تأثیرات الگوهای زمانی ترافیک کامیون‌های بندر بر انتشار گازهای گلخانه‌ای

تأثیرات الگوهای زمانی ترافیک کامیون‌های بندر بر انتشار گازهای گلخانه‌ای

این مقاله، تأثیرات انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشی از تغییرات در الگوهای زمانی ترافیک کامیون‌ها در حال ورود به یک بندر دریایی بزرگ را کمّی‌سازی می‌کند. با استفاده از ابزارهای محاسباتی اختصاصی برای پردازش داده‌های GPS از بیش از ۵۰،۰۰۰ وسیله نقلیه باری که در منطقه شهری نیویورک فعالیت می‌کنند، مصرف سوخت، انتشار گازهای گلخانه‌ای و هزینه‌های حمل و نقل عمومی را برای سناریوهای مختلف الگوهای زمانی تخمین می‌زنیم. نتایج نشان می‌دهد که تغییرات در زمان ورود می‌تواند انتشار گازهای گلخانه‌ای را به طور قابل توجهی کاهش دهد. به عنوان مثال، فعالیت بندر به صورت ۲۴ ساعته می‌تواند انتشار CO2 را ۱۹ درصد کاهش دهد، در حالی که یک تغییر سه ساعته ملایم‌تر در ساعات بندر می‌تواند ۷.۵ درصد کاهش را به همراه داشته باشد. نتایج همچنین کاهش هزینه‌های حمل و نقل را نشان می‌دهد. این یافته‌ها شواهد تجربی از اثربخشی ابتکارات مدیریت تقاضای بار را ارائه می‌دهند که باعث ایجاد تغییرات در الگوهای زمانی ترافیک کامیون‌ها در تأسیسات حمل و نقل می‌شوند.

مقدمه

حمل و نقل بار، به عنوان سیستم گردش خون اقتصاد، عنصر کلیدی در اقتصاد کلان‌شهرها است. بدون حمل و نقل بار کارآمد، هزینه‌ها و در دسترس بودن منابع تحت تأثیر قرار می‌گیرد و در نهایت، کیفیت زندگی احتمالاً کاهش خواهد یافت. اگرچه بخش حمل و نقل یک ارائه دهنده خدمات ضروری است، اما تولیدکننده اصلی گازهای گلخانه‌ای و سایر اثرات جانبی مضر نیز هست و عملیات خود را در مرکز تلاش‌ها برای کاهش تغییرات اقلیمی قرار می‌دهد. این امر چالش‌های عظیمی را برای مناطق کلان‌شهری ایجاد می‌کند، زیرا آنها قصد دارند بدون ایجاد مانع در اقتصاد خود، پایدارتر و کارآمدتر باشند.

علاوه بر این، در دوران تغییرات سریع اقلیمی، استفاده از تمام ابزارهای موجود برای کاهش هرچه بیشتر و سریع‌تر انتشار گازهای گلخانه‌ای ضروری است. واقعیت این است که فناوری‌های بالقوه دگرگون‌کننده، مانند کامیون‌های برقی، در بهترین حالت یک پیشنهاد میان‌مدت هستند. به عنوان مثال، جایگزینی حدود ۱۵ میلیون کامیون فعال در ایالات متحده، سال‌ها طول خواهد کشید و هزینه بالایی خواهد داشت.

یکی از چالش‌های اصلی دستیابی به پایداری، فقدان دانش گسترده در مورد چگونگی ایجاد تغییرات مفید در زنجیره‌های تأمینی است که از سیستم‌های حمل و نقل بار استفاده می‌کنند. توجه به نیازهای زنجیره‌های تأمین ضروری است زیرا از آنجایی که آنها تقاضایی را ایجاد می‌کنند که سیستم‌های حمل و نقل بار باید آن را برآورده کنند، محدودیت‌های عملیاتی را که شرکت‌های حمل و نقل بار باید برآورده کنند، تعیین می‌کنند. فرستندگان و گیرندگان با تعیین زمان تحویل و اندازه محموله، مستقیماً بر اثرات جانبی ناشی از وسایل نقلیه باری تأثیر می‌گذارند. اگرچه تلاش‌ها برای بهبود پایداری وسایل نقلیه باری بدون شک مهم است، اما باید با تلاش برای ایجاد تغییرات در نحوه استفاده از وسایل نقلیه باری تکمیل شود. چنین تغییراتی تقریباً بلافاصله و بدون هزینه‌های اضافی باعث کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای می‌شود. به عنوان مثال، ترغیب گیرندگان به پذیرش تحویل در ساعات غیر کاری (OHD) (7 بعد از ظهر تا 6 صبح) میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای را 45 تا 67 درصد کاهش می‌دهد (هولگین-وراس و همکاران، 2018). موفقیت پروژه OHD پتانسیل تکنیک‌های مدیریت تقاضای بار (FDM) را نشان داد. هولگین-وراس و سانچز-دیاز (2016a) سیاست حمل و نقل مبتنی بر تقاضا (FDM) را اینگونه تعریف کردند: «… حوزه‌ای از سیاست حمل و نقل که به دنبال ترغیب تولیدکننده تقاضا برای اعمال تغییرات در الگوهای تقاضا به منظور افزایش بهره‌وری اقتصادی و/یا کارایی؛ و/یا ارتقای پایداری، کیفیت زندگی و/یا عدالت زیست‌محیطی است…»

