المدن الذكية ودورها في إيجاد حلول للمشكلات العمرانية
(حالة دراسية: مشكلات النقل في مدينة دمشق)
م. خلود صادق - قسم التخطيط والبيئة- كلية الهندسة المعمارية- جامعة دمشق.
د.م. محمد حيان سفور - قسم التخطيط والبيئة- كلية الهندسة المعمارية- جامعة دمشق.
أعد البحث في سياق رسالة الماجستير للمهندسة خلود صادق بإشراف الدكتور محمد حيان سفور.
مجلة جامعة دمشق للعلوم الهندسية المجلد التاسع والعشرون- العدد الثاني- 2013 :
الملخص
يهتم التخطيط العمراني في وضع الأطر المستقبلية لتطور المدن، وتعد المدن بصورة عامة انعكاساً للوضع الاجتماعي والاقتصادي، فقد تطور مفهوم المدينة نتيجة التطور في النشاطات الإنسانية، إِذْ أدى التطور الصناعي في القرن الثامن عشر إلى زيادة الاعتماد على وسائل النقل، مما انعكس بشكل مباشر على شكل المدينة وتخطيطها، ومع تزايد عدد سكان المدن، وتزايد الاعتماد على وسائط النقل ظهرت مجموعة من المشكلات العمرانية في المدن، منها المشكلات المرورية كالازدحام المروري، وارتفاع مستويات التلوث، وزيادة وقت التنقل، فضلاً عن استهلاك الطاقة، وقد كانت هذه المشكلات تُحل بالطرائق التقليدية، من خلال إنشاء طرق جديدة أو توسيع الطرق القائمة لتخفيف الازدحام، مما يعطي حلاً على المدى القصير، ويؤثر سلباً في البيئة، ويجذب حركة متزايدة للمركبات داخل المدن.
إلا أن التطور التقني الذي رافق القرن العشرين يقدم بدوره مجموعة من الفرص لإيجاد الحلول الملائمة لهذه المشكلات، فقد أدى إلى ظهور مجتمع من نمط جديد يعتمد اعتماداً متزايداً على المعرفة والتقنيات الرقمية، وقد تطور مفهوم المدينة نتيجة لهذا التطور الاجتماعي الحاصل، وظهرت عدة تسميات للمدن المعتمدة على التقنيات كالمدن الرقمية، والإلكترونية، والافتراضية، والمعرفية، والذكية، إلا أن ما يميز المدينة الذكية عن غيرها من المدن هو تركيزها على الإبداع والقدرة على حل المشكلات بوصفها من أهم ملامح الذكاء.
تكمن إشكالية البحث في الافتقار إلى سياسة عمرانية واضحة للإفادة من تطبيقات المدن الذكية في حل المشكلات العمرانية وبشكل خاص المشكلات المرورية، إِذْ يهدف إلى التوصل إلى استراتيجية لحل المشكلات المرورية في مدينة دمشق بالإفادة من تطبيقات المدن الذكية.
بدأ البحث بتعريف المدن الذكية وأبعادها، ثم بيّن تطبيقاتها الأساسية وبشكل خاص النقل الذكي والعناصر المكونة له وتحديات تطبيقه والدور الذي يؤديه في حل المشكلات المرورية، ثم عرض دراسة تحليلية لمجموعة من التجارب المماثلة لتطبيق نظم النقل الذكية، وصولاً إلى وضع توصيات تُسهم في حل المشكلات المرورية في مدينة دمشق من خلال تطبيق استراتيجية النقل الذكي.
الكلمات المفتاحية: المدن الذكية، النقل الذكي، المشكلات المرورية.
