چرخههای رانندگی واقعی و انتشار گازهای گلخانهای برای حمل و نقل بار شهری
هدف این مقاله ارزیابی اثرات سبک رانندگی، از طریق ساخت چرخههای رانندگی، بر گازهای آلاینده، در زمینه حمل و نقل بار شهری است. برای این منظور، روش مورد استفاده، ساخت چرخهها از طریق پارامتر توان ویژه وسیله نقلیه (VSP) بود که پارامترهای لحظهای وسیله نقلیه و جاده را برای نمایش بهتر الگوهای رانندگی و اثرات زیستمحیطی حمل و نقل بار در نظر میگیرد. این مطالعه در شهر فورتالزا، سئارا، برزیل، با یک گروه راننده حرفهای انجام شد. انواع جادهها، کاربری زمین و محل چراغ راهنمایی برای تجزیه و تحلیل و بحث در مورد نتایج در نظر گرفته شد. نتایج نشان میدهد که جادههای جمعکننده سرعت بالاتری نسبت به جادههای شریانی دارند و استفاده از زمین اطراف جاده نیز مستقیماً بر الگوهای رانندگی وسیله نقلیه تأثیر میگذارد. در مورد انتشار CO2، غلظتهای اندازهگیری شده بالاتری در جادههای شریانی مشاهده شد.
مقدمه
شهرها وابستگی شدیدی به سیستمهای حمل و نقل بار نشان میدهند تا جریان کالاها و خدمات و در دسترس بودن منابع مورد نیاز برای حفظ اقتصاد و کیفیت زندگی را به طور موثر تضمین کنند. سازماندهی در مناطق شهری روشی کارآمد برای تبادل کالاها و خدمات است؛ همانطور که هولگوین-وراس و همکاران (2021) اشاره میکنند، اکثر مردم و فعالیتهای اقتصادی، در سطحی، از کالاهایی استفاده میکنند که معامله میشوند و در نتیجه، جابجا شدهاند. بنابراین، لجستیک نقش مهمی در مدیریت کل زنجیره تأمین ایفا میکند. عملیات لجستیک، اگرچه مرتبط هستند، اما اثرات جانبی نیز به همراه دارند (مککینون و همکاران، 2015؛ مارتی و همکاران، 2017؛ کاسیانو و همکاران، 2021). در این زمینه، گنجاندن حمل و نقل بار به عنوان یک عامل جداییناپذیر در برنامهریزی شهری، به ویژه در درک رابطه بین بار و جنبههای اشکال شهری، مانند کاربری زمین، اشغال و تراکم شهری، حیاتی است (سیلوا و مارینز، 2019؛ هولگوین-وراس و همکاران، 2021). سیلوا و مارینز (۲۰۱۹) اظهار میکنند که تراکم بالای شهری ممکن است به معنای تقاضای بیشتر برای کالاها و در نتیجه افزایش سفرها برای توزیع کالا باشد. مکلئود و همکاران (۲۰۱۹) خاطرنشان میکنند که در شهرها، جابجایی بار بسیار پیچیدهتر از حمل و نقل مسافر است، زیرا شامل تعاملات بین شرکتها در مراحل مختلف زنجیرههای تأمین است. بنابراین، کسانی که باید سیاستهای حمل و نقل شهری را برنامهریزی کنند، معمولاً فاقد دیدگاه دقیقی از عوامل پیچیدهای هستند که بر حمل و نقل بار شهری (UFT) تأثیر میگذارند.
