sahaelectronic.com

سامانه های هوشمند کنترل ترافیک و حمل و نقل

2012-01-25T14:46:57+03:30

سامانه های هوشمند کنترل ترافیک و حمل و نقل

معضل ترافیک از دهه 1950 با تولید انبوه اتومبیل ها آغاز شد. اتومبیل ها جایگزین درشکه و کالسکه شدند و به تدریج در بسیاری از کشورها، مشکلات حمل ونقل و ترافیک به یکی از چالش های مهم اجتماعی و ملی تبدیل شد و سهم قابل توجهی از سرمایه های ملی را به خود جذب کرد و در این فرآیند دست یابی به حمل و نقل ایمن، ارزان و کارا به یکی از آرزوها و اهداف اصلی و ثابت سیاست های توسعه کشورها تبدیل شد.
به منظور تحقق این اهداف و کاهش معضلات ترافیک، از دهه 60 میلادی ساخت هرچه بیشتر خیابان و جاده و بزرگراه در دستور کار تصمیم گیرندگان قرار گرفت ولی مشکلات به طور کامل محو نشد و به تدریج برنامه ریزان حمل ونقل به تجربه آموختند که به خصوص در مناطق شهری مقوله جابه جایی مسافر را به جای جابه جایی اتومبیل مورد توجه قرار داده و بدین سان ایجاد شبکه های عظیم حمل ونقل عمومی نظیر مترو و اتوبوس رانی آغاز شد. به تدریج راه حل های دیگری نظیر توجه به کاربری زمین و نیز مدیریت تقاضای حمل ونقل و فراهم آوردن امکانات و تسهیلات در مناطق مختلف نظیر خدمات دولتی و مدارس جهت کاهش سفرها مورد توجه قرار گرفت.

سامانه های هوشمند ترافیک

از دهه 90 میلادی متخصصان متوجه شدند که ظرفیت ها و امکانات جدید در مدت کوتاهی توسط مصرف کنندگان بلعیده شده و در اثر مسابقه ایجاد شده بین "ساخت راه و جاده" با "تولید اتومبیل های راحت و ارزان"، تلاش های عمرانی کم اثر شده و ایمنی راه ها نیز مرتبا درحال کاهش است. از طرف دیگر پیشرفت فناوری های روز شرایط مناسبی را برای ایجاد ارتباط بی وقفه (On-line) بین تصمیم گیرندگان، مراکز مدیریت ترافیک، خودروها و نیز وضعیت ترافیکی جاده از طریق سنسورها و دستگاه های الکترونیکی فراهم ساخته و در نتیجه امکان ایجاد یک مدیریت هوشمندانه، هدفمند و هماهنگ به منظور ارتقای بهره وری و افزایش کارایی شبکه محقق شده بود. بدین گونه بود که در ابتدای دهه 90 میلادی سیستم های حمل ونقل هوشمند (ITS) به مفهوم امروزی آن متولد شد. البته قبل از دهه 90 یعنی طی سال های دهه 70، پروژه هایی نظیر نصب دوربین در تقاطع های شهری و نیز کنترل هوشمند زمان بندی چراغ های راهنمایی متناسب با حجم ترافیک (Actuated Traffic control systems) در بسیاری از کشورها آغاز شده بود اما لفظ سیستم های حمل ونقل هوشمند (ITS) مشخصا از سال 1990 برای اولین بار در آمریکا رایج شد و کلیه پروژه‌ها و فناوری های مرتبط با موضوع و به خصوص روابط تعاملی (Transactions) بین آن ها در یک ساختار کلان و به هم مرتبط (Integrate) را دربر گرفت.
ویژگی های اخیر در واقع وجه تمایز مجموعه ITS را با پروژه های جزیره ای و پراکنده که قبل از آن انجام می‌شد روشن کرد. با این دیدگاه، ویژگی اصلی ITS، ایجاد ارتباط و هماهنگی بین پروژه ها و کاربردهای مختلف فناوری روز حمل ونقل است. این نکته ای است که متاسفانه در کاربردهای رایج ITS در کشور ما کمتر بدان توجه شده است.
ITS که نام اختصاری عبارت Intelligent Transportation systems است، دربردارنده کلیه فناوری های اطلاعات، مخابرات، کنترل، مهندسی سیستم و نیز استراتژی ها، تصمیم گیری های مدیریتی و ساز و کارهای هماهنگ کننده ای است که در نتیجه به کارگیری آن ها، بهبود پارامترهای حمل ونقل و ترافیک نظیر کاهش زمان سفر، مصرف سوخت و افزایش ایمنی حاصل شود. تعاریف متفاوتی از ITS شده است که مفهوم مشترک تعاریف مذکور، عمدتا بر کاربرد هدفمند و هماهنگ فناوری اطلاعات و ارتباطات و استراتژی های مدیریت به شرط ارتقای بهره وری و کارایی و ایمنی سیستم حمل ونقل تأکید دارند.
متاسفانه طی سال های اخیر طرفداران نوپای ITS با ارائه تعاریف غلط از موضوع و نیز عملکردهای سطحی که تأکید بیشتری بر به کارگیری صرف تجهیزات و فناوری ها می کند، باعث شده اند برخی پیش کسوتان سنت گرا منکر هرگونه اثربخشی ITS شوند.
ITS از دیدگاه موضوع و فناوری ها در دو طبقه اصلی زیرساخت های هوشمند (ITS Infrastructure) و نیز خودروهای هوشمند (Intelligent Vehicles) تقسیم بندی می شود.
زیرساخت های هوشمند عمدتا دربردارنده پروژه هایی است که در معابر درون شهری و برون شهری توسط شهرداری ها در شهرها و یا توسط وزارت راه در جاده ها و آزادراه های برون شهری، به عنوان پروژه های زیربنایی قابل اجراست. نظیر نصب سیستم های کنترل هوشمند در تقاطع ها یا نصب تابلوهای متغیر ترافیکی که در سطح خیابان و جاده نصب می شوند. بخش خودروهای هوشمند نیز دربردارنده فناوری های جدید داخل خودرو نظیر سیستم های اعلام جلوگیری از تصادف، سیستم های دید در شب و نیز سیستم های هدایت مسیر و دیگر پروژه هایی است که اجرای آن عمدتا برعهده کارخانجات خودروسازی است.
این تقسیم بندی ما را به این نتیجه فوری می رساند که پیاده سازی موفق ITS در سطح ملی مستلزم انجام هماهنگی های کلان بین وزارت صنایع، وزارت راه و شهرداری ها در مرحله نخست است. لازم به ذکر است طرح ریزی ITS در ژاپن با هماهنگی و مشارکت پنج وزارتخانه پایه ریزی شده است.
در کشور ما ITS در ابتدا با نگرش شهری در ابتدای دهه 70 در تهران دنبال شد و هم اکنون نیز در سطح وسیعی مورد اقبال دست اندرکاران و مسؤولان حمل ونقل شهری، جاده ای و ریلی قرار گرفته و هر یک از پروژه ها به طور جداگانه درحال طراحی و اجراست. این اقبال اگرچه رویکردی مثبت و در نوع خود حرکتی رو به پیش است اما در آینده فقدان طرح استراتژیک ITS در سطح ملی باعث آسیب پذیری در روند پیشرفت پروژه ها و عدم حصول نتیجه لازم خواهد شد. از آن جا که به کارگیری صحیح ITS مستلزم دانش و شناخت هم زمان تخصص حمل ونقل و ترافیک و نیز فناوری اطلاعات و ارتباطات و توجه به استراتژی ها و برنامه ریزی های مدیریتی و سازمانی است، لذا ضروری است طرح و اجرای پروژه ها برعهده ترکیب مناسبی از متخصصان رشته های مرتبط قرار گیرد.
با عنایت به طرح موضوع در نشریه بزرگراه فناوری باید اشاره داشت که بسیاری از خدمات ITS از طریق زیرساخت های مخابراتی شامل ارتباطات ثابت و سیار تحقق می یابد. نیازمندی های مخابراتی ITS شامل ارتباطات ذیل است:
1) بین دو نقطه ثابت (تجهیزات کنار جاده نظیر دوربین تا مرکز کنترل)
2) بین یک نقطه ثابت و یک نقطه درحال حرکت (نظیر AVL و نیز اخذ الکترونیکی عوارض)
3) بین نقاط درحال حرکت (ارتباط اتومبیل ها) است.
این بدان معناست که تامین بستر مخابراتی برای راه اندازی پروژه های ITS طیف وسیعی از فناوری ها و ارتباطات مخابراتی و به خصوص فیبرنوری، بی سیم و سیستم های کابلی را دربر می گیرد.
بحث تامین نیازمندی های مخابراتی ITS از پرچالش ترین مباحث ITS و درحال حاضر از موانع اساسی توسعه ITS در ایران است. بار مضاعف مالی در راه اندازی بسیاری از پروژه های ITS معلول فقدان بستر مخابراتی مورد نیاز پروژه است. به همین دلیل است که شرکت کنترل ترافیک شهرداری تهران بخش عظیم بودجه خود را صرف ایجاد بستر مخابراتی اختصاصی فیبرنوری کرده که اگرچه از دیدگاه صاحبان پروژه امری اجتناب ناپذیر است اما روشن است که در مقیاس ملی و کلان، ایجاد زیرساخت های اختصاصی به مفهوم اتلاف و یا حداقل عدم استفاده بهینه از منابع و نشان دهنده گوشه ای از زیان های پنهان انحصار بخش دولتی و عدم توانایی در ارائه خدمات به موقع و مورد نیاز به متقاضیان است.
ITS مرکب از سیستم های مختلفی است که اجزای آن به طور پیچیده ای در هم آمیخته اند. اگرچه تجمیع و یک پارچه سازی این سیستم ها از مزیت های ذاتی و منحصر به فرد ITS و از پیش نیازهای لازم برای اثربخشی آن تلقی می شود، اما همین ویژگی به دلیل لزوم هماهنگی و همکاری ارگان ها و اجزای مختلف، می تواند به یکی از موانع رشد و توسعه ITS در کشور ما تبدیل شود. تجمیع و یک پارچگی سیستم ها نیازمند فعالیتی است که تحت عنوان معماری (Architecture) سیستم تعریف می شود. مطالعات معماری سیستم نشان می دهد چگونه اجزای سیستم بر یکدیگر اثر گذاشته و به طور واحد عمل می کنند. معماری سیستم از ضروریات توسعه ITS است که بدون تجویز فناوری های خاص، به طراحان سیستم آزادی عمل می دهد تا واسطه های (Interface) سیستم ها را به نحو قابل تعریف و استاندارد طراحی کنند که مزایایی نظیر افزایش رقابت، کاهش خطرات و کاهش هزینه را دربر گیرد. نقطه قوت اصلی معماری سیستم تامین چارچوب و مبنای استراتژیک است که از آن طریق فعالیت های دست اندرکاران متفاوت تجمیع می شود.
یکی از مزیت هایی که در مقالات و گزارش های مختلف بدان تأکید فراوان شده است ویژگی هم افزایی (Synergic) سیستم های حمل ونقل هوشمند است. ویژگی هم افزایی به ما می آموزد که به کارگیری هم زمان مجموعه پروژه های ITS مزیت های بیشتری نسبت به کاربرد جداگانه و مجزای یکایک آن ها به همراه دارد. به عنوان مثال از اطلاعات سیستم اخذ الکترونیکی عوارض (ETC) می توان برای مدیریت ترافیک استفاده کرد. از اطلاعات سیستم مدیریت ناوگان اتوبوسرانی می توان برای سنجش زمان سفر در مسیرهای مختلف و نیز هدایت رانندگان به مسیرهای مناسب تر استفاده کرد. این مسئله ما را متوجه می سازد که انتخاب صحیح پروژه ها و نیز تدوین برنامه ریزی پروژه ها تا چه حد می تواند سودمند و اثربخش باشد.
این تصور اشتباهی است که ITS را صرفا مکانیزه کردن عملیات سنتی حمل ونقل بدانیم. این تعریف، مفهوم ITS را در به کارگیری تجهیزات و سخت افزارها خلاصه می کند درحالی که در همه منابع، بر خدمت گرایانه (Service Oriented) بودن عملیات ITS تأکید فراوان شده است. به عبارت دیگر اولویت دهی و انتخاب پروژه های ITS باید بر مبنای میزان تأثیرگذاری مفید آن ها در بهبود شاخص های ترافیک و رفع مشکلات و نیازهای شبکه حمل ونقل صورت پذیرد. با این رویکرد نصب تجهیزات حتی با به کارگیری پیشرفته ترین آن ها لزوما به مفهوم انجام کار صحیح و مناسب نبوده و به طور یقین، به دلیل بار مالی ناشی از کاربرد فناوری های جدید و عدم مشاهده تأثیرات آن می تواند باعث بدبینی تصمیم گیرندگان حمل ونقل نسبت به پروژه های ITS شود.
نکته پایانی که باید به آن اشاره کرد تقدم زمانی طرح نام ITS نسبت به IT است. کلمه ITS از سال 1990 به نحو وسیع مورد استفاده واقع شد، اما کلمه IT به عنوان نماینده تلفیقی رشته های الکترونیک، مخابرات، نرم افزار و سخت افزار و دیگر فناوری های مرتبط از سال های 1995 به بعد رایج شد. به همین دلیل در کلیه منابع حمل ونقل به جای عنوانIT در حمل ونقل، از عنوان ITS استفاده می شود. بنابراین بهتر است از این به بعد به جای " IT در حمل ونقل " بگوییم ITS یا "سامانه های حمل ونقل هوشمند"!

