ زیرا مدلهای کوچک معمولاً شکل کلی سازه را حفظ میکنند اما به بهای از دست رفتن جزئیات مهم.
در مقابل، آزمایشهای بزرگمقیاس به پژوهشگران اجازه میدهند بهتر درک کنند که بنادر، موجشکنها و سازههای فراساحلی در شرایط واقعی امواج چگونه رفتار میکنند.
همین مرکز همچنین از توسعه رباتهای هوشمند لایروبی پشتیبانی کرده است. در گذشته، لایروبی معمولاً به معنای برداشت رسوبات پس از انباشته شدن آنها بود. اما با درک بهتر جزر و مد، جریانهای آبی و انتقال رسوبات، این فرایند میتواند پیشگیرانهتر و دقیقتر شود.
این تحول بازتابدهنده تغییری گستردهتر در حملونقل آبی است: فناوری در حال تبدیل یک محیط پیچیده و غیرقابلپیشبینی به فضایی قابلاندازهگیری، قابلمحاسبه و قابلمدیریتتر است.
در «آزمایشگاه پژوهش فناوری ایمنی و شرایط اضطراری در ذخیرهسازی و حملونقل کالاهای خطرناک» وابسته به این مؤسسه، پژوهشگران در حال ارتقای یک لایه دیگر از ایمنی هستند.
چین سالانه بیش از ۱٫۴ میلیارد تن کالاهای خطرناک را از طریق آب حمل میکند که حدود ۴۰ درصد از کل حجم حملونقل کالاهای خطرناک کشور را تشکیل میدهد. این کالاها گرچه برای تولید صنعتی و فعالیتهای اقتصادی ضروریاند، اما بهویژه زمانی که محمولهها بهطور نادرست اظهار شوند، پنهان گردند یا تحت شرایط نامناسب حمل شوند، خطرات قابلتوجهی ایجاد میکنند.
آزمایشگاه یک سامانه پشتیبانی فنی تمامفرآیندی ایجاد کرده که ویژگیهای مواد، شرایط حمل، هشدار ریسک و واکنش اضطراری را پوشش میدهد.
پژوهشگران میتوانند برای آزمایش استحکام و عملکرد آببندی بستهبندی کالاهای خطرناک، دماهایی از منفی ۴۰ تا مثبت ۸۰ درجه سانتیگراد را شبیهسازی کنند. یک دستگاه شناسایی دستی نیز قادر است ظرف چند ثانیه ماهیت یک مایع را تعیین کند؛ قابلیتی که به بازرسان کمک میکند خطرات را در مراحل اولیه شناسایی کنند.
چنین فناوریهایی مدیریت آبراهها را از قضاوت مبتنی بر تجربه به سمت هماهنگی مبتنی بر داده سوق میدهند.
از کنترل ساحلی تا اعماق دریا
در دانشگاه دریانوردی دالیان، تمرکز پژوهشها از بنادر و آبراهها فراتر رفته و به حوزه کشتیرانی هوشمند و تجهیزات آبهای عمیق رسیده است. در مرکز عملیات و کنترل دیجیتال ساحلی این دانشگاه برای کشتیهای هوشمند، وضعیت ناوبری، دادههای موتور، شاخصهای بهرهوری انرژی و شرایط دریایی پیرامون کشتی «شین هونگ ژوان» بهصورت لحظهای به ساحل منتقل میشود.
این مرکز بهعنوان نوعی «کابین فرماندهی ساحلی» برای کشتیهای هوشمند عمل میکند. در آبهای آزاد، کشتیها میتوانند بیشتر بر سامانههای خودران متکی باشند؛ اما در آبراههای باریک، شرایط جوی نامساعد یا وضعیتهای اضطراری، اپراتورهای مستقر در ساحل میتوانند پشتیبانی از راه دور ارائه دهند یا کنترل کشتی را در دست بگیرند.
این سامانه میتواند به ناخدا درباره سرعت و مسیر حرکت بهصورت لحظهای توصیه ارائه دهد و همزمان از ناوبری خودکار در دریاهای آزاد پشتیبانی کند.
این صرفاً یک سامانه مستقر در ساحل نیست. آزمایشگاه یک مجموعه دارد و خود کشتی هم یک مجموعه مشابه دارد. دو طرف میتوانند با یکدیگر همکاری کنند. سامانه میتواند به ناخدا توصیه کند چه سرعتی انتخاب کند، چه مسیری را دنبال کند و زمانی که کشتی وارد اقیانوس آزاد میشود، از ناوبری خودکار پشتیبانی کند.
کشتیرانی هوشمند صرفاً به معنای نصب حسگر روی کشتیها یا حذف ناگهانی خدمه نیست، بلکه هدف آن ایجاد هماهنگی میان کشتیها، پلتفرمهای ساحلی، سامانههای هوش مصنوعی و اپراتورهای انسانی است.
در آبهای عمیقتر، پژوهشگران چینی همچنین توسعه تجهیزات بومی اعماق دریا را پیش میبرند. یک سامانه وینچ (بالابر کابلی) تمامعمق اقیانوسی توسعه یافته، از سوی پژوهشگران بهعنوان «خط حیاتی» میان کشتیهای تحقیقاتی و تجهیزات اعماق دریا توصیف شده است.
پایین فرستادن تجهیزات به اعماق دریا مانند به پرواز درآوردن یک بادبادک در عمق ۱۰ هزار متری است. کابل مورد استفاده باید سبک، مقاوم، پایدار و منظم باشد؛ در عین حال، توان الکتریکی، سیگنالهای کنترلی و تصاویر را نیز منتقل کند و نمونههای جمعآوریشده را با ایمنی کامل به سطح بازگرداند.
فناوریهایی که در این آزمایشگاهها مشاهده میشوند، صرفاً محدود به مقالات علمی یا نمایشگرهای نمایشی نیستند. بسیاری از آنها هماکنون در بزرگراهها، بنادر، آبراهها، عملیات کشتیرانی و اکتشافات اعماق دریا به کار گرفته شدهاند و راهکارهای عملی برای مسائل واقعی سیستم حملونقل چین ارائه میکنند.
با ورود هوش مصنوعی، حسگرهای هوشمند، پلتفرمهای دیجیتال و تجهیزات پیشرفته به سناریوهای واقعی حملونقل، توسعه حملونقل چین وارد مرحلهای جدید میشود؛ مرحلهای که تمرکز آن نهفقط بر گسترش شبکههای زیرساختی، بلکه بر ارتقای هوشمندی، ایمنی و تابآوری کل سامانه است.
منبع: chinadaily