1- المقدمة:
انعكس التطور التقني الذي رافق نهاية القرن العشرين وبداية القرن الحادي والعشرين المتمثل بظهور تقنيات الاتصالات والمعلومات، بشكل أساسي على شكل الحياة وعلى طريقة أداء النشاطات المختلفة، مؤدياً إلى ظهور مجتمع من نمط جديد يعتمد اعتماداً متزايداً على المعرفة والتقنيات الرقمية، ويؤدي النشاطات المختلفة من خلال الوسائل الافتراضية بدلاً من الوسائل الاعتيادية، وارتبط ظهور هذا النوع من المجتمعات بظهور تغيرات في بنية المدن، إِذْ ظهرت مدن تعتمد على تقنيات المعلومات والاتصالات والذكاء الصناعي، يطلق عليها المدن الذكية، تتيح للمجتمعات تطوير إمكانياتها على مختلف الأصعدة، وللمكونات التقنية للمدينة الذكية تطبيقات شاملة في عدة مجالات منها الخدمات، والصناعة، والبيئة، والاقتصاد، كما تؤدي دوراً مهماً في إيجاد حلول للمشكلات العمرانية، إِذْ يشكل تزايد هذه المشكلات دافعاً لدراسة الدور الذي تؤديه تطبيقات المدينة الذكية لإيجاد حلول لتلك المشكلات.
أدى تزايد أعداد سكان المدن وزيادة اعتمادهم على وسائل النقل إلى مشكلات مرورية في البنية العمرانية التي لم تكن مصممة لاستيعاب هذا التعداد المروري، وفي السابق كانت المقاربة لحل مشكلة الازدحام هي بناء المزيد من الطرق أو توسيعها من أجل زيادة سعتها مع الإبقاء على النمط نفسه في إدارة هذه المرافق، إلا أن هذه المقاربة وإن كانت تحقق الهدف المطلوب على المدى القصير، إلا أنها تشكل على المدى الأطول عبئاً مالياً وتشغيلياً وبيئياً متزايداً.
لذا كان لابدّ من إيجاد حلول ذكية تهدف إلى الإفادة القصوى من السعة الكامنة غير المستخدمة للطريق بالاعتماد على التقنيات الحديثة وصولاً إلى إدارة مرورية أكثر كفاءة. من هنا كانت أنظمة النقل الذكي تسخر آخر تقنيات الاستقصاء (Detection) ومعالجة المعطيات (Processing) والاتصالات (Communication) والتحكم (Control) بهدف زيادة الكفاءة التشغيلية لنظام النقل وسعته، وتخفيض استهلاك الطاقة والحفاظ على البيئة، ورفع مستوى الاستجابة في حالات الطوارئ. [1]
2- هدف البحث:
هدفَ البحث إلى إلقاء الضوء على الإمكانيات التطبيقية للمكونات التقنية للمدن الذكية في حل المشكلات العمرانية للمدن ولا سيما المشكلات المرورية، ودورها في رسم سياسات التنمية العمرانية في المدن، من خلال رصد المشكلات المرورية الحالية والمستقبلية، وصولاً إلى بلورة استراتيجية لحل هذه المشكلات من خلال تطبيق النقل الذكي في مدينة دمشق كحالة دراسية.
3- إشكالية البحث:
تكمن إشكالية البحث في الافتقار إلى سياسة عمرانية واضحة للإفادة من تقنيات المدينة الذكية في حل المشكلات المرورية، فضلاً عن نقص آليات التخطيط المناسبة التي تسمح بتوفير نظام نقل يلبي الطلب المتزايد على نحو مستدام، ضمن إطار استراتيجية شاملة تضمن التوصل إلى تخطيط حضري متكامل.
4- مفهوم المدينة الذكية، وأبعادها:
يطلق مصطلح المدن الذكية على الأنظمة الإقليمية ذات المستويات الإبداعية التي تجمع بين النشاطات والمؤسسات القائمة على المعرفة لتطوير التعليم والإبداع، وبين الفراغات الرقمية التي تطور التفاعل والاتصالات، وذلك لزيادة القدرة على حل المشكلات في المدينة.
