دادههای تلهماتیک خودرو برای تحلیل اثرات زیستمحیطی حملونقل شهری
حمل و نقل جادهای بار یکی از عوامل اصلی انتشار گازهای گلخانهای و آلایندههای هوا است. از این رو، به طور فزایندهای در مناطق شهری برای کاهش تأثیر آن بر محیط زیست و سلامت انسان، تنظیم میشود. دادههای غنی موجود از تلماتیک پتانسیل ارائه اطلاعات با وضوح بالا را دارند، اما تحقیقاتی برای درک، ارزیابی و در نهایت بهبود عملکرد و تأثیرات حمل و نقل جادهای شهری انجام نشده است. این مقاله نقش دادههای تلماتیک خودرو را در امکان ارزیابی کمی تأثیرات حمل و نقل بار شهری برای مدیریت مؤثر سیاستهای مربوطه نشان میدهد. ما یک رویکرد جامع مبتنی بر داده ارائه میدهیم که یک ارزیابی کمی قوی ارائه میدهد و آن را در یک مطالعه موردی از سیاست طرح کنترل کامیون لندن (LLCS) در بریتانیا اعمال میکند. ما نشان میدهیم که برای اپراتور بار مورد مطالعه، سیاست LLCS بر انتخاب مسیر رانندگان آنها چه در داخل و چه در خارج از ساعات محدود تأثیر میگذارد. توزیع مکانی-زمانی پارامترهای مختلف از جمله سرعت ترافیک، مصرف سوخت و انتشار گازهای گلخانهای در زمانهای مختلف روز مقایسه و تجزیه و تحلیل میشود. نتایج نشان میدهد که پیامدهای ناخواسته سیاستهای حمل و نقل بار شهری میتواند شامل ۱۵٪ افزایش مسافت طی شده توسط وسیله نقلیه در هر سفر و ۱۲٪ افزایش مصرف سوخت در هر سفر باشد.
مقدمه
طبق گزارش سازمان بهداشت جهانی (WHO)، آلودگی هوا برای دههها یک مشکل جهانی بوده است. بیش از 80 درصد از افرادی که در مناطق شهری زندگی میکنند در معرض سطوح آلودگی هوایی هستند که از دستورالعملهای WHO فراتر میرود (WHO، 2020). اگرچه محدودیتهای چند ماهه در مورد تحرک و فعالیتهای اجتماعی و اقتصادی ناشی از بحران کووید-19 منجر به کاهش 57 درصدی تقاضای جهانی نفت در اوایل سال 2020 شد، اما انتشار گازهای گلخانهای در حمل و نقل جهانی همچنان 0.5 درصد در مقایسه با مدت مشابه در سال 2019 افزایش یافته است (IEA، 2020a). در سطح جهانی، وسایل نقلیه جادهای تقریباً سه چهارم انتشار گازهای گلخانهای حمل و نقل را تشکیل میدهند و بخش حمل و نقل مسئول 24 درصد از انتشار گازهای گلخانهای ناشی از احتراق سوخت است که در سال 2019 سالانه 1.7 درصد افزایش یافته است (IEA، 2020b). تقاضای انرژی و انتشار گازهای گلخانهای در همه شیوههای حمل و نقل جادهای افزایش مداومی را تجربه کردهاند، اما این افزایش (حدود 2.6 درصد در هر سال) به ویژه در حمل و نقل بار جادهای سنگین سریع بوده است (IEA، 2020c). بنابراین، ارزیابی کمی سیاستهایی که هدفشان کاهش اثرات زیستمحیطی بخش حمل و نقل بار شهری است، ضروری است.
مجموعهای از محدودیتها با اهداف چندگانه در سطح جهانی برای کاهش اثرات حمل و نقل جادهای شهری اجرا شدهاند (Dablanc و همکاران، ۲۰۱۱). این مقررات، عبور کامیونهای نوع خاصی را در منطقه تحت کنترل مقررات، طبق استانداردهای انتشار گازهای گلخانهای یا وزن ناخالص وسایل نقلیه محدود میکنند. با این حال، هنوز چالشهای عمدهای در مقابله با انواع مختلف مشکلات، مانند تراکم جاده و پیامدهای زیستمحیطی مربوط به آن (Lyons و همکاران، ۲۰۱۷؛ Malik و همکاران، ۲۰۱۹؛ Michell و Shin، ۱۹۸۶) یا اثرات سر و صدا در مناطق پرجمعیت (Ocampo-Giraldo و همکاران، ۲۰۱۹) وجود دارد.
