أثر الإضاءة الذكية على كفاءة العمليات في المطار والسلامة

أثر الإضاءة الذكية على كفاءة العمليات في المطار والسلامة

إن المطارات من بين أكثر البيئات العمليات تعقيدا في العالم الحديث، وتتطلب التنسيق المستمر بين الأطقم الأرضية، ومراقبة الحركة الجوية، وأفرقة الصيانة، وموظفي الأمن، وتؤدي الإضاءة دورا أساسيا في هذا النظام الإيكولوجي، وتؤثر على كل شيء من ظهور مسارات المياه إلى تقصي الطرق النهائية، بينما تعمل نظم الإضاءة التقليدية على جداول ثابتة وضوابط يدوية، مما يترك مجالا كبيرا للارتباك في استخدام المطارات.

والتحول نحو الإضاءة الذكية ليس مجرد اتجاه بل استجابة للضغط المتزايد على المطارات لمعالجة زيادة حجم الركاب، وتشديد الميزانيات التشغيلية، وتحقيق أهداف الاستدامة الصارمة، ووفقا لتقرير (20) الصادر عن الرابطة الدولية للاتصالات السلكية واللاسلكية ()، يتوقع أن يضاعف الطلب العالمي على الركاب بحلول عام 2040، مما يجعل المطارات ترتفع إلى أقصى حد ممكن من حيث الاستهلاك من عملياتها().

ما هو "إضاءة الذكاء"؟

وتشير الإضاءة الذكية إلى نظام متكامل من المحركات الخفيفة، والمجسات، والمتحكمين، والبرامجيات التي تعمل معاً لتعديل التلقيح آلياً استناداً إلى المدخلات البيئية والتشغيلية، وخلافاً للإضاءة التقليدية التي تعمل على أجهزة توقيت ثابتة أو مفاتيح مفاتيح يدوية، تستخدم نظم الإضاءة الذكية بيانات آنية من أجهزة الاستشعار الشغل، والمجسات الضوئية، ومحطات الطقس، وأجهزة الإرسال اللاسلكية لإجراء تعديلات فورية.

وتتجاوز التكنولوجيا التشغيل الآلي البسيط، إذ يمكن لنظم الإضاءة الذكية الحديثة أن تخفض كل من التجهيزات، وتتغير درجة الحرارة لونها لتطابق الإيقاعات السيركادي في أماكن محطات طرفية، وتخلق مسارات ضوئية دينامية لتسيير الطائرات، كما أنها يمكن أن تدمج مع نظم المطارات الأخرى، مثل نظم إدارة المباني، ومراقبة الإضاءة الأرضية في المطارات، ومنابر المراقبة الأمنية(10).

تكنولوجيا رئيسية

(ب) إن العديد من التكنولوجيات الأساسية تجعل الإضاءة الذكية ممكنة في بيئات المطارات. Internet of things (IoT) sensors ربما تكون أكثر البيانات أهمية، حيث يمكن أن تكون متصلاً بالكهرباء، ودرجة الحرارة، والرطوبة.

تعزيز الكفاءة التشغيلية

إن الكفاءة التشغيلية في سياق المطار تعني زيادة عدد الطائرات والمسافرين الذين ينتقلون من خلال المرفق مع استهلاك موارد أقل وقلة التأخيرات، ويسهم الإضاءة الذكية في تحقيق هذا الهدف عبر أبعاد متعددة، بدءا من إدارة الطاقة إلى الصيانة الأمثل والتشغيل الآلي لتدفق العمل.

ممر التشغيل الآلي وإضاءة سيارات الأجرة

إن الإضاءة في الطرق والسيارات تمثل أحد أكثر المكونات كثافة للطاقة وحساسية للسلامة في الهياكل الأساسية للمطارات، وكثيرا ما تعمل النظم التقليدية على نحو كامل بغض النظر عن الظروف، أو تتطلب من مراقبي الحركة الجوية أن يضبطوا أماكنهم يدويا استنادا إلى تقارير الرؤية، ويغير الإضاءة الذكية ذلك من خلال الاندماج في أجهزة الاستشعار الجوية وبيانات الرادار لتكييف مستويات كثافة الأمطار بصورة تلقائية، وعندما يكون الرؤية عالية، يمكن تخفيف حدة الضوضاءة من أجل توفير الطاقة دون أن تكون متجانسة.