من الخصائص المميزة للمدينة الذكية الأداء العالي في مجال الإبداع، وذلك لأن الإبداع وحل المشكلات من أهم ملامح الذكاء. [2]
كما يمكن القول: إن المدينة الذكية هي تجمع عمراني يضم ثلاثة عناصر أساسية: تقني، واجتماعي، وأساس بيئي، فهي ومن ثَمّ ثلاث مدن في واحدة وهي: افتراضية/ معلوماتية، ومعرفية، وبيئية، وهي المكان الذي يلتقي فيه العالم الافتراضي والواقعي. [3]
من الناحية التقنية، هي مدينة رقمية وافتراضية، إِذْ تزود بتقنيات المعلومات والاتصالات، والشبكات اللاسلكية، الواقع الافتراضي، وشبكات أجهزة الاستشعار، بحيث تشكل عناصر أساسية من البيئة العمرانية، كما أنها عبارة عن تمثيل رقمي متعدد الطبقات للمدينة المستقبلية الواقعية بوصفها نظاماً لتشغيل المجتمع الذكي، وللإدارة العمرانية الذكية، أو البيئات الذكية الرقمية، أمّا من الناحية البيئية، فهي مدينة صحية بيئياً، حيث تتوافر فيها شبكات لتوزيع الطاقة، والتقنيات البيئية النظيفة، واستخدام موارد الطاقة المتجددة.
ومن الناحية الاجتماعية، إنها مدينة ذكية وإبداعية ومعرفية، إِذْ تركز على النشاطات المعرفية، وتتمتع بنسبة عالية من التعليم والإبداع، كما تعتمد بشكل أساسي على إبداعية الأفراد، ومؤسسات إنشاء المعرفة، والبنية التحتية الرقمية للاتصالات وإدارة المعرفة.
يمكن تحديد ستة أبعاد مميزة للمدينة الذكية، ترتبط بدورها بنظريات التنمية والنمو العمراني التقليدية، كالنقل، والاقتصاد، والموارد الطبيعية، ونوعية الحياة، والتشاركية، وهذه الأبعاد هي: اقتصاد ذكي ( Smart Economy)، وحياة ذكية (Smart Living)، وبيئة ذكية ،(Smart People) أذكياء وأشخاص ،(Smart Environment) والتنقل الذكي(Smart Mobility)، وحكومة ذكية ( Smart [4].(Governance
5- تطبيقات المدينة الذكية: للمدينة الذكية عدة تطبيقات، منها الحكومة الإلكترونية ،(E-Commerce) الإلكترونية والتجارة ،(E-Government) والسياحة الالكترونية (E- Tourism)، والخدمات الطبية عن بعد (E-Health)، ومناطق التقنية (Technology Parks)، والتعليم عن بعد أو التعليم الالكتروني (E-Learning)، والمباني الذكية، ومنظومة الأمن والسلامة، والمراقبة البيئية، فضلاً عن النقل الذكي الذي سيركَّز عليه في هذا البحث. [5]
5- 1 مفهـــوم النقـــل الـــذكي
(Intelligent Transportation System : ITS )
يستخدم مصطلح النقل الذكي للتعبير عن التطبيقات المتكاملة لأجهزة الاستشعار، وأجهزة الحاسب، وتقنيات الاتصالات والالكترونيات، واستراتيجيات الإدارة لتزويد الأفراد بالمعلومات اللازمة، ولزيادة كفاءة أنظمة النقل وتعزيز السلامة المرورية.
