وتعتمد المدن الحديثة على تدفق مستمر للبيانات للحفاظ على تدفق حركة المرور، وخفض الانبعاثات، وضمان السلامة العامة، وفي صميم هذا النظام العصبي الرقمي مجموعة من البروتوكولات التي تحدد كيفية قيام أجهزة الاستشعار والتحكم ومنابر الإدارة بالتحدث إلى بعضها البعض.

ما هو IEE 1888؟

IEE 1888 is an international standard developed by the Institutee of Electrical and Electronics Engineers (IEE) that defines a communication protocol for collecting, storing, and exchanging realtime data from distributed sensors and actuators. Originally designed for intelligence grid and building autoiti times, its scope has expanded to cover transport, water quality

ويرد وصف رسمي للبروتوكول في معيار IEE 1888-2014 . ويحدد هذا البروتوكول ثلاثة أدوار رئيسية: خواديم البيانات التي تجمع قراءات الاستشعار، ]

Key Features of IEEE 1888

وقد صممت الشبكة الدولية للتعليم 1888 لمواجهة التحديات المحددة التي ينطوي عليها اقتناء البيانات في الوقت الحقيقي في بيئات واسعة النطاق غير متجانسة، وتكفل سماتها الأساسية الموثوقية، والقدرة على التصعيد، والأمن.

بيانات المرحلة الحقيقية

ويدعم البروتوكول نقل البيانات على أساس السحب والدفع، ويمكن للمسئنين أن يبثوا باستمرار قراءات على خادم البيانات، أو يمكن أن يلوث الطلب آخر القيم على فترات محددة، وهذه المرونة ضرورية لتطبيقات النقل التي تتطلب تحديثات ثانوية فرعية لمراقبة إشارات المرور أو كشف الحوادث، ويسمح استخدام ختم زمني مع كل نقطة بيانات بالربط الزمني الدقيق بين آلاف الأجهزة.

التشغيل المتبادل من خلال نماذج البيانات الموحدة

ويحدد المعهد الدولي للإحصاء 1888 نموذجاً للبيانات القائمة على النقاط [(FLT:1])] حيث يمثل كل جهاز استشعار أو مُصغّل بواسطة جهاز تحديد هوية فريد، وقيمة (مثل السرعة، والشغل، ودرجة الحرارة)، ومؤشر قياسي، ومؤشر الجودة، ويعني هذا التمثيل الموحد أن الكاميرا من أحد الصانعين وجهاز كشف عن مواقع السيرة منصة أخرى يمكن أن تتكيف مع نفس النظام.

Scalability for Growing Networks

ويُعتبر هيكل المعهد الأوروبي للتعليمات 1888 في جوهره قابلاً للتقسيم، كما يمكن نشر خواديم البيانات في هرميات، مع تجميع البوابات المحلية للبيانات من حي قبل إرسال موجزات إلى خادم على نطاق المدينة، مما يقلل من استهلاك وبطء عرض النطاق الترددي، كما يدعم البروتوكول ضغط البيانات ودفع نقاط متعددة في طلب واحد من برنامج " HTTP " ، ويزيد من تحسين الكفاءة مع تزايد عدد المقاييس.

الأمن ونزاهة البيانات

ويُبنى الأمن في المعيار من خلال التوثيق والإذن والتشفير .() وتستخدم الشبكة الدولية للنقل البري/الخدمة العامة في عام 1888 نظاماً للنقل المشفر وتدعم مراقبة الدخول على أساس الدور، وتتيح أعلام نوعية البيانات للنظم التمييز بين القراءات الموثوقة والمواضيع المشكوك فيها عندما تستخدم البيانات لإغلاق المركبات في حالات الطوارئ.

Extensibility via Profiles

ويشمل المعيار آليات الإرشاد التي تسمى ].() فعلى سبيل المثال، تحدد الشبكة الدولية للإحصاء 1888.1 لمحة عن التطبيقات الشبكية الذكية، بينما تتناول الدراسة الاستقصائية الدولية للإحصاء 1888.2 التشغيل الآلي للبناء، ويمكن أن تُحدِّد الصورة الخاصة بالنقل (في طور التطوير من جانب بعض مجموعات الصناعة) حالة الإشارة المرورية، وإحصاءات المشاة، وتصنيف المركبات، مما يزيد من تقليص جهود الإدماج.