مطالعات متعددی اثرات حمل و نقل بار را تحت سیاستها و برنامههای فعلی حمل و نقل بار شهری بررسی کردهاند (Zhao و همکاران، ۲۰۱۹؛ Olivia و همکاران، ۲۰۱۹؛ Lyons و همکاران، ۲۰۱۷؛ Castro و همکاران، ۲۰۰۳؛ Holguín-Veras و همکاران، ۲۰۱۸). اگرچه برخی مطالعات پیامدهای نامطلوب بالقوهای را که ممکن است مزایای اقدامات حمل و نقل بار شهری را مختل کند، شناسایی کردهاند، اما تنها تعداد محدودی از مطالعات توانستهاند این پیامدها را کمّی کنند.
تلهماتیک شامل ارسال، دریافت و ذخیره اطلاعات با استفاده از دستگاههای مخابراتی برای کنترل اشیاء از راه دور است. با استفاده از فناوریهای بیسیم و سیستمهای محاسباتی امروزی، دادههای تلهماتیک خودرو میتوانند ویژگیهای مختلف یک وسیله نقلیه در حال حرکت در جاده را ثبت کنند و بهطورکلی میتوانند نه تنها بهعنوان ابزاری برای ارزیابی وسایل نقلیه و رانندگان شخصی استفاده شوند، بلکه برای ارزیابی اثرات زیستمحیطی حملونقل بار شهری در مقیاس بسیار وسیعتری نیز مورد استفاده قرار گیرند.
با وجود حجم زیاد دادههای تلهماتیک که بهطور معمول توسط سازمانهای تجاری جمعآوری میشود، جامعه تحقیقاتی و سیاستگذاران بهطور کامل از چنین دادههایی برای ارائه بینش در تجزیه و تحلیل اثرات زیستمحیطی حملونقل بار شهری استفاده نکردهاند. بنابراین، این مطالعه تلاش میکند تا دادههای تلهماتیک خودرو را برای نظارت و مدیریت حملونقل بار منطقهای و ارزیابی اثرات آن به کار گیرد.
با مطالعه موردی طرح کنترل کامیونهای لندن (LLCS)، که سیاستی برای محدود کردن حرکت وسایل نقلیه سنگین (HGV) با حداکثر وزن ناخالص وسیله نقلیه بالاتر از 18 تن در ساعات خاص در یک شبکه اصلی از مسیرها در لندن، انگلستان است، این مقاله قصد دارد به شرح زیر مشارکت کند:
(i) پیشنهاد یک چارچوب کلی برای ارائه تحلیل کمی مبتنی بر شواهد از تأثیر حمل و نقل بار شهری تحت سیاستهای مختلف کنترل بار شهری. این چارچوب میتواند برای کمیسازی مجموعهای از متغیرها، از جمله مسافت طی شده توسط وسیله نقلیه، مصرف سوخت، سرعت، تعداد شتابها و انتشار CO2 و NOx با نمایش گرافیکی استفاده شود.
(ii) بهکارگیری چارچوب در یک مطالعه موردی از سیاست LLCS به منظور نشان دادن اثربخشی روش. کمک به شناسایی پیامدهای مختلف سیاست LLCS با ارائه توزیعهای مکانی-زمانی متغیرهای مورد تجزیه و تحلیل.
بخشهای باقیمانده به شرح زیر سازماندهی شدهاند. در بخش 2، سیاستها و مطالعات فعلی حمل و نقل بار شهری را که اثرات حمل و نقل بار را تحت مقررات سیاستهای حمل و نقل بار شهری مربوطه ارزیابی میکنند، بررسی میکنیم. در بخش 3، یک چارچوب کلی برای تجزیه و تحلیل کمی قوی برای ارزیابی اثرات حمل و نقل بار شهری و سایر کاربردهای تلهماتیک ارائه شده است. در بخش 4، چارچوب و روش پیشنهادی در مطالعه موردی LLCS اعمال میشود و اثرات بالقوه آنها با استفاده از دادههای تلهماتیک از یک اپراتور حمل و نقل تجزیه و تحلیل میشود. نتایج به صورت توزیعهای مکانی-زمانی متغیرهای مختلف حمل و نقل تحت تأثیر سیاست ارائه میشوند. در نهایت، در بخش 5، نتیجهگیریها و توصیههایی برای LLCS با پیشنهادات عملی مبتنی بر ارزیابی تأثیر حمل و نقل بار شهری مورد بحث قرار میگیرد. (منبع).