X
تبلیغات
رایتل

پویایی پایدارشهری تا سال 2020

دوشنبه 20 دی 1389 ساعت 01:07

 ریان چین: دانشجوی دوره فوق دکتری وعضو گروه تحقیق درارتباط با " شهرهای هوشمند " 

  برگردان : کاشفی امیری


رای ساختن اتومبیل های آینده ، نیاز به ساختن شهرهای آینده داریم .

 چگونه می توان طراحی شهری را با طراحی های خودروها انجام داد ؟ امروزه اتومبیل ها بطور فزاینده توسط بهره برداران ساکن در شهرها جابجا می شوند. براساس گزارشی در سال 2007 در آمریکا پدیده رشد جمعیت ومهاجرت برای اولین بار درتاریخ موجب شکاف بین مناطق شهری وروستایی شده است . این روند درچند دهه آینده نیز ادامه یافته وموجب شهرگرایی بیشتر در جهان خواهد شد .در سال 1950 نیویورک تنها شهر میلیونی( با جمعیتی معادل 10 میلیون نفر) در روی کره زمین محسوب می شد . وامروزه تقریبا 25 شهر میلیونی در کشورهای در حال توسعه ظهور نموده اند . برای مروربراین روند فقط کافی است نگاهی بیاندازیم به شهرگرایی ومهاجرت روستاییان فقیر به مناطق شهری در کشور چین برای فرصت های اقتصادی بهتر . متخصصین جمعیت شناس معتقدند که در دهه های آینده بیشترین رشد شهرنشینی در آسیا وآفریقا اتفاق خواهد افتاد .

همچنین بطور همزمان اشتیاق افراد برای ادامه رشد وپویایی نیزبیشتراتفاق خواهد افتاد . تاریخ نشان میدهد که بدنبال توسعه اقتصادی درکشورها افراد برای حمل ونقل، چهارچرخه های خود را موتوری کرد ه اند. بطوریکه امروزه تقریبا ناوگان مذکور شامل 800 میلیون اتومبیل است که به 8/7 میلیارد نفر ساکن در روی کره زمین خدمت ارائه میکنند .دردنیای توسعه یافته از هر 10 نفر7 نفرمالک خودرو است ، در حالیکه این رقم در کشورهای در حال توسعه از هر 10نفر2 نفر مالک خودرو می باشند . ادامه رشد اقتصادی درکشورهای برزیل ، روسیه ، هند وچین موجب رشد فزاینده ناوگان مذکورشده که تا سال 2020 به بیش از یک میلیارد اتومبیل بالغ خواهد گردید . نتیجه منطقی ادامه استفاده از چنین مدل حمل ونقل شخصی ، بوضوح ترکیبی غیرکارآ در زمینه های انرژی ، محیط زیست ، قطع عرضه سوخت فسیلی ، نظام شهری پراکنده و قارچ گونه  ومتکی به اتومبیل خواهد بود که در اثر شلوغی وازدحام بیش ازحد بناچاربا مدل های دیگر حمل ونقل جایگزین خواهد شد . برای حل وفصل بنیادین این معضل اعم از شکل اتومبیل ها ونحوه استفاده ازآنها در شهرها ( که جزء ضروریات زندگی امروزی ما شده ) چه راه حل هایی باید در پیش بگیریم . در زیر به برخی از آنها می پردازیم : 

اندازه ووزن اتومبیل ها :

امروزه (سال 2010) وزن اتومبیل ها تقریبا 20 برابر وزن راننده اش می باشد . همچنین برای پارک اتومبیل ها تقریبا 100 فوت مربع (معادل حدود 17 الی20 متر مربع ) جا نیاز است یعنی 15 برابرجا برای یک میز کار راحت برای یک نفر . اگر سایر ملزومات مربوط به اندازه اتومبیل از قبیل : فضایی که در جاده اشغال می کند ، پارکینگ منزل ، محل کار ومحل ساخت وتعمیرآنرا نیز در نظر بگیریم ، فضای لازم برای یک دستگاه وسیله نقلیه بالغ بر 1200 فوت مربع خواهد شد . وهزینه این مقدار زمین وفضا در یک شهر میانه ( مانند مانهتان) بالغ بر 2 میلیون دلار برای حکومت در بر خواهد داشت .

