نقش اینترنت اشیا در صنعت حمل و نقل هوشمند

اینترنت اشیاء از ده‌ها میلیارد دستگاه هوشمند مانند دوربین‌ها، سنسورها و دستگاه‌های تلفن همراه ساخته شده است که همه قادر به برقراری ارتباط بی‌سیم با یکدیگر و با ما هستند. روزانه حدود پنج میلیارد دستگاه جدید به هم وصل می‌شوند و شبکه‌ی اینترنت اشیا را گسترش می‌دهند. وسایل نقلیه حمل و نقل هوشمند متصل به اینترنت، سریع‌ترین صنعت در حال رشد، جهت تولید خودروی هوشمند و محصولات اینترنتی است. IoT چه در حمل و نقل عمومی و چه به‌طور مستقل، عملکرد خودروها را تحت تأثیر قرار داده تا امکاناتی کاملاً جدید فراهم کند.

IoT چگونه بر حمل و نقل هوشمند خصوصی و عمومی تأثیر می‌گذارد؟ اتوبوس‌های هوشمند، قطارها، اتومبیل‌ها و هواپیماها چطور می‌توانند از طریق اینترنت اشیا، هوشمندسازی شوند. به لطف لپ‌تاپ‌ها، تبلت‌ها و تلفن‌های هوشمند، بشر قادر است بیشتر از هر زمان دیگری به اینترنت متصل شود. اتومبیل، اتوبوس، قطار و حتی هواپیماهای متصل به اینترنت، این امکان را می‌دهد تا اطلاعات آنها را وارد شبکه‌ی گسترده‌ی اینترنت اشیا کرد و به رؤیای حمل و نقل هوشمند دست یافت. تحول در اینجا متوقف نخواهد شد، زیرا IoT، همچنان حمل و نقل هوشمند را کارآمدتر می‌کند و به ما کمک می‌کند تا سریع‌تر از جایی به جای دیگر برسیم. رانندگی هوشمند، خودروی خودران و خودروی هوشمند امروزه دیگر یک رؤیا نیست بلکه یک صنعت در حال گسترش است. در ادامه، راه‌هایی را که چگونه”هوشمند سازی حمل و نقل” می‌تواند دوره جدیدی از مسافرت کردن و حمل‌ونقل را ارائه دهد، بررسی می‌کنیم.

حمل و نقل هوشمند چیست؟

به طور خلاصه، حمل و نقل هوشمند شامل وسایل نقلیه‌ی مجهز به Wi-Fi یا سنسورهای دیگر برای اتصال به اینترنت است. احتمالاً خودروهای خودران تسلا، رایج‌ترین نوع خودروهای هوشمند هستند. تسلا اتومبیل‌هایی را طراحی کرده که یک سیم‌کارت داخل آنها تعبیه شده و اینترنت رایگان و نامحدود را برای مشتریان خود در نظر می‌گیرد. سوخت این اتومبیل‌ها برق است که شرکت تسلا برای تمامی مشتریان خود، استفاده از شارژ برقی را نیز رایگان کرده است. به جز فرمان و برف‌پاک‌کن خودرو، هیچ دکمه دیگری در این خودروها دیده نمی‌شود اما تمامی جزئیات از طریق مانیتور خودرو کنترل می‌شود. به طور مثال شما مقصد را برای خودرو مشخص می‌کنید و سیستم خودروی هوشمند، سفر را برای شما برنامه‌ریزی می‌کند. اینکه در چه مکان‌هایی باید توقف داشته باشید و خودرو خود را شارژ کنید را هم مشخص می‌کند.

اینترنت اشیا در حمل و نقل عمومی نیز کاربردهای زیادی دارد. بسیاری از شهرها برای بهینه‌سازی مسیرهای حمل و نقل عمومی، ایجاد جاده‌های ایمن‌تر، کاهش هزینه‌های زیرساخت‌ها و کاهش ترافیک، ابتکارات حمل و نقل هوشمند را آغاز کرده‌اند. به عنوان مثال، پاریس در سال ۲۰۱۱ یک برنامه به اشتراک‌گذاری اتومبیل برقی به نام Autolib را اجرا کرد که از سنسورهای داخل خودروی هوشمند و توسط GPS، به منظور ردیابی خودرو استفاده می‌کنند.