مفهوم ITS و برخی کاربرهای آن

2012-01-25T14:06:40+03:30

مفهوم ITS و برخی کاربرهای آن

حمل و نقل و جابجائی كالا و مسافر، بعنوان یكی از اساسی ترین نیازهای بشر، همواره به عنوان شاخصی مطرح و بسیار مهم در برنامه‌ریزی‌های كلان هر جامعه، ‌مورد توجه ویژه قرار گرفته است.
درعصری كه به آن ”عصر انفجار اطلاعات“ اطلاق می‌گردد، فناوری اطلاعات(IT) و ارتباطات بعنوان ابزاری كارآمد برای متخصصین رشته های گوناگون، موجبات تسهیل و تسریع ارائه خدمات را فراهم نموده است.
در همین راستا، مهندسین حمل و نقل نیز سعی بر آن داشته‌اند تا از فناوری اطلاعات (IT) بعنوان راهكاری مناسب درجهت از میان برداشتن معضلات اساسی مدیریت ترافیك بهره‌ جسته‌ و مشكلات آنرا به حداقل ممكن كاهش دهند. در این مقاله سعی بر آن است تا اندكی از كاربرد‌های IT در حمل و نقل تشریح شود.
در سال های اخیر و در جوامع پیشرفته، مهندسین حمل و نقل همراه با متخصصین رشته های مخابرات و ارتباطات - الكترونیك - كامپیوتر و ... با بهره جوئی از امکاناتی که امروزه بعنوان ره آوردهای IT شناخته میشوند، "سیستم‌های هوشمند حمل و نقل" یا ITS را بوجود آورده اند كه زیرساختی مطلوب و مناسب جهت تحقق و دستیابی به اهداف تعیین شده زیر را فراهم آورده است.
- مدیریت و برنامه ریزی دقیق و كارآمد در حمل و نقل و ترافیك
- استفاده بهینه از منابع موجود
- کاهش صدمات و افزایش ایمنی و آرامش
- كاهش مصرف انرژی و هزینه ها و اثرات نامطلوب زیست محیطی
- ‌كاهش زمان سفر و تأخیرهای ناخواسته و در نهایت جلب رضایت مسافرین و روانسازی جریان ترافیك و حمل و نقل و ...
این اهداف ‌همواره از مقاصد و مطلوب‌های برنامه ریزان و متخصصین حمل و نقل و مهندسین ترافیك در استفاده از ITS برشمرده می‌شوند.
در همین راستا میتوان بصورت دقیقتر، ‌مهمترین عملكردهای ITS را چنین برشمرد:
- مدیریت و بهینه سازی جریان ترافیك و روانسازی حركت
- مدیریت و كنترل حوادث
- مدیریت و پشتیبانی وسائل نقلیه امدادی
- مدیریت اخذ الكترونیكی عوارض، هزینه پاركینگ، خرید و رزرواسیون بلیط و ...
- مانیتورینگ و كنترل حمل و نقل سبك و سنگین
- مدیریت و ناوبری پیشرفته
- مدیریت حمل و نقل عمومی
- مدیریت و پشتیبانی عابر پیاده و ...
روشن است که هر یك از موارد مذكور بدون بهره جوئی از ره‌آوردهای IT قابل دستیابی و انجام نبوده است. بطور مثال كنترل و برنامه‌ریزی چراغ‌های راهنمائی در داخل شهرها بعنوان یك مسئله مهم از مقوله مدیریت و روانسازی و بهینه سازی جریان ترافیك، همواره مطرح می باشد كه بصورت خلاصه نحوه عملكرد این سیستم را می‌توان بدین گونه توصیف نمود كه حجم و میزان تراكم خودروها توسط حسگرهای گوناگونی كه در زیر سطح جاده و یا در حواشی آن نصب شده‌اند، سنجیده شده و جهت پردازش و اخذ تصمیم، توسط ابزارهای ارتباطی همچون فیبر نوری یا بصورت wireless، به مراكز كنترل مركزی ارسال می‌گردد و در آنجا بر اساس اصول مدیریت ترافیك و محاسبات فاز بندی چراغ‌ها توسط نرم افزارهای مربوطه و با در نظر گرفتن شرایط متفاوت، زمان بهینه توقف پشت چراغ و حركت در شبكه معابر منطقه در وضعیت سبز، پردازش و دستورات لازم به دستگاههای كنترل كننده چراغ‌ها ارسال می‌گردد.
امروزه در بسیاری از شهرهای بزرگ دنیا استفاده از این سیستم رایج و مرسوم است و در كلان شهر تهران نیز شاهد بهره‌جوئی از آن در بیش از 150 تقاطع می‌باشیم.
از محاسن این سیستم می‌توان به کاستن تاخیرهای بی مورد , کاهش زمان سفر و جلب آرامش و رضایت مسافر، كاهش تصادفات و ایجاد موج سبز در شبكه ... را نام برد. ایجاد چنین سیستمی، همراه با اتصال آن به یك شبكه اطلاعاتی یا سایت اطلاع رسانی، به سادگی می‌تواند قبل از شروع سفر، مسافر را در انتخاب مسیر مطلوب یاری رسانده و در كاهش حجم ترافیك تأثیر بسزائی داشته باشد.
بدیهی است در صورت ایجاد چنین سیستمی حتی گوشی‌های تلفن همراه نیز كه امروزه توانائی برقراری اتصال با شبكه‌های اطلاع رسانی را دارا هستند، قابلیت دریافت اطلاعات و اخبار مربوط به ترافیك را خواهند داشت. روشن است، بدین ترتیب پیشنهاد یك مسیر مطمئن و به دور از تراكم‌های ناخواسته توسط سیستم‌های اطلاعاتی و هوشمند و انتخاب آن توسط مسافر در روانسازی جریان ترافیك تأثیر مطلوب و شایانی خواهد داشت. ضمن اینكه كاستن از مصرف سوخت خودرو و کاهش آلودگی هوا، زمان سفر و بالا بردن ضریب اطمینان در رانندگی و آرامش در مسافر از نتایج مطلوب و دائمی آن بوده و از آثار سیستم‌های ناوبری پیشرفته ITS به شمار می‌آید.
البته تكنیك اطلاع رسانی به رانندگان امروزه در شهر تهران بصورت رادیوئی و توسط کانال پیام و در برخی نقاط بر روی تابلوهای اطلاعاتی معمولی و یا پیام متغیر انجام می‌پذیرد که از ابتدائی ترین شیوه های مطرح در مطلع نمودن رانندگان از شرایط ترافیكی محسوب می‌گردند.
در برخی موارد ارائه اطلاعات جهت انتخاب سایر شیوه ها و سیستم های حمل و نقل و دستیابی به مقصد توسط دیگر وسائط نقلیه و یا ارائه اطلاعاتی راجع به سطوح سرویس و عرضه خدماتی كه در مقصد به مسافر ارائه می‌شوند نیز بعنوان دیگر كاربرد‌‌های سیستم‌های ناوبری پیشرفته به شمار می‌آیند. در سیستم های اطلاعاتی مربوط به كنترل و برنامه ریزی حمل و نقل انتقال اخباری كه به بروز شرایط غیر عادی و یا تصادفات مربوط می‌گردد، حائز اهمیت است. چرا كه در هر دو حالت میتوان به موقع تدابیر لازم جهت تغییر مسیر مسافر را اندیشید و از ازدحام‌های ناگهانی جلوگیری نمود.
مطالب یاد شده، صرفا بخش كوچكی از كاربرد ها و منافع ITS را بیان می‌نماید. حال آنكه گستره استفاده از ITS امروزه در اغلب كشورهای جهان، بسیار وسیع بوده و روند رو به رشد بسیار سریعی دارد.

