«معهد مصدر» يسهم في تطوير حلول ذكية لبناء نظام نقل أكثر كفاءة

أبوظبي(الاتحاد) يُجري معهد مصدر عدداً من المشاريع البحثية التي تهدف للتوصل إلى حلول مبتكرة في مجال نظم النقل الذكية. ويبحث أحد هذه المشاريع في الاستفادة من تقنيات «إنترنت الأشياء» لتطوير نظام إنارة ذكي للطرقات، ومجسّات يمكن أن ترفع من كفاءة استهلاك الطاقة في المركبات الكهربائية الهجينة، إلى جانب إعداد دراسة جدوى حول فرص زيادة الاعتماد على المركبات الكهربائية في الإمارات. ويتجه قطاع النقل البري للتحول نحو نظم نقل ذكية تعتمد على حلول متقدمة توظف تقنيات «إنترنت الأشياء»، حسب الدكتور ستيف غريفيث، نائب الرئيس للأبحاث ومساعد المدير المكلّف في معهد مصدر. ويتم الاستفادة من تقنيات «إنترنت الأشياء»، التي تتضمن أجهزة استشعار وشبكات تواصل ونظم تحليل، لجمع بيانات من المركبات والهواتف وإشارات المرور وغيرها من الأشياء المرتبطة عبر شبكة الإنترنت بهدف القيام بوظائف محددة. ومن شأن هذا التطور أن يزوّد السائقين والمشرفين على المواصلات بمعلومات تساعدهم في جعل عمليات النقل أكثر كفاءة واستدامة وأماناً. وقال غريفيت في كلمته في مؤتمر «تقنيات إنترنت الأشياء في مجال النقل» الذي عقد نهاية الشهر الماضي، إن إماراتي دبي وأبوظبي قد بدأتا فعلياً بتطبيق نظم نقل ذكية تسهم في تعزيز الأمان على الطرقات والاستدامة وكذلك تحسين وسائل ونظم الاتصال في المركبات وعمليات مراقبة وإدارة نظام المواصلات، منوهاً إلى ضرورة المضي قدماً في أنشطة البحث والتطوير لتطوير تقنيات متقدمة تحدث نقلة نوعية في مجال نظم النقل الذكية. نظام إنارة ذكي ويقود الدكتور ميهاي ساندولينو، أستاذ مشارك في الهندسة الكهربائية وعلوم الحوسبة في معهد مصدر، مشروعاً مبتكراً في مجال «أنترنت الأشياء» يسعى إلى تزويد نظام إنارة الطرقات في أبوظبي بأجهزة تسهم في خفض استهلاك المصابيح للطاقة، وتساعد في مراقبة السرعة على الطرقات، فضلاً عن توفير إنارة أفضل خلال الظروف الجوية القاسية كالضباب والعواصف الرملية. ولتحويل الإنارة على الطرقات إلى نظام ذكي، يعمل الدكتور ساندولينو على تطوير مجسّات ذات تردد لاسلكي، يتم تركيبها على أعمدة إنارة الشوارع لجمع وإرسال بيانات حول أحوال الطقس كالضباب والرطوبة والرياح والغبار، وكذلك معلومات متعلقة بالمركبات على الطرقات كالسرعة، ما يساعد الجهات المعنية في الدولة على اتخاذ الإجراءات اللازمة. وستتيح هذه المجسّات لنظام الإنارة إمكانية التكيف حسب الحاجة للإنارة، فتزداد درجة الإنارة عند استشعار قدوم مركبة ما، وتعود لتنخفض فور ابتعادها، الأمر الذي يساهم في تحسين كفاءة استهلاك الطاقة فضلاً عن تعزيز السلامة على الطرقات. وسيقوم نظام الإنارة المقترح بخفض استهلاك الطاقة بنسبة تتراوح بين 30% إلى 50% من خلال استبدال المصابيح المعدنية الهالوجينية المستخدمة حالياً، والتي تستهلك الكثير من الكهرباء، بمصابيح (LED) دون التأثير على جودة الإنارة. وجدير بالذكر أن العمر الافتراضي لمصابيح (LED) أطول من 10 إلى 15 سنة من المصابيح الهالوجينية، ما يقلل الحاجة