وبالإضافة إلى ذلك، يمكن تصور الإضاءة الذكية في سيارات الأجرة لإبراز مسار سيارات الأجرة النشطة لطائرة معينة، ووقف الأضواء على الطرق غير المستخدمة لحفظ الطاقة، وهذا المفهوم، المعروف باسم " إضاءة العجلات " ، يستخدم بيانات مواقع الطائرات من رادار الحركة السطحية أو جهاز التتبع الآلي (وهو ما يُستخدم في عمليات المراقبة غير المستغلة، ويُحدث أيضاً خلطاً ضريبياً.

وفورات الطاقة والاستدامة

إن حفظ الطاقة هو أحد أكثر الفوائد الكمية للإضاءة الذكية في المطارات، ويمكن أن يؤدي الجمع بين تركيبات الأجهزة المتفجرة المرتجلة والضوابط الذكية إلى خفض استهلاك الطاقة الخفيفة بنسبة تتراوح بين 50 و80 في المائة مقارنة بالتخلص من المواد ذات الحساسية العالية أو النظم الفلورية، كما أن تحقيق وفورات في أسعار المطارات التي تعمل على مدار الساعة، يترجم إلى ملايين من الفوائد التي تجنيها الشركات سنويا(ب)().

ولوضع هذه الوفورات في الاعتبار، نشرت إدارة الطيران الاتحادية Federal Aviation Administration (FAA)) دراسات حالة تبين أن المطارات التي تنفذ نظم الإضاءة الذكية القائمة على التلقيح الليبرلي تُعيد دمج استثماراتها الأولية في غضون ثلاث إلى خمس سنوات من خلال وفورات الطاقة والصيانة، وأن طول فترات الاستنفار، التي يمكن أن تعمل لمدة تتراوح بين 000 50 و 000 100 ساعة، يؤدي إلى زيادة خفض تواتر وتكاليف الاستبدالها.

الرصد والنفقة في الوقت الحقيقي

ومن أكثر السمات قوة للإضاءة الذكية القدرة على رصد كل عملية إصلاحية)٢٨٢١( ؛ والوضع في الوقت الحقيقي ، ويتحقق من المرتكزات الإدارية المركزية باستمرار من الأخطاء مثل الأجهزة المتفجرة المرتجلة المحترقة أو إخفاقات السائقين أو فقدان الاتصالات ، وعندما يتم اكتشاف هذه المسألة ، يولد النظام تلقائيا إنذارا بموقع المشكلة وطبيعتها بدقة ، وتتلقى أفرقة الصيانة هذه الإنذارات بشأن الأجهزة المحمولة ، مما يعني أنها تُقلل بسرعة وتحل محل فقط

كما يوفر الرصد في الوقت الحقيقي بيانات قيمة للتخطيط الطويل الأجل، إذ يمكن لمديري المرافق، من خلال تحليل أنماط الفشل في مختلف مناطق المطار، أن يحددوا المسائل العامة، مثل التركيبات المعرضة لاهتزازات مفرطة أو حرارة، وأن يتخذوا إجراءات تصحيحية، ويمكن أن تبين اللوحات مؤشرات الأداء الرئيسية مثل اتجاهات استهلاك الطاقة، والنسب المئوية الزائدة، وانبعاثات الكربون، ومساعدة قيادة المطارات على اتخاذ قرارات مستنيرة بشأن استثمارات البنية التحتية.

الهيكل النهائي وقوف السيارات

ولا يقتصر الإضاءة الذكية على المطار، ففي المباني الطرفية، يمكن للإضاءة القائمة على الشغل أن تخفف تلقائياً أو تطفيء الأضواء في المناطق غير المشغلة، مثل غرف الاستراحة، والممرات، ومناطق المطالبة بالأمتعة خلال ساعات العمل المنخفضة، ويمكن أن يؤدي ذلك إلى وفورات كبيرة في الطاقة دون التأثير على خبرة الركاب، حيث أن الأضواء تعود إلى السطوع الكامل فور دخول شخص ما المكان.

تحسين السلامة في المطارات

إن السلامة هي الأولوية العليا في الطيران، والإضاءة هي عامل حاسم في التمكين من العمليات الآمنة، ويعزز الإضاءة الذكية السلامة بتوفيرها لصورة التكيف التي تستجيب للظروف المتغيرة، وتحسين الرؤية بالنسبة للطيارين والموظفين الأرضيين، وتمكينها من الاستجابة لحالات الطوارئ على نحو أسرع وأكثر تنسيقا.