5 مانع اصلی کاربرد سیستم های حمل و نقل هوشمند ITS

2012-01-25T13:05:18+03:30

5 مانع اصلی کاربرد سیستم های حمل و نقل هوشمند ITS

سیستم حمل و نقل هوشمند پتانسیل بسیار زیادی در توسعه سیستم های حمل و نقل جاده ای دارد که بدلایل مختلف نمی توان از همه قدرت و کارایی آن استفاده کرد.

5 مانع اصلی قابل ذکر به شرح زیر است:

1) عدم شفاف سازی مزایای هزینه ای
کاهش ترافیک و یا کاهش میزان تصادفات ارزش پولی زیادی دارد، کاهش استرس سفر و یا مزایای اجتماعی حمل و نقل روان را نیز می توان به کمیت و ارزش پولی معادل تبدیل نمود که رقم قابل توجهی خواهد شد. البته بررسی هزینه زیرساختها و تعیین اثر آن بر تک تک سیستم های حمل و نقل هوشمند بصورت جداگانه و تبدیل آنها به کمیت های پولی کار بسیار دشوار و پیچیده ای است از طرفی تصمیم گیرندگان براساس ارزیابی هزینه سود هر پروژه می توانند تصمیم گیری کنند و با اینکه مزایای استفاده از سیستم های هوشمند روشن است ولی بدلیل عدم کمیت سازی پولی اثر هر یک از سیستم ها ارزش واقعی خود را در تصمیم گیری ها نداشته و بعضا نادیده گرفته می شوند.
2) ضعف نمایش مزیت ها
   اغلب سیستم های ITS نمی توانند توجه عموم مردم را به خود جلب کنند، در حالیکه سرمایه گذاریهای دیگری مثل توسعه راهها و یا جدید کردن ساختمانها کاملا روشن بوده و در نظر گرفته می شود این مسئله حتی در بین سیاست گذاران هم وجود دارد.
3) عدم مسئولیت
در حال حاضر نوعی خلاء در مسئولیت عدم استفاده از سیستم های حمل و نقل هوشمند وجود دارد که باعث ایجاد مانعی در کاربرد سیستم های ITS شده است.
برای مثال در نظر بگیرید در یکی از بزرگراهها بدلیل مشکلات تکنیکی که باعث عدم نمایش سرعت مجاز صحیح می شود ، تصادف شده و ترافیک زیادی ایجاد می شود، سازمان حمل و نقل که مسئول ترافیک آن منطقه بوده ، مسئولیت این تصادف را بر عهده نداشته و ارگانهای مردمی دیگر نیز آمار تصادفات و تغییرات آنرا که ناشی از ضعف تعمیر و نگهداری زیرساختهای بزرگراهی می باشد را در نظر نمی گیرند در حالیکه کاربرد یکی از انواع زیرساختهای حمل و نقل هوشمند مشکل را مرتفع ساخته و از بروز چنین مسائلی جلوگیری خواهد کرد.
4) رقابت دراستفاده از بودجه
     همیشه در مقابل سرمایه و بودجه تعیین شده تعداد زیادی پروژه مختلف وجود دارد که مسئولین ناگزیر به اولویت بندی آنها می شوند و سعی می کنند از پروژه های زیربنایی و یا اجرایی در شرایط مختلف براساس سیاستهای خود انتخاب کنند که آیا توسعه امکانات موجود بهتر است یا سرمایه گذاری و ایجاد یک زیرساخت جدید .
5) اختلاف نظرها
    با توجه به اینکه برای رفع هر مشکل ترافیکی معمولا چند راهکار وجود دارد و همیشه بین کمیته تصمیم گیری اختلاف عقیده وجود دارد جهت گیری تصمیم نهایی قابل پیش بینی و تضمین شده نیست، در انجام پروژه ها و استفاده از سیستم های هوشمند حتی بین کارشناسان و متخصصین ITS نیز اختلاف عقیده وجود دارد

طراحی حمل و نقل هوشمند بر مبنای استراتژیك

2012-01-25T12:41:04+03:30

طراحی حمل و نقل هوشمند بر مبنای استراتژیك

امروزه از تكنولوژی ITS در جهان استفاده های زیادی می شود. در این مقاله سعی شده كاربردهای بالقوة ITS همچنین برخی مشكلات و موانع اجرایی شرح داده شود. انتظار می رود توجه به این مسائل به سازمان ها و ارائه كنندگان سیستم ها در مورد توجه قرار دادن نیازهای كنونی و آتی مؤثر واقع شود.
ITS كه نام اختصاری عبارت INTELLIGENT TRANSPORTATION SYSTEM(سیستم حمل و نقل هوشمند) است، دربردارنده كلیه ابزارها،‌ امكانات و تخصص ها از قبیل: ‌فناوری های اطلاعات، مخابرات، كنترل، مهندسی سیستم و ترافیك، تكنولوژی های نرم افزاری و سخت افزاری و نیز استراتژی ها، تصمیم گیری های مدیریتی و ساز و كارهای هماهنگی كننده ای است كه در نتیجه به كارگیری آن ها، بهبود پارامترهای حمل و نقل و ترافیك نظیر كاهش زمان سفر، مصرف سوخت، افزایش ایمنی، بهبود كیفیت زندگی، حفظ محیط زیست و افزایش كارآیی فعالیتهای اقتصادی حاصل شود.
تعاریف متفاوتی از ITS شده است كه فصل مشترك تعاریف مذكور، عمدتاً بر كاربرد هدفمند و هماهنگ فناوری اطلاعات و ارتباطات و استراتژی های مدیریت به شرط ارتقای بهره وری و كارآیی و ایمنی سیستم حمل و نقل تأكید دارند.

نقش ITS در یكپارچه سازی سیستم حمل و نقل

ITS تنها یك ابزار یا تكنولوژی جدید نیست. در واقع ITS امكان یك پارچه سازی سیستم حمل و نقل را فراهم می آورد. یك سیستم حمل و نقل به طور كلی، شامل شبكه ها، ‌وسایل نقلیه، افراد و كالاهاست. ولی فن آوری اطلاعات قادر است تمامی این اجزا را به صورت یك سیستم یك پارچه درآورد.
اگر اطلاعات به صورت آسان و ارزان توسط تكنولوژی مدرن رد و بدل شود، سیستم امكان بیشتری برای بهینه شدن و مناسب عمل كردن خواهد داشت. بر عكس، اگر اطلاعات در دسترس نباشد و یا با تأخیر جریان یابد، عملكرد درست سیستم، امكان پذیر نیست. در واقع، تبادل اطلاعات تأثیر مستقیمی بر روی كارآمدی سیستم حمل و نقل دارد.
یك سیستم حمل و نقل با محوریت اطلاعات، می تواند به حل مشكلات قدیمی و كاذب موجود بین حمل و نقل و ارتباطات كمك كند. افراد، كالا و اطلاعات می توانند از یك نقطه به نقطه ای دیگر منتقل شوند و در موارد زیادی، برای دستیابی مؤثرتر به این هدف، ‌یكی می تواند جایگزین دیگری شود. برای مثال، فرستادن یك نامه به صورت الكترونیكی سریع تر، ارزان تر و قابل اطمینان تر از پست كردن آن است و یا شركت در یك ویدئو كنفرانس به جای مسافرت كردن و حضور در كنفرانس در مكانی دیگر و گاهی دوردست به مراتب ساده تر و اقتصادی تر است. پیشرفت های بوجود آمده در فن آوری اطلاعات می توانند به ایجاد یك سیستم كاملاً یكپارچه برای سال های آینده كمك كنند.