در نتیجه تلاش برای درک UFT به عنوان یک پدیده پیچیده، کاسیانو و همکاران (2021) یک مدل مفهومی ارائه دادند که نشاندهنده عملیات آخرین مایل در مناطق شهری است و بر معیارهای تأثیرگذاری تمرکز دارد که قادر به هدایت تصمیمگیرندگان به سمت یک واقعیت پایدار است. این مدل بر اساس رابطه بین زیرسیستم فعالیتهای شهری (UAS) و زیرسیستم حمل و نقل (TS) و چگونگی تأثیر این رابطه بر عملیات UFT و در نتیجه، ذینفعان است. در عمل، استفاده از مدل پیشنهادی، به عنوان دستاورد اصلی، چشمانداز و توسعه پروژهها را به روشی جامع در بر میگیرد. در ابتدا، تمرکز بر ذینفعان به فرآیند برنامهریزی UFT اجازه میدهد تا به تمام ویژگیهای محلی خود بپردازد، بنابراین امکان ارائه ایدههایی را فراهم میکند که اهداف مختلف و نیازهای موجود را پوشش میدهند. با این کار، مدل ارائه شده توسط کاسیانو و همکاران (2021) مفهوم کلاسیک را کنار میگذارد، که در آن محیط شهری به فضایی خلاصه میشود که در آن فرآیند تولید سفرهای باری رخ میدهد و به طور سیستماتیک به UFT نزدیک میشود، یعنی فرآیند خرید در UAS شروع میشود، با تولید سفر به TS حرکت میکند و به مقصد میرسد. به این ترتیب، میتوان از روابط کلاسیک عرضه و تقاضا به مطالعات رفتاری مصرفکننده نزدیک شد و بنابراین شاخصها یا معیارهای تأثیرگذاری را تولید کرد که از مدلهای کلاسیک به مدلهایی که بر روابط علت و معلولی تمرکز دارند، تغذیه میشوند، به عنوان مثال، مطالعه چگونگی تأثیر رابطه بین عملکرد UFT و شکل شهری بر کیفیت هوا در مراکز شهری (Prefeitura Municipal de Fortaleza, 2012). در این راستا، مدلهای تقاضای بار به عنوان مدلهای اساسی مطرح هستند، زیرا طبق گفته کومی و همکاران (2013) میتوان از آنها برای ارزیابی سناریوهای مختلف استفاده کرد و امکان بررسی متغیرهای اساسی که در پدیده UFT نقش دارند را فراهم کرد. با این حال، تکنیکهای مدلسازی سنتی به ما اجازه تخمین متغیرهایی که بر UFT تأثیر میگذارند را نمیدهند، زیرا اکثر مدلهای موجود مبتنی بر روابط همبستگی و رگرسیون هستند که همانطور که پرل و مکنزی (2018) بیان میکنند، علل و معلولهایی را که بر عملکرد سیستمها تأثیر میگذارند، به ما نمیگویند. بنابراین، برای پشتیبانی از تصمیمگیری بهتر، سرمایهگذاری در توسعه مدلهای علّی که قادر باشند، اولاً، عملکرد سیستمها و روابط علت و معلولی آنها را نشان دهند و ثانیاً، متغیرهای پنهان موجود در بافت شهری را تخمین بزنند، ضروری است. بنابراین، گردش کالاها و محصولات در مراکز مصرف نیاز به تلاشهای سیستماتیک برای درک پدیده UFT و ایجاد برنامهریزی و اقدامات عملیاتی پایدار دارد. عدم تعادل در برنامهریزی و عملکرد UFT در عوامل خارجی منعکس میشود. عدم تعادلهای اقتصادی، عدم تعادلهای زیستمحیطی و در نتیجه، عدم تعادلهای اجتماعی را ایجاد میکنند که همگی چرخهای هستند.
یکی از راههای کاهش اثرات جانبی حمل و نقل شهری از طریق اقداماتی است که شیوهی کار این حمل و نقل را درک کرده و به دنبال به حداقل رساندن اثرات جانبی آن باشند. در این زمینه، لجستیک شهری (CL) (تانیگوچی و همکاران، ۲۰۰۱) اصل راهنمای خود را توسعهی سیاستهایی قرار داده است که پایداری حمل و نقل شهری را تضمین میکند. بنابراین، موفقیت فرآیند توسعهی سیاست، نتیجهی تلاش اولیه برای درک مشکل است. در فرآیند درک مسائل شهری، بازنماییهای یکپارچه از محیط شهری امیدوارکنندهتر هستند، زیرا آنها به دنبال راهحلهای مجزا نیستند، بلکه راهحلهایی را جستجو میکنند که به خواستهها و نیازهای همه بازیگرانی که محیط شهری را تشکیل میدهند، میپردازند (گارسیا، ۲۰۱۶؛ کاسیانو و همکاران، ۲۰۲۱). با این حال، در عملیات لجستیکی، حمل و نقل نیز به دلیل مسئولیت اصلی در ایجاد اثرات خارجی بر محیط زیست، که از طریق مصرف سوخت و انتشار دی اکسید کربن (CO2) منتشر میشود، به عنوان یکی از عوامل اصلی تأثیرگذار بر محیط زیست شهری در نظر گرفته میشود، و حمل و نقل جادهای بار یکی از عوامل اصلی این اثرات در نظر گرفته میشود، با این حال، همیشه همگرایی در خواستهها و نیازهای بازیگران وجود ندارد، که این امر با عدم آگاهی از این پدیده تشدید میشود. بریتو و همکاران (2018) نشان دادند که در منطقه کلانشهر سائوپائولو، اگرچه آنها 5٪ از ناوگان را تشکیل میدهند، وسایل نقلیه حمل بار و اتوبوسها مسئول حدود نیمی از آلودگی هوای محلی از نظر اکسیدهای نیتریک (NO) و ذرات معلق (PM) هستند. علاوه بر این، عملیات لجستیکی به بدتر شدن سطح تراکم، تصادفات، تولید سر و صدا و ارتعاشات مشاهده شده در محیطهای شهری کمک میکند (مک کینون و همکاران، 2010؛ اولیویرا و همکاران، 2019).