تعمل أنظمة النقل الذكي على دمج تقنيات المعلومات والاتصالات في نظم إدارة النقل القائمة، بهدف تحسين نوعية الحياة، فهي تقدم الحلول للعديد من مشكلات التنقل في المدن، كالازدحام المروري، وارتفاع مستويات التلوث، وزيادة وقت التنقل، فضلاً عن استهلاك الطاقة، [2] وتوظف التقنيات للحصول على معلومات عن أداء مرافق النقل، وعن الطلب على النقل والاتصال المتبادل بين المركبات أنفسها وبينها وبين الأجهزة الموضوعة على جوانب الطرق، وأيضاً عن حوادث التصادم الوشيكة الوقوع، وذلك لحل المشكلات المرتبطة بالنقل. تجمع هذه التطبيقات لنظم النقل الذكية بين القدرة الهائلة للمعلومات وبين تقنيات التحكم في سبيل إدارة أفضـل للنقل، وتمثل نظم النقل الذكية التطور الطبيعي للبنية التحتية الوطنية للنقل وذلك من خلال تحديثها لتواكب عصر المعلومات.[6]
توفر هذه التقنيات مدناً ذكيةً مستدامةً، من خلال تقليل الحاجة إلى التنقل، وزيادة كثافة الركاب والبضائع في المركبات، وإيجاد شبكات نقل أكثر كفاءة، من خلال تزويد السيارات والبنية التحتية للطريق بأنظمة ذكية تعزز إمكانيات الاتصال، وتعمل على توفير شبكات اتصال بين المركبات (V2V: Vehicle to Vehicle) وبين ،(V2I: Vehicle to Infrastructure) التحتية والبنى المركبات تُسهم بدورها في تبادل البيانات بين المركبات، فضلاً عن نقلها إلى أجهزة معالجة البيانات في مراكز التحكم للوصول إلى إدارة ذكية للمنظومة المرورية. [5]
5 -1-1- الأهداف الرئيسة لنظم النقل الذكية:[6]
تشمل الأهداف الرئيسة لنظم النقل الذكية ما يأتي:
- زيادة الكفاءة التشغيلية لنظام النقل وزيادة سعته:
* زيادة السرعات وتقليل التوقفات.
* تقليل التأخير عند نقاط التحويل بين وسائط النقل.
* زيادة الإشغال للمركبات الخاصة وزيادة استخدام النقل العام.
* رفع مستوى إدارة شبكة الطرق باعتماد فعالية الطاقة الاستيعابية لشبكة الطرق.
- تحسين مستويات الحركة والراحة للمتنقلين:
* تقليل زمن الرحلة وزيادة موثوقيته وتقليل تكلفته.
* زيادة مستوى السلامة والأمن الشخصي.
- تحسين مستوى السلامة المرورية:
* تقليل عدد الحوادث وشدتها وتكلفتها وتقليل سرقة المركبات.
* تقليل عدد الوفيات.
* زيادة مستوى الأمن الشخصي.
- تخفيض استهلاك الطاقة والحد من الآثار البيئية:
* تقليل انبعاثات العوادم واستهلاك الوقود بسبب الازدحام.
* تقليل التلوث الضوضائي.
- تحسين الإنتاجية الاقتصادية:
* التنسيق والتكامل في عمليات الشبكات وإدارتها واستثماراتها.
* تحسين التكيف مع التغيرات في متطلبات أداء النظام وتقنياته.
* التوفير في الاستثمارات لإنشاء شبكات الطرق وتوسيعها.
تساعد نظم النقل الذكية على توفير طاقة استيعابية أكبر وبكفاءة أعلى دون الاعتماد الكلي على إنشاء مرافق نقل جديدة، وفي الواقع تشير الدراسات إلى أن الجمع بين نظم النقل الذكية والإنشاءات الجديدة قادر على استيعاب النمو المروري المستقبلي بتوفير قدره 35%؛ مما يلزم تجهيزه لتلبية الطلب المروري نفسه من خلال الإنشاءات الجديدة فقط.
2-1-5- تحديات تطبيق نظم النقل الذكية: [5]
يواجه تطبيق أنظمة النقل الذكية تحديات اقتصادية، وتقنية، واجتماعية.
على المستوى الاقتصادي: يشكل تنفيذ شبكات الإنترنت السلكية واللاسلكية، وشبكات أجهزة الاستشعار تحدياً اقتصادياً.
أما على المستوى التقني: فيتمثل التحدي الأكبر بالتبادل الفوري للبيانات، بين المركبات والبنى التحتية، كما تشكل إمكانية الحصول على معلومات دقيقة عن الموقع تحدياً إضافياً، فضلاً عن التعامل مع أجهزة متنوعة الخصائص تجمع أنواعاً مختلفة من البيانات، كل منها يشكل تحدياً تقنياً.