رویكرد به سمت ITS

معضل ترافیك از دهة 1950 با تولید انبوه اتومبیل ها آغاز شد و به تدریج در بسیاری از كشورها، ‌مشكلات حمل و نقل و ترافیك به یكی از چالش های مهم اجتماعی و ملی تبدیل شد و سهم قابل توجهی از سرمایه های ملی را به خود اختصاص داد و در این فرآیند، دست یابی به حمل و نقل ایمن، ارزان و كارآ به یكی از آرزوها و اهداف اصلی و ثابت سیاست های توسعه كشورها تبدیل شد. به منظور تحقق این اهداف و كاهش معضلات ترافیك، از دهة 60 میلادی ساخت هر چه بیشتر خیابان و جاده و بزرگراه در دستور كار تصمیم گیرندگان قرار گرفت ولی مشكلات به طور كامل محو نشدند و كم كم برنامه ریزان حمل و نقل به تجربه آموختند كه به ایجاد شبكه های عظیم حمل و نقل عمومی نظیر مترو و اتوبوس رانی بپردازند. به دنبال آن راه حل های دیگری نظیر توجه به كاربری زمین و نیز مدیریت تقاضای حمل و نقل جهت كاهش سفرها مورد توجه قرار گرفت.
از دهه 90 میلادی متخصصان متوجه شدند كه ظرفیت ها وا مكانات جدید در مدت كوتاهی توسط مصرف كنندگان بلعیده شده و در اثر مسابقه ایجاد شده بین «ساخت راه و جاده» با «تولید اتومبیل های راحت و ارزان»،‌تلاش های عمرانی كم اثر شده و ایمنی راه ها نیز مرتباً در حال كاهش است. از طرف دیگر پیشرفت فناوری های روز شرایط مناسبی را برای ایجاد ارتباط بی وقفه بین تصمیم گیرندگان، مراكز مدیریت ترافیك، خودروها و نیز وضعیت ترافیكی جاده از طریق سنسورها و دستگاه های الكترونیكی فراهم ساخته و در نتیجه امكان ایجاد یك مدیریت هوشمندانه، هدفمند و هماهنگ به منظور ارتقای بهره وری و افزایش كارآیی شبكة محقق شده بود. بدین گونه بود كه در ابتدای دهه 90 میلادی سیستم های حمل و نقل هوشمند به مفهوم امروزی آن متولد شد. البته قبل از دهه 90 یعنی طی سال های دهة گذشته 70، پروژه هایی نظیر نصب دوربین در تقاطع های شهری و نیز كنترل هوشمند زمان بندی چراغ های راهنمایی متناسب با حجم ترافیك در بسیاری از كشورها آغاز شده بود. اما لفظ سیستم های حمل و نقل هوشمند مشخصاً از سال 1990 برای اولین بار در امریكا رایج شد.

اساسی ترین خصوصیت ITS

ویژگی اصلی ITS ایجاد ارتباط و هماهنگی بین پروژه ها و كاربردهای مختلف فناوری روز حمل و نقل است. این نكته ای است كه متأسفانه در كاربردهای رایج ITS در كشور ما كمتر بدان توجه شده است. ITS از دیدگاه فناوری ها در دو طبقه اصلی زیرساخت های هوشمند (ITS INFRASTRUCTURE) و نیز خودروهای هوشمند (INTELLGENT VEHICLES) تقسیم بندی می شود.
زیرساخت های هوشمند عمدتاً در بردارندة پروژه هایی است كه در معابر درون شهری و برون شهری توسط شهرداری ها در شهرها و یا توسط وزارت راه در جاده ها و آزادراه های برون شهری، به عنوان پروژه‌های زیربنایی قابل اجراست. نظیر نصب سیستم های كنترل هوشمند در تقاطع ها یا نصب تابلوهای متغیر ترافیكی كه در سطح خیابان و جاده ها. بخش خودروهای هوشمند نیز در بر دارنده فناوری های جدید داخل خودرو نظیر سیستم های اعلام جلوگیری از تصادف، سیستم های دید در شب و نیز سیستم های هدایت مسیر و ددیگر پروژه هایی است كه اجرای آن عمدتاً بر عهدة كارخانجات خودروسازی است.
این تقسیم بندی ما را به این نتیجه مهم می رساند كه پیاده سازی موفق ITS در سطح ملی مستلزم انجام هماهنگی های كلان بین وزارت صنایع، وزارت راه و شهرداری ها در مرحلة نخست می باشد.

استفاده از ITS در ایران

در كشور ما ITS در ابتدا با نگرش شهری در ابتدای دهه 70 شمسی در تهران دنبال شد و هم اكنون نیز در سطح وسیعی مورد اقبال دست اندكاران و مسئولان حمل و نقل شهری، جاده ای و ریلی قرار گرفته و هر یك از پروژه ها به طور جداگانه در حال طراحی و اجراست. این اقبال اگر چه رویكردی مثبت ودر نوع خود حركتی رو به پیش است اما در آینده فقدان طرح استراتژیك ITS در سطح ملی باعث آسیب پذیری در روند پیشرفت پروژه ها و عدم حصول نتیجه لازم خواهد شد. از آن جا كه به كارگیری صحیح ITS مستلزم دانش و شناخت هم زمان تخصص حمل و نقل و ترافیك و نیز فناوری اطلاعات و ارتباطات و توجه به استراتژی ها و برنامه ریزی های مدیریتی وسازمانی است، لذا ضروری است طرح و اجرای پروژه ها بر عهدة تركیب مناسبی از متخصصان رشته های مرتبط قرار گیرد.

موانع گسترش ITS

بسیاری از خدمات ITS از طریق زیرساخت های مخابراتی شامل ارتباطات ثابت و سیار تحقق می یابد. بنابر این بحث تأمین نیازمندی های مخابراتی ITS از پر چالش ترین مباحث در این زمینه و در حال حاضر از موانع اساسی توسعه ITS در ایران است. نكته قابل توجه دیگر این است كه ITS مركب از سیستم های مختلفی است كه اجزای آن به طور پیچیده ای در هم آمیخته اند. اگر چه تجمیع و یك پارچه سازی این سیستم ها از مزیت های ذاتی و منحصر به فرد ITS واز پیش نیازهای لازم برای اثربخشی آن تقلی می شود، اما همین ویژگی به دلیل لزوم هماهنگی و همكاری ارگان ها و اجزای مختلف، ‌می تواند به یكی از موانع رشد و توسعه ITS در كشور ما تبدیل شود. تجمیع و یكپارچگی سیستم ها نیازمند فعالیتی است كه تحت عنوان معماری سیستم تعریف می شود. مطالعات معماری سیستم نشان می دهد چگونه اجزای سیستم بر یكدیگر اثر گذاشته و به طور واحد عمل می كنند. معماری سیستم از ضروریات توسعه ITS است كه بدون تجویز فناوری‌های خاص، به طراحان سیستم آزادی عمل می دهد تا واسطه های سیستم ها را به نحو قابل تعریف و استاندارد طراحی كنند كه مزایایی نظیر افزایش رقابت، كاهش خطرات و تصادفات و كاهش هزینه را در بر گیرد. نقطة قوت اصلی معماری سیستم تأمین چارچوب و مبنای استراتژیك است كه از آن طریق فعالیت های دست اندركاران متفاوت تجمیع می شود.
یكی دیگر از مزیت های ITS كه تأكید فراوان شده است ویژگی هم افزایی(SYNERGIC) سیستم های حمل و نقل هوشمند است. ویژگی هم افزایی به ما می آموزد كه به كارگیری هم زمان مجموعه پروژه های ITS مزیت های بیشتری نسبت به كاربرد جداگانه و مجزای یكایك آن ها به همراه دارد. به عنوان مثال از اطلاع ات سیستم اخذ الكترونیكی عوارض (ETC) می توان برای مدیریت و كنترل ترافیك استفاده كرد. از اطلاعات سیستم مدیریت ناوگان اتوبوسرانی می توان برای سنجش زمان سفر در مسیرهای مختلف و نیز هدایت رانندگان به مسیرهای مناسب تر استفاده كرد. این مسأله ما را متوجه می سازد كه انتخاب صحیح پروژه‌ها و نیز تدوین برنامه ریزی پروژه ها تا چه حد می تواند سودمند و اثر بخش باشد.

سامانه ترابری هوشمند

2012-01-25T12:37:37+03:30

سامانه ترابری هوشمند

سیستم حمل‌ونقل هوشمند یا به اختصار ITS به‌کارگیری فن‌آوری اطلاعات و ارتباطات، برای بهبود عملکرد سیستم حمل‌ونقل است. «کلمه ITS به مجموعه‌ای از ابزارها، امکانات و تخصص‌ها از قبیل مفاهیم مهندسی ترافیک، تکنولوژی‌های نرم‌افزاری، سخت‌افزاری و مخابراتی اطلاق می‌شود که به صورت هماهنگ و یکپارچه به منظور بهبود کارآیی و ایمنی در سیستم حمل‌ونقل به کار گرفته می‌شود.» در سال‌های اخیر مهندسین حمل و نقل همراه با همکاری متخصصین رشته‌های مخابرات و ارتباطات، الکترونیک، کامپیوتر و ... با با بکار گیری فناوری اطلاعات سیستم‌های هوشمند حمل و نقل یا ITS را بوجود آورده اند.