تطبيقات النقل الذكي

ويجري حاليا نشر الشبكة الدولية للتعليم 1888 في نظم النقل الحضري في جميع أنحاء العالم، وقدرتها على توحيد البيانات من مصادر متنوعة تجعلها مثالية لحالات الاستخدام التالية.

إدارة حركة المرور ومراقبة الازدحام

ويمكن أن تنقل نقاط البيانات هذه عبر الشبكة الدولية EE 1888 إلى مركز مركز إدارة الحركة المركزية (TMC) باستخدام الشبكة الإجمالية لتعديل توقيت الإشارة المرورية، وتفعيل علامات الرسائل المتغيرة، وتنسيق الحوادث، مثلاً عندما يقوم جهاز الاستشعار بكشف مسارات الانقطاع المفاجئة.

وهناك تنفيذ ملحوظ في نظام إدارة حركة المرور في المناطق الحضرية Singapore ، حيث تربط شبكة IEE 1888 بوابات بأجهزة التحكم في سيمنس القديمة والمجسات الحديثة التي تستند إلى IP. وتساعد أعلام الجودة المعيارية على التمييز بين الازدحام المؤقت والأخطاء المستشعرة، مما يقلل من الإنذارات الكاذبة.

رصد المركبات ومساحة المشاة في الوقت الحقيقي

وتستخدم شركة Pedestrian counting cameras والبنى التحتية المرتبطة بها في التقاطعات IEE 1888 لإرسال بيانات عن شغلها، وتدعم هذه المعلومات فترات عبور المشاة التكيفية، وتخفض فترات الانتظار مع ضمان السلامة، وفي مراكز المدن المشغولة، يمكن أن تؤدي بيانات كثافة المشاة في الوقت الحقيقي إلى رسائل دينامية لإدارة الحشود أو تعديل جداول المرور العابر.

دمج الاتصالات بالمركبات المستقلة

وتحتاج المركبات المستقلة ذاتيا إلى بيانات منخفضة الدقة، وذات مصداقية عالية بشأن ظروف الطرق، وإشارات المرور، والعقبات القريبة، وفي حين أن الـ دي.سي (البلاغات القصيرة الأجل) و C-V2X هما تكنولوجيات الهياكل الأساسية الرئيسية، فإن الشبكة الدولية للمركبات لعام 1888 يمكن أن تكون بمثابة بروتوكول للخلف يجمع البيانات من وحدات غسيلية متعددة.

تنسيق الاستجابة لحالات الطوارئ

وعندما تقع حوادث، تتحول كاميرات المرور، ومستشعرات طقس الطرق، وبيانات المحركات المتحركة القريبة إلى منصة مشتركة، حيث تتيح الشبكة الدولية للكهرباء 1888 سرعة دمج هذه المجاري: يمكن لشاحنة إطفاء أن تتلقى عدداً فعلياً من المركبات المتوقفة، بينما يقوم نظام مراقبة الحركة بتخليص الطريق بصورة استباقية، وقد تتيح قدرات البث الإذاعي للبروتوكول لجهاز خدمة للضغط على التغيرات في شكل إشارات مرور متعددة في وقت واحد.

إدارة أسطول النقل العام

وتقوم المركبات ومركبات السكك الحديدية الخفيفة المجهزة ببوابات IEE 1888 بإحالة موقعها وسرعة عدد الركاب وتشخيص المحركات إلى مرسل مركزي، وباستخدام نقاط البيانات المصممة زمنياً، تقوم أفرقة العمليات برصد التقيد بالمواعيد الزمنية والتخطيط للتعديلات في الوقت الحقيقي.

استحقاقات تنفيذ التعليم الابتدائي

ويُتيح اعتماد الشبكة الدولية للتعليم لعام 1888 مزايا قابلة للقياس لوكالات النقل، ومقدمي نظم المعلومات، والجمهور.