اتومبیل های فردا (سال 2020) خیلی سبک تر و کوچکتر خواهند بود . اندازه ، وزن وکارآیی انرژی سه عامل مؤثر ومعنی دار درطراحی و مهندسی اتومبیل خواهند بود . وسیله نقلیه سبک با کارآیی بیشتر انرژی ، توده یا جرم بیشتری از ماده را جابجا خواهد کرد درحالی که اتومبیل کوچک خود دارای جرم کمتری خواهد بود . این مجموعه روابط ، مجموعه ای از بازخوردهای مثبت ومنفی در بر خواهد داشت که نهایتا روی طراحی ناوگان حمل ونقل تأثیر خواهد داشت . واین موضوع موجبات ترکیب پیشرفت های فناوری های مربوط به مواد سبک را الزام آورخواهد نمود . با اتکا به این مواد مرکب سبک وسایل نقلیه سبک ساخته خواهد شد ، اما این کافی نیست . وسایل نقلیه باید فشرده تر شود . چراکه این موضوع نه تنها کارآیی انرژی را بالا خواهد برد بلکه همه قطعات مربوط به وسایل نقلیه را نیز بهبود خواهد بخشید( ازجمله فضای مورد نیازرا)  .

 اندازه وسرعت اتومبیل ها :

اتومبیل های امروزی (2010) با اندازه مخزن سوختی که با خود دارند فقط برای پیمودن 300 مایل راه کافی می باشد که می توانند  سرعت شان را در کمتراز10 ثانیه از حداقل 0 الی 60مایل در ساعت  به حداکثربه 110مایل  درساعت افزایش دهند. که برای سفرهای داخل شهری سرعت بالایی می باشد ، اما بیشتر شهروندان آمریکایی بیش ازآن، سفر داخل شهری ندارند . بیش از 80 درصد از سفرهای حومه شهری در آمریکا کمتراز 40 مایل است . با اینکه بیش از 81 درصد شهروندان در شهرهای عمده زندگی می کنند با این حال نیازندارند با سرعت 100 مایل در ساعت حرکت کنند . اگر شما امروز در شانگهای سفرکنید متوسط  سرعت در این شهر 9 مایل در ساعت است . شهر بنگلور هند در 24 ساعت شبانه روز پرازدحام است . امروزه وسایل نقلیه فوق مهندسی برای مقاصد تمرینی درشهرها آزمایش می شوند .

اتومبیل های فردا (2020)نیازی به سوخت گیری مجدد ومستقل نخواهند داشت . شرکت بی ام وی اخیرا در یک سری از اتومبیل های مبتنی بر انرژی برق دامنه نگرانی حاصل از قطع برق در این اتومبیل ها را بطور آزمایشی محک زد . که مشخص شد در اتومبیل جدید وکوچک برقی ، ساخت این شرکت در هر 100 مایل 2 الی 3 نوبت (و نه 5 یا 6 نوبت) نیاز به شارژ دارد . که بهره برداران بسرعت خود را هم با فشارهای مرتبط وهم با سودهای حاصله سازگار خواهند کرد . مقد مات سوخت گیری ( شارژ الکتریکی) اتومبیل ها دردهه آینده مستلزم آماده شدن زیرساخت های مناسب دنیای مجازی برای حل مسائل مربوط در مناطق شهری است . شهرهایی نظیر سان فرانسیکو ،  پورتلند ، پاریس ، مادرید ، بارسلونا  در استقرار شبکه ایستگاه های سوخت گیری ( شارژ الکتریکی) اتومبیل ها پیشتاز خواهند بود. واخذ شماره پلاک برای انواع مدل های خودرومنوط به این خواهد بود که قادر باشند عموما باندازه 110 ولت  شارژ شوند.

