نویسندگان:
سروش شباهنگ (مدیر مرکز کنترل ترافیک مشهد)
علی پژومندراد (مدیر بخش هوشمندسازی مرکز کنترل ترافیک مشهد)
این مقاله به بررسی پروژه پیادهسازی سیستم اولویتدهی هوشمند به اتوبوس در تقاطعهای چراغدار با استفاده از تکنولوژی بینایی ماشین میپردازد. ارائه این سیستم نهتنها در بهبود جریان ترافیک، بلکه در ارتقای کارایی ناوگان حملونقل عمومی نیز تأثیرگذار است. این پروژه در همایش “مراکز کنترل ترافیک و هوشمندسازی شهری” که توسط شرکت مهیا در تاریخ 12 آذر 1404 در تهران برگزار شد، مطرح گردید. در این همایش، محورهای مختلفی مورد بحث قرار گرفت، از جمله:
بهینهسازی تقاطعهای هوشمند
اولویتدهی به خودروهای امدادی
تحلیل دادههای ترافیکی برای تصمیمسازی هوشمند
بررسی چالشها و تعامل با سایر سازمانهای مرتبط با حوزه ترافیک
بررسی منابع جایگزین در زمان ناترازی انرژی
دستاوردها و چالشهای هوش مصنوعی در حوزه ترافیک
برای کسب اطلاعات بیشتر در خصوص این همایش، میتوانید به صفحه همایش مراکز کنترل ترافیک و هوشمندسازی شهری مراجعه کنید.
مقدمه
در دنیای امروز، نیاز به بهینهسازی سیستمهای حملونقل عمومی بهویژه در کلانشهرها، بهطور فزایندهای احساس میشود. یکی از راهکارهای اساسی برای کاهش زمان سفر و بهبود حرکت اتوبوسها در شهرهای بزرگ، استفاده از سیستمهای هوشمند اولویتدهی به اتوبوس در تقاطعهای چراغدار است. این سیستمها با استفاده از تکنولوژیهای نوین مانند بینایی ماشین و پردازش تصویر، قادرند تا وضعیت ترافیک را تشخیص دهند و در زمان مناسب به اتوبوسها اولویت دهند. این مقاله به بررسی مزایا، اهداف، و روشهای اجرایی این پروژه میپردازد.
ضرورت اجرای پروژه
سیستم اولویتدهی هوشمند به اتوبوسها، راهکاری هوشمند برای بهبود کیفیت خدمات حملونقل عمومی است. به علاوه، با اجرای این سیستم، زمان تأخیر و توقف اتوبوسها در تقاطعهای چراغدار کاهش مییابد. بنابراین، استفاده از این سیستمها در تقاطعهای مجهز به کنترلرهای هوشمند (مانند سیستم SCATS) هزینهها را کاهش داده و به بهرهبرداری سریعتر از زیرساختهای موجود کمک میکند. این سیستم همچنین به کاهش ترافیک و بهبود کیفیت سفرهای عمومی در مناطق پرتردد کمک میکند و از هزینههای اضافی برای نصب تجهیزات جدید جلوگیری مینماید.
اهداف اجرای پروژه
اهداف اصلی این پروژه شامل اولویتدهی به اتوبوسها در تقاطعهای چراغدار برای کاهش زمان تأخیر و توقف اتوبوسها است. این اهداف با استفاده از روشهای پیشرفته بینایی ماشین برای تشخیص دقیق اتوبوسها در تقاطعها و اتصال به کنترلرهای موجود در سیستمهای هوشمند مانند SCATS قابل دستیابی هستند. به علاوه، این سیستم به افزایش سرعت و کارایی اتوبوسها در تقاطعهای شلوغ کمک میکند و از زیرساختهای موجود و کاهش هزینهها بهرهبرداری میکند.
پروژههای موفق جهانی در اولویتدهی به اتوبوسها
پروژههای زیادی در دنیا برای اولویتدهی به اتوبوسها در تقاطعهای چراغدار اجرا شده است که در اینجا به برخی از آنها اشاره میشود:
لندن، بریتانیا: این پروژه مبتنی بر سیستم SCOOT است که باعث کاهش 8 تا 15 درصدی زمان سفر اتوبوسها در کریدورها میشود.
لس آنجلس، آمریکا: در این پروژه از سیستم GPS برای تشخیص اتوبوسها و اولویتدهی مشروط استفاده شده است که باعث کاهش 20 تا 25 درصدی زمان سفر خطوط اتوبوس سریع میشود.
پورتلند، آمریکا: در این شهر از سیستم TSP برای خطوط اتوبوس و دوچرخه بهطور همزمان استفاده شده است که باعث بهبود 7 تا 12 درصدی سرعت متوسط اتوبوسها شده است.