تحسين السلامة

ويتيح تبادل البيانات في الوقت الحقيقي الكشف بسرعة عن الجليد المظلم للأوضاع الخطرة، والحطام على الطريق، والاحتراق المفاجئ - والتنبيهات الآلية إلى السائقين أو مراقبة الهياكل الأساسية، وتبين الدراسات المتعلقة بالممرات المترابطة التي تستخدم IEE 1888 15-30 في المائة في حالات الاصطدام الثانوية أثناء الحوادث، حيث تصل رسائل الإنذار إلى مركبات تقل عن 200 ميل ثانوي.

تعزيز الكفاءة التشغيلية

وبصيغة موحدة للبيانات، يمكن أن تخفض إدارات النقل تكاليف التكامل بنسبة ٤٠-٦٠ في المائة مقارنة بالبروتوكولات الخاصة بالملكية، ويمكن إعادة توجيه الموارد التي كانت تنفق في وقت ما على مكيفات العرف إلى التحليل والصيانة، كما أن قابلية تطبيق نظام التعليم المتكامل لعام ١٨٨ تعني أيضا أن إضافة نوع جديد من أجهزة الاستشعار أو إنشاء شبكة من ١٠٠ إلى ٠٠٠ ١٠ نقطة لا تتطلب إعادة تصميم نظام.

Reduced Environmental Impact

ويقلل تدفق حركة المرور على الوجه الأمثل مباشرة من استهلاك الوقت والوقود. ويقلل طيار في Barcelona] باستخدام IEE 1888-E للتحكم في الإشارات التكييفية متوسط التأخير بنسبة 25 في المائة، ويترجم إلى انخفاض يقدر بنسبة 12 في المائة في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون على طول الممر.

زيادة القابلية للاعتماد

ومع تطور المدن، يمكن إدماج مصادر جديدة للبيانات )مثل مراقبة الطائرات بدون طيار، وأجهزة الهاتف الذكية التي يزودها الناس بمصادر خارجية( دون الاستعاضة عن الهياكل الأساسية القائمة، وتتيح آلية وضع المراسم لوكالات النقل توسيع نطاق المعيار ليشمل أجهزة الاستشعار الناشئة مثل مناطق وقوف السيارات في الشاشة الالكترونية أو رصد نوعية الهواء التي تتواجد في أماكن مشتركة مع إشارات المرور، وهذا المانع المستقبلي يحمي الاستثمارات الطويلة الأجل.

تحديات التنفيذ والاعتبارات

وعلى الرغم من نقاط القوة، فإن نشر شبكة المعلوماتية الدولية لعام 1888 في نظام نقل ذكي يتطلب تخطيطا دقيقا.

Bandwidth and Latency Constraints

وفي حين أن بيانات التردد العالي من آلاف أجهزة الاستشعار تتسم بالكفاءة، فإن هذه البيانات لا تزال قابلة للربط بين شبكات الخلايا أو شبكة وي-فاي، ويجب على الوكالات أن تصمم نقاط التجميع المحلية )الطرق( التي تقوم بالتصفية وأخذ العينات قبل إرسال البيانات إلى الخواديم المركزية، أما بالنسبة للتطبيقات الحرجة )مثل تجنب الاصطدام( فتتطلب الوصلات النهائية المعيارية ١٠٠ متر.

Legacy Device Integration

ويستخدم العديد من أجهزة الاستشعار الموجودة حالياً بروتوكولات متسلسلة مستمدة من الممتلكات (مثلاً، نظام المعلومات التقنية، رقم RS-485). ويجب على الشبكة الدولية لشبكة الاتصالات السلكية واللاسلكية، رقم 1888، أن تترجم هذه البروتوكولات إلى صيغة موحدة لنظام XML، يمكن أن تضيف إلى التساهل والتكلفة، غير أن الاستثمار كثيراً ما يسدد من خلال الصيانة المبسطة والقدرة على خلط التركات والأجهزة الحديثة في واجهة واحدة للإدارة.

الأمن والخصوصية

ويمكن استخدام بيانات المرور في الوقت الحقيقي، إذا تم اعتراضها، لتعطيل تدفقات حركة المرور أو تتبع تحركات المركبات، ويخفف الدعم الذي يقدمه المعهد الأوروبي للإحصاء لعام 1888 لشبكة النقل العابر ومراقبة الدخول القائمة على الدور من هذه المخاطر، ولكن على متعهدي النظام أيضا تنفيذ تقسيم الشبكة وإدارة الشهادات ومراجعة الحسابات الأمنية المنتظمة.