إلى تغيير المصابيح وصيانتها وبالتالي تحقيق توفير في التكلفة يتراوح بين 50% و70%. ومن الميزات الأخرى التي يمكن أن تسهم في خفض التكلفة، يقوم هذا النظام الذكي بإجراء مراقبة أوتوماتيكية لتعرض المصابيح لأي خلل كامل أو جزئي وإعلام الجهة المعنية فوراً لاستبداله. ويتعاون معهد مصدر في هذا المشروع البحثي الذي يمتد لعامين مع كل من شركة الإمارات للاتصالات المتكاملة «دو»، والجامعة الأميركية في رأس الخيمة، وجامعة خليفة. وسيسهم هذا المشروع في تعزيز مكانة الإمارات على مستوى العالم في مجال تقنيات «إنترنت الأشياء» والتي يتوقع أن تبلغ قيمة سوقها نحو 6.2 تريليون دولار بحلول العام 2025، ونظم النقل الذكية التي ستتجاوز قيمة سوقها 138 مليار دولار بحلول العام 2020. مركبات كهربائية وأهم ما يُميز نظم النقل الذكية، التي تعتمد على تقنيات ذكية وخضراء، هو تركيزها على خفض استهلاك الوقود. فيستحوذ قطاع النقل على 30% من الاستهلاك العالمي للطاقة، ويستهلك النقل البري لوحده أكثر من ثلثي هذه النسبة ،وهو ما يظهر بشكل جلي الصلة الوثيقة بين التوصل إلى حلول مبتكرة في مجال الطاقة وإمكانية إحراز تقدم في مجال نظم النقل ذكية. وفي هذا السياق، تتشابه نظم النقل الذكية مع المركبات الكهربائية من حيث السعي إلى خفض استهلاك الطاقة وتعزيز ميزة الاستدامة. لذلك يعتبر الخبراء أن زيادة شعبية المركبات الكهربائية وارتفاع مبيعاتها بنسبة 70% بين عامي 2014 و2015 يمكن أن يصب في صالح دعم قطاع نظم النقل الذكية. وسعياً وراء دعم زيادة الاعتماد على المركبات الكهربائية في دولة الإمارات، يقوم الدكتور سيجوريس سجوريديس، أستاذ مشارك في هندسة وإدارة النظم في معهد مصدر، بإجراء بحث يتناول الفوائد والعقبات المتعلقة بعملية التحول نحو المركبات الكهربائية ، مركزاً على دراسة الميزات الاقتصادية والتقنية لاستخدام المركبات الكهربائية في أبوظبي، مع إمكانية التوسع في البحث ليشمل كل منطقة الخليج. وقال الدكتور سجوريديس: «لقد أجرينا أول دراسة استبيان في المنطقة لتحديد مدى رغبة السائقين في استخدام المركبات الكهربائية، إلى جانب إجراء تقييم تقني واقتصادي حول تأثير استخدام المركبات الكهربائية على القطاعين الحكومي والخاص فيما يتعلق بتكلفة دعم الوقود. فإن خفض الاستهلاك المحلي للوقود سيعود بالنفع على الحكومة التي يمكن أن تحول مخصصات دعم الوقود لدعم قطاع المركبات الكهربائية.» وقد رشحت عن هذا البحث نتائج تظهر أن استخدام المركبات الكهربائية في الإمارات وغيرها من دول الخليج مرهون بمدى إدراك حجم تكلفة الوقود الأحفوري والتلوث الذي يتسبب به، وكذلك الرغبة في الارتقاء بهذه المجتمعات وتعزيز مكانتها على مستوى العالم. ويعتقد الدكتور سجوريديس أن في حال قررت الحكومة دعم المركبات الكهربائية، فالأفضل البدء بدعم المركبات الأكثر استخداماً كمركبات الأجرة وأساطيل المركبات التجارية. وبرأيه أن ذلك سيشجع الاعتماد على المركبات الكهربائية، ويتيح للحكومة الإماراتية جني فوائد كبيرة جراء التحول إلى وسيلة النقل المستدامة هذه. مركبات هجينة ذكية وثمة مشروع بحثي