على المستوى الاجتماعي: عدم قدرة الأفراد على التعامل مع هذه التقنيات، لذا لابدّ من تدريب الأفراد على استخدام التقنيات في المراحل الأولى من تطبيقها، لضمان كفاءتها وفعاليتها.
3-1-5- العناصر المكونة لأنظمة النقل الذكي:
يتكون نظام النقل الذكي من تقنيات الاستقصاء (Detection) التي ترصد باستمرار عمليات نظام النقل، ومعالجة المعطيات (Processing) التي تتضمن البرمجيات الحاسوبية التي تعالج بيانات أداء نظام النقل، والأجهزة الإلكترونية التي تقدم المعلومات للأفراد، وشبكات الاتصالات (Communication) التي تحمل تدفق البيانات، فضلاً عن تقنيات التحكم (Control). الشكل (1] (1]
8- النتائج والتوصيات:
- إن استخدام تطبيقات المدينة الذكية، وبشكل خاص النقل الذكي يسهم إسهاماً إيجابياً في حل المشكلات العمرانية، ومعالجتها للوصول إلى بيئة عمرانية متوازنة.
- يسهم تطبيق النقل الذكي في حل جزء من المشكلات المرورية دون الحاجة إلى إنشاء طرق جديدة أو توسيع الطرق القائمة، من خلال الإفادة المثلى من الطاقة الاستيعابية لهذه الطرق.
- ضرورة بلورة استراتيجية وطنية للنقل الذكي للإفادة من التقنيات في حل المشكلات العمرانية المتعلقة بالنقل، والانطلاق في تحديد المشاريع المقترحة من المشكلات التي تعاني منها المدن.
- لا بدّ من تحديد الأولويات والتسلسل الزمني لتلبية مختلف الاحتياجات الوظيفية لنظم النقل الذكية، والبدء بمشاريع تجريبية توضيحية مختارة بعناية قبل التوسع في تطبيق نظم النقل الذكية.
- العمل على إدارة المرور في مدينة دمشق من خلال إدارة الطلب على النقل، والتوجيه الطرقي، والتحكم بالإشارات المرورية.
- تحقيق التكامل بين وسائل النقل المتعددة في مدينة دمشق، من خلال إشراك وسائل النقل العام، وتشجيع استخدام الدراجات الهوائية مع توفير التسهيلات اللازمة لاستخدامها.
- من الضروري اعتماد خطط طوارئ استعداداً لحالات خاصة مثل: فقدان التحكم أو الاتصال أو فقدان الطاقة في المركز، ومثال ذلك الاستعانة بالطاقة البديلة في المركز، واعتماد لامركزية التشغيل في حالات الطوارئ مقابل مركزية إدارة العمليات في الأوضاع العادية.
انطلاقاً من الدور الذي تؤديه التطبيقات الذكية في حل المشكلات العمرانية الحالية والمتوقعة لمدينة دمشق، فإن المصور العام للمدينة يجب أن يلحظ ضرورة تحويل المدينة إلى مدينة ذات تقنيات ذكية.
فالتوجه إلى تطبيق مفهوم المدينة الذكية أصبح ضرورة ملّحة، يمكن أن يبدأ هذا التطبيق بصورة تدريجية، من خلال التركيز على تطبيق واحد أو أكثر، بحسب أولوية التطبيق وقدرة المدينة على التنفيذ، على أن تزداد هذه التطبيقات مع الوقت.
كما يجب أن تُبنى هذه التطبيقات على منهجية صحيحة، بالأخذ بالحسبان متطلبات المدن، ويجب أن تكون المدن قادرة على دمج خدمات وتقنيات جديدة، إلى جانب الخدمات الموجودة، مما يدعم التنمية المستمرة للمدن الذكية.