ردیف | شهر | کشور | نوع TSP اجراشده | نتایج کلیدی گزارششده |
1 | لندن | بریتانیا | SCOOT – اولویت پویا | کاهش ۸–۱۵٪ زمان سفر |
2 | منچستر | بریتانیا | Green Extension | افزایش پایداری سرویس |
3 | گلاسگو | بریتانیا | Priority Bus Signals | کاهش توقفها |
4 | زوریخ | سوئیس | اولویت مطلق | دقت ۹۰٪ زمانبندی |
5 | برلین | آلمان | TSP برای اتوبوس + تراموا | کاهش تأخیر قابل توجه |
6 | لیون | فرانسه | هوشمند + Bus Lane | بهبود ۱۰–۱۵٪ سرعت |
7 | بارسلونا | اسپانیا | AVL-based | کاهش ۱۳٪ زمان سفر |
8 | استکهلم | سوئد | BRT TSP | کاهش ۱۵–۲۰٪ تأخیر |
9 | آمستردام | هلند | RFID/AVL | کاهش توقفهای بیمورد |
10 | کپنهاگ | دانمارک | هماهنگشده با چراغها | افزایش سرعت شبکه |
11 | شیکاگو | آمریکا | GPS TSP | کاهش ۱۲٪ زمان سفر |
12 | لسآنجلس | آمریکا | Conditional TSP | کاهش ۲۰–۲۵٪ زمان سفر |
13 | نیویورک | آمریکا | SBS TSP | کاهش ۱۰–۱۵٪ زمان سفر |
14 | سانفرانسیسکو | آمریکا | MUNI Signal Priority | بهبود عملکرد خطوط |
15 | سیاتل | آمریکا | RapidRide TSP | افزایش سرعت ۱۰٪ |
16 | فینیکس | آمریکا | رادیویی/Actuated | کاهش تأخیر تقاطعها |
17 | اورلندو | آمریکا | Lymmo BRT TSP | عملکرد مشابه BRT استاندارد |
18 | ونکوور | کانادا | Full TSP | کاهش ۲۰٪ توقفها |
19 | تورنتو | کانادا | Conditional | کاهش ۱۵٪ تأخیر |
20 | مونترال | کانادا | Integrated TSP | بهبود دقت زمانبندی |
ردیف | شهر | کشور | نوع TSP اجراشده | نتایج کلیدی گزارششده |
21 | ملبورن | استرالیا | Tram + Bus TSP | افزایش سرعت ناوگان |
22 | سیدنی | استرالیا | SCATS Dynamic | کاهش ۱۵–۲۰٪ زمان سفر |
23 | بریزبین | استرالیا | Busway TSP | عملکرد پایدار |
24 | آوکلند | نیوزلند | GPS-based | کاهش 12٪ زمان سفر |
25 | توکیو | ژاپن | Advanced TSP | کاهش توقفها |
26 | سئول | کره | BRT + Priority | کاهش ۱۵–۲۵٪ تأخیر |
27 | کوالالامپور | مالزی | Sunway BRT | بهبود هماهنگی چراغ |
28 | سنگاپور | AVL Smart TSP | کاهش ۳۰٪ توقف | |
29 | استانبول | ترکیه | Busway + TSP | افزایش سرعت خطوط |
30 | دوحه | قطر | Real-time TSP | کارایی بالا در رویدادها |
31 | بوگوتا | کلمبیا | BRT TSP | افزایش ۳۰٪ سرعت |
32 | لیما | پرو | Metropolitano BRT | کاهش تأخیرهای چراغی |
33 | مکزیکوسیتی | مکزیک | BRT Corridors | بهبود زمان سفر |
34 | سائوپائولو | برزیل | Priority Signals | افزایش حرکت روان |
35 | کیپتاون | آفریقای جنوبی | MyCiti TSP | کاهش تأخیر در تقاطعها |
36 | دهلی نو | هند | TSP برای BRT و اتوبوسهای GPSدار | کاهش تأخیر و افزایش پایداری حرکت |
37 | هنگکنگ | چین | اولویتدهی زمان واقعی برای اتوبوس | کاهش توقفهای غیرضروری در تقاطعها |
38 | نانجینگ | چین | TSP برای خطوط BRT | کاهش زمان سفر و افزایش سرعت متوسط |
39 | پاریس | فرانسه | برای اتوبوس + تراموا | کاهش توقفها، افزایش سرعت خطوط اتوبوس ۱۰–۱۵٪ |
40 | هلسینکی | فنلاند | AVL-based Signal Priority | افزایش دقت زمانبندی و کاهش ۱۰–۱۵٪ زمان سفر |
پیادهسازی TSP در مشهد
در مشهد، پیادهسازی سیستم اولویتدهی به اتوبوسها با استفاده از سیستم کنترل ترافیک SCATS و تکنولوژیهای نوین بینایی ماشین انجام شده است. پروژه TSP در تقاطعهای طبرسی – مجلسی اجرا شد و شامل استفاده از تجهیزات پردازش تصویر برای شناسایی اتوبوسها بود. این پروژه با استفاده از امکانات زیرساختی موجود در تقاطعها و بدون نیاز به تجهیزات اضافی برای اتوبوسها، بهصورت کمهزینه و سریع اجرا شد.