فناوری‌های سیستمهای هوشمند حمل و نقل

در سیستمهای هوشمند ترافیک فناوری‌های متفاوتی بکار می رود. از سیستم‌های اولیه‌ای مانند هدایت خودرو و سیستم کنترل چراغ‌های راهنمایی، تابلوهای اعلان ترافیک، دوربین سرعت سنج و سیستم خودکار شناسایی شماره خودرو گرفته تا سیستمهای پیشرفته و پیچیده تری که بطور همزمان اطلاعات متفاوتی را از منابع متفاوت یکپارچه می کند. اطلاعاتی مانند وضع آب و هوا، وضعیت ترافیک، وضعیت جاده و ...
مهمترین عملکردهای آی-تی-اس
• مدیریت و بهینه سازی جریان ترافیک و روانسازی حرکت
• مدیریت و کنترل حوادث
• مدیریت و پشتیبانی وسائل نقلیه امدادی
• مدیریت اخذ الکترونیکی عوارض، هزینه پارکینگ، خرید و رزرواسیون بلیط و...
• مانیتورینگ و کنترل حمل و نقل سبک و سنگین
• مدیریت و ناوبری پیشرفته
• مدیریت حمل و نقل عمومی
• مدیریت و پشتیبانی عابر پیاده و ...

نقش سیستم حمل و نقل هوشمند در یکپارچه‌سازی سیستم حمل‌ونقل

سیستم حمل و نقل هوشمند تنها یک ابزار یا تکنولوژی جدید نیست. در واقع، ITS امکان یکپارچه‌سازی سیستم حمل‌ونقل را فراهم می‌آورد. یک سیستم حمل‌ونقل به طور کلی، شامل شبکه‌ها، وسایل نقلیه، افراد و کالاهاست. هر کدام از اجزای سیستم حمل‌ونقل مشخصات، ارگان‌ها، و گاهی آژانس‌های جداگانه دولتی دارند. ولی فن‌آوری اطلاعات قادر است تمامی این اجزا را به صورت یک سیستم یکپارچه درآورد. اگر اطلاعات به صورت آسان و ارزان توسط تکنولوژی مدرن رد و بدل شود، سیستم امکان بیشتری برای بهینه شدن و مناسب عمل کردن خواهد داشت. برعکس، اگر اطلاعات در دسترس نباشد و یا با تأخیر جریان یابد، عملکرد درست سیستم امکان‌پذیر نیست. در واقع، تبادل اطلاعات تأثیر مستقیمی بر روی کارآمدی سیستم حمل‌ونقل دارد. یک سیستم حمل‌ونقل با محوریت اطلاعات، می‌تواند به حل مشکلات قدیمی و کاذب موجود بین حمل‌ونقل و ارتباطات کمک کند. افراد، کالا و اطلاعات می‌توانند از یک نقطه به نقطه‌ای دیگر منتقل شوند و در موارد زیادی، برای دستیابی مؤثرتر به این هدف، یکی می‌تواند جایگزین دیگری شود. برای مثال، فرستادن یک نامه به صورت الکترونیکی سریع‌تر، ارزان‌تر و قابل اطمینان‌تر از پست کردن آن است و یا شرکت در یک ویدئو کنفرانس به جای مسافرت کردن و حضور در کنفرانس در مکانی دیگر به مراتب ساده‌تر و اقتصادی‌تر است. پیشرفت‌های بوجود آمده در فن‌آوری اطلاعات می‌توانند به ایجاد یک سیستم کاملاً یکپارچه برای سال‌های آینده کمک کنند.

تجهیزات شبکه

2012-01-25T11:29:04+03:30

دانلود مقاله

امنیت در شبکه های بیسیم

2012-01-25T11:29:27+03:30

دانلود مقاله

انواع آنتها

2012-01-25T11:30:52+03:30

دانلود مقاله

تکنولوژی MPLS

2012-01-25T11:31:07+03:30

دانلود مقاله

تکنولوژیهای محاسباتی Grid

2012-01-25T11:33:45+03:30

دانلود مقاله

بلوتوث و پروتکلهای آن

2012-01-25T11:35:26+03:30

دانلود مقاله

درباره ADSL

2012-01-25T11:35:58+03:30

دانلود مقاله

پروتکل های مسیریابی

2012-01-25T11:36:22+03:30

دانلود مقاله

انرژی باد و استفاده از آن

2012-01-25T12:03:51+03:30

باد یکی از مظاهر انرژی خورشیدی و همان هوای متحرک است و پیوسته جزء کوچکی از تابش خورشید که از خارج به اتمسفر می‌رسد، به انرژی باد تبدیل می‌شود. گرم شدن زمین و جو آن بطور نامساوی سبب تولید جریانهای همرفت (جابجایی) می‌شود و نیز حرکت نسبی جو نسبت به زمین سبب تولید باد است. تنها دو درصد از انرژی خورشید که به زمین می‌رسد به باد تبدیل می‌گردد، 35 درصد انرژی باد در ضخامت یک کیلومتری از سطح زمین موجود است. محاسبات نشان می‌دهد که برای تمام سیاره زمین این انرژی 20 برابر انرژی مصرفی دنیا است.

با توجه به اینکه مواد قابل احتراق فسیلی در زمین رو به کاهش است، اخیرا پیشرفتهای زیادی در مورد استفاده از انرژی باد حاصل شده است. انرژی باد اغلب در دسترس بوده و هیچ نوع آلودگی بر جای نمی‌گذارد و می‌تواند از نظر اقتصادی نیز در دراز مدت قابل مقایسه با سایر منابع انرژی شود. در سالهای اخیر کوشش فراوانی برای استفاده از انرژی باد بکار رفته و برای این امر از اطلاعات مربوط به صنعت هواپیمایی ، آیرودینامیک ، الکترونیک و ... در ساخت این ماشینها بهره گیری می‌شود. و این بدین معنی است کتولید انرژی از باد با استفاده از تکنولوژی پیشرفته در ابعاد بزرگ و کوچک لازم و ضروری جلوه کرده است .

مزایای انرژی بادی

با توسعه نگرشهای زیست محیطی و راهبردهای صرفه جویانه در بهره برداری از منابع انرژیهای تجدید ناپذیر، استفاده از انرژی باد در مقایسه با سایر منابع انرژی مطرح در بسیاری از کشورهای جهان رو به فزونی گذاشته است. استفاده از تکنولوژی توربینهای بادی به دلایل زیر می تواند یک انتخاب مناسب برای کاربردهای مختلف در مقایسه با سایر منابع انرژی تجدید پذیر باشد.

1-عدم نیاز توربین بادی به سوخت
2-قیمت پایین توربینهای برق بادی در مقایسه با دیگر صور انرژیهای نو
3-نداشتن هیچگونه آلودگی زیست محیطی
4-دارای منبع انرژی پایان ناپذیر و فن آوری آزموده
5-وابسته نبودن به شرایط مختلف شب و روز ، دما و کارکرد فصلی
6-تامین تقاضاهای انرژی برق در مکانهای دور
7-قدرت مانور زیاد در بهره برداری (از چند وات تا چندین مگاوات) برای انواع کاربردهای کوچک و بزرگ
8-وزش باد در زمستانها سریعتر است و هنگامی که نیاز بیشتری به برق داریم، الکتریسیته بیشتری تولید می‌شود.

پیشرفتهای اخیر در صنعت، همواره سبب کاهش هزینه الکتریسیته تولید شده توسط مولدهای بادی می‌باشد؛ این مبلغ کمتر از هزینه الکتریسیته تولید شده با روشهای دیگر و از نظر اقتصادی قابل رقابت با سایر موارد می‌باشد.

محاسبه سرعت میانگین باد

بادها از یک قانون کلی تبعیت می‌کنند، ولی از لحاظ شدت روزانه و مدت وزش در هر نقطه از زمین بطور قابل ملاحظه‌ای تغییر می‌کند. سرعت باد نسبت به ارتفاع از سطح دریا تغییر می‌کند. با آزمایشهایی که انجام یافته ، نسبت توان تولیدی در ارتفاع 1500 متری به توان تولیدی در ارتفاع 50 متری برابر 25 و در ارتفاع 300 متری این نسبت برابر 10 می‌باشد.
کشور ایران از لحاظ منابع مختلف انرژی یکی از غنی ترین کشورهای جهان محسوب می گردد، چرا که از یک سو دارای منابع گسترده سوختهای فسیلی و تجدید ناپذیر نظیر نفت و گاز استو از سوی دیگر دارای پتانسیل فراوان انرژیهای تجدید پذیر از جمله باد می باشد.

هزینه های تولید انرژی باد

هزینه های تولید انرژی به وسیله یک سیستم توربین بادی از طریق موارد زیر تعیین می شود :

کل هزینه سرمایه گذاری
عمر مفید سیستم
هزینه های بهره برداری و نگهداری
رژیم باد
راندمان انرژی توربین بادی
دسترسی فنی به سیستم مورد نظر

هزینه های سرمایه گذاری
کل هزینه های سرمایه گذاری توربین های بادی را می توان به هزینه های مختلف مانند هزینه ساخت(تحویل در کارخانه)، هزینه های زیر بنایی نصب مانند فونداسیون، کارهای ساختمانی، مهندسی و هزینه های اتصال به شبکه تقسیم نمود. ارتباط بین این هزینه ها در کشورهای مختلف به وضوح متفاوت است و به عوامل مختلفی مانند شرایط خاک و فاصله تا شبکه بستگی دارد.

عمر مفید سیستم
جهت بررسی های اقتصادی توربین ها اغلب یک عمر مفید اقتصادی ۲۰ ساله ای در نظر گرفته می شود. که با عمر مفید طراحی سیستم برابر است. با این وجود بایستی توجه کرد که عمر مفید تثبیت شده بهترین توربین ها در حال حاضر ۱۰ تا ۱۵ سال می باشد.

هزینه های بهره برداری و نگهداری (O&M)
هزینه های O & M سالیانه اغلب به صورت درصدی از کل هزینه های سرمایه گذاری یا هزینه های تولید برق در هر کیلو وات ساعت در نظر گرفته می شوند .

رژیم باد
از آنجاییکه پتانسیل انرژی باد متناسب است با V^3(Vسرعت باد می باشد) بنابراین انتخاب مکان های که در آنها سرعت متوسط سالیانه باد تا حد امکان زیاد بوده و وزش باد مداوم در ساعات مصرف پیک برق به کرات صورت می گیرد ، خیلی مهم است. برای اینکه بتوان ارزش بکار گیری باد در سیستم مصرف انرژی را محاسبه کرد می بایستی وابستگی زمانی رژیم باد را هم بدانیم. وزش ثابت و مداوم ،تغییرات روزانه و تلاطم منبع باد می تواند از همان اهمیت میانگین سالیانه سرعت باد برخوردار باشد.

کارایی انرژی یک سیستم
عموماً برای سهولت در مقایسه انرژی خروجی سیستم های توربین بادی بر مبنای سالیانه بیان می شوند. میانگین خروجی به ازاء هر متر مربع مساحت جارو شده در سال را می توان با فرمول زیر بیان کرد :
E=b(V^3 )KWh/m^2 /year
در اینجا b فاکتور کارایی و V سرعت متوسط سالیانه باد است .فاکتورbرا می توان به کیفیت کارایی توربین بادی قلمداد کرد. به هر حالb به سرعت میانگین سالیانه باد و توزیع سرعت باد وابسته است . بنابراین b در سراسر جهان ثابت نیست .

در دسترس بودن فنی سیستم
در دسترس بودن فنی سیستم، کسری از زمان در سال می باشد که توربین بطور بالقوه می تواند انرژی تولید نماید. یک توربین بادی ممکن است که به دلیل فعالیت های مربوط به تعمیر یا خرابی های غیر قابل پیش بینی یا حادثه، در دسترس نباشد. ارقام قابل اعتماد در مورد در دسترس بودن انواع گوناگون توربین های بادی تنها موقعی قابل ارائه است که این ارقام برمبناء تجربیات متعدد توربین بادی و در طول فعالیت چندین ساله تهیه شده باشند.درحال حاضر تنها آمریکا و دانمارک دارای تجربه کافی هستند که بتوانند چنین اطلاعاتی را تهیه و در اختیار بگذارند.
زمانی که در دسترس بودن یک توربین بادی مورد ارزیابی قرار می گیرد ،باید پیشرفتی که در بهبود توربین حاصل شده را نیز به طور همزمان بررسی کرد.

ارزش انرژی باد

ارزش انرژی باد به کاربرد انرژی و هزینه گزینه های دیگر برای پوشش همان کاربرد، وابسته است. طبق بیان شرکت های تولید برق، این ارزش را می توان به صورت هزینه های سوخت، ظرفیت و انتشاراتی که در صورت کاربرد انرژی باد از آنها پیشگیری خواهد شد، تعریف کرد.به طور کل میزان درک و دریافت اجتماعی از این ارزش، معادل صرفه جویی خالص در کل هزینه های اجتماعی است.

صرفه جویی در سوخت
زمانی که انرژی باد به یک سیستم تولید برق متصل می شود. برق تولیدی به وسیله انواع دیگر واحدهای مولد برق را کاهش می دهد. بنابراین در مصرف سوخت صرفه جوئی حاصل می شود. مقدار و نوع سوخت فسیلی که صرفه جویی می شود، به ترکیب تولید کنندگان برق در حال و آینده بستگی دارد. از طرف دیگر، صرفه جویی در سوخت بستگی به مشخصات واحدهای تولیدی و به میزان نفوذ انرژی باد در کل سیستم تولید برق دارد.

صرفه جویی در ظرفیت
به دلیل متغیر بون سرعت باد، انرژی باد اغلب به عنوان یک منبع انرژی که دارای ارزش ظرفیتی نیست، قلمداد می شود لیکن در واقع، سهم انرژی بادی در قابلیت اعتماد کل سیستم تولید برق، صفر نیست. این احتمال وجود دارد زمانی که نیروگاههای برق متعارف در دسترس نیستند. نیروگاههای بادی در دسترس باشد. البته این احتمال برای یک نیروگاه بادی کمتر از واحد متعارف است. اما نشان دهنده این است که انرژی بادی دارای یک اعتبار ظرفیتی محدودی است. اعتبار ظرفیتی را می توان با بررسی قابلیت اعتماد کل سیستم محاسبه کرد و برای تعیین قابلیت اعتماد کل سیستم می توان از روشهای آماری و با محاسبه حداقل ظرفیت مورد نیاز با، یا بدون احتساب توربین های بادی در سیستم تولید انرژی استفاده کرد، اعتبار ظرفیتی انرژی بادی برای سیستم های تولید انرژی متفاوت تعیین شده اند.

صرفه جویی در انتشارات
به هنگام عملکرد عادی توربین های بادی، هیچگونه انتشار در هوا، آب و خاک به وجود نمی آید. تقریباً در تمام سیستم های تولید برق، این انتشارات به دلیل سوزاندن سوخت های فسیلی به وجود می آید. این بدان معنی است که به ازاء هر Gwh انرژی که به وسیله توربین های بادی تولید می شود ،قدری صرفه جویی در مصرف سوخت فسیلی حاصل شده و در ضمن از انتشار مقدار معین آلودگی نیز جلوگیری می شود. میزان انتشار پیشگیری شده به ترکیب واحدهای مولد برق در منطقه مربوطه و نیز اقداماتی که در جهت کاهش انتشارات انجام می گردد، وابسته است.

هزینه های صرفه جویی شده سوخت، ظرفیت و انتشارات برپایه هزینه های صرفه جویی شده در سوخت، ظرفیت و انتشارات می توان میزان هزینه های صرفه جویی شده را که با بهره برداری از انرژی باد حاصل می شود، محاسبه کرد. بر طبق نظر سازمان تأمین انرژی این محاسبات بیانگر ارزش انرژی بادی هستند.
معمولاً فقط صرفه جویی در انتشارات را نیز می توان به هزینه های صرفه جویی شده تبدیل نمود. در برخی از مطالعات، این هزینه های صرفه جویی شده را با تحقیق در مورد هزینه زیان های وارده به گیاهان، جانوران، مصالح ساختمانی و انسانها در اثر بارش بارانهای اسیدی، افزایش اثرات گلخانه ای و غیره تخمین می زنند، در بعضی مطالعات دیگر، صرفه جویی در هزینه ها را با ارزیابی هزینه اعمال روشهای اضافی کاهش انتشارات در نیروگاههای متعارف، برای تحقق همان مقدار کاهش انتشارات که از بهره برداری انرژی بادی حاصل می شود، محاسبه می کنند.

لامپ سدیم کم مصرف

2012-01-25T11:49:48+03:30

از زمانیکه معرفی تجاری این لامپها در سال 1932 انجام گشته است تا به حال این لامپها موقعیت خود را در بازار جهانی به خوبی حفظ کرده است. افزایش تولید این نوع لامپها در جهان توسط کارخانه های مختلف باعث رقابتی شدن تولید این محصول گشته که این امر باعث پیشرفت تکنولوژی ساخت این لامپها در طی چند سال اخیر شده، به طوریکه کارآمدترین نوع چراغهای کم مصرف در بین خانواده این لامپها به چشم میخورد. لامپهای سدیم معمولا به دو دسته تقسیم می‌شود: لامپ سدیم با فشار زیاد و لامپ سدیم با فشار کم.

لامپ سدیم با فشار کم

بیشترین کاربرد این لامپها برای روشنایی خیابانها و جاده ها میباشد، زیرا که این لامپها بیشترین مقدار لومنس نور برای هر وات انرژی (lumens/watt) را در مقایسه با سایر لامپها دارا میباشد. بنابراین این لامپها کمترین مصرف انرژی را دارد که این خود مسئله مهم و در خور توجه میباشد. به عنوان مثال برای روشنایی مسیرهای طولانی ممکن است از صدها لامپ استفاده گردد و اگر قرار باشد این لامپها مصرف بالایی داشته باشند هزینه ای که باید صرف روشنایی این مسیرها گردد سرسام آور و حتی در برخی موارد غیر ممکن خواهد بود.

لامپ سدیم با فشار کم شامل یک لوله داخلی با دو الکترود اصلی می‌باشد که در آن قوس الکتریکی ایجاد می‌شود با توجه به اینکه درجه حرارت این لوله زیاد و در حدود 270 درجه می‌باشد برای جلوگیری از اتلاف حرارتی از یک حباب خارجی استفاده می‌شود که در آن خلاء ایجاد شده و سطح داخلی آن با یک ماده منعکس کننده اشعه حرارتی مادون قرمز مثل اکسید انیدیوم پوشیده شده است. برای اینکه لوله داخلی که برای طول قوس الکتریکی بلند ساخته می‌شود جای زیادی را نگیرد. آن را به شکل u می‌سازند، با این عمل هم حجم لامپ کم می‌شود و هم از
تلفات انرژی حرارتی جلو گیری می‌شود. اجزای مختلف این لامپ در شکل زیر آورده شده است.

گاز داخل لامپ

ذرات سدیم که در درجه حرارت کمتر از 98 درجه سانتیگراد به صورت جامد می‌باشد، در داخل لوله تخلیه قرار دارد و نظر بر اینکه فشار تبخیر سدیم خیلی کم می‌باشد، لذا لازم است مقداری گاز خنثی جهت شروع یونیزاسیون و گرم کردن سدیم داخل لوله قرار دهند. بدین منظور از گاز نئون استفاده می‌شود و مقداری آرگون حدود یک در صد جهت پایین آوردن فشار استارت به گاز نئون افزوده می‌شود. برای اینکه لامپهای سدیم بهره کامل را داشته باشد، بایستی درجه حرارت 500 درجه فارنهایت باشد و چنانچه این مقدار تغییر پیدا کند ضریب بهره نوری به مقدار زیادی کاهش پیدا می‌کند. مدت زمانی که لازم است لامپ به صورت کامل روشن شود و نور نهایی خود را تولید کند بین 7 تا 15 دقیقه می‌باشد که بستگی به نوع لامپ دارد.

الکترودها

از رشته مارپیچ تنگستن درست شده است که روی آن مقداری اکسید فلز که دارای قدرت صدور الکترون بطور آسان می‌باشد قرار گرفته است.

طیف نوری لامپ سدیم

در لامپهای سدیم با فشار کم حدود 99.5 درصد از تشعشعات مرئی در ناحیه زرد رنگ با طول موج 589 تا 589.6 نانو متر می‌باشد. در شروع کار (زمان استارت) نور قرمز تولید شده ناشی از تخلیه‌ای در گاز نئون می‌باشد که کم کم به نور زرد ناشی از بخار سدیم تبدیل می‌شود. علت اینکه این لامپها بیشترین میزان روشنایی را به ازای هر وات را داراست این است که نور زردی که از آن ساتع میشود نزدیک به بالا ترین نقطه حساسیت چشم انسان در برابر نور میباشد. به شکل زیر توجه کنید، خط عمود زرد رنگ همان نوریست که از لامپ ساتع میشود همانطور که مشاهده میکنید نقطه طلاقی آن با منحنی نزدیک به قله منحنی میباشد.

اتصال لامپ به شبکه

بطور کلی در لامپهای تخلیه پس از روشن شدن مقاومت گاز لامپ کاهش پیدا کرده و در نتیجه جریان لامپ افزایش پیدا می‌کند جهت کنترل و جلو گیری از افزایش جریان می‌توان از چوک (با لاست) یا ترانسفورماتور با پرا کندگی زیاد استفاده شود. اگناتور (یک استارت می‌باشد که با دو سر لامپ سدیم موازی بسته شده است و برای راه اندازی لامپ در لحظه اول مورد استفاده قرار می‌گیرد).

مزایا و موارد استعمال لامپ سدیم با فشار کم

•نوری که لامپهای سدیم تولید می‌کنند زرد رنگ می‌باشد که چشم انسان بیشترین حساسیت را به آن دارد.
•حشرات به نور آبی علاقه داشته و از نور زرد فرار می‌کنند به همین دلیل در تابستان حشرات به دور این لامپها جمع نمی‌شوند.
•درخشندگی لامپ در حدود 10 استیلب می‌باشد لذا باعث چشم زدگی نمی‌شود.
•در صورتی که به هر دلیل لامپ را خاموش کنیم می‌توان در سرعت کمتر از یک دقیقه آن را روشن کرد.
•ضریب بهره نوری بالا و نور لامپ در تمام عمر لامپ تقریبا ثابت می‌باشد.

نور سديم كم‌فشار مشخصات منحصر به فردی از خروج طیف نوری دارد، مشخصات فنی این لامپ موجب شده است که مناسبترین گزینه برای روشنایی در خیابانها - جاده‌های اصلی - تونلها - تقاطعها - راه آهنها - فرودگاهها و کارخانجات و در جاهایی که رنگ نور مطرح نیست و قدرت تمیز و تشخیص مورد نظر است مورد استفاده قرار می‌گیرد، که در ادامه به آن خواهیم پرداخت. اندازه فیزیکی این لامپ به قصد پایین آوردن تشعشع آن است زیرا که با این کار از زنندگی نور لامپ کاسته و همچنین موجب تراکم کم گاز میشود که این امر باعث پایین بودن درجه حرارت لامپ میگردد و با توجه به درجه حرارت کم میتوان از فانوس های پلاستیکی کم وزن برای نصب لامپ استفاده کرد. همچنين اینچراغها به علت اینکه دارای طول نسبتا زیادی هستند برای مصارفی مانند تونلها که نیاز دارد لامپها پشت به پشت یکدیگر نصب شوند تا بین چراغها خلع نوری به وجود نیاید که باعث خستگی چشم راننده و بالا رفتن احتمال سانحه شود بهترین گزینه میباشد.

به علاوه، چراغ خودش نسبتاً ارزان است و میتوان آن را جزو لوازم برقی کم هزینه به حساب آورد اهميت اين چراغ در این است که شامل هیچگونه جیوه نمیباشد و در پایان عمرش به آسانی و بدون اتلاف هزینه های اضافه برای زباله های سمی از بین برده شود، در بیشتر لامپهای سدیم پرفشار و لامپهای دیگری که برای روشنایی خیابانها استفاده میشود جیوه به کار برده شدهکه محدودیتهایی خاص برای از بین بردن آنها به خاطر استفاده از جیوه وجود دارد و این مزیت دیگری برای استفاده از لامپ سدیم کم مصرف به شمار می آید، همچنیناین نوع لامپ در هنگام قطع و وصل کوتاه مدت برق نیازی به سرد شدن و روشن شدن مجدد ندارد.

این لامپ در طی سالها همواره در معرض اصلاحات مداوم و تغییر در تکنولوژی ساخت قرار داشته است، كه اجازه داده است جایگاه خوبی بعنوان کارآمد ترین منبع نور در بین لامپهای دیگر بدست آورد و همانطور که در شکل مشاهده میکنید با پیشرفت تکنولوژی ساخت این لامپها بیشترین مقدار نور بر وات متعلق به این لامپ است.

انرژی خورشید و استفاده از آن

2012-01-25T11:50:58+03:30

خورشید نه تنها خود منبع عظیم انرژی است، بلکه سرآغاز حیات و منشاء تمام انرژیهای دیگر است. طبق برآوردهای علمی در حدود ۶۰۰۰ میلیون سال از تولد این گوی آتشین می‌گذرد و در هر ثانیه ۲/۴ میلیون تن از جرم خورشید به انرژی تبدیل می‌شود. با توجه به وزن خورشید که حدود ۳۳۳ هزار برابر وزن زمین است. این کره نورانی را می‌توان به‌عنوان منبع عظیم انرژی تا ۵ میلیارد سال آینده به حساب آورد.

بنابراین خورشید به عنوان یک منبع بی پایان انرژی می تواند حلال مشکلات موجود در مورد انرژی و محیط زیست باشد. انرژی بدون خطر. این انرژی که به زمین می تابد هزاران بار بیشتر از آنچه که ما نیاز داریم و مصرف میکنیم، می باشد. حتی نور کمی که از پنجره به اتاق میتابد دارای انرژی بیشتری از سیم برقی است که به داخل اتاق کشیده شده است. از انرژی خورشیدی می توان استفاده های مهم و کاملا مفید، به عنوان یک انرژی تمیز و قابل دسترس در همه جا استفاده کرد. اما از نور خورشید به طور مستقیم نمی توان به جای سوخت های فسیلی بهره برد بلکه باید دستگاههایی ساخته شود که بتوانند انرژی تابشی خورشید را به انرژی قابل استفاده نظیر انرژی مکانیکی, حرارتی الکتریسیته و ... تبدیل کنند.

طریقه دریافت الکتریسیته از انرژی خورشیدی :
1-نیروگاه های حرارتی که حرارت لازم توسط اینه هایی که نور خورشید را روی دیگ بخار متمرکز میکنند, تولید میشود.
2-اثر فتوولتایی: در این روش انرژی تابشی مستقیما به انرژی الکتریکی تبدیل میشود.قطعاتی که اثر فتوولتایی از خود نشان میدهند به سلول خورشیدی معروفند و در حال حاظر بیشترین استفاده از انرژی خورشیدی با این روش است.در برخی کشورها نیروگاه های فتوولتائیک ساخته شده که برای تولید برق است.

سیستمهای فتوولتائیک

به پدیده‌ای که در اثر تابش نور بدون استفاه از مکانیزم‌های محرک، الکتریسیته تولید کند پدیده فتوولتائیک و به هر سیستمی که از این پدیده‌ها استفاده کند سیستم فتوولتائیک گویند. سیستم‌های فتوولتائیک یکی از پر مصرف‌ترین کاربرد انرژی‌های نو می‌باشند و تاکنون سیستم‌های گوناگونی با ظرفیت‌های مختلف (۵/۰ وات تا چند مگاوات) در سراسر جهان نصب و راه اندازی شده‌است و با توجه به قابلیت اطمینان و عملکرد این سیستم‌ها هر روزه بر تعداد متقاضیان آنها افزوده می‌شود. از سری و موازی کردن سلولهای آفتابی می‌توان به جریان و ولتاژ قابل قبولی دست یافت. در نتیجه به یک مجموعه از سلولهای سری و موازی شده پنل (Panel) فتوولتائیک می‌گویند. امروزه اینگونه سلولها عموماً از ماده سیلیسیم تهیه می‌شود و سیلیسیم مورد نیاز از شن و ماسه تهیه می‌شود که در مناطق کویری کشور، به فراوانی یافت می‌گردد. بنابراین از نظر تأمین ماده اولیه این سلولها هیچگونه کمبودی در ایران وجود ندارد. سیستمهای فتوولتائیک را می‌توان بطور کلی به سه بخش اصلی تقسیم نمود که بطور خلاصه به توضیح آنها می‌پردازیم.