تحقیقات FDM با پروژه OHD در شهر نیویورک به طور جدی آغاز شد (هولگین-وراس و همکاران، ۲۰۰۷). منشأ پروژه OHD، تحقیقاتی بود که پس از اجرای قیمت‌گذاری زمان روز توسط اداره بندر نیویورک و نیوجرسی (PANYNJ) انجام شد. هولگین-وراس و همکاران (۲۰۰۶) دریافتند که شرکت‌های حمل بار نمی‌توانند زمان سفر را تغییر دهند زیرا گیرندگان به آنها اجازه تغییر زمان تحویل را نمی‌دهند. هولگین-وراس و همکاران (۲۰۰۷) با استفاده از نظریه بازی‌ها و همچنین داده‌های نظرسنجی و مدل‌سازی اقتصادسنجی نشان دادند که گیرندگان تصمیم‌گیرندگان اصلی هستند. از زمان تحقیق اولیه، تلاش‌های OHD در سراسر جهان گسترش یافته است (سانچز-دیاز و همکاران، ۲۰۱۶). تحقیقات OHD نشان داد که FDM در همه موارد باعث کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و افزایش سودآوری شرکت‌های حمل بار می‌شود. از همان ابتدای FDM، تولیدکنندگان ترافیک بزرگ (LTG) به عنوان کاندیداهای ایده‌آل برای FDM شناسایی شده‌اند. وادار کردن LTGها به مدیریت ورود وسایل نقلیه باری می‌تواند تأثیر بسیار زیادی بر شبکه‌های شلوغ داشته باشد. متأسفانه، تحقیقات زیادی اثرات بالقوه FDM بر LTGهای باری را ارزیابی نکرده است.

هدف اصلی این مقاله، کمک به پر کردن این خلا در ادبیات تحقیق با استفاده از یک تلاش داده‌محور با استفاده از داده‌های بایگانی‌شده GPS کامیون‌هایی است که از امکانات PANYNJ استفاده می‌کنند. هدف، ارائه بینش‌های داده‌محور در مورد چگونگی امکان رسیدن وسایل نقلیه در زمان‌های متناوب با استراتژی‌های FDM، مانند تمدید و/یا تغییر ساعات کاری بندر، و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای، مصرف سوخت و هزینه‌های حمل و نقل است. برای انجام این کار، نویسندگان از ۳۶ روز داده‌های GPS استفاده کردند که شامل بیش از ۱۰۰ میلیون رکورد از کامیون‌هایی است که بین مناطق آماری کلان‌شهری (MSA) آلبانی و شهر نیویورک (NYC) در حال حرکت هستند. سیستم‌های محاسباتی اختصاصی برای انجام تجزیه و تحلیل مکانی-زمانی سرعت کامیون‌ها، مصرف سوخت، انتشار گازهای گلخانه‌ای و هزینه‌های عملیاتی توسعه داده شدند. نویسندگان از نتایج برای تعیین کمیت تأثیرات تغییر یا تمدید ساعات کاری ترمینال دریایی بندر نیوآرک-الیزابت، واقع در MSA نیویورک، استفاده کردند. تحقیق گزارش‌شده در این مقاله، اولین تلاش کمی و سیستماتیک برای استفاده از داده‌های GPS برای ارزیابی تأثیر بالقوه FDM در LTGها مانند بنادر دریایی است. (منبع).