روشهای اجرایی TSP در مشهد
این پروژه در سه سطح اجرایی پیادهسازی شد:
سطح محدود: پیادهسازی در یک یا چند تقاطع
سطح مسیر: پیادهسازی در کل مسیر مورد نظر
سطح گسترده: پیادهسازی در منطقه یا محدوده حرکت اتوبوس
این روشها بهگونهای طراحی شدهاند که به کاهش تأخیر و افزایش کارایی اتوبوسها در کل شبکه حملونقل عمومی کمک کنند.
مشخصات فنی سامانه TSP
سامانه TSP در مشهد ویژگیهای فنی خاصی دارد که آن را از سایر سیستمها متمایز میکند. از جمله ویژگیهای این سامانه میتوان به سرعت بالای پردازش و ارسال اطلاعات به سیستم SCATS، دقت بالای 95 درصد در روز و 90 درصد در شب، و توانایی پردازش در شرایط جوی نامساعد مانند برف و باران اشاره کرد. همچنین، این سامانه از GPU برای پردازش بلادرنگ استفاده کرده و قابلیت دریافت چندین استریم از دوربینهای IP-Based را دارد.
مزایا و معایب انواع روشهای TSP
برای پیادهسازی TSP، روشهای مختلفی وجود دارد که شامل اولویتدهی محلی، اولویتدهی مرکزی و ترکیبی از هر دو روش است.
اولویتدهی محلی: این روش سادهترین و بهینهترین روش است که بهویژه برای سرویسدهی به سیستمهای مبتنی بر جدول زمانی مناسب است.
اولویتدهی مرکزی: این روش امکان اولویتدهی پویا و هماهنگسازی شبکهای را فراهم میکند و برای سرویسهای براساس سرفاصله مناسب است.
راهکارهای تشخیص اتوبوس
در این پروژه از راهکارهای مختلفی برای تشخیص اتوبوسها استفاده شده است، از جمله پردازش تصویر، سنسورهای القایی و RFID. این سیستمها بهگونهای طراحی شدهاند که میتوانند اتوبوسها را در تقاطعها شناسایی کرده و درخواست اولویتدهی را به سیستم کنترل ترافیک ارسال کنند.
نتیجهگیری
اجرای پروژه TSP در تقاطعهای مشهد موجب کاهش 14 تا 27 درصدی زمان سفر و تأخیر در اتوبوسها شده است. همچنین، با احتساب اتوبوسها و خودروهای شخصی و ضریب سرنشین هرکدام از مدهای حملونقل، کل زمان سفر در شبکه حملونقل شهری 23 درصد کاهش یافته است. این نشاندهنده تأثیر مثبت این پروژه بر جریان ترافیک و بهبود کارایی سیستم حملونقل عمومی است.
شرکت مهیا همچنین خدمات ویژهای برای اولویتدهی به اتوبوسها و خودروهای امدادی و عمومی ارائه میدهد. برای کسب اطلاعات بیشتر، میتوانید به صفحه خدمات اپراتوری SCATS مراجعه کنید.
در نهایت، میتوان گفت که استفاده از سیستم TSP در تقاطعها بهویژه با توجه به امکانات موجود در شهرهای بزرگ مانند مشهد، راهحل مناسبی برای بهبود سرعت و کارایی ناوگان حملونقل عمومی و کاهش ترافیک شهری است. همچنین، شرکت مهیا با ارائه خدمات اولویتدهی به خودروهای امدادی و عمومی، به بهبود عملکرد سیستمهای ترافیکی در مواقع ضروری کمک میکند.
این پروژه، که با استفاده از محصولات و خدمات پیشرفته شرکت مهیا مانند سیستم SCATS و کنترلر هوشمند ترافیک، بهطور مؤثر بهکار گرفته شده، نمونهای از توانمندیهای این شرکت در زمینه بهینهسازی و هوشمندسازی ترافیک شهری است.