تعزيز الرؤية في الظروف الضارة

ويمكن أن تؤدي ظروف الطقس السيئة مثل الضباب، والمطر الثقيل، والثلوج، والسحب المنخفضة إلى الحد من ظهور المطارات بشكل كبير، كما أن الإضاءة التقليدية توفر مستوى ثابتا من التصورات قد يكون غير كاف في هذه الظروف أو مشرقا بشكل مبذول في جو جيد، كما أن نظم الإضاءة الذكية تتكامل مع أجهزة الاستشعار الجوية وأدوات قياس الرؤية من أجل تعديل الإنتاج الخفيف باستمرار، وعندما تنخفض الرؤية إلى أدنى من عتبة معينة، يمكن للنظام أن يزيد من كثافة استخدام نهج الممرات والحواجز الضريبية.

وبالنسبة للطاقم الأرضية العاملة على البرون، يمكن للإضاءة الذكية أن تخلق مناطق أمان مضللة حول الطائرات أثناء عمليات الصعود والخدمات، ويمكن تفعيل هذه المناطق تلقائيا عندما تتجه معدات الدعم الأرضي نحو الطائرة وتعطل عندما تكون المنطقة واضحة، مما يقلل من خطر الاصطدامات أو الرحلات وينخفض، وقدرة على تحديد مناطق الأمان ذات الضوء بصورة دينامية، تمثل تحسنا كبيرا في الإضاءة الثابتة التي قد لا تسلط الضوء بشكل كاف على مجالات العمل النشطة.

التوجيه والتوقيع في مجال الديناميكية

ويمكن للإضاءة الذكية أن تتيح نظماً إرشادية دينامية تساعد الطيارين ومشغلي المركبات على نقل مطارات أكثر أمناً، وبدلاً من الاعتماد فقط على علامات مطلية وعلامات ثابتة، يمكن للمطارات أن تستخدم أضواء مدمجة في خطوط التاكسي الرئيسية وأن توقف القضبان التي تغير اللون أو النمط لبيان تعليمات تحديد مسار حركة السيارات، بينما يمكن أن تحدد خطوط المراقبة الجوية ذات السرعة القصوى.

وفي المناطق النهائية، يمكن للعلامات الدينامية أن توجه الركاب إلى البوابات أو الحمامات أو المخارج أو الخدمات استنادا إلى بيانات شغل الوقت الحقيقي، وإذا ما اكتُشفت نقطة تفتيش أمنية، يمكن للعلامات أن توجه الركاب إلى مسار بديل ذي فترات انتظار أقصر، وخلال العمليات غير النظامية، مثل تأخيرات الطيران أو تغيرات البوابات، يمكن للعلامات الدينامية أن تستكمل فورا، وتساعد الركاب على الوصول إلى بوابتهم بسرعة.

الاستجابة لحالات الطوارئ والإخلاء

وفي حالات الطوارئ، يمكن أن تؤدي نظم الإضاءة الذكية دورا حاسما عن طريق التحول الفوري إلى حالة الطوارئ عندما يحدث إنذار الحريق أو الإخلال الأمني أو أي حدث آخر بالغ الأهمية، ويمكن وضع صورة طارئة لإبراز طرق الإجلاء الأولية والثانوية، باستخدام تغييرات الألوان أو أنماط الوصل لتوجيه الناس نحو أقرب مخرج آمن، ويمكن للمسافرين الذين يواجهون تحديات في التنقل أو العاهات البصرية، أن يوفر الضوء الذكي التوجيه الشخصي.

وعلاوة على ذلك، يمكن للإضاءة الذكية أن تساعد أول المستجيبين بإبراز المنطقة المحددة التي وقع فيها حادث ما، وتوفير مسار بصري واضح لمركبات الطوارئ للوصول إلى موقع الحادث، وقدرة التحكم عن بعد في مناطق الإضاءة من مركز قيادة مركزي تسمح للقادة بالحادثات بتكييف بيئة الإضاءة في الوقت الحقيقي مع تطور الحالة، وفي كثير من الأحيان، يمكن للنظام أن يوفر سجلاً يتم فيه تفعيل نُهج الاضواء في حالات الطوارئ، وعند المساعدة في التحقيقات والإبلاغ عن الامتثال.

Wildlife Hazard Mitigation

وفي حين أن الضربات البرية لا تناقش في كثير من الأحيان، فإنها تشكل خطراً خطيراً على السلامة في المطارات، فالطيور وغيرها من الحيوانات تجذب إلى المطارات لأسباب مختلفة، منها وجود الحشرات بالقرب من مواقع الإضاءة التقليدية، ويمكن أن تُستخدم نظم الإضاءة الذكية التي تستخدم تكنولوجيا التلقيح الخفيف في درجات حرارة محددة أقل جاذبية للحشرات، مما يؤدي إلى الحد من تواتر مصادر الأغذية التي ترسم على الطيور والضربات.