9- مسرد المصطلحات:
Detection: تقنيات الاستقصاء
Processing: معالجة المعطيات
Communication: الاتصالات
Control:التحكم
Smart Economy:اقتصاد ذكي
Smart Living: حياة ذكية
Smart Environment: بيئة ذكية
Smart People: أشخاص أذكياء
Smart Mobility: التنقل الذكي
Smart Governance: حكومة ذكية
E-Government: الحكومة الإلكترونية
E-Commerce: التجارة الإلكترونية
E- Tourism: السياحة الالكترونية
E-Health: الخدمات الطبية عن بعد
Technology Parks: مناطق التقنية
E-Learning: التعليم الالكتروني
النقل الذكي :Intelligent Transportation System :ITS
المركبات بين الاتصالات :V2V: Vehicle to Vehicle
المركبات بين الاتصالات والبنى التحتية :V2I: Vehicle to Infrastructure
الإشارات المرورية الآلية. :DMS:Dynamic Message Signs
.نظم النقل المديني UTS :Urabn transportation systems
المراجع
[1] جبر مازن علي عوض، الظريف جمال، النقل الذكي في بيئة حضرية سريعة النمو في مدينة أبو ظبي كمثال تطبيقي، دائرة الشؤون البلدية، بلدية أبو ظبي، 2009.
[2] K. Nicos, Intelligent Cities: Innovation, knowledge systems and digital spaces, Routledge, London and New York, 2002. http://www.urenio.org/2005/08/11/technologyparks/#more-41 Posted by Nicos Komninos at 11 August 2005, accessed on 1-9-2011.
[3] A. Azamat, "A Smart World: A Development Model for Intelligent Cities- The Trinity World of Trinity Cities", The 11th IEEE International Conference on Computer and Information Technology (eCIT-2011), The 11th IEEE International Conference on Scalable Computing and Communications (ScalCom- 2011).http://www.cs.ucy.ac.cy/CIT2011/.
[4] C. Andrea, D.B. Chiara, N. Peter, Smart cities in Europe, 3rd Central European Conference in Regional Science – CERS, Technical University of Košice - Faculty of Economics and Institute of Regional and Community Development- University of Economics in Bratislava- Slovak Section of the European Regional Science Association- German Speaking Section of the European Regional Science Association, Košice/ Slovak Republic, October 7th – 9th, 2009.
[5] M. C. Luis, W. Klaus, Smart Cities Applications and Requirements, European Technology Platform, 2011.
[6] القاضي سعد بن عبد الرحمن، نظم النقل الذكية: أهم مواضيعها وفرص تطبيقها في المملكة العربية السعودية، جامعة الملك سعود، المملكة العربية السعودية، 2010.
[7] E.Stephen, Explaining International IT Application Leadership: Intelligent Transportation Systems, The Information Technology& Innovation Foundation, 2010.
[8] السعيد ناصر أحمد، شبكة الطرق ونظام المرور- تجربة بلدية دبي، ندوة إدارة وتطوير الخدمات البلدية والمرافق العامة في المدن العربية، المعهد العربي لإنماء المدن، الخرطوم / جمهورية السودان، 2004.
[9] I. Kamarulazizi, Intelligent City An Enable For A First Class Hajj Service, Intelligent Cities Conference, Umm Al-Qura University, Makah/Saudi Arabia, 2009.
[10] S.Ayman, M.Kate, Intelligent Transportation Systems (ITS) Statewide Plan, final Report, Prepared for: North Dakota Department of Transportation, October 2004, (Updated September 2005).
[11] مديرية التنظيم والتخطيط العمراني في محافظة دمشق، المخطط التنظيمي العام لمدينة دمشق ومحيطها الحيوي- تقرير المرحلة الثانية، دمشق/ الجمهورية العربية السورية، تموز 2011.
[12] مديرية التخطيط الإقليمي ودعم القرار في محافظة ريف دمشق، تقرير النقل في مشروع التخطيط الإقليمي لمحافظة ريف دمشق، دمشق/ الجمهورية العربية السورية، 2011.
[13] تحديث الإدارة البلدية (MAM)- وزارة الإدارة المحلية، تخطيط وإدارة النقل العمراني في سورية، دمشق/ الجمهورية العربية السورية، 2009.
[14] www.shamonline.com
حمله من
للقراءة والتحميل
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق