التوائم الرقمية والذكاء الاصطناعي في أنظمة الطرق
الذكاء الاصطناعي – الذكاء الاصطناعي – والتوائم الرقمية أو التوائم الرقمية هما تقنيتان تحدثان ثورة في الطريقة التي نتصور بها العالم ونفهمه. تعتبر أنظمة الطرق، من جانبها، أساسية للتنمية الاقتصادية والاجتماعية والثقافية لأي بلد، وبالتالي تتطلب أكبر قدر من الاهتمام لتكون محدثة في تخطيطها وتشييدها وتشغيلها وصيانتها.
في هذه الحالة، سنركز هذه المقالة على استخدام هذه التقنيات في أنظمة الطرق، وكيف يمكنها تحسين دورة حياة المشروع بأكملها، وتحسين السلامة وضمان التنقل الفعال للمستخدمين.
منذ بضعة أيام، استحوذت شركة Bentley Systems، وهي إحدى الشركات الرائدة في مجال الهندسة والبناء، على Blyncsy، من أجل توسيع نطاق الحلول والخدمات المقدمة لتخطيط وتصميم وإدارة وتنفيذ مشاريع البنية التحتية. Blyncsy هي شركة تقدم خدمات الذكاء الاصطناعي لعمليات النقل والصيانة، وتقوم بتحليل التنقل باستخدام البيانات المكتسبة.
"تأسست شركة Blyncsy في عام 2014 في مدينة سولت ليك بولاية يوتا، على يد الرئيس التنفيذي مارك بيتمان، وتقوم شركة Blyncsy بتطبيق الرؤية الحاسوبية والذكاء الاصطناعي على تحليل الصور المتاحة بشكل شائع لتحديد مشكلات الصيانة في شبكات الطرق"
لقد أرست بدايات Blyncsy أسسًا متينة، مكرسة لجمع ومعالجة وتصور جميع أنواع البيانات المتعلقة بتنقل المركبات/المشاة والنقل. تأتي البيانات التي يجمعونها من أنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار أو مركبات الالتقاط أو الكاميرات أو تطبيقات الأجهزة المحمولة. كما يقدم أيضًا أدوات الذكاء الاصطناعي التي يمكن من خلالها إنشاء عمليات محاكاة سيتم تحويلها إلى توصيات لتحسين أداء وسلامة أنظمة الطرق.
ويعتبر Payver أحد الحلول التي تقدمها شركة Blycy، ويتكون من كاميرات ذات “رؤية صناعية” يتم تركيبها في السيارات ويمكنها تحديد جميع أنواع المشاكل التي تحدث على شبكات الطرق مثل الحفر أو إشارات المرور التي لا تعمل.
أهمية الذكاء الاصطناعي في مراقبة أنظمة الطرق
إن الابتكارات المتعلقة بتقديم الحلول التي تسمح للناس والحكومات بتجنب المشاكل المستقبلية هي مفتاح التنمية. نحن نتفهم مدى تعقيد أنظمة الطرق، فهي أكثر من الطرق أو الطرق أو الشوارع، فهي شبكات تربط وتوفر فوائد من جميع الأنواع إلى الفضاء.
دعونا نتحدث عن كيفية تكامل استخدام الذكاء الاصطناعي والتوائم الرقمية مع بعضهما البعض كأداة قوية تتيح لجميع المشاركين في عملية صنع القرار الحصول على معلومات دقيقة وفعالة في الوقت الفعلي. التوائم الرقمية أو التوائم الرقمية هي تمثيلات افتراضية للهياكل والبنى التحتية، ومن خلال المعرفة الدقيقة لهذه العناصر يمكن محاكاة واكتشاف الأنماط والاتجاهات وأي نوع من الحالات الشاذة، وبالطبع فإنها تقدم رؤية لتحديد فرص التحسين.
من خلال البيانات الموجودة في هذه التوائم الرقمية القوية التي تكثف كمية كبيرة من المعلومات، يمكن للذكاء الاصطناعي تحديد النقاط الحرجة في أنظمة الطرق، وربما يقترح طرق مرور أفضل حيث يمكن تحسين حركة مرور المركبات، أو زيادة أمان الشبكة أو تقليل الأضرار البيئية بطريقة ما. التأثير الذي تولده هذه الهياكل.