رانندگان این خودروها می‌توانند از داشبورد خودرو برای رزرو پارکینگ‌های عمومی در سطح شهر استفاده کنند. از IoT، در حمل‌ونقل عمومی، برای جمع‌آوری داده‌های ارزشمند در مورد نحوه عملکرد رانندگان، مسیرهای رفت‌وآمد آنها و همچنین پیاده‌سازی شهرهای هوشمند استفاده می‌کنند. از اطلاعات شبکه‌ی اینترنت اشیا در حمل و نقل هوشمند به منظور زیرساخت‌های بهتر در جاده‌ها، بهره می‌برند.

IoT در حمل و نقل عمومی

خودروی هوشمند تقریبا بی‌نقص کار می‌کند، اما هوشمندسازی حمل و نقل در مورد میلیون‌ها انسانی که هر روز از طریق اتوبوس و قطار، یا هواپیما مسافرت می‌کنند چه راهکاری دارد؟ IoT آنها را نیز پوشش می‌دهد.

شرکت‌های بزرگ در این حوزه عبارت‌اند از Delta ، JetBlue، Amtrak و Greyhound که از سال‌ها پیش شروع به درک ارزش IoT در هوشمندسازی حمل و نقل کرده‌اند. به عنوان مثال، سنسورهای داخل هواپیماها، به تعمیر و نگهداری قطعات کمک می‌کنند تا بتوانند هواپیما را با سهولت بیشتر، ایمن کنند و اطمینان حاصل کنند که هواپیماها مطابق دستورالعمل‌های FAA هستند. شرکت هواپیمایی، قطار و اتوبوس به منظور افزایش رضایت مشتری‌های خود، اقدام به نصب وای فای در وسایل نقلیه خود کردند.

اتوبوس‌های هوشمند

اتوبوس‌های خودران به لطف پیشرفت‌های هوش مصنوعی در حال افزایش هستند. در سال ۲۰۱۹، DeepBlue اولین اتومبیل هوشمند Panda Bus را ارائه داد. یک اتوبوس رانندگی هوشمند که با ویژگی‌های مختلف از خودروی خودران تا یک سیستم کنترل اضطراری هوشمند را اجرا کرده بود.

IoT برای اتومبیل‌ها

در چند سال گذشته، خودروی هوشمند یا اتومبیل‌های هوشمند به دلیل استفاده از IoT محبوبیت زیادی پیدا کرده‌اند. امروزه شرکت‌های اتومبیل‌سازی، وسایل نقلیه خود را به دو روش به اینترنت متصل می‌کنند:

• تعبیه شده

• قابل اتصال به اینترنت

در اتومبیل‌هایی مثل تسلا، یک عدد سیم‌کارت بر روی خودرو در نظر گرفته‌شده و خریدار خودرو بابت خرید سیم‌کارت هزینه‌ی اضافی پرداخت نمی‌کند. ضمن اینکه از ۸ تا ۱۰ سال به صورت رایگان به اینترنت متصل می‌شود. در این نوع اتومبیل‌ها از آنتن داخلی و تراشه استفاده می‌شود. در بعضی از خودروهای هوشمند که چنین امکاناتی از قبل وجود ندارد؛ از سخت‌افزارهایی استفاده می‌کنند تا رانندگان بتوانند از طریق تلفن‌های هوشمند خود با خودرو ارتباط برقرار کنند.

هوشمندسازی ارتباطات و حمل و نقل هوشمند

خودروی هوشمند، می‌تواند لاین حرکت را تشخیص داده و باعث می‌شود که خودرو از لاین خارج ‌نشود. سنسورهای خودروی خودران، سرعت مجاز، فاصله تا خودروی بعدی و همچنین موقعیت خودروها و وسایل نقلیه‌ی دیگر را تشخیص می‌دهند و با توجه به تمامی خطراتی که ممکن است در طی رانندگی اتفاق بیفتد، یک رانندگی هوشمند را ارائه می‌دهند. خودروی هوشمند، فقط با فشردن یک دکمه قادر است خودرو را به‌راحتی پارک کند و یا از جای پارک خودرو خارج شود. بعضی از خودروهای هوشمند، درصورتی‌که راننده پشت فرمان دچار حمله‌ی قلبی شود؛ موقعیت را تشخیص داده و با فعال کردن فلاشر، خودرو را به‌آرامی به بیرون از جاده هدایت می‌کنند.