التدريب والخبرة

The technical community around IEEE 1888 is relatively smaller than that of more general IoT protocols like MQTT or OPC UA. Transportation agencies may need to invest in training for IT staff or hiring specialists to design and maintain the protocol stack. Open-source implementations of IEE 1888 Library (e.g., the libieee1888

الآفاق المستقبلية

وبما أن النقل الذكي لا يزال يتجمع مع شبكة الإنترنت من الأشياء والحوسبة الحادة، فإن الشبكة الدولية للتعليمات الزراعية لعام 1888 مستعدة لعدة تطورات.

التكامل مع 5 ج و حوسبة إدج

٥ زاي - الاتصالات المنخفضة الموثوقة والمعتمدة على نحو مفرط، تتوافق تماما مع احتياجات المعهد الأوروبي للتعلم والتدريب في الوقت الحقيقي لعام ١٨٨٨، ويمكننا أن نتوقع بوابات تجمع بين المعهد الأوروبي للتعلم في أوروبا ١٨٨٨ من تجميع البيانات وتجهيز الحواف المحلية، مما يتيح اتخاذ قرارات على جانب الطريق دون انتظار خادم مركزي، وهذا أمر له أهمية خاصة بالنسبة لتنسيق المركبات المستقل، حيث يلزم توفير الاستجابة في فترات ثانية دون ١٠ ملايين.

تعليم الآلات وكشف الشذوذ

ومع وجود أعلام موحدة عن نوعية البيانات ومصابيح قياسية، أصبحت شبكة إي إي إي إيه إيه 1888 مجموعة تدريبية مثالية لنماذج التعلم الآلي، وتستخدم المدن بالفعل مسارات تاريخية للتنبؤ بأنماط احتراق حركة المرور وتقنية الإشارة إلى الحد الأمثل، وستنقل النظم المستقبلية الكشف عن الشذوذ إلى الحافة: يمكن أن يرى بوابة تتسارع فجأة في البيانات السريعة وتعلمها تلقائيا بأنها خلل في أجهزة الاستشعار المحتملة أو حادث، تخطر النظام المركزي داخل مطحن الثانية.

توحيد موجزات النقل

وتبذل الجهود حالياً في إطار الشبكة الدولية للكهرباء والشبكة الدولية للأخشاب والمراكز الدولية للابتكارات في مجال النقل لتحديد ملامح مخصصة للهياكل الأساسية للنقل (مثل IEEEE P1888.4).

التبني العالمي وقابلية التشغيل المتبادل

وقد سبق أن كلفت بلدان مثل ] والصين واليابان وكوريا الجنوبية ] بأن يُعهد إلى المعهد الأوروبي لمعايير الاتصالات السلكية واللاسلكية بـ 1888 مشروعاً من مشاريع المدن الذكية، وينظر المعهد الأوروبي لمعايير الاتصالات السلكية واللاسلكية في مواءمة هيكله الخاص بميدان الإدارة الذكية 2M مع نماذج البيانات IE 1888، ومع اعتماد مناطق أخرى المعيار، تصبح قابلية التشغيل المتبادل عالمياً واقعية - مروراً على شاحنة من بلد إلى آخر يمكن أن تدمج فيه جميع النظم البحرية.

خاتمة

أما عملية اقتناء البيانات في الوقت الحقيقي فهي العمود الفقري للنقل الذكي، وتوفر الشبكة الدولية للتعليم 1888 بروتوكولا قويا وموسعا ومضمونا يلزم لربط مختلف عناصر التنقل الحضري، ومن نظام مراقبة حركة المرور والاتصال المستقل بالمركبات بالاستجابة لحالات الطوارئ وإدارة الأسطول، فإن المعيار يثبت بالفعل قيمته في المدن في جميع أنحاء العالم، وفي حين توجد تحديات في التنفيذ، فإن الفوائد الطويلة الأجل من انخفاض الاكتظاظ في المناطق الحضرية وانخفاض الانبعاثات المعمارية، وتحسين الحلول المتعلقة بالسلامة

For further reading, explore the IEE 1888-2014 standard document] and case studies from the Nanyang Technological University on intelligence city data integration.]