ويمكن على سبيل المثال إنشاء توائم رقمية للطرق السريعة تدمج كافة المعلومات المتعلقة بخصائصها المادية ودرجة الحرارة وكمية حركة المرور والحوادث التي وقعت على ذلك الطريق. مع أخذ ذلك في الاعتبار، يتم تحليل أنواع مختلفة من السيناريوهات لتجنب المزيد من الحوادث أو إنشاء قنوات بحيث لا يتم إنشاء اختناقات مرورية.
يعتمد كل شيء حاليًا على أنظمة التخطيط والتصميم والإدارة والتشغيل والصيانة وإدارة المعلومات التي تسهل عمل جميع المشاركين في مشاريع البناء. ويوفر اندماج التقنيتين قدرا أكبر من الشفافية بشأن ما ينجح وما لا ينجح، وإمكانية أكبر للتتبع، والثقة في البيانات التي يتم الحصول عليها مباشرة من المصدر، وسياسات أفضل للمدن.
كل ما ذكر أعلاه يطرح تحديات محتملة تتطلب لوائح كافية لتنفيذها واستخدامها. على سبيل المثال، يجب على الحكومات ضمان الجودة وقابلية التشغيل البيني والموثوقية لجميع البيانات التي تغذي التوائم الرقمية باستمرار وحمايتها من أي نوع من الهجمات.
استخدام التوأم الرقمي والذكاء الاصطناعي في أنظمة الطرق
ويمكن تطبيق هذه التقنيات على قطاع الطرق بطرق مختلفة، بدءًا من مراحل التخطيط والتصميم وحتى البناء والمراقبة والصيانة. في مرحلة التخطيط، يتم استخدام الذكاء الاصطناعي لتحليل حركة المرور والتنقل والتأثير البيئي الناتج عن حركة المرور المستمرة، ويوفر البيانات التي تسمح بتوليد مقترحات لتوسعات الطرق.
فيما يتعلق بالتصميم، نعلم أن التوائم الرقمية هي النسخة الصادقة لما تم بناؤه في الحياة الواقعية، وأنها متكاملة مع الذكاء الاصطناعي تسمح لنا بإنشاء تصميمات مثالية. كل هذا مع مراعاة المعايير واللوائح والمعايير المقررة، ليتم فيما بعد تشبيه سلوك الهياكل مع التوأم الرقمي.
في مرحلة البناء، يتم استخدام كلا التقنيتين لتحسين وإدارة الموارد، وتعزيز الجدول الزمني المحدد في المراحل السابقة. يمكن استخدام التوائم الرقمية لمراقبة سير العمل وحالته، وكذلك اكتشاف أي نوع من النقص أو الأخطاء.
عندما نصل إلى العملية، يمكننا القول أن الذكاء الاصطناعي يعمل على تحسين نظام الطرق، ويمكن أن يساعد التكامل الصحيح في تقليل انبعاثات الكربون في الغلاف الجوي. تشير التوائم الرقمية إلى أداء وقدرة البنية التحتية للطرق، وتكون قادرة على تحديد ما إذا كانت تحتاج إلى صيانة وقائية أو تصحيحية أو تنبؤية، مما يؤدي إلى إطالة العمر الإنتاجي للنظام.
الآن، سنعرض بعض الأمثلة فقط عن كيف يمكن للذكاء الاصطناعي والتوائم الرقمية تحويل أنظمة الطرق وتقديم حلول مبتكرة لتحديات النقل الحالية والمستقبلية.