دراسات حالة في تنفيذ الإضاءة الذكية

وقد أظهرت المطارات في جميع أنحاء العالم بالفعل الفوائد الملموسة للإضاءة الذكية، مما يوفر خارطة طريق للغير الذين ينظرون في استثمارات مماثلة، وتبرز دراسات الحالات الإفرادية التالية مختلف النُهج والنتائج.

مطار تشانغي، سنغافورة

وكان أفضل من ذلك هو أن يكون معتمدا مبكرا للإضاءة الذكية عبر محطاته ومطاره، كما أن إدارة المطارات قد أعادت تجهيز ما يزيد على 000 10 وحدة من معدات الأجهزة المتفجرة المرتجلة بنظام مراقبة مركزي يستخدم في جمع النور والاستشعار بالشغل من أجل تحقيق الحد الأمثل من الإضاءة، كما أفادت شركة تشانغي بحدوث انخفاض بنسبة 20 في المائة في تكاليف الطاقة المبردة في السنة الأولى، مع إدخال نظام للارتفاع عن المطار في حدود أربع سنوات.

مطار هيثرو، لندن

كما أن مشروع " هيثرو " ، الذي يشمل مطاراً مكتظاً، قد نشر نظاماً ذكياً للإضاءة عبر مطاره كجزء من برنامج أوسع لتحديث الهياكل الأساسية، وشمل استبدال أكثر من 000 7 من أضواء تصريف عالية الدقة بمكيالات متفجرة خاضعة للرقابة بواسطة شبكة مشرقة لاسلكية، ويستخدم النظام بيانات الطقس في الوقت الحقيقي، كما يستخدم أجهزة الرادارات لتكييف التشغيل الآلي في ضبط كثافة الطائرات المتحركة في مجال الصيانة اليدوية للأجهزة الكشف عن المطار(17).

مطار دنفر الدولي

كما أن مطار دنيفر الدولي نفذ إضاءة ذكية في محطاته الطرفية وفي هياكل وقوف السيارات مع التركيز على خبرة الركاب وكفاءة الطاقة، وركب ما يزيد على 000 15 من المحركات المزودة بأجهزة الاستشعار عن طريق شبكة الشغل وضبطيات جمع النور، وسمح النظام للمطار بتخفيض استهلاك الطاقة الخفيفة في المحطة بنسبة 40 في المائة دون أن يفجر الأضواء في المناطق المحتلة.

التوقعات المستقبلية والاتجاهات الناشئة

ويشير مسار الإضاءة الذكية في المطارات إلى زيادة التكامل مع الهياكل الأساسية الرقمية، وزيادة استخدام الاستخبارات الاصطناعية، وتوسيع نطاق ولايات الاستدامة، وستشكل عدة اتجاهات ناشئة الجيل القادم من نظم إضاءة المطارات.

AI-Driven Predictive Optimization

ويمكن أن تتجاوز المعلومات الاستخبارية الفنية مجرد التشغيل الآلي القائم على القواعد إلى تحقيق الاستخدام الأمثل، ويمكن أن تُنبأ نماذج التعلم في مجال الآلات التي يتم تدريبها على سنوات من البيانات التشغيلية باحتياجات الإضاءة ذات الدقة العالية، وتُحسب عوامل مثل أنماط الطقس الموسمية، وتغيرات جداول الرحلات الجوية، وديناميات تدفق الركاب، كما يمكن أن تُقلل إلى الحد الأمثل من حالات الإضاءة بالتنسيق مع نظم أخرى مستهلكة للطاقة، مثل نظام HVAC والمصعدي، وذلك للتقليل الطلب على الطاقة إلى أدنى حد ممكن.

5 زاي ودمج الحاسوب في المؤسسة

وسيتيح نشر شبكات من طراز 5G في المطارات إجراء اتصالات أسرع وأكثر موثوقية بين تركيبات الإضاءة ومنابر المراقبة، حيث يتم تجهيز البيانات بالقرب من أجهزة الاستشعار بدلا من السحابة المركزية، وسيقلل الإضاءة ويتيح الاستجابة الفورية تقريبا للأحداث، وهذا أمر مهم بصفة خاصة بالنسبة للتطبيقات الحساسة من قبيل منع حدوث تجاوزات في مسار الطائرات، حيث يمكن أن يكون هناك أيضا وجود ثان من التأخيرات المعقدة.