 برق در مقابل گازوئیل :

وسایل نقلیه امروزه غالبآ براساس سوخت های فسیلی طراحی وساخته شده اند .  در یک موتور درونسوز کارآیی در تبدیل انرژی شیمیائی به انرژی مکانیکی برای چرخاندن چرخ های خودروی شما  بطور وحشتناکی پائین است ( تقریبآ 85 درصد ) . ولی در خودرو های  جدید ضمن پرقدرت تر بودن  در صرفه جوئی انرژی هم بهترعمل خواهند کرد ، که طبق برنامه در پنج سال آینده 12 درصد خودروهای ورودی به بازار را شامل خواهند شد . بقیه سوخت ها از قبیل گاز فشرده طبیعی ، هیدروژن ، هوای فشرده و سوخت هایی با منشأ بیولوژیکی با کارآئی های مختلف (اما کمتر از برق )  مورد استفاده ناوگان حمل ونقل خواهند بود . باطری های مورد استفاده در موتورهای الکتریکی دارای کارآئی 90 درصد خواهند بود ولی بدلیل محدودیت های فنی این باطری ها بازارهای  مهم واصلی را تسخیر نخواهند کرد !

خودروهای فردا (2020) بطور وسیعی برقرسانی خواهند کرد . مواد شیمیائی باطری اضطراری جدید این خودروها مانند یون های عناصر لیتیم و نانو فسفات  به سازندگان این باطری ها این اجازه را خواهد داد تا بتوانند باطری هائی با چگالی بالای انرژی ودر عین حال با مقاومت پائین داخلی وقابلیت شارژ با سرعت ( درکمتراز 30 دقیقه ) بسازند . درحقیقت  تیم کاری مربوط  به وسایل نقلیه برقی در دانشگاه  ام  آی تی  قادر خواهند بود این باطری هائی راکه بعد از 1500 دور فقط 10 درصد تنزل ظرفیت پیدا می کنند در کمتر از 7 دقیقه شارژ نمایند . برای مقایسه جالب است بدانید که: یون های لیتیم باطری های کامپیوترهای لپ تاپ بسختی بعد از 1000 دور خالی می شوند . زمان وسرعت شارژ کامل این باطری ها چیزی بیش از سفارش ونوشیدن یک فنجان قهوه نخواهد بود . که فرصت های جدیدی خلق خواهد کرد تا بتوان شبکه ایستگاههای شارژ خودروها در سراسر شهرها را مستقر نمود . بالاخره در این زمینه وقتی از ما تلف نخواهد شد و قادر خواهیم بود در محل کار ومنزل نیز این باطری هارا شارژ نماییم ، که در هر صورت خیلی بهتر از 6 تا 10 ساعت انتظار در صف بنزین خواهد بود .

 کنترل خودرو توسط انسان در مقابل واحد کنترل داخلی یا خودرو راننده سرخود :  

خودروهای امروز توسط انسان رانده می شوند . رانندگان به کمک تعدادی از دستگاههای رمزدارحرکت خودرو را هدایت می نمایند ، مانند ترمزهای ضد قفل برای توقف ایمن ،  کنترل سازگاردر بزرگراهها ، حسگرهای مخصوص برای احتراز ازخارج شدن از مسیر ودست اندازها ، موقعیت یاب برای مکان های نا آشنا ، با این حال سالانه 50000 هزار نفردرآمریکا در حوادث رانندگی می میرند . رانندگان امروزه بیش از 50 ساعت ازوقت خود را درسال در ترافیک شهرها تلف می کنند .

خودروهای فردا بطور روز افزونی خودکار شده ودارای واحد کنترل داخلی خواهند شد . بنابراین نشست های سالانه چالش های  شهری  بطور قابل ملاحظه وباقدرت می توانند در سازماندهی نوآوری ها در این زمینه نقش ایفا نمایند . اخیرآ بیشتراین بحث های چالشی نشان داده است که خودکارسازی ناوگان حمل ونقل بدون هیچگونه حادثه ای درخیابان های شلوغ شهرها قابل هدایت است . ظرفیت ناوگان حمل ونقل خودکار راننده سرخود در هماهنگی با سایر خودکارسازی ها، ترافیک همواری را سبب می شود . در محیط شهری سرعت بالا ضروری نیست ، بلکه نظام سرعتی لازم است تا تحرک موزون وهماهنگ وسایل نقلیه را درازدحام ها بهبود بخشد . به عنوان مقدمه سیستم های نیمه خودکاری در زمینه پارکینگ ها وبزرگراه ها درس های مفید وسودمندی در ارتباط با خودکارسازی رانندگی در شهرها به همراه داشته است . یافته های تحقیقات علمی ومنطقه ای نشان داده است که ترکیب پیشرفت ها وقدرت محاسباتی ، فناوری های   خودکارسازی مینیاتوری را قدرت خواهد بخشید ، بطوریکه در دهه آینده  ساخت وتولید تجاری  خودروهای راننده سرخود اکثربازارها را تسخیر خواهد نمود .

 مالکیت خصوصی در مقابل مالکیت عمومی :

طراحی خودروهای امروزی برای مالکیت شخصی صورت می گیرد . که شامل هزینه های وسیله نقلیه ، استهلاک ، لاستیک چرخ ها ، پروانه ساخت ، مالیات ، ثبت ، بیمه ، نگهداری ، سوخت وپارکینگ نیزهست . این هزینه های مستقیم فردی با آنچه که اقتصاددانان تحت عنوان " آثار منفی خارجی" از آن یاد می نمایند ، ترکیب  می شوند ( ازقبیل آلودگی های زیست محیطی ، صوتی و ازدحام ها ومشابه آنها که منجر به هشدارهای جهانی در این زمینه شده است ) وهزینه های کلی تری برای جامعه به بار می آورند که درکوتاه مدت برای افراد قابل لمس نیست . اگر وسایل نقلیه شخصی در روز 2 ساعت سفر درون شهری داشته باشند غالبا 92 درصد آنها غیرضروری خواهد بود ، که دراین میان ضمن به بار آوردن استهلاک برای خودروها قادر به جابجائی شهروندان نیزنمی شوند . بنابراین مسافرت های درون شهری با خودروهای تک سرنشین وضعیت را بدتر کرده است . برای مثال اگرشما در یک رانندگی خاطره انگیز در شهرهایی مانند کمبریج یا ماساچوست لحظه ای توقف کنید باید بیش از 20 دقیقه صبر کنید تا یک خودروئی با دو سرنشین ببینید . در چنین شهرهایی تقریبآ دو سوم زمین شهری به خدمات رسانی به این خودروها اختصاص پیداکرده است ( شامل جاده ها وپارکینگ ها) که بطورعمده دراستفاده خصوصی افراد است . واین نوع بهره برداری از سرزمین ، علمی ومنطقی نیست به عبارت دیگرآمایشی نیست . ( به عبارت روشن تر اختصاص دوسوم کاربری های زمین های شهری به وسایل نقلیه خصوصی آمایشی وبهینه نمی تواند تلقی شود ).

 مدل خودروهای فردا بیشتر مورد بهره برداری عمومی خواهند بود . ناچاری استفاه ازخودروهای عمومی ودوچرخه های عمومی امروزه در امریکا واروپا قسمتی از بازارتقاضای حمل ونقل درون شهری را به خود اختصاص داده است . برنامه بزرگ جهانی درزمینه  استفاده ازخودروهای عمومی درکمتراز 10سال بسرعت به مرز6000 خودرو  و275000 راننده در49 شهردنیا رسیده است . البته صحبت ازمالکیت یک چهارم ، یک دهم ویا کسری ازحق بیمه ها در عالم " مالکیت خصوصی سنتی " بسیار مشکل است. مالکیت عمومی موجب خواهد شد تا هراستفاده کننده ازناوگان حمل ونقل عمومی احساس کند که کسری از مالکیت وسیله نقلیه مورد استفاده   متعلق به خود اوست  ودرهرنقطه ای ازشهرهرخودرویی که دردسترس دید تازمانی که نیاز دارد ازآن استفاده نماید ، مانند تلویزیون شبکه ای یا چاپ شبکه ای .

 بازاندیشی اساسی لازم است :

از سال 2003 دردانشگاه  ام آی تی  گروهی تحت عنوان " شهرهای هوشمند " تشکیل داده اند که منظور ازچنین اقدامی برای حل مشکلاتی از این دست بوده است . به این ترتیب خودرویی برقی با گنجایش دو نفر طراحی شده بنام " خودروی شهری " که درداخل چرخ های موتورالکتریکی آن روبوت هایی کارگذاشته شده  که سه حالت راندن ، توقف وترمز را بطور مستقیم بعهده دارند . هر چرخ بطور مستقل توسط سیمی کنترل می شود ( ارتباط مکانیکی نیست ) که ظرفیت هدایت 120 وظیفه دیگر با مانور بالاتری را تولید خواهد کرد . این خودروی شهری قادرخواهد بود روی محورهای چرخ های خود بصورت شعاعی بچرخد ( ) وباعقب نشاندن محورهای اولیه خود وچرخش عمودی چرخ ها میتواند چرخش از پهلو داشته باشد . روبات چرخ ها نیاز به اجزاء سنتی ازقبیل میل لنگ وگیربکس را حذف خواهد نمود . که این بازاندیشی درمعماری وسایل نقلیه ضمن رهانیدن ما ازبعضی مشکلات ، سودمندی فراوانی خواهد داشت . بنابراین با حذف میل لنگ وبا شاسی تاشونده می توانیم وسایل نقلیه بسیار جمع وجور وفشرده ای بسازیم . بنحوی که می توانند درراستای طول خود تاشوند ودرفضایی کمترازعرض شان پارک شوند . وقتی تا می شوند 60 اینچ ازطول و 100اینچ درعرض کاهش اندازه پیدا میکنند(نظیر خودروی هوشمند ). بطوریکه سه دستگاه ازاین اتومبیل ها درفضای پارک یک اتومبیل امروزی جای خواهد گرفت  .درضمن با وزنی بسیار سبک وبا کارآیی انرژی بسیار بالا ، با معماری جدیدی در طراحی های داخلی وخارجی آن ها . بطوریکه به راننده ومسافرین اجازه سوار وپیاده شدن ایمن از جلورا خواهد داد، به عبارت دیگر بجای در خروجی به طرف خیابان دقیقا به طرف پیاده رو باز شود . ترکیب سازوکار تا شوندگی وساختار بندی صندلی ها مطابق با اندام انسان طوری کامل خواهد شد تا مسافرین به زیبایی بتوانند از آن ها خارج شوند . این خودروها طوری طراحی شده اند که با دماغه جلو درپیاده رو پارک شوند که مسافرین براحتی بجای ورود ازخیابان از پهلو درپیاده رو سوار شوندد. وبالاخره اینکه چرخ دنده های موتورباندازه کافی نیروی گشتاورذخیره خواهند کرد ، بنابراین باساختن این خودروی شهری می توان رانندگی مفرحی در مناطق شهری داشت .

بنابراین طراحی ساده وسایل حمل ونقل شهری قسمتی از راه حل است . قسمت دیگرجدیدی که در این میان خلق خواهد شد نظامی خواهد بود تحت عنوان " جابجایی براساس تقاضا " ، که بهره برداری ازاین وسایل حمل ونقل سبک برقی موجب توزیع ایستگاههای شارژالکتریکی در سراسر مادر شهرها خواهد شد. وسایل حمل ونقلی که برای استفاده عمومی طراحی شده ، ودر سطح بالایی درحمل ونقل شهری بکارگرفته خواهند شد وفضای پارکینگ ها را به تصرف درخواهند آورد . مدل تقلیدی دوچرخه های عمومی که دراروپا درحال فراگیرشدن است ، بسادگی درمحوطه ایستگاههای عمومی با مختصری پیاده روی دردسترس خواهند بود ، با یک ضربه کارت اعتباری مسافرین را سوارنموده وبه مقصد محوطه ایستگاه عمومی دیگر حرکت ودر آنجا برای مقصد بعدی پارک می شوند .

