نظم النقل الذكية: تسخير التكنولوجيا لأغراض التنقل الحضري المتسم بالكفاءة

Understanding Smart Transportation Systems in Modern Urban Environments

وتمثل نظم النقل الذكي نهجا ثوريا في التنقل الحضري، يجمع بين التكنولوجيا المتقدمة والهياكل الأساسية التقليدية لإيجاد مدن أكثر كفاءة واستدامة وأكثر أمنا، وقد برزت هذه النظم كحل محوري للتنقل الحضري، واستخلاص تكنولوجيات مبتكرة لتحسين إدارة حركة المرور وتعزيز كفاءة النقل العام، حيث تواصل سكان المدن النمو وتواجه ضغوطا متزايدة من الازدحام والشواغل البيئية، ولم يصبح تنفيذ حلول النقل الذكية أمرا ضروريا.

وفي قلب هذا التطور الحضري يكمن نظام المرور العابر الذكي: شبكة تلتقي فيها محلليات الزمن الحقيقي، ووصلات متنقلة، وتنقلات خضراء، لإعادة تحديد كيفية تحرك الناس، وتتجاوز هذه النظم كثيراً الأضواء البسيطة للحركة والجدول الزمني للحافلات، وتشتمل على أجهزة استشعار متطورة، وأجهزة استخبارات اصطناعية، ومنابر لتحليل البيانات، وشبكات اتصال تعمل في وئام لتحقيق أقصى قدر من جوانب النقل الحضري.

مع ذكاء اصطناعي في صميم نظم التنقل الحضري، تتجه مدينة (آي آي) إلى أبعد من التشغيل الآلي التقليدي لمدينة الذكاء إلى نموذج يتوقّع ويكيف ويستمر في تحقيق تدفق الناس والبضائع، وهذا التحول يخلق شبكات نقل تشعر بأنها غير مرئية تقريباً في كفاءتها، ويوفّر رحلات يمكن التنبؤ بها، وشوّهات أكثر أماناً، وخبرات التنقل التي تستجيب للنبض في المدينة في الوقت الحقيقي.

The Core Technologies Powering Smart Transportation

شبكة الإنترنت للأشياء وشبكات الاستشعار

وتستخدم نظم النقل الذكية شبكة الإنترنت للأشياء لجمع البيانات في الوقت الحقيقي من مصادر مختلفة، بما في ذلك المركبات، ومجس الطرق، ونظم معلومات الركاب، وتشكل هذه الشبكة المترابطة من الأجهزة الأساس الذي تتخذ عليه قرارات النقل الذكية، وتوفر أجهزة الاستشعار الصوتية العمود الفقري للبيانات التي تحلل نظم إدارة النقل الذكية لزيادة الرؤى العملية.

تعتمد المدن الأفريقية على شبكات الاستشعار الكثيفة والمتعددة الوسائط - بما في ذلك الكاميرات ذات الاستبانة العالية، والرادار، وأجهزة الاستشعار المدمجة للطرق، والبيانات المستمدة من المركبات والأجهزة المتنقلة ذات الصلة، وتشكل هذه التكنولوجيات معا خريطة شاملة للوقت الحقيقي لحجم المركبات، والسرعة، والشغل، والحوادث، والظروف البيئية في جميع شبكة النقل الحضري.

الاستخبارات الفنية والتعلم الآتي

وتتيح تكنولوجيات المعلومات والاتصالات، مثل التعلم الآلاتي والرؤية الحاسوبية وتحليل البيانات، لمخططي حركة المرور إمكانية الحصول على بيانات قيمة يمكن استخدامها لتحليل وكشف وتنبؤ أنماط الحركة، وقد أدى تطبيق الاستخبارات الاصطناعية إلى تحويل إدارة حركة المرور من نظام تفاعلي إلى علم تنبؤي، مما مكّن المدن من توقع المشاكل قبل أن تحدث وتنفيذ الحلول بصورة استباقية.

وتنتقل إدارة حركة المرور من الرقابة التفاعلية إلى اتخاذ القرارات التنبؤية والمحفزة، مع إحراز تقدم في نماذج التنفيذ المائي وتزايد اعتماد تكنولوجيا التوأم الرقمية على نطاق المدينة، وتتيح هذه التوأمات الرقمية لنظم المرور محاكاة النتائج قبل اتخاذ الإجراءات، واختبار سيناريوهات مختلفة لتحديد أكثر التدخلات فعالية.

وتشتمل النظم الذكية للضوء على عمليات استخبارات اصطناعية وتعلم الآلات لتمكين الرؤية الحاسوبية، والاعتراف بالطابع البصري، والتعلم عن التعزيزات، مما يتيح لإشارة المرور أن تتكيف بشكل دينامي مع الظروف السائدة في الوقت الحقيقي، وأن تُحدِّد تدفقاً أمثل، وأن تحد من التأخيرات غير الضرورية في التقاطعات.

الاتصالات بين المركبات والمركبات

وتتزايد باطراد مواكبة المركبات الحديثة للشحنات من المركبات إلى كل شيء (V2X) مما يحسن تدفق حركة المرور والسلامة والتنسيق في الوقت الحقيقي، وهذه التكنولوجيا تمكن المركبات من التواصل لا مع بعضها البعض فحسب، بل أيضا مع الهياكل الأساسية، ومع المشاة، ونظم الشبكات، مما يخلق نظاما إيكولوجيا للنقل متصلا حقا.

وهناك اتجاه هام في النظام المتكامل للنقل العابر هو تطوير النظام التعاوني للمرافق، حيث يتم ربط المركبات والهياكل الأساسية، مع تبادل البيانات من خلال المركبات إلى المركبات (V2V) والهيكل الأساسي للمركبات إلى الخارج، مما يتيح الإنذار بالأخطار في الوقت الحقيقي، وتنسيق تدفق حركة المرور، وقد أصبحت أطلانطا موطنا لأول تطبيقات " منطقة المرور الأولى " في سيل - ف - 2

تحليل البيانات في الوقت الحقيقي والحساب الإلكتروني المختلط

زيادة الحركة الرقمية - الأولى يحفز على استخدام أجهزة الاستعلام والسحب/التحويلات، والمحللين في الوقت الحقيقي من أجل تحقيق الحد الأمثل من النقل، وإدارة الأسطول، والتسعير الدينامي، والصيانة التنبؤية.