حمل و نقل هوشمند به‌راحتی از گوگل مپ و دیگر برنامه‌های ناوبری بهره‌مند می‌شود. برنامه‌هایی مانند GasBuddy به راننده نشان می‌دهد که در کجا می‌تواند، ارزان‌ترین سوخت را در منطقه خود پیدا کند. برنامه‌های موسیقی مانند Spotify، نیازهای رادیویی و ماهواره‌ای را برطرف کرده‌اند. تمام تنظیمات خودروهای هوشمند توسط مانیتور آنها قابل‌کنترل است. گرم کردن صندلی‌ها، تنظیمات مربوط به سانروف، تنظیم ارتفاع خودرو و … توسط مانیتور در دسترس راننده قرار می‌گیرد. اینترنت اشیاء، رانندگی در جاده‌ها را به کلی تغییر خواهد داد. خواه در سراسر کشور و با هواپیما باشد یا از خانه به محل کار در اتوبوس!

IoT در خودروهای هوشمند چگونه عمل می‌کند؟

خودروی هوشمند به حسگرهای متفاوتی متصل است و داده‌های این سنسورها همواره در دسترس است. درست است که یک مکانیک هم می‌تواند با استفاده از دستگاه‌های مختلف وضعیت خودرو را شرح دهد اما در دسترس بودن این داده‌ها به صورت بی‌سیم و در زمان واقعی و یا در هنگام بروز خطا ارزش فوق‌العاده‌ای دارد. همان‌طور که میدانید در ردیاب خودرو، اطلاعات سنسورها به سرویس‌های نگهدارنده دیتا و از آنجا برای تجزیه و تجلیل به برنامه‌های کاربردی ارسال می‌شد. اما اطلاعات اینترنت اشیا در حمل و نقل هوشمند، نمی‌توانند به این شکل مورد استفاده قرار گیرند. اطلاعات سنسور خودروی هوشمند در لحظه بایستی تجزیه‌وتحلیل شود. به‌عنوان‌مثال، یک اتومبیل اینترنتی باید فوراً بداند که آیا شیء کوچک که به سمت خودرو پرتاب می‌شود، یک چمدان است یا یک کودک! این تجزیه‌وتحلیل داده‌های در لحظه انجام می‌شود و اجازه می‌دهد خودرو، اقدامات فوری هوشمند را داشته باشد.

با گسترش IoT و توانایی کنترل تنظیمات آن می‌توان گفت وسایل نقلیه ناوگان در حال تبدیل شدن به رایانه‌هایی با چرخ هستند. وسایل نقلیه هوشمند، اساساً ربات‌های محاسباتی AI می‌باشند. پیشرفت در فن‌آوری های محاسبات و ارتباطات با کاهش سریع هزینه‌ها به این معنی است که به‌زودی همه وسایل نقلیه با یکدیگر در حال برقراری ارتباط هستند و برای حفظ این چرخه بهینه، تجربیات و مسیرها به اشتراک گذاشته می‌شوند. این امر به نوآوری‌های باورنکردنی جدید منجر می‌شود. وسایل نقلیه که با وسایل دیگر ارتباط برقرار می‌کنند، خود را به مقصد و مراکز خدماتی مورد نیاز می‌رسانند تا درنهایت مانع نیاز به دخالت راننده شوند. IoT یک کانال مشترک را فراهم می‌کند. ابزاری برای دستیابی به تجزیه‌وتحلیل‌های اصلی که با حمایت هوش مصنوعی و تجربه یادگیری عمیق ماشین، امکان تحول در حمل و نقل را دارند.

مزایای اصلی اینترنت اشیا در حمل و نقل هوشمند:

جمع‌آوری اطلاعات مهم و کاربردی

دستگاه‌های IoT داده‌های سنسورها را از موتور خودرو، سیستم‌های تعلیق، لاستیک، دوربین و…، دریافت و به صورت یکپارچه در سیستم هوشمندسازی وسیله‌ی نقلیه به هم متصل می‌کند. این اطلاعات مهم است و می‌تواند منجر به اقداماتی شود که به بهبود ایمنی، کارایی و کاهش هزینه‌ها کمک کند. IoT داده‌های ناوگان را با موقعیت مکانی، عملکرد راننده و وسیله نقلیه، سرعت، مسیرها، ترافیک و اطلاعات آب و هوایی را به صورت زنده و با ارائه اطلاعات مهم که منجر به افزایش راندمان عملیاتی بهتر می‌شود، امکان‌پذیر می‌کند.

افزایش ایمنی با حمل و نقل هوشمند

ایمنی در حمل و نقل، شامل سه بخش عمده است. سلامت راننده، سلامت خودروها و کیفیت رانندگی. خودروی هوشمند با توجه به اطلاعاتی که از سنسورها دریافت می‌کند؛ همه‌ی این موارد را پوشش می‌دهد. خودروهای هوشمند مجهز به اتو پایلوت، می‌توانند فاصله‌ی مجاز با وسایل نقلیه‌ی دیگر حفظ کنند. موانع و انسان‌ها را به سرعت تشخیص می‌دهند و از همه مهم‌تر اینکه موقعیت‌های رانندگی را پیش‌بینی می‌کنند. سنسورهایی که در این خودروها نصب هستند می‌توانند شیب و انحناهای جاده را با دقت بالا تشخیص دهند. بنابراین رانندگی با یک خودروی هوشمند، امنیت را افرایش می‌دهد.

راندمان بالاتر حمل و نقل هوشمند

سنسورهای IoT، به ساخت سیستم‌های هوشمندتر و کارآمدتر کمک می‌کنند. همچنین اینترنت اشیا کار پیش‌بینی خرابی و تعمیرات احتمالی قطعات خودرو را انجام می‌دهد. به این ترتیب، در کاهش هزینه‌های غیرضروری تعمیر کمک می‌کند. خودروی هوشمند، می‌تواند نزدیک‌ترین فروشگاه آپارات تایر در هنگامی‌که فشار لاستیک‌ها کم است یا به طور ناگهانی تغییر می‌کند، را به شما نشان دهد. اینترنت اشیا به کاهش مصرف سوخت نیز کمک می‌کند. در کل بعضی از مزایای اینترنت اشیا در هوشمندسازی خودروها، عبارت‌اند از:

۱. عملکرد پیشرفته و هوشمندانه

۲. افزایش ایمنی

۳. دریافت اطلاعات مهم و کاربردی

۴. دستیابی به راندمان بالاتر

۵. ارائه تجربیات جدید

خدمات IoT و تجزیه و تحلیل داده‌ها در حمل و نقل هوشمند

خودروی خودران:

خودروهای خودران یا اتو پایلوت، برای رانندگی در ایالت میشیگان ثبت شده‌اند. این ماشین‌ها می‌توانند در مسیرهای از پیش تعیین‌شده، رانندگی کنند. به منظور ایجاد یک دید ۳۶۰ درجه در اطراف آنها از دوربین‌های استریو و سنسورها استفاده می‌شود. سپس از رایانه‌های قدرتمند جهت پردازش واحدهای کنترل موتور، برای هدایت مسیر خود بهره می‌برند.

بررسی سلامتی راننده:

با استفاده از تجزیه‌وتحلیل داده‌ها و به‌کارگیری هوش مصنوعی، می‌توان تجزیه‌وتحلیل داده‌های مرتبط با مراقبت‌های بهداشتی و تأثیر آن بر رانندگی را نشان داد. با استفاده از دوربین‌ها و سنسورهای پزشکی مانند سنسورهای تنفس در سطح قفسه سینه که در کمربند ایمنی، قرار دارد، سنسورهای اثر انگشت که بر روی فرمان و داشبورد به منظور بررسی سلامت راننده، قرارگرفته‌اند به ایمنی و امنیت راننده و سرنشینان اهمیت می‌دهد. این سنسورها اطلاعاتی مربوط به اینکه آیا الکل در جریان خون راننده وارد شده و یا اینکه آیا راننده دچار اضطراب، عصبانیت یا خواب‌آلودگی است یا نه، را به نشان می‌دهد. در واقع می‌توان گفت در سیستم این خودروها راننده نیز جزوی از وسایلی است که بایستی اطلاعات مربوط به آن را ثبت و نگهداری کرد.