- إندرا، إحدى أهم شركات التكنولوجيا والاستشارات في أوروبا، بدأت في إنشاء شركة التوأم الرقمي الطريق السريع A-2 Northeast في غوادالاخارا، بهدف الحد من الحوادث وزيادة القدرة الاستيعابية للطرق وتوافرها وسيسمح بتحسين أداء وكالات الدولة في حالة وقوع أي حدث،
- في الصين وماليزيا الشركة بابا الغيمة طورت نظامًا قائمًا على الذكاء الاصطناعي لاكتشاف حالة حركة المرور في الوقت الفعلي، والذي يمكن من خلاله التحكم في إشارات المرور ديناميكيًا. يقلل هذا النظام من الحوادث ويساعد المستخدمين على الحصول على أوقات سفر أفضل وتوفير الوقود. كل هذا تم التفكير فيه في مشروعك مدينة الدماغ، الذي يتمثل هدفه في استخدام تقنيات الذكاء الاصطناعي والحوسبة السحابية التي ستسمح بإجراء التحليلات وتحسين الخدمات العامة في الوقت الفعلي.
- وبالمثل، لدى شركة علي بابا كلاود تحالفات مع شركة ديليوت تشاينا لإنشاء مركبات ذاتية القيادة بالكامل في الصين، وتشير التقديرات إلى أنه بحلول عام 2035 سيكون لدى الصين أكثر من 5 ملايين مركبة ذاتية القيادة.
- الشركة ITC – التحكم الذكي في حركة المرور من إسرائيل، تطور برنامجًا يمكن من خلاله تخزين جميع أنواع البيانات في الوقت الفعلي، والتي يتم التقاطها بواسطة أجهزة استشعار المراقبة في الشوارع والطرق والطرق السريعة، والتلاعب بإشارات المرور في حالة الاختناقات المرورية.
- جوجل وايمو إنها خدمة سفر مع مركبات ذاتية القيادة يتم تشغيلها من خلال الذكاء الاصطناعي، وهي متاحة على مدار 24 ساعة يوميًا في مدن متعددة وبموجب مبدأ الاستدامة. تحتوي هذه المركبات غير المأهولة على عدد كبير من أجهزة استشعار الليزر ورؤية محيطية 360 درجة. لقد قطعت Waymo مليارات الكيلومترات، سواء على الطرق العامة أو في بيئات المحاكاة.
"تشير البيانات حتى الآن إلى أن Waymo Driver يقلل من الحوادث المرورية والوفيات المرتبطة بها في الأماكن التي نعمل فيها."
- الطريق السريع الذكي Roosegaarde-Heijmans - الهولندي. وهو مشروع إنشاء أول طريق سريع في العالم يتوهج في الظلام، إيذانا ببدء عصر الطرق السريعة الذكية. وسيكون طريقًا مستدامًا ومنخفض الاستهلاك، مضاءً بطلاء حساس للضوء وديناميكي يتم تفعيله بواسطة أجهزة استشعار الإضاءة القريبة منه، مما يغير التصميم التقليدي للطرق البرية في جميع أنحاء العالم تمامًا. وتتمثل الفكرة في إنشاء طرق تتفاعل مع السائق، مع وجود ممرات خاصة للسيارات الكهربائية حيث يتم شحنها بالكامل عند القيادة عليها.
- StreetBump. منذ عام 2012، قام مجلس مدينة بوسطن بتنفيذ تطبيق لإبلاغ السلطات بوجود الحفر. من خلال هذا التطبيق، يمكن للمستخدمين الإبلاغ عن أي حفر أو إزعاجات على الطرق، وهو يتكامل مع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للهواتف المحمولة لاكتشاف الاهتزازات وموقع الحفر.
- ريكور وان ومن خلال دمج منصة Waycare، قاموا بإنشاء Rekor One Traffic و اكتشاف ريكور. ويستخدم كلاهما الذكاء الاصطناعي وأجهزة التقاط البيانات التي تنقل مقاطع فيديو عالية الدقة، حيث يمكن رؤية حركة المرور في الوقت الفعلي ويمكن تحليل المركبات التي تسير على الطرق.
- Sidescan® توقع الفرقة، هو نظام يدمج الذكاء الاصطناعي لمنع الاصطدام. فهو يجمع كمية كبيرة من البيانات في الوقت الحقيقي، مثل المسافة وسرعة دوران السيارة والاتجاه والتسارع. وهي مصممة للمركبات الثقيلة، حيث أن وزنها والأضرار التي يمكن أن تسببها أكبر بكثير من تلك التي تسببها المركبات التقليدية.