 گروه مذکوردردانشگاه  ام آی تی خودروی شهری را برای چنین سیستم  " جابجایی براساس تقاضا " طراحی نموده است ، بنابراین با ایجاد یک شبکه مکملی که بتواند مسائل مربوط به عبورومرورعمومی را در سطح شهرها حل نماید در اصطلاح برنامه ریزان حمل ونقل " اولین مایل  آخرین مایل " نامیده می شود، به عبارت دیگر اینکه شبکه مذکورتعیین خواهد کرد که فاصله بین مبدأ وایستگاه های بین مسیر و مقصد واقعی  ونهایی افراد چگونه باید بهم متصل شوند . چون اغلب این مسیرها خیلی طولانی هستند وبا پای پیاده نمی شود آنها را طی کرد بنابراین افراد تشویق خواهند شد تا از خودروهای مذکور استفاده نمایند .

بسط سیستم " جابجایی براساس تقاضا " به پایداری اکوسیستم شهری با دسترسی به نوعی وسایل عبور ومرور همگانی نظیر دوچرخه برقی وروروک منجر خواهد شد . ( همچنین شهرهای هوشمند یک نوع روروک برقی تاشونده بنام " روروک رباتی" ویک نوع دوچرخه برقی با نام " چرخ سبز " خواهند داشت .) این سیستم حمل ونقل برای سفرهای نامتناسب شهری یک سیستم قابل انعطاف وراحتی خواهد بود . برای مثال یک شهروند خواهد توانست با یک چرخ سبز به فروشگاه برود وبا یک خودروی شهری که قادر به حمل خواربار است به خانه برگردد.

گروه محقق مذکورمعتقدند که سیستم جابجایی براساس تقاضا درشهرها بهترازخودروهای شخصی کار خواهد کرد چونکه هیچ کس نگران تجمع وازدحام وسایل نقلیه نخواهد بود ودربیشتر مواقع اگریک ایستگاه عمومی این سیستم را بیش ازحد اشغال نمایید مقصد نهایی به روی شما بسته خواهد شد . نوعأ سفرهای شهری کوتاه هستند ، گرچه بیشتر زمان صرف شده دراین سفرها بجای اینکه صرف رانندگی شود ، صرف پیاده روی برای وسیله نقلیه ویافتن جای پارک می شود . اخیرآ یک مطالعه دانشگاهی در لندن نشان داده است که درساعات پرازدحام بیش از 40 درصد گازوئیل مصرف شده ، صرف یافتن فضای پارکینگ می شود .

انتظار این است که تا سال 2020استفاده ازوسیله نقلیه شخصی متکی برسوخت های فسیلی جای خود را به وسایل نقلیه عمومی متکی به نیروی برق بدهد . که سه عامل اولیه ، این روند را شتاب خواهد بخشید .

1- فشارهای اقتصادی وزیست محیطی حاصل از: رها کردن سوخت های فسیلی

2- نوآوری های فناوری

3- سیاست گذاری های حاکمیتی جدید مبنی برترویج وتنظم نوآوری های مرتبط

درسال 2010 چین اولین وبزرگترین بازاراتومبیل جهان خواهد بود که بلحاظ خرید تعداد اتومبیل ، ازامریکا پیشی خواهد گرفت . رشد مصرف سوخت های فسیلی و انتشار گازدی اکسید کربن جزئی ازاین توسعه اقتصادی خواهد بود . همه این پدیده ها روی خواهد داد اما  برای پشتیبانی رشد تقاضا برای نفت ، بسته های سیاستی غیرواکنشی لازم خواهد بود . خوشبختانه فناوری های مورد نیاز برای ساخت "خودروی شهری " امروز موجود است ، نظیر موتورهای برقی با کارآیی بالا ، قدرت اسب بخار قابل محاسبه آنها ، فناوری باطری های جدید ، شبکه ارتباطی بی سیم ، مواد محکم وسبک ( مانند نانوکربن ها) ، سنجنده های پیشرفته و موقعیت یاب جی پی اس . تنها محدودیت ومشکل اصلی که  موجب وقفه درروند کار گروه مذکورمی شود افکارمحافظه کارانه است که مانع ازپذیرش ایده های نو می شود .

نظرات (0)
برای نمایش آواتار خود در این وبلاگ در سایت Gravatar.com ثبت نام کنید. (راهنما)

نام :
ایمیل :
وب/وبلاگ :
ایمیل شما بعد از ثبت نمایش داده نخواهد شد