ويعد نظام إدارة حركة المرور المتقدمة حلاً يراعي السياق يعتمد على البيانات في الوقت الحقيقي من الهياكل الأساسية للطرق والمحللين التنبؤيين من أجل التنسيق الفعال لحركة المرور عبر شرايي المدن، وترصد هذه النظم باستمرار الظروف وتكيف العمليات للحفاظ على التدفق الأمثل، وتستجيب فوراً للحوادث، أو التغيرات الجوية، أو الأحداث الخاصة التي قد تؤثر على أنماط حركة المرور.

Intelligent Traffic Management Systems: The Brain of Smart Transportation

تكنولوجيا مراقبة الإشارات

وتدمج نظم الضوء على حركة المرور الذكية تكنولوجيات الاستشعار والفيديو الموصل بها لتسديد فترات الانتظار المتقاطعة وسرعة المركبات و/أو حركة المرور على المشاة، خلافا للإشارات التقليدية ذات الاستعمال الثابت التي تعمل على جداول محددة مسبقا بصرف النظر عن ظروف المرور الفعلية، فإن النظم التكييفية تكيف باستمرار توقيت الإشارات استنادا إلى الطلب على الوقت الحقيقي.

وقد تبين من دراسة واحدة لبيانات التحطم من عام 2011 إلى عام 2018 في خمسة ممرات أن تكنولوجيا التكييف في مجال مراقبة الإشارات، التي تهدف إلى الحفاظ على تدفق حركة المرور بسلاسة، أدت إلى انخفاض في حوادث التحطم بنسبة 5 في المائة، وإلى جانب تحسين السلامة، تؤدي هذه النظم إلى الحد بدرجة كبيرة من أوقات السفر واستهلاك الوقود عن طريق تقليل التوقفات غير الضرورية إلى أدنى حد، والتخلي عن المسافات.

وقد برمج كوبنهاغن نظام إدارة حركة المرور الخاص بها لتحديد أولويات النقل العام خلال ساعة الذروة، وهي تجريب برامج الضوء الديناميكي لحركة المرور من أجل خفض عدد السيارات العالقة، وتطهيرها من التقاطعات، والحد من التلوث، مع جعل السفر أسرع - وازداد متوسط سرعة السيارات بنسبة ٤ في المائة والحافلات بنسبة ٩ في المائة.

الكشف عن حوادث المرور وإدارتها

وترتبط نظم إدارة حوادث المرور بالطرق بالطرقات بالطرقات الملتقطة بالفيديو، مما يتيح لمخططي المدن الحصول على معلومات عن ظروف المرور في الوقت الحقيقي، والاستجابة للحوادث من خلال لقطات الهوية البشرية، وكشف الصور، والتعرف على الصور، ويمكن لهذه النظم أن تكتشف تلقائيا الحوادث، والمركبات المتوقفة، والحطام على الطرق، أو الحوادث الأخرى التي قد تعطل تدفق حركة المرور.

وعندما توفر الطرق الطرق ظروفا مثالية لحركة المرور، تكون المدن على استعداد أفضل لحالات الطوارئ، مع تقليل الاكتظاظ إلى أدنى حد مما يتيح تحسين وقت الاستجابة للمركبات في حالات الطوارئ، والآفاق الحقيقية التي توفرها نظم إدارة حركة المرور الذكية مما يتيح تعزيز المرونة والعمل والتنظيم في حالة حدوث حالة طوارئ عامة واسعة النطاق.

تحليلات حركة المرور الافتراضية

ومن بين الفوائد الرئيسية لنظم إدارة حركة المرور الذكية ما تقدمه من معلومات متوقعة، حيث تم تحليل البيانات التي تجمع من أجهزة استشعار الحركة الذكية لمساعدة مجالس الإدارة في تحديد مدى استخدام الطرق في كثير من الأحيان، والكم اليومي للمركبات في مقاطع معينة، والبيانات الحضرية الأساسية، مما يؤدي إلى تحويل القدرة على التنبؤ إلى إدارة حركة المرور من تفاعل إلى انضباط استباقي.

ويمكن للمحللين الافتراضيين توقع الازدحام واقتراح طرق بديلة، والمساعدة على توزيع حركة المرور على نطاق الشبكة بشكل أكثر إنصافا، ومنع الاختناقات قبل أن تشكل، ومن خلال تحليل الأنماط التاريخية إلى جانب البيانات في الوقت الحقيقي، يمكن لهذه النظم التنبؤ بظروف المرور أو حتى بأيام مسبقة، مما يتيح تخطيطا أفضل لكل من المسافرين ومسؤولي المدن.

المسار العام للمرور العابر في الوقت الحقيقي وتحقيق الاستخدام الأمثل

ومن التطبيقات الرئيسية توفير المعلومات في الوقت الحقيقي للركاب، مثل التنبؤ بوقت وصول النقل العام، وهذه السمة البسيطة على ما يبدو لها آثار عميقة على إمكانية استخدام النقل العام وجذبه، والحد من عدم اليقين وفترات الانتظار بالنسبة للركاب، مع تحسين كفاءة النظام عموما.

وتستخدم نظم تتبع المرور العابر في الوقت الحقيقي تكنولوجيا نظام تحديد المواقع، ونظم مواقع المركبات الآلية، ومجسات عد الركاب لتوفير معلومات دقيقة ومستكملة عن مواقع الحافلات والقطارات، وفترات الوصول، والقدرة، وهذه المعلومات عادة ما تتاح من خلال الأجهزة المحمولة، والعرض الرقمي في محطات التوقفات، والمنابر الإلكترونية، مما يعطي الركاب الأدوات التي يحتاجون إليها للتخطيط لرحلاتهم بفعالية.