- هواوي الذكية للطرق السريعة. إنها خدمة طرق ذكية وتتكون من 3 سيناريوهات تعتمد على الذكاء الاصطناعي والتعلم العميق: السرعة الذكية العالية، والأنفاق الذكية، وإدارة حركة المرور في المناطق الحضرية. بالنسبة لأولها، تركز على الاستشارات حيث يتم تقييم جميع أنواع السيناريوهات باستخدام التطبيقات وتكامل البيانات والتقنيات لتسهيل تنفيذ الطرق الذكية. ومن جانبها، تتمتع الأنفاق الذكية بحلول كهروميكانيكية لتشغيلها وصيانتها تعتمد على إنترنت الأشياء (IoTDA)، بما في ذلك روابط الطوارئ والرسائل الثلاثية الأبعاد حتى يكون السائقون على دراية بأي إزعاج على الطريق.
- وقوف السيارات الذكية من الشركة الأرجنتينية Sistemas Integrales: تستخدم الذكاء الاصطناعي لتسهيل ركن المركبات في المدن. يكتشف النظام المساحات الحرة والمشغولة باستخدام الكاميرات وأجهزة الاستشعار، ويزود السائقين بمعلومات في الوقت الفعلي حول التوافر والسعر.
يمكننا بعد ذلك القول إن الجمع بين الذكاء الاصطناعي والتوائم الرقمية يوفر فوائد متعددة لإدارة حركة المرور وأنظمة الطرق، مثل:
- تحسين التنقل: من خلال الحد من الاختناقات المرورية وأوقات السفر والانبعاثات الملوثة، من خلال تشجيع استخدام وسائل النقل العام والتنقل المشترك، من خلال تكييف العرض والطلب في مجال النقل مع احتياجات المستخدمين وتسهيل الوصول إلى المعلومات حول حركة المرور.
- تحسين الأمن من خلال منع الحوادث والحد منها، وتنبيه السائقين والمشاة بالمخاطر المحتملة، وتعزيز التنسيق بين خدمات الطوارئ، وتسهيل تقديم المساعدة للضحايا.
- وأخيرا، تحسين الكفاءة من خلال الاستخدام الأمثل للموارد، وخفض تكاليف التشغيل والصيانة، وزيادة العمر الإنتاجي للبنية التحتية والمركبات، وزيادة جودة الخدمة.
التحديات والفرص
بالإضافة إلى البنية التحتية الرقمية التي يجب تنفيذها لإقامة اتصال جيد وتكامل بين التقنيات، يجب أيضًا تحديد المعلمات والمعايير التي تضمن قابلية التشغيل البيني بين الأنظمة. وبالمثل، يلعب الاتصال والأمن السيبراني دورًا رئيسيًا في تحقيق ذلك.
لقد قيل إن الذكاء الاصطناعي يمكن أن يقضي على العمالة البشرية، لكنه سيظل يتطلب موظفين مدربين للحفاظ على عمل الأنظمة بكفاءة. ويجب أن يتلقوا تدريبًا مستمرًا يتساوى مع الابتكارات التكنولوجية. بالإضافة إلى ما سبق، يمكن القول أن الإطار القانوني والأخلاقي ضروري لتعزيز وضمان الاستخدام الصحيح للبيانات واستدامتها.
سيؤدي تطبيق كلتا التقنيتين إلى تحسين حياة المستخدمين بشكل كبير، مما سيؤدي إلى زيادة الموثوقية في أنظمة الطرق، مما يخلق الراحة ويقلل من الحوادث وديناميكية مكانية أكثر انسجامًا مع البيئة المباشرة. يجب أن تؤخذ في الاعتبار التحديات والفرص ويجب تقديم الرؤى الإستراتيجية ونماذج الأعمال المتسامية.
وفي الختام، فإن الذكاء الاصطناعي والتوائم الرقمية هما تقنيتان تعملان على إحداث تحول في إدارة حركة المرور بطريقة مبتكرة وفعالة، وكلاهما يتيح لنا إنشاء مدن أكثر ذكاءً واستدامة وشمولاً، حيث تعد حركة المرور عنصرًا يجعل الحياة أسهل وليس أكثر صعوبة. من الناس. من العامة.
