گام مهم پژوهشگران دانشگاه شریف برای حل معضل ترافیک شهری

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از دانشگاه صنعتی شریف، با گسترش شهرها و افزایش تعداد وسایل نقلیه، حمل‌ونقل به یکی از دغدغه‌های اصلی دولت‌ها تبدیل شده ‌است. موضوع حمل‌ونقل بر روی جنبه‌های دیگر توسعه‌ی شهری نیز تأثیر می‌گذارد و نیاز به کنترل مداوم دارد. بنابراین متخصصین این رشته برای کنترل بهتر و شناخت بیشتر این پدیده به فناوری‌های پیشرفته و هوشمند حمل‌ونقل روی آوردند.

گرچه در ابتدا استفاده از این فناوری‌ها مانند دوربین‌های ثبت تردد، تردد شمار، دوربین‌های ترافیکی و سایر موارد عملیات بررسی رفتارهای ترافیکی را ساده‌تر می‌کند، اما استفاده روزافزون از این فناوری‌ها و تعدد سامانه‌های مختلف کنترلی، خود به چالشی بزرگ تبدیل‌ شده است. هر یک از این سامانه‌ها روزانه میلیون‌ها داده‌ خام تولید می‌کنند که دارای مشکلات فراوانی مانند نقص اطلاعات، سرعت بسیار زیاد تولید اطلاعات، عدم نظارت بر عملکرد این سامانه‌ها که از جمله مشکلات مطرح شده در کلان داده‌ها است.

در ایران نیز موضوع ترافیک از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است به گونه‌ای که رهبر انقلاب در دیدار با نخبگان کشور (۲۷ آبان ۱۴۰۰) به این موضوع اشاره کردند.

شهرداری‌ها، سازمان راهداری، پلیس راهور و دیگر ارگان‌ها تجهیزات متنوع و متعددی را در سطح شهر و جاده‌ها نصب می‌کنند که متاسفانه مشکلاتی از قبیل؛ عدم استفاده از داده‌های تولید شده، عدم نظارت هوشمند بر عملکرد تجهیزات، مغایرت در داده‌های موجود، وجود خطا در داده‌ها، حجم بالای دیتا تولیدی، هزینه بالا پردازش این حجم از اطلاعات با استفاده از نیروی انسانی، استفاده بهینه از داده‌های خام، مدیریت دیتا تولید شده، هزینه سخت‌افزار ذخیره‌سازی دیتا و جانمایی بهینه تجهیزات به وجود می‌آید.

دیتای تولیدی ارزش بسیار زیادی دارد که با استفاده از پردازش آن‌ها می‌توان مشکلات ذکر شده فوق را حل نمود و همچنین اطلاعات ارزشمندی را از آن استخراج کرد که باعث می‌شود بتوان ترافیک شهر را بهینه‌تر کنترل کرد و نظارت کامل بر ترافیک و عملکرد تجهیزات نصب شده ایجاد شود.

ایمان غلامپور عضو هیات علمی پژوهشکده الکترونیک دانشگاه صنعتی شریف درباره لزوم ایجاد «سامانه مدیریت هوشمند ترافیک شهری» گفت: در حوزه ترافیک، شهرداری‌های شهرهای مختلف جهان با استفاده از سیستم‌های پیشرفته هوش مصنوعی و تحلیل داده، ترافیک شهر و تجهیزات را رصد و کنترل می‌کنند.

وی افزود: متاسفانه این موضوع تاکنون در ایران مغفول مانده است و سازمان‌ها و ارگان‌ها با هزینه بسیار زیادی تجهیزات ترافیکی را نصب می‌کنند و هیچ پردازشی بر روی دیتای خام آن‌ها صورت نمی‌پذیرد. این دیتا با صرف هزینه بسیار زیادی (بدون استفاده از فشرده سازی) در دیتابیس‌های غیربهینه صرفاً ذخیره می‌شود و عملاً به علت عدم بهره‌گیری از ساختار نرم‌افزاری بهینه قابل استفاده نیستند.

غلامپور افزود: همچنین با توجه به عدم پردازش دیتاها نیز عملکرد تجهیزات رصد نمی‌شود و سامانه با عملکرد نامطلوب به فعالیت ادامه می‌دهد. جهت حل این مشکل یک گروه در دانشگاه صنعتی شریف از سال ۱۳۹۰ وارد حوزه ITS (Intelligent Transport System) شد و طی ۱۲ سال پژوهش توانست بخش زیادی از ادوات مورد نیاز در حوزه حمل و نقل هوشمند را طراحی و تولید کند که در حال حاضر در بیش از ۱۰۰ شهر نصب شده است.

وی ادامه داد: این گروه در ۴ حوزه سیستم‌های نهفته (Embedded System)، بینایی ماشین (Computer Vision) ،کلان داده (Big Data) و IOT فعالیت می‌کند.

عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی شریف در خصوص نحوه عملکرد این سامانه گفت: سامانه مدیریت هوشمند ترافیک شهری از سه بخش کلی؛ طراحی و تولید حسگرهای نصب شده در شهر، سامانه مدیریت و تحلیل داده‌های ترافیکی و سامانه تحلیل رخدادهای ترافیکی با استفاده از هوش مصنوعی تشکیل شده است که تمامی مراحل تحقیق و تولید محصولات توسط پژوهشگران دانشگاه صنعتی شریف انجام شده است.

وی خاطرنشان کرد: در این سامانه اطلاعات ترافیکی با سرعت و حجم بسیار زیادی اعم از اطلاعات متنی، تصویر، ویدیو و … از ترافیک شهر کسب می‌شود و با استفاده از روش‌های بهینه و سیستم‌های ذخیره‌سازی و پردازش توزیع شده تحلیل می‌شود. نتایج تحلیل این اطلاعات جهت مدیریت بهینه‌تر ترافیک، فرهنگ‌سازی، کاهش تصادفات و تخلفات، و ارزیابی و پیش بینی طرح‌های ترافیکی استفاده می‌شود.

غلامپور گفت: در این سامانه با استفاده از تجهیزات نصب شده در سطح شهر مانند پلاک خوان‌ها، خودرو پلاک خوان، سامانه مدیریت پارکینگ (PMS)، سامانه هدایت پارکینگی (PGS) و … اطلاعات ترافیکی از وضعیت فعلی ترافیک شهر جمع آوری می‌شود و به سامانه تجمیع و تحلیل داده ارسال می‌شود. از طرف دیگر با استفاده از بینایی ماشین وضعیت ترافیک و تعداد ترددهای هر محور و شاخص ترافیکی LOS(Level of Service) محاسبه می‌شود.

وی گفت: در نهایت این اطلاعات به صورت بهینه در پایگاه داده‌های توزیع شده ذخیره می‌شود و تحلیل داده بر روی دیتا خام صورت می‌پذیرد.

عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی شریف اظهار داشت: با استفاده از این سامانه مدیران شهرداری‌ها و کنترل ترافیک شهرهای مختلف دید جامع‌تری نسبت به ترافیک شهری به‌دست می‌آورند و می‌توانند در یک نگاه از وضعیت کلی ترافیک شهر، وضعیت تجهیزات نصب شده، وضعیت کلی پارک حاشیه‌ای و پیش‌بینی‌های ترافیکی آگاه شوند.

وی افزود: چالش اصلی این سامانه در حجم و سرعت ارسال بسیار بالا، تنوع زیاد داده‌های دریافتی و خرابی داده و … است که نیازمند استفاده از سیستم‌ها و الگوریتم‌های پیشرفته جهت حل مشکلات مربوط به کلان داده‌ها است تا امکان ذخیره‌سازی بهینه و پردازش چندین میلیارد رکورد دیتابیسی و تصویری به‌وجود آید.

غلامپور خاطرنشان کرد؛ در سامانه مدیریت هوشمند ترافیک شهری داده‌های دریافتی طی فرآیند data fusion به یکدیگر مرتبط می‌شوند و ارزش و کیفیت هر داده مشخص می‌شود و در نهایت با استفاده از روش‌های تحلیل داده و هوش مصنوعی اطلاعات ارزشمند از داده خام به‌دست می‌آید.

این استاد دانشگاه در ادامه گفت: بررسی وضعیت لحظه‌ای ترافیک شهر، پایش و کنترل چراغ‌های قرمز با استفاده از پردازش تصویر و هوش مصنوعی، تشخیص تصادفات به‌صورت لحظه‌ای، پیش‌بینی ترافیک شهر در ساعات و روزهای آینده، بررسی وضعیت لحظه‌ای پارک حاشیه‌ای و پارکینگ‌های طبقاتی، ارزیابی خرابی و کیفیت سنجی تجهیزات نصب شده و تحلیل آماری ترافیک شهر از جمله کاربردهای این سامانه است.

غلامپور خاطرنشان کرد: با استفاده از این سامانه تاثیر افزودن و حذف گذرگاه در سطح شهر پیش‌بینی می‌شود و پس از اعمال تغییرات تاثیر آن قابل ارزیابی خواهد بود. با استفاده از این سامانه گام مهمی در جهت کمک به حل معضل ترافیک برداشته خواهد شد که از نتایج آن می‌توان به کاهش اتلاف وقت شهروندان، کاهش مصرف سوخت (جلوگیری از هدر رفت ذخایر انرژی)، کاهش تصادفات و جلوگیری از جرح و فوت شهروندان، کاهش زمان سفر، افزایش فرهنگ رانندگی، افزایش بهره‌وری اشاره کرد که هر یک تاثیر بسزایی در جهت رشد و تعالی کشور دارد.