ويجمع منهاج التنقل المتكامل في منطقة التجارة الإقليمية البيانات من مصادر متعددة تقدم اقتراحات بشأن الطرق في الوقت الحقيقي وتحديثات المرور العابر، بينما تظهر نظم المترو العاملة بطاقات السفر الذكية والتحكم في مواقف السيارات كيف يؤدي التحول الرقمي إلى إيجاد نظم إيكولوجية فعالة وخفيضة الكربون للتنقل الحضري، وهذه المنابر المتكاملة تجمع المعلومات من مختلف وسائل النقل، مما يتيح رحلات بحرية متعددة الوسائط.

وتستفيد وكالات النقل العابر من التتبع في الوقت الحقيقي، ومن إبراز عمليات الأسطول التي تتيح تخصيص موارد أفضل، وتحسين الالتزام بالمواعيد، وتعديلات الخدمات الأكثر استجابة، وعندما تحدث حالات التأخير، يمكن للمشغلين أن يحددوا بسرعة السبب وينفذوا تدابير تصحيحية، سواء كان ذلك يعني إرسال مركبات إضافية، أو تعديل الطرق، أو الاتصال بالمسافرين بشأن البدائل.

المركبات الموصلـة والمركبات المستقلة: مستقبل التنقل الحضري

الحالة الراهنة لنشر المركبات المستقلة

وبحلول عام 2025، بدأ العمل بأجهزة تصوير متطورة في شكل مكوك آلي ومكوكات ذاتية الدفع في الأماكن العامة داخل بعض المدن، تعزى إلى تكنولوجيات أكثر قوة (مثل تعزيز أجهزة الاستخبارات، والمجسات، والوصلات)، والتقدم التنظيمي، وتحسين استعداد الهياكل الأساسية، حيث يعمل الآن أكثر من 500 2 روباكسي في 10 مدن أمريكية، منها فينكس، وسان فرانسيسكو، ولوس أنجلسات، و000 50 دولار، و4.

وفي عام 2026، من المرجح أن تتسع نطاق القيادة المستقلة من المستوى 4 في مناطق محددة، وفي حالات استخدام محددة، مثل المعسكرات والموانئ ومراكز اللوجستيات والمناطق الصناعية والمكوكات ذاتية الثابتة وخدمات المغذيات، والمناطق الحضرية المعينة ذات الهياكل الأساسية الداعمة، وبدلا من محاولة الانتشار العالمي، تتقدم تكنولوجيا المركبات المستقلة عن طريق تطبيقات محددة الهدف يمكن التحكم فيها بعناية وتحقيق الحد الأمثل من الظروف.

بدأ رياد مترو العمليات الكاملة عبر جميع الخطوط الستة التي تمتد 176 كيلومتراً مع 85 محطة في كانون الثاني/يناير 2025، منشأة أطول شبكة مترو غير محركة في العالم، مع تشغيل النظام الآلي تماماً بدون سائقين، مما يدل على التنفيذ الواسع النطاق لسلسلة من تكنولوجيا التلقّي رقم 4.

التكامل مع الهياكل الأساسية الذكية

وتعتمد عمليات النشر هذه اعتمادا كبيرا على الاستشعار على جانب الطرق، وتنسيق الإشارات، وإدارة حركة المرور على أساس الغيوم، مما يعزز الدور الحاسم لنظم النقل الذكية في النظام الإيكولوجي للتنقل المستقل، ولا تعمل المركبات المستقلة بمعزل عن بعضها البعض، بل تحتاج إلى دعم متطور في الهياكل الأساسية لكي تعمل بأمان وكفاءة.

إن ظهور مركبات ذات صلة ومستقلة هو سمة رئيسية تحول السوق، حيث تستخدم هذه المركبات أجهزة الاستشعار وتكنولوجيات الاتصال، وأجهزة الاستخبارات الجوية لتعمل بأقل قدر من التدخل البشري، وتحسين السلامة على الطرق والحد من الأخطاء البشرية، ويخلق الجمع بين المعلومات الاستخبارية للمركبات والمعلومات المتعلقة بالهياكل الأساسية أثرا تآزريا، مع تعزيز قدرات الأخرى.

الفوائد والتحديات

ويبرز تقرير من المنتدى الدولي للنقل أن المركبات الفضائية يمكن أن تقلل من الاكتظاظ الحضري بنسبة تصل إلى 20 في المائة بحلول عام 2025، وتعود المركبات المستقلة ذاتيا بفوائد عديدة تشمل تحسين السلامة من خلال القضاء على الخطأ البشري، وزيادة القدرة على الطرق من خلال زيادة كفاءة المباعدة بين المركبات وتنسيقها، وتعزيز تنقل الأشخاص غير القادرين على قيادة المركبات، وخفض احتياجات السيارات حيث يمكن تقاسم المركبات أو إعادة تجهيزها بصورة دينامية.

بيد أنه لا تزال هناك تحديات كبيرة، إذ أن التكامل مع الهياكل الأساسية القائمة يطرح تحديات، ويتطلب استثمارات كبيرة في أجهزة استشعار الطرق وشبكات الاتصال، ونظما حديثة لإدارة المرور، ويجب أن تتطور الأطر التنظيمية لمعالجة مسائل المسؤولية ومعايير السلامة والاحتياجات التشغيلية، ويجب بناء القبول والثقة العامة من خلال السلامة والموثوقية الواضحتين، وبالإضافة إلى ذلك، يجب معالجة الشواغل المتعلقة بالأمن السيبراني لحماية هذه النظم المرتبطة من الهجمات الخبيثة.

Smart Parking Solutions: Reducing Congestion at the Source

إن وقوف السيارات هو أحد أكثر مصادر الازدحام الحضري استمرارا - وغالبا ما يكون مسؤولا عن ما يصل إلى 30 في المائة من حركة المرور الداخلية - ويسهم السائقون الذين يفتشون عن أماكن وقوف السيارات إسهاما كبيرا في الازدحام، وتلوث الهواء، والإحباط.

وتستخدم نظم وقوف السيارات في مدينة آي أجهزة الاستشعار والمحللين في الوقت الحقيقي لتوجيه السائقين إلى الأماكن المتاحة فورا، وإزالة الحاجة إلى تعميمها، بينما تساعد النماذج التنبؤية السائقين على التخطيط قبل وصول مخططي المدن إلى أنماط الطلب، وتستخدم هذه النظم عادة أجهزة الاستشعار الأرضية، والكشف عن المصورين، أو مصادر الحشد ذات الهواتف الذكية لرصد شغل أماكن الوقوف في الوقت الحقيقي.

وتوفر تطبيقات وقوف السيارات الذكية فوائد متعددة تتجاوز الحد من الاكتظاظ، وهي تحسن من خبرة المستعملين بتقليل الضغط والوقت المرتبطان بإيجاد مواقف السيارات، مما يتيح تحديد أسعار دينامية يمكن أن يشجع على التحول في المناطق التي توجد فيها طلبات عالية أو تحويل الطلب إلى مرافق غير مستغلة استخداما كافيا، وتوفر بيانات قيمة لمخططي المدن عن أنماط استخدام مواقف السيارات، وتسترشد بالقرارات المتعلقة باستثمارات أو سياسات الهياكل الأساسية للسيارات في المستقبل.

وتتكامل نظم وقوف السيارات الذكية المتقدمة مع تطبيقات الملاحة ومنابر الدفع، مما يخلق تجربة لا تحصى من تخطيط الطرق عن طريق الوقوف والدفع، بل إن بعض النظم تتيح حجز أماكن وقوف السيارات مقدما، مما يوفر اليقين للسائقين الذين يتوجهون إلى وجهات متوجهة ذات درجة عالية من الطلب، وبالنسبة للمدن، يمكن لهذه النظم أن تدعم أهداف النقل الأوسع نطاقا وذلك بتيسير تنفيذ سياسات مثل مواقف السيارات التفضيلية أو مركبات السيارات أو المقيمين.

التنقل في الخدمة: تكامل طرق النقل

ويشير نظام التنقل إلى نظام رقمي يجمع بين الأشكال المتعددة للنقل إلى خدمة واحدة سهلة الاستخدام، حيث يمكن للمسافرين، بدلا من امتلاك سيارة أو تجهيز أجهزة منفصلة للنقل، التخطيط والكتاب والدفع لرحلات تخلط بين النقل العام، وتقاسم الرحلات، والمركبات الإلكترونية، والأجهزة الإلكترونية، وكلها في جهاز واحد، تهدف إلى جعل المدينة أكثر مرونة.

وأصبحت برامج التنقل في الخدمة (ماسا) أكثر شعبية، حيث تدمج الهاوية في المركب، والمرور العام، والدراجة، وتقاسم الحاويات، وغيرها من الوسائل في الخدمات الموحدة، حيث يقوم المشغلون باستكشاف نماذج الدخول القائمة على الاشتراكات، وينتقلون من نموذج الراتب التقليدي أو نموذج ملكية المركبات، ويمثل هذا التحول تغييرا أساسيا في الكيفية التي يفكر بها الناس في النقل، ومن امتلاك المركبات اللازمة للحصول على خدمات التنقل.

وقد ساعدت الحلول التي وضعتها الشركات مؤخراً الشركات في مجال خدمات النقل على تقديم خيارات مرنة ومتكاملة لتخفيف عبء العمل من خلال ميزانيات التنقل القائمة على الاشتراكات، مما يعطي الموظفين حرية اختيار وسائل النقل التي تعمل على أفضل وجه في ظروفهم الفردية، مع مساعدة أرباب العمل على الحد من تكاليف الهياكل الأساسية للسيارات ودعم أهداف الاستدامة.

وتبين أمثلة مدينة مثل هلسنكي (ويه ومدينة بيك)، وباريس (فيليب وليم)، وبرلين (تيير وسيرك)، وسنغافورة (آنويل وغرابيك)، وسان فرانسيسكو (سبين وبيرد) كيف تعمل هذه النظم اليوم، مما يجعل التنقل الحضري أمراً موثوقاً به وفعالاً ومتاحاً على نطاق واسع، وتظهر هذه العمليات الرائدة قدرة المدن على البقاء على نحو متكامل.

المنافع البيئية والمستدامة

خفض الانبعاثات عن طريق تحقيق الاستخدام الأمثل

ومن خلال تحسين تدفق حركة المرور إلى أقصى حد، والحد من الوقت العاطل، وتمكين التخطيط للتنقل القائم على البيانات، يبرز النقل الذكي كعيار رئيسي لبناء بيئات حضرية أكثر خضراء وأقل كربونا، وكل دقيقة تنفق المركبات في حركة المرور أو في دائرة لوقوف السيارات تمثل الوقود المهدر والانبعاثات غير الضرورية.

ويؤدي التمرين الدينامي إلى التقليل من استهلاك الوقود عن طريق تجنب الخداع والخروج، وتوجيه المركبات على طول أكثر الطرق كفاءة استنادا إلى الظروف الراهنة، وتخفض إشارات المرور التكيفية من التوقفات والبدءات، وتبقي المركبات تتحرك بسلاسة وتعمل في أكثر نطاقات كفاءة من حيث الوقود، ويقضي موقف السيارات الذكية على الانبعاثات المرتبطة بالبحث عن الأماكن.

وتقدم شينزهين، الصين، حالة قاهرة: فقد خفض أسطولها من حافلات الكهرباء بالكامل انبعاثات الكربون السنوية بأكثر من 1.4 مليون طن، مع إزالة آلاف الأدخنة الديزلية من الهواء الحضري، وهذا المثال يبين كيف يمكن لنظم النقل الذكية أن تدعم الانتقال إلى تكنولوجيات أنظف للمركبات، مع زيادة فوائدها البيئية إلى أقصى حد من خلال عمليات ذكية.

دعم اعتماد المركبات الكهربائية

وتتسارع عملية فرز الأساطيل العامة - البخار، والسكك الحديدية الخفيفة - الآن إلى جانب التعظيم الرقمي، والتقليل الشديد من انبعاثات غازات الدفيئة والملوثات الجوية المحلية، وتدعم نظم النقل الذكية اعتماد المركبات الكهربائية عن طريق وضع جداول زمنية للشحن على الوجه الأمثل، وإدارة آثار الشبكات، وتوفير معلومات آنية عن مدى توافر محطات الشحن.

وتتعمق البلدان الأوروبية في البحث عن تكنولوجيات متقدمة مثل المركبات الكهربائية، ونظم النقل المستقلة، وتنظيم حركة المرور الذكية، ومنابر النقل المتكاملة لتعزيز التنقل الحضري والحد من انبعاثات الكربون، وتهيئ عملية إدماج المركبات الإلكترونية ذات الهياكل الأساسية الذكية فرصاً للخدمات من المركبات إلى الشبكة، حيث يمكن للبطاريات الإلكترونية أن تساعد على تثبيت الشبكة الكهربائية مع توفير قيمة لمالكي المركبات.

تعزيز وسائل النقل المستدام

ويدمج التخطيط الحضري الآن التنمية الموجهة نحو المرور العابر، ويركّز الإسكان والمناطق التجارية حول مراكز العبور الفعالة للحد من الأميال التي تُسافر فيها المركبات، ويقلل الطلب العام على الطاقة، ويدعم المجتمعات المحلية المترابطة والمتنقلة، ويجعل نظم النقل الذكية من العبور العام، والتدوير، ويزيد من جاذبيتها عن طريق تحسين الموثوقية والسلامة والملاءمة.

وتخفض نظم المعلومات في الوقت الحقيقي من عدم التيقن المرتبط بالمرور العام، مما يجعلها خيارا أكثر قابلية للتطبيق بالنسبة للرحلات الحساسة من حيث الوقت، وتجعل نظم تقاسم الدراجات الذكية مع تتبع النظام العالمي لتحديد المواقع والأجهزة المتنقلة متاحة حتى لمن لا يمتلكون الدراجات، وتساعد نظم النقل الذكية على تحويل أنماط السفر ذات الأثر المنخفض إلى أنماط سفر أقل قدرة على المنافسة.

تحسين السلامة من خلال النظم الذكية

وتساعد نظم المرور الذكية على الحد من حوادث المرور والوفاة والإصابات والضرر بالممتلكات والتخفيف من حدتها من خلال ممتلكاتها المتطورة المتأصلة في مجال السلامة، وتمثل السلامة واحدا من أكثر الفوائد إلحاحا لنظم النقل الذكية، مع إمكانية إنقاذ آلاف الأرواح سنويا مع منع وقوع إصابات لا حصر لها والحد من الأضرار التي تلحق بالممتلكات.

ويمكن للمركبات المرابطة أن تتواصل مع الهياكل الأساسية للتنبؤ بالصراعات وتولد تحذيرات السلامة، وهذه القدرة تتيح تدخلات استباقية في مجال السلامة، وتنبيه السائقين إلى المخاطر قبل أن يصبحوا مرئيين أو تقديم إنذارات بشأن المركبات التي تقترب من البقع العمياء، ويمكن للنظم القائمة على الهياكل الأساسية أن تكتشف الحالات الخطيرة وأن ترسل تحذيرات إلى جميع المركبات القريبة، حتى تلك التي لا توجد فيها نظم متقدمة على متنها.

ويمكن للكاميرات الحرارية أو التكنولوجيات الأخرى أن تحدد وجود مستخدمي الطرق الضعفاء في ممر عبور، وأن تعدل الوقت (إذا كان مناسبا) للإشارة المشيّة لإضافة وقت خضراء في مقاطع مُشار إليها للسماح بعبور آمن، مع التذكير الآلي للمشاة أو قيادة فترات المشاة، مما يزيد من وضوح الرؤية لدى المشاة ويتيح وقتا كافيا للمرور الآمن.

وتخفض النظم التي تتلقى مساعدة من منظمة العفو الدولية مخاطر الحوادث بنسبة 20 إلى 30 في المائة من خلال قدرات الرصد والتبصير في الوقت الحقيقي، بينما تخفض التحليلات المتوقعة تكاليف الصيانة بنسبة 10 إلى 20 في المائة من الحالات التي تحول دون حدوث انهيار غير متوقع، وبالإضافة إلى منع الحوادث، تحسن النظم الذكية الاستجابة لحالات الطوارئ عندما تحدث الحوادث، وتكتشف تلقائياً حوادث التصادم، وتخطر خدمات الطوارئ بمعلومات دقيقة عن المواقع.

الاستحقاقات الاقتصادية والنظر في التكاليف

وأفادت الإدارة الوطنية لسلامة الطرق السريعة وحركة المرور بأن حوادث المرور تكلف الولايات المتحدة 340 بليون دولار في عام 2019، وبخفض حوادث التحطم، تولد نظم النقل الذكية فوائد اقتصادية كبيرة عن طريق تجنب التكاليف الطبية، وتلف الممتلكات، وفقدان الإنتاجية، ونفقات الاستجابة لحالات الطوارئ.

ويتحمل الازدحام أيضا تكاليف اقتصادية هائلة، ووفقا لآخر تقرير من الحكومة الأسترالية، يتوقع أن تبلغ تكلفة الازدحام في عواصم أستراليا نحو 30 بليون دولار بحلول عام 2030، ويتوقع أن تستمر هذه الأعداد في النمو، وتعالج نظم النقل الذكية هذه التكاليف بتحسين تدفق حركة المرور، وتخفيض فترات السفر، وتمكين استخدام الهياكل الأساسية للنقل على نحو أكثر إنتاجية.

وتعكس توقعات النمو في السوق القيمة الاقتصادية لهذه النظم، ومن المتوقع أن يزداد حجم السوق العالمية للنقل الذكي بمعدل نمو سنوي مركب قدره 16.4 في المائة، من 129.72 بليون دولار في عام 2024 إلى 276.65 بليون دولار بحلول عام 2029، وهذا النمو السريع يشير إلى الطلب القوي من المدن ووكالات النقل التي تسعى إلى التصدي لتحديات التنقل، مع توليد عائدات إيجابية للاستثمار.

غير أن تكاليف التنفيذ يمكن أن تكون كبيرة، إذ أن إدماج نظم النقل الذكية يواجه عدة تحديات، منها ارتفاع تكاليف التنفيذ، وشواغل خصوصية البيانات، والحاجة إلى التشغيل المتبادل بين مختلف التكنولوجيات، ويجب على المدن أن تقيّم بعناية التكاليف والفوائد، التي كثيرا ما تنفذ نظما على مراحل لنشر الاستثمارات على مر الزمن، مع إظهار القيمة من خلال عمليات النشر المبكر.

تحديات التنفيذ والحلول

التكامل التقني والقابلية للتشغيل المتبادل

ووصف المسؤولون التحديات التي تواجه تشغيل خدمات النقل المتكامل الخاصة بهم، مثل مسائل المشتريات والطاعنة، ومشاكل التشغيل المتبادل مع المعدات المتصلة بالمنشآت، والتحديات المتصلة بالموظفين، وقد تراكمت في كثير من المدن تكنولوجيا النقل على مدى عقود، مما أدى إلى وجود نظم من مختلف البائعين لم تكن مصممة للعمل معا، ويتطلب إنشاء نظم نقل ذكية متكاملة إما استبدال المعدات القديمة أو وضع حلول متوسطة النطاق تمكن من الاتصال بين النظم المتفرقة.

ويشكل عدم توفر التكنولوجيا تحديا آخر، حيث يتوقف عمر نظم المعدات والبرامجيات والبائعون عن تقديم الدعم، ويجب على المدن أن تخطط لدورات تجديد التكنولوجيا الجارية وأن تكفل استخدام الاستثمارات الجديدة لمعايير مفتوحة تيسر التكامل والارتقاء في المستقبل، ويمكن للمنابر القائمة على الكلاود والنُهج المحددة للبرامج أن تساعد على فصل القدرة الوظيفية عن معدات محددة، مما يتيح تحديثات وتحسينات دون استبدال كامل للنظام.

خصوصية البيانات والأمن

نظم النقل الذكي تجمع كميات كبيرة من البيانات عن تحركات الناس وسلوكهم، مما يثير شواغل تتعلق بالخصوصية المشروعة، وخصوصية البيانات وأمنها، وتولد المركبات والأجهزة المُنقَرة بيانات هامة يجب إدارتها على نحو مسؤول، ويجب على المدن أن تنفذ أطرا قوية لإدارة البيانات تحمي خصوصية الأفراد، مع تمكين النظام من الاستفادة من جمع البيانات وتحليلها.

ويمثل الأمن السيبرى شاغلاً بالغ الأهمية آخر، حيث يمكن أن تكون نظم النقل الموصولة عرضة للاختراق أو غير ذلك من الأنشطة الخبيثة، وقد تؤدي الهجمات على نظم إدارة المرور إلى حدوث تعطيل واسع النطاق، بينما يمكن أن تهدد نظم المركبات سلامة، كما أن التدابير الأمنية الصارمة، بما في ذلك التشفير والتوثيق والكشف عن التسلل، وعمليات المراجعة الأمنية المنتظمة، هي عناصر أساسية في أي عملية نقل ذكية.

التمويل والقدرة التنظيمية

وقد أبلغ العديد من المسؤولين الحكوميين والمحليين المنظمة بأن قدرتهم على تحقيق هذه الفوائد تتوقف على استمرار التمويل والقيادة، ولا تتطلب نظم النقل الذكي استثمارات رأسمالية أولية فحسب، بل تتطلب أيضا تمويلا تشغيليا مستمرا من أجل الصيانة والارتقاء والتوظيف، ويمكن أن يكون تأمين التزامات التمويل المستدام صعبا، لا سيما عندما تتراكم الفوائد تدريجيا على مر الزمن بينما تتركز التكاليف في المقدمة.

ويطرح اعتماد تكنولوجيا جديدة تحديات مثل نقص العمالة والفجوات في التعليم المتخصص للمخططين والمهندسين، ويجب على وكالات النقل أن تستحدث قدرات جديدة في مجال علوم البيانات، وتطوير البرامجيات، وإدماج النظم مع الحفاظ على الخبرة التقليدية في مجال الهندسة والعمليات المدنية، كما أن تدريب الموظفين الحاليين، وتعيين مواهب جديدة، وربما إقامة شراكات مع شركات التكنولوجيا، يمكن أن يساعد على التصدي لهذه التحديات في مجال القدرات.

الاتجاهات والتطورات المستقبلية

الاستخبارات الفنية والنظم الافتراضية

وتعود الاستخبارات الاصطناعية والمركبات المستقلة وشبكات الطاقة اللامركزية، في المستقبل، بإجراء المزيد من التحول، مع خفض الصيانة التنبؤية التي تقودها الوكالة إلى تقليص الوقت، واستكشاف المكوكات المستقلة التي تستكشف طرقا مرنة ومستجيبة للطلب، والحاجات المجهرية المتجددة التي تدعم النظم الإيكولوجية العابرة المستدامة تماما.

وستؤدي مبادرة " آي " إلى تحقيق الحد الأمثل من الرحلات ليس فقط من أجل السرعة والتكاليف، بل أيضا من أجل البصمة الكربونية وكفاءة الطاقة، وستنظر النظم المقبلة في أهداف متعددة في آن واحد، وإيجاد حلول توازن بين الأفضليات الفردية والأهداف المجتمعية الأوسع نطاقاً حول الاستدامة والإنصاف والملاءمة، وستؤدي خوارزميات التعلم الماكنة إلى تحسين أداء النظام باستمرار عن طريق التعلم من التجارب والتكيف مع الظروف المتغيرة.

الشبكات المتكاملة المتعددة الوسائط

ومن المرجح أن تدمج برامج ماسا جميع وسائل النقل الحضري - المكوكات المستقلة، والحافلات الكهربائية، والطرق السريعة للدرات، بل وحتى الطائرات بدون طيار - في أحد التطبيقات، فمستقبل التنقل الحضري يكمن في التكامل السلس لجميع وسائل النقل، مع قيام نظم ذكية بتنسيق كل شيء من المركبات الشخصية إلى النقل العام إلى خيارات التنقل الجزئي.

وستستمر المدن في تكوين أجهزة الاستشعار وأجهزة التحلل الضوئي، ومحللات البيانات، مما سينشئ شبكات أكثر تطوراً يمكنها الاستجابة بصورة دينامية للظروف المتغيرة، وستتواصل هذه النظم مع أضواء المرور، ومناطق المشاة، وشبكات الطاقة، مما سيخلق شبكات تكيفية تحقق الأداء على نحو أمثل عبر أبعاد متعددة في آن واحد.

من التجارب إلى المؤسسة

ويتطور النقل الذكي من أداة لحل المشاكل إلى منبر يُشكل العيش في المناطق الحضرية، مع عدم تحديد التقدم المحرز من خلال الابتكارات المنعزلة، ولكن من خلال مدى نجاح التكنولوجيات والنظم وأصحاب المصلحة في العمل معا، ويمثل نضج النقل الذكي تحولا من النشر التجريبي والأدوات التكميلية إلى أن تصبح طبقة متكاملة من الهياكل الأساسية الحضرية.

ومع تعجيل التحضر، فإن الضرورة واضحة: فالتنقل يجب أن يتطور من تحد لوجستي إلى ركيزة استراتيجية من ركائز المرونة في المناطق الحضرية، مع وجود نظم نقل ذكية، قائمة على التكنولوجيا، والشمولية، والاستدامة، ليس فقط مستقبل النقل - بل هي المخطط للمدن التي تحرك الناس، وليس المركبات فحسب.

اعتبارات الإنصاف وإمكانية الوصول

ومع ارتفاع عدد السكان الحضريين، فإن نماذج النقل التقليدية تثبت عدم كفاية هذه النظم؛ والحل يكمن في نظم التكيف والاستجابة والشمولية التي تعطي الأولوية للكفاءة وإمكانية الوصول والمسؤولية البيئية، ويجب تصميم نظم النقل الذكية لخدمة جميع أفراد المجتمع، وليس فقط أولئك الذين يحصلون على أحدث التكنولوجيا أو الموارد المالية.

وتحرص نظم الدفع التي لا يمكن الاتصال بها، والرسومات المرتبطة بمستويات الدخل، والمرورات المدعومة على ألا تستبعد الحواجز المالية الراكبين ذوي الدخل المنخفض، ويمكن للتكنولوجيا أن تدعم أهداف الإنصاف عن طريق جعل النقل أكثر تكلفة وأكثر سهولة، ولكن فقط إذا كانت النظم مصممة عمدا مع مراعاة الإدماج.

وتثبت الاستثمارات في محو الأمية الرقمية وتدريب المستعملين أهمية حاسمة، خاصة بالنسبة للفئات السكانية الضعيفة التي تسكن جسر الفجوة الرقمية، وضمان الوصول المنصف إلى أدوات التنقل الجديدة، ونظراً لأن نظم النقل أصبحت رقمية بشكل متزايد، يجب على المدن أن تكفل لجميع المقيمين إمكانية الوصول إلى هذه الخدمات والاستفادة منها، بغض النظر عن تطورهم التكنولوجي أو إمكانية وصولهم إلى الهواتف الذكية والوصل الشبكي.

ويمثل وصول الأشخاص ذوي الإعاقة إلى هذه الخدمات اعتباراً حاسماً آخر، إذ يتيح نظام متنقل لإشارات المشاة يمكن الوصول إليه (PED-SIG) الحصول على اتصال آلي من هاتف ذكي من مشاة مصاب بإعاقة بصرية إلى إشارة مرورية ويوفر أدوات سمعية لربط المعبر بحراً آمناً، ويمكن أن تؤدي نظم الذكاء إلى تحسين تنقل الأشخاص ذوي الإعاقة بشكل كبير من خلال سمات مثل تقصي الطرق المتاحة، والمعلومات المتعلقة بالخدمات في الوقت الحقيقي في أشكال متعددة، والاحتياجات والهياكل الأساسية.

الأمثلة العالمية وأفضل الممارسات

وقد نشرت هيئة طرق ونقل دبي نظماً شاملة قائمة على مبادرة AI لتعظيم حركة المرور، بما في ذلك الصيانة المتوقعة للنقل العام والمحاكمات المستقلة للمركبات، التي تستهدف 25 في المائة من التشغيل الآلي لجميع وسائل النقل بحلول عام 2030، مع قيام منهاج الانتقال المتكامل التابع لاتفاق التجارة الإقليمية بتوحيد البيانات من مصادر متعددة، وتقديم اقتراحات بشأن الطرق في الوقت الحقيقي وتحديثات المرور العابر.

وقد استثمرت أمستردام وباريس بشكل كبير في نشر الهياكل الأساسية للمركبات الكهربائية ومعداتها من أجل نظام إدارة حركة المرور الذكية لدعم التنقل الحضري، وتظهر هذه المدن الأوروبية كيف يمكن إدماج النقل الذكي مع أهداف الاستدامة والقابلية للاستدامة الأوسع نطاقا، مما يهيئ بيئات حضرية تعطي الأولوية للناس على المركبات.

الطرق السريعة التي تقودها اليابان، وبرامج اختبار السيارات الآلية تضع معايير جديدة للنقل الذكي بينما حلول تنقل المدينة الذكية للاتحاد الأوروبي تُفضي إلى السفر عبر الحدود وتُقلل من الازدحام، وهذه الأمثلة الدولية توفر دروسا قيمة للمدن التي تبدأ رحلاتها الذكية في مجال النقل، مما يدل على النُهج الناجحة والعقبات التي تُحد من ذلك.

