بررسی طراحی شهر های هوشمند برای استفاده از وسایل نقلیه خودران و مزایای آن

با پیشرفت های چشمگیر در فناوری های اینترنت اشیاء (IoT) و هوش مصنوعی (AI)، همراه با رشد فزاینده جمعیت شهری، طراحی شهرهای هوشمند به عنوان یک پارادایم پایدار برای مدیریت بهینه منابع، خدمات شهری و زیرساخت های حمل ونقل ظاهر شده است. سامانه های حمل ونقل هوشمند، به ویژه ادغام وسایل نقلیه خودران (AVs)، نقش محوری در ارتقای ایمنی جاده ای، کاهش ازدحام ترافیکی، بهینه سازی مصرف انرژی و بهبود کیفیت زندگی شهروندان ایفا می کنند. این مقاله یک چارچوب معماری فنی جامع برای شهرهای هوشمند مبتنی بر IoT ارائه می دهد که امکان تبادل داده های بلادرنگ (real-time) بین وسایل نقلیه، زیرساخت های شهری (مانند چراغ های راهنمایی هوشمند و سنسورهای جاده ای) و سامانه های پردازشی توزیع شده را فراهم می سازد. لایه بندی پیشنهادی سیستم شامل لایه حسگری (sensing layer) برای جمع آوری داده های محیطی، لایه ارتباطی (networking layer) بر پایه پروتکل های ۵G و DSRC، لایه پردازش (processing layer) با تمرکز بر پردازش لبه ای (edge computing) و یادگیری ماشین، و لایه کاربرد و تصمیم گیری (application layer) برای مدیریت هوشمند ترافیک می باشد. تعاملات عملیاتی خودرو با زیرساخت (V۲I) و خودرو با خودرو (V۲V) از طریق الگوریتم های همگرا و پروتکل های امنیتی تشریح شده است. نتایج شبیه سازی و تحلیل نشان دهنده مزایای قابل توجه این معماری در بهینه سازی جریان ترافیک (traffic flow optimization)، کاهش نرخ تصادفات تا ۳۰ درصد، افزایش بهره وری انرژی وسایل نقلیه تا ۲۰ درصد، و کاهش انتشار آلاینده های زیست محیطی از طریق مسیریابی هوشمند است. علاوه بر این، مقاله چالش های کلیدی مانند امنیت سایبری، حریم خصوصی داده ها، مقیاس پذیری زیرساخت و الزامات قانونی را بررسی کرده و راهکارهای فناورانه مبتنی بر بلاکچین و استانداردهای IEEE را برای غلبه بر آن ها پیشنهاد می دهد.

کلیدواژه ها:

شهر هوشمند ، اینترنت اشیاء (IoT) ، وسایل نقلیه خودران ، سامانه حمل ونقل هوشمند ، بهینه سازی جریان ترافیک