مصرف بهینه سوخت در خودروی خودران:

خودروی هوشمند خودران، مصرف سوخت را برنامه‌ریزی می‌کند تا در شرایط بهینه موتور و پیشرانه کار کنند که باعث بهبود مصرف سوخت می‌شود. شبکه عصبی با پارامترهای ورودی مانند اطلاعات کنترل‌های نظارتی و سنسورهای دما، ترافیک و داده‌های GPS تغذیه می‌شود، سپس چرخه رانندگی را محاسبه می‌کند. همه‌ی اینها منجر به کاهش مصرف گاز می‌شود و به راحت‌تر شدن رانندگی کمک می‌کند.

پیش‌بینی نقص وسیله نقلیه:

یک رویکرد نوآورانه در IoT نشان داد که داده‌های مربوط به قطعات هوشمند موجود در وسیله نقلیه، می‌تواند در پیش‌بینی خرابی قطعات، نقش داشته‌باشد و بدین ترتیب هزینه‌های غیرمنتظره تعمیرات را کاهش می‌دهد.

قدرت یادگیری هوش مصنوعی:

با استفاده از هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی و همچنین تعامل در زمان واقعی با زیرساخت‌ها، و بر اساس عادت‌های راننده (رفتار) و شرایط جاده، خودوری هوشمند پتانسیل یادگیری و عملکرد بهتر را دارد.

مدیریت ناوگان با استفاده از تجزیه و تحلیل داده‌های فراوان:

ناوگان حمل و نقل شرکت‌های بزرگ، داده‌های فراوانی مربوط به ویژگی‌هایی از قبیل ثبت دارایی‌ها، وضعیت ناوگان، تعمیر و نگهداری قطعات خودروها، مشخصات خودرو، مسیریابی و موقعیت مکانی، هشدارها و تهیه‌ی گزارش‌های متعدد دارد. بدیهی است، به منظور ارائه راه‌حل‌های بهینه IoT در صنعت حمل و نقل، داده‌ها بسیار تأثیرگذار خواهند بود.

IoT و حفاظت از محیط زیست

سوخت‌های فسیلی با تولید گازهای آلوده‌کننده محیط، زمین را به نابودی می‌کشد و تنها راه نجات کره زمین، استفاده از انرژی‌های پاک است. خودروهای قدرتمند تسلا نمونه‌ی خوبی از اهمیت شرکت سازنده به محیط‌زیست است. به‌عنوان‌مثال خودروهای تسلا مدل S یک خودروی تمام الکترونیک است و با توجه به اینکه از برق استفاده می‌کنند اما شتاب آن کمتر از خودروهای بنزینی نیست که همین موضوع باعث محبوبیت این خودروها می‌شود. خودروهای هوشمند تسلا، دارای باتری‌هایی هستند که پس از تمام شدن مدت گارانتی، و یا از رده خارج شدن، می‌توان از آنها در تأمین برق توسط انرژی خورشید، بهره برد.

اینترنت اشیا در همه‌ی حوزه‌های صنعتی و تکنولوژی در حال پیشرفت و نوآوری است. شاید زمانی رانندگی در جاده‌ها به اندازه‌ی فیلم‌های سیاه و سفید، نوستالژیک شوند. پیاده‌سازی فناوری‌های IoT نیاز به زیرساخت‌هایی دارد که متأسفانه در کشور ما در حال حاضر چندان فراهم نیست. بااین‌حال اینترنت اشیا در هوشمند سازی ناوگان حمل و نقل، پیشرفت‌های چشم‌گیری داشته و روزبه‌روز در حال بهتر شدن است. شرکت دانش‌بنیان آرشین در زمینه اینترنت اشیا و هوشمندسازی صنعت حمل و نقل، پروژه‌های مهمی را با موفقیت به پایان رسانده است.