وتواجه كل مدينة تحديات فريدة قائمة على أساس جغرافيتها، والهياكل الأساسية القائمة، والكثافة السكانية، وأنماط النقل، وتبدأ التنفيذات الناجحة عادة بأهداف واضحة تتماشى مع الأهداف الحضرية الأوسع نطاقا، وتشرك أصحاب المصلحة، بمن فيهم السكان والأعمال التجارية، والتكنولوجيات التجريبية على نطاق محدود قبل النشر الكامل، وتقيم وتصقل النظم باستمرار استنادا إلى بيانات الأداء وتغذية المستعملين.

الطريق: بناء مدن سمارة

وسيتوقف التقدم المستمر على الجهود التعاونية بين أصحاب المصلحة في الصناعة، والجهات التنظيمية، والبلديات لمعالجة العقبات المتبقية والتعجيل بإدماج التكنولوجيات التحويلية في النقل، ولا يمكن لأي كيان بمفرده أن ينشئ نظم نقل ذكية بمفرده؛ ويستلزم النجاح التنسيق بين الوكالات الحكومية، ومقدمي التكنولوجيا، ومتعهدي النقل، والمجتمعات التي يخدمونها.

ويستثمر القطاعان العام والخاص على السواء استثماراً كبيراً في نظم النقل الذكية، مما يعجل بتوسيع الأسواق على الصعيد العالمي، ويمكن للشراكات بين القطاعين العام والخاص أن تعزز الابتكار والكفاءة في الشركات الخاصة، مع ضمان أن تظل المصالح العامة حول الإنصاف والسلامة والاستدامة محورية في تصميم النظم وتشغيلها.

وستكون أطر المعايير والتشغيل المتبادل أساسية لتمكين النظم من مختلف البائعين والولايات من العمل معاً دون هوادة، فالاتجاهات السريعة التي لم تتحقق بعد من عملية الاعتماد العالمي هي توافر آلي واسع النطاق، وتنفيذ نظام ماسا على نطاق واسع، والتشغيل الآلي الكامل للسوقيات، والمواءمة التنظيمية العالمية للمواقع السمعية والبصرية والتنقل الذكي، وتتطلب وضع هذه المعايير والأطر التنظيمية التعاون الدولي وبناء توافق الآراء بين مختلف أصحاب المصلحة.

وينبغي للمدن التي تشرع في مبادرات نقل ذكية أن تبدأ بتحديد أهدافها وأولوياتها بوضوح، وهل تهتم أساسا بتقليل الاكتظاظ، وتحسين السلامة، وخفض الانبعاثات، أو تعزيز الإنصاف؟ وقد تقترح أهداف مختلفة أولويات تكنولوجية مختلفة واستراتيجيات للتنفيذ، كما أن التخطيط الشامل الذي ينظر في كيفية تفاعل نظم النقل مع استخدام الأراضي، والتنمية الاقتصادية، ونوعية الحياة سيحقق نتائج أفضل من عمليات النشر التقني التي تركز على نطاق ضيق.

وتتيح المشاريع الرائدة والتنفيذ التدريجي للمدن اختبار التكنولوجيات وبناء القدرات التنظيمية وتبيان القيمة قبل الالتزام بعمليات النشر الواسعة النطاق، والبدء بممرات أو مقاطعات عالية الوضوح تكون فيها المشاكل حادة وتكون الفوائد أكثر وضوحا يمكن أن يبني الدعم السياسي والعام للمبادرات الأوسع نطاقا، ويتيح الرصد والتقييم المستمران للمدن التعلم من التجارب وتكييف الاستراتيجيات مع تطور التكنولوجيات والظروف.

الاستنتاج: تحويل التنقل الحضري من أجل مستقبل مستدام

وتمثل نظم النقل الذكي أكثر بكثير من التحديث التكنولوجي للهياكل الأساسية القائمة، وهي تجسد إعادة تشكيل أساسية لطريقة تنقل المدن الناس والبضائع، وتعطي الأولوية للكفاءة والاستدامة والسلامة والإنصاف، ومن خلال إدماج أجهزة الاستشعار، والاستخبارات الاصطناعية، وشبكات الاتصالات، ومحللي البيانات، تحول هذه النظم الهياكل الأساسية الثابتة إلى شبكات دينامية ومستجيبة تؤدي باستمرار إلى تحقيق الأداء الأمثل.

فالفوائد كبيرة ومتعددة الجوانب، إذ أن انخفاض الاكتظاظ يوفّر الوقت والمال في الوقت الذي يخفض فيه الانبعاثات ويحسن نوعية الهواء، ويمنع تحسين السلامة حدوث حوادث تحطم وينقذ الأرواح، ويوفر تحسين خدمات النقل العام والتنقل المتكامل بدائل لملكية المركبات الخاصة، كما أن المعلومات في الوقت الحقيقي تمكّن المسافرين من اتخاذ قرارات مستنيرة، كما أن التحليلات الافتراضية تمكّن الإدارة الاستباقية بدلا من الاستجابة للمشاكل.

ولا تزال هناك تحديات، بما في ذلك تكاليف التنفيذ، وتعقيدات التكامل التقني، والخصوصية، والشواغل الأمنية، والحاجة إلى قدرات تنظيمية جديدة، بيد أن المدن في جميع أنحاء العالم تبرهن على أن هذه التحديات يمكن التغلب عليها من خلال التخطيط المتأني، وإشراك أصحاب المصلحة، والتنفيذ التدريجي، والالتزام المستمر.

ومع استمرار نمو سكان الحضر، ويستلزم تغير المناخ اتخاذ إجراءات عاجلة لخفض الانبعاثات، فإن نظم النقل الذكية ستصبح أساسية بصورة متزايدة، وتوفر للمدن الأدوات اللازمة لاستيعاب النمو دون وجود حواجز، والحد من الآثار البيئية، مع تحسين التنقل، وتهيئة بيئات حضرية يمكن أن يزدهر فيها الناس، ومستقبل النقل الحضري ليس فقط ذا طابع ذكاء، بل هو مستدام ومنصف ومركّز على البشر.

For more information on intelligent transportation systems and intelligence city initiatives, visit the U.S. Department of Transportation] and the International Organization for Standardization. To explore cutting-edge research on urban mobility, check out resources from the International Transport Forum[FLT:]