آخر في معهد مصدر يركز على الجمع بين حلول الطاقة المبتكرة ونظم النقل الذكية، بهدف تحسين كفاءة استخدام المركبات الكهربائية الهجينة والطرقات بشكل عام، ويقوده الدكتور سيد تشي كين، أستاذ مساعد في علوم الحوسبة والمعلومات، بمشاركة طالب الدكتوراه تشين مينغ تسنغ. ويعمل الدكتور تشاو والطالب تسينغ على تطوير تطبيق سوف يساعد على استخدام المركبات الكهربائية الهجينة بطريقة أكثر فعالية، وكذلك تعزيز ثقة السائق من خلال توفير خرائط حول مواقع محطات الشحن، فضلاً عن توفير معلومات حول المسافة المقدرة حتى نفاد الوقود من المركبة. ويقول تسينغ «تُزود المركبات الكهربائية الهجينة ببطاريات كبيرة يمكن إعادة شحنها، تتيح لها قطع مسافات طويلة اعتماداً على الطاقة الكهربائية فقط. وتتبع العديد من هذه المركبات أسلوباً بسيطاً يتمثل في استخدام البطارية حتى يقارب شحنها على النفاد قبل التحول لاستخدام خزان الوقود». ويضيف «بناء على ظروف القيادة، أحياناً تكون الطاقة الكهربائية أكثر فعالية من الوقود أو العكس. لذلك قمنا بتطوير تطبيق مرتبط بنظام سحابي لاقتراح أنماط القيادة المفضلة بناء على الظروف المختلفة على الطرقات». وقد قام الفريق باختبار التطبيق الجديد على سيارة شفروليه فولت. وكون معظم المركبات الهجينة تركز بشكل أساسي على الأمور المتعلقة بالمركبة أكثر من السائق كأسلوب قيادته أو حركة المرور، يسعى هذا البحث إلى فض استهلاك المركبات الكهربائية للطاقة من خلال أخذ العوامل ذات الصلة بالسائق بعين الاعتبار. وحسب الفريق البحثي، من المتوقع أن يساهم التطبيق في خفض استهلاك الوقود بنحو 20% في حال تم استخدامه بشكل صحيح. ومن جهة أخرى، يمكن استخدام التطبيق لتقدير المسافة المتبقية قبل نفاد شحن البطارية في المركبات الكهربائية، وهي ميزة هامة جداً نظراً لعدم توفير العديد من محطات الشحن، إذ يتوجب على السائق التنبه إلى عدم استهلاك كامل شحن البطارية قبل الوصول إلى محطة الشحن التالية. كما يمكن أن يساعد التطبيق السائقين على اختيار المسار الأفضل لتجنب القيادة ضمن المدينة وفي الزحام والتي تتسبب في استهلاك المزيد من الطاقة. ويعد هذا التطبيق، المتوقع أن يتوفر على كل من «Google Play» و«Apple Store» العام المقبل، بمثابة مثال واضح على كيفية الاستفادة من تقنيات تحليل البيانات والحوسبة السحابية لتطوير تقنيات مبتكرة تسهم في دعم جهود الإمارات للتحول نحو نظم النقل الذكية. الاستراتيجية الوطنية للابتكار أبوظبي (الاتحاد) يندرج قطاع النقل ضمن القطاعات التي تستهدفها الاستراتيجية الوطنية للابتكار في الإمارات، وذلك لدوره المهم في تأمين سبل التنقل الملائمة ضمن المجتمع، ولدوره في التأثير على صحة الإنسان وإنتاجيته بشكل عام، فضلاً عن مساهمته الكبيرة في انبعاثات الغازات الدفيئة على مستوى العالم. وسعياً للارتقاء بنظام النقل في دولة الإمارات ليكون من أكثر النظم المبتكرة على مستوى العالم، يعمل باحثو معهد مصدر على الاستفادة من خبراتهم في مجال تقنيات «إنترنت الأشياء» اللازمة للتحول نحو نظام نقل أكثر ذكاء وأماناً ومراعاة للبيئة.