بنابراین، یکی از چالشهای اصلی بخش حمل و نقل، ترکیب فعالیتهای آن با تعهد و مسئولیتپذیری در قبال سلامت، رفاه، کیفیت زندگی جمعیت و حفظ محیط زیست است. به این معنا، لازم است که حمل و نقل بار به صورت فراگیر در برنامهریزی حمل و نقل شهری گنجانده شود. این ادغام مستلزم درک کاملی از هدف برنامهریزی است که نه تنها پیامدهای منفی حمل و نقل بار شهری، بلکه اهمیت آن در اقتصاد شهری و نیازهای طرفین درگیر را نیز در نظر میگیرد (McKinnon et al., 2015; Oliveira et al., 2019). بنابراین، در جامعه دانشگاهی و حرفهای، نیاز به مطالعات و تحلیلهایی با هدف رفتار سیستم حمل و نقل بار شهری (UFC) و اثرات زیستمحیطی آن، به صورت پویا، به عنوان سهمی در برنامهریزی شهری و سیاستهای عمومی در شهرها، مطرح میشود.
هنگام بررسی تأثیر محیط شهری بر فرآیند انتشار و پراکندگی آلایندهها، میتوان فرض کرد که یک رابطه ذاتی بین سیستم فعالیت (AS)، نیازها و خواستههای انسانی و سیستم حمل و نقل (TS) وجود دارد که ترافیک وسایل نقلیه را پشتیبانی و سازماندهی میکند (Frank, 2004; Lopes et al., 2019). سیستم فعالیت با جنبههایی مانند کاربری زمین و تراکم شهری مرتبط است. جریان ترافیک، سرعت و تراکم تحت تأثیر پدیده تولید سفر قرار میگیرند که همراه با کاربری زمین و تراکم شهری، عوامل انتشار آلایندهها را تغییر میدهند (Hong and Goodchild, 2014; Zhang et al., 2018). یکی از راههای ارزیابی عملکرد عملیاتی وسیله نقلیه در برابر ترتیبات شهری ناشی از سیستمهای فعالیت و سیستمهای حمل و نقل، از طریق نمایش چرخههای رانندگی است که روشی برای تعیین میزان انتشار آلایندههای وسیله نقلیه است و از مجموعهای از پارامترها مانند سرعت، شتاب، مسافت، مدت زمان و دفعات شروع و توقف با هدف شبیهسازی الگوی رانندگی نزدیک به واقعیت تشکیل شده است (Martins, 2005). چنین تکنیکی برای ارزیابی مصرف سوخت و انتشار گازهای گلخانهای اهمیت دارد، زیرا رفتار معمول وسیله نقلیه را در ترافیک یک منطقه نشان میدهد (Rodríguez et al., 2016). به این ترتیب، میتوان یک پروفایل رانندگی ایجاد کرد که بیشترین تطابق را با واقعیت ترافیکی منطقه مورد مطالعه داشته باشد (Martins, 2005)، بنابراین میتوان فرض کرد که نوع جاده میتواند بر چرخه رانندگی تأثیر بگذارد. طبقهبندیهای عملکردی معمولاً بر اساس حداکثر سرعت مجاز، تعداد خطوط، وجود چراغهای راهنمایی، دستگاههای کنترل در تقاطعها، گذرگاههای عابر پیاده، دسترسی به پارکینگهای مجاور فهرست میشوند که بر رفتار ترافیکی و در نتیجه بر مصرف سوخت و انتشار گازهای آلاینده تأثیر خواهد گذاشت.
بنابراین، هدف اصلی این مقاله ارزیابی اثرات سبک رانندگی، از طریق ساخت چرخههای رانندگی، بر انتشار CO2 از حمل و نقل بار شهری، در زمینه انتشار گازهای گلخانهای واقعی است. علاوه بر این، تأثیر انواع جادهها بر چرخههای رانندگی بازیابی شده و همچنین جنبههای کاربری زمین در امتداد جادههای مورد مطالعه ارزیابی خواهد شد. برای انجام این کار، کامیون با استفاده از سیستم اندازهگیری انتشار گازهای گلخانهای قابل حمل (PEMS)، سیستم موقعیتیابی جهانی (GPS)، کنتورهای جریان اگزوز و تشخیص خودرو (OBD) مورد نظارت قرار گرفت.(منبع).