الاقتصاد العلماني والمواد المستدامة

ومع التزام المطارات بتحقيق أهداف كربون صافية، سيتسع نطاق التركيز من كفاءة الطاقة التشغيلية إلى دورة الحياة الكاملة لمعدات الإضاءة، ويقوم المصنعون بتطوير تركيبات للأجهزة المتفجرة المرتجلة مصممة للتعميم، مع عناصر نموذجية يمكن إصلاحها أو تحسينها أو إعادة تدويرها، كما يمكن لنظم الإضاءة الذكية أن تدعم ذلك بتتبع استخدام كل دورة من أنواع التجهيزات وظروفها، وتحديد فرص تجديد الإنتاج أو التخلص من الأجهزة.

الإضاءة البشرية - القِصرية في المصطلحات

إن البحوث المتعلقة بآثار الضوء على الإيقاعات السيركية البشرية تحفز الاهتمام بالإضاءة ذات التركيز البشري بالنسبة لمحطة المطارات، ويمكن أن تضبط نظم الإضاءة الذكية درجة حرارة الألوان وكثافة طول اليوم لدعم رفاه الركاب، والحد من أعراض الحمى المتحركة وتحسين الراحة العامة، وبالنسبة لموظفي المطارات الذين يعملون في مناوبات ليلية، يمكن أن يُلاحظ الإضاءة لتعزيز التنبيه والسلامة.

اعتبارات التنفيذ لمشغلي المطارات

ويتطلب الانتقال إلى الإضاءة الذكية التخطيط المتأني والاستثمار ومواءمة أصحاب المصلحة، وينبغي لمشغلي المطار أن ينظروا في عدة عوامل رئيسية لضمان النجاح في النشر.

باء - القدرة على التعافي من آثار تغير المناخ والتحديات التي تواجهه

ويعتمد العديد من نظم الإضاءة الحالية على أسلاك السفن القديمة، وبروتوكولات المراقبة، وأنواع التجهيز التي قد لا تكون متوافقة مباشرة مع عناصر الإضاءة الذكية الحديثة، إذ إن إعادة تجهيز مطار كبير أو مبنى طرفي يتطلب مراجعة تفصيلية للهياكل الأساسية الحالية، بما في ذلك توزيع الطاقة، وممرات النقل، والربط الشبكي، وقد تحتاج المطارات إلى الاستثمار في مقصورة بيانات إضافية أو بوابات لاسلكية لدعم الاتصالات بين المنشآت والمنبرة المركزية.

أمن الفضاء الإلكتروني والقدرة على التكيف مع النظام

ويدخل نظام الإضاءة الموصل بشبكة المطار اعتبارات تتعلق بالأمن السيبراني، ويمكن استخدام نظام مقاوم للإضاءة مضرّة لتعطيل العمليات أو تهيئة ظروف غير آمنة، ويجب على المطارات أن تضمن التزام برامج الإضاءة الذكية بمعايير الأمن السيبراني الصناعية، مثل المبادئ التوجيهية لشبكة المعلومات والاتصالات الوطنية أو اللجنة الأوروبية 62443، ولا بد من تجزؤ الشبكة، وعمليات المراجعة الأمنية المنتظمة.

التعاون والتدريب مع أصحاب المصلحة

ويتطلب التنفيذ الناجح شراء الخدمات من إدارات متعددة، بما في ذلك المرافق والعمليات والسلامة وتكنولوجيا المعلومات، وقد تكون لدى كل مجموعة أولويات وشواغل مختلفة، من وفورات الطاقة إلى قدرات الاستجابة لحالات الطوارئ، ويمكن أن يساعد الالتزام المبكر والتواصل الواضح للفوائد على مواءمة المصالح، كما أن تدريب موظفي الصيانة والمشغلين أمر بالغ الأهمية، حيث أن نظم الإضاءة الذكية تستحدث تدفقات جديدة للعمل من أجل حل المشاكل، وتشكيلها، وتحليل البيانات، إذ يقدم العديد من البائعين برامج التدريب والتصديق في الموقع لبناء القدرات الداخلية.

خاتمة

إن الإضاءة الذكية لم تعد مفهوماً لا جدوى منه بالنسبة للمطارات؛ فهي تكنولوجيا ثبتت صحتها تحقق تحسينات قابلة للقياس في كفاءة العمليات والسلامة والاستدامة، ومن خلال التلقائية في ضوء الظروف السائدة في الوقت الحقيقي، يمكن للمطارات أن تقلل من استهلاك الطاقة، وتخفض تكاليف الصيانة، وتزيد من وضوح وجود الطيارين، وأطقم الأرض، والمسافرين، وتظهر الأمثلة من نظام " تشانغيدرو " ، وموقع " ، أنسبي، تدل على أن الفوائد يمكن أن تتطور في المطارات، وتظهر على أن تكون أكثر تطور