یک سلول خورشیدی

۱ – پنلهای خورشیدی:
این بخش در واقع مبدل انرژی تابشی خورشید به انرژی الکتریکی بدون واسطه مکانیکی می‌باشد. لازم به ذکر است، جریان و ولتاژ خروجی از این پنلها DC (مستقیم) می‌باشد.

۲ – تولید توان مطلوب یا بخش کنترل:
این بخش در واقع کلیه مشخصات سیستم را کنترل کرده وتوان ورودی پنلها را طبق طراحی انجام شده و نیاز مصرف کننده به بار یا باتری تزریق و کنترل می‌کند لازم به ذکر است که در این بخش مشخصات و عناصر تشکیل دهنده با توجه به نیازهای بار الکتریکی و مصرف کننده و نیز شرایط آب و هوایی محلی تغییر می‌کند.

۳ – مصرف کننده یا بار الکتریکی:
با توجه به خروجی DC پنلهای فتوولتائیک، مصرف کننده می‌تواند دو نوع DC یا AC باشد، همچنین با آرایشهای مختلف پنلهای فتوولتائیک می‌توان نیاز مصرف کنندگان مختلف را با توانهای متفاوت تأمین نمود. با توجه به کاهش روز افزون ذخائر سوخت فسیلی و خطرات ناشی از بکارگیری نیروگاههای اتمی، گمان قوی وجود دارد که در آینده‌ای نه چندان دور سلولهای خورشیدی به انرژی برق به‌عنوان جایگزین مناسب و بی خطر برای سوختهای فسیلی و نیروگاههای اتمی توسط بشر بکار گرفته شود.

مصارف و کاربردهای فتوولتائیک

•مصارف فضانوردی و تأمین انرژی مورد نیاز ماهواره‌ها جهت ارسال پیام

•روشنایی خورشیدی:
در حال حاضر روشنایی خورشیدی بالاترین میزان کاربرد سیستم‌های فتوولتائیک را در سراسر جهان دارد و سالانه دهها هزار نمونه از این سیستم در سراسر جهان نصب و راه اندازی می‌گردد، مانند برق جاده‌ها و تونلها بخصوص در مناطقی که به شبکه برق دسترسی ندارند، تأمین برق پاسگاههای مرزی که دور از شبکه برق هستند، تأمین برق مناطقی شکاربانی و مناطق حفاظت شده نظیر جزیره‌های دور افتاده که جنبه نظامی دارند.

•سیستم تغذیه کننده یک واحد مسکونی:
انرژی مورد نیاز کلیه لوازم برقی منازل (شهری و روستایی) و مراکز تجاری را می‌توان با استفاده از پنلهای فتوولتائیک و سیستمهای ذخیره کننده و کنترل نسبتاً ساده، تأمین نمود. در حال حاضر شرکت های متعددی به صورت کاملا تخصصی و حرفه ای در این زمینه ها مشغول فعالیت می باشند.

•سیستم پمپاژ خورشیدی:
سیستم پمپهای فتوولتائیک قابلیت استحصال آب از چاهها، قنوات، چشمه‌ها، رودخانه‌ها و ….. را جهت مصارف متنوعی دارا می‌باشد.

•سیستم تغذیه کننده ایستگاههای مخابراتی و زلزله نگاری:
اغلب ایستگاههای مخابراتی و یا زلزله نگاری در مکانهای فاقد شبکه سراسری و صعب العبور و یا در محلی که احداث پست فشار قوی به فشار ضعیف و تأمین توان الکتریکی ایستگاه مذکور صرفه اقتصادی و حفاظت الکتریکی ندارد نصب شده‌اند.

•ماشین حساب، ساعت، رادیو، ضبط صوت و وسایل بازی کودکانه یا هر نوع وسیله‌ای که تاکنون با باطری خشک کار می‌کرده‌است یکی دیگر از کاربردهای این سیستم می‌باشد.
مثلاً ژاپن در سال ۱۹۸۳ حدود ۳۰ میلیون ماشین حساب خورشیدی تولید کرده‌است که سلولهای خورشیدی بکار گرفته در آنها مساحتی حدود ۰۰۰/۲۰ متر مربع و توان الکتریکی معادل ۵۰۰ کیلووات داشته‌اند.

•نیروگاههای فتوولتائیک:
هم‌زمان با استفاده از سیستم‌های فتوولتائیک در بخش انرژی الکتریکی مورد نیاز ساختمانها اطلاعات و تجربیات کافی جهت احداث واحدهای بزرگ‌تر حاصل گردید و همه اکنون در بسیاری از کشورهای جهان نیروگاه فتوولتائیک در واحدهای کوچک و بزرگ و به صورت اتصال به شبکه و یا مستقل از شبکه نصب و راه اندازی شده‌است ولی این تأسیسات دارای هزینه ساخت، راه اندازی و نگهداری بالایی می‌باشند که فعلاً مقرون به صرفه و اقتصادی نیست.

•سیستم تغذیه کننده پرتابل یا قابل حمل:قابلیت حمل و نقل و سهولت در نصب و راه اندازی از جمله مزایای این سیستم‌ها می‌باشد بازده توان این سیستم‌ها از ۱۰۰ وات الی یک کیلو وات تعریف شده‌است. از جمله کاربردهای آن می‌توان به تأمین برق اضطراری در مواقع بروز حوادث غیر مترقبه، سیستم تغذیه کننده یک چادر عشایری و کمپ‌های جنگلی اشاره نمود.

از ویژگی های سلولهای خورشیدی میتوان به این موارد اشاره کرد:
جای زیادی اشغال نمی کنند .قسمت متحرک ندارند، بازده انها با تغییرات دمایی محیط تغییرات چندانی نمی کنند، نسبتا به سادگی نصب می شوند.
همچنین از اشکالات سلولهای خوشیدی می توان به تولید وسایل فتوولتائیک که هزینه زیادی دارد و چگالی انرژی تابشی که بسیار کم است اشاره کرد که در فصول مختلف و ساعات متفاوت شبانه روز تغییر می كند که باید ذخیره شود و همین موضوع بسیار هزینه بر است.

آشنائی با شبكه های بی سیم

2012-01-25T11:37:48+03:30

تشریح مقدماتی شبكه های بی سیم و كابلی

شبكه های محلی (LAN ) برای خانه و محیط كار می توانند به دو صورت كابلی (Wired ) یا بی سیم (Wireless ) طراحی گردند . درابتدا این شبكه ها به روش كابلی با استفاده از تكنولوژی Ethernet طراحی می شدند اما اكنون با روند رو به افزایش استفاده از شبكه های بی سیم با تكنولوژی Wi-Fi مواجه هستیم . در شبكه های كابلی (كه در حال حاضر بیشتر با توپولوژی ستاره ای بكار می روند ) بایستی از محل هر ایستگاه كاری تا دستگاه توزیع كننده (هاب یا سوئیچ) به صورت مستقل كابل كشی صورت پذیرد(طول كابل ازنوع CAT5 نبایستی 100 متر بیشتر باشد در غیر اینصورت از فیبر نوری استفاده میگردد) كه تجهیزات بكار رفته از دونوع غیر فعال (Passive ) مانند كابل ، پریز، داكت ، پچ پنل و.......... . و فعال (Active )مانند هاب ،سوئیچ ،روتر ، كارت شبكه و........... هستند . موسسه مهندسی IEEE استانداردهای 802.3u را برای Fast Ethernet و 802.3ab و802.3z را برای Gigabit Ethernet ( مربوط به كابلهای الكتریكی و نوری ) در نظر گرفته است.

شبكه های بی سیم نیز شامل دستگاه مركزی (Access Point ) می باشد كه هر ایستگاه كاری می تواند حداكثر تا فاصله 30 متری آن (بدون مانع) قرار گیرد. شبكه های بی سیم (Wlan ) یكی از سه استاندارد ارتباطی Wi-Fi زیر را بكار می برند:

802.11b كه اولین استانداردی است كه به صورت گسترده بكار رفته است .
802.11a سریعتر اما گرانتر از 802.11b می باشد.
802.11g جدیدترین استاندارد كه شامل هر دو استاندارد قبلی بوده و از همه گرانتر میباشد.
هر دونوع شبكه های كابلی و بی سیم ادعای برتری بر دیگری را دارند اما انتخاب صحیح با در نظر گرفتن قابلیتهای آنها میسر می باشد.

عوامل مقایسه

در مقایسه شبكه های بی سیم و كابلی می تواند قابلیتهای زیر مورد بررسی قرار گیرد:
- نصب و راه اندازی
- هزینه - قابلیت اطمینان
- كارائی
- امنیت نصب و راه اندازی
در شبكه های كابلی بدلیل آنكه به هر یك از ایستگاههای كاری بایستی از محل سویئچ مربوطه كابل كشیده شود با مسائلی همچون سوارخكاری ، داكت كشی ، نصب پریز و......... مواجه هستیم در ضمن اگر محل فیزیكی ایستگاه مورد نظر تغییر یابد بایستی كه كابل كشی مجدد و .......صورت پذیرد.
شبكه های بی سیم از امواج استفاده نموده و قابلیت تحرك بالائی را دارا هستند بنابراین تغییرات در محل فیزیكی ایستگاههای كاری به راحتی امكان پذیر می باشد برای راه اندازی آن كافیست كه از روشهای زیر بهره برد:
Ad hoc كه ارتباط مستقیم یا همتا به همتا (peer to peer ) تجهیزات را با یكدیگر میسر می سازد.
Infrastructure كه باعث ارتباط تمامی تجهیزات با دستگاه مركزی می شود.
بنابراین میتوان دریافت كه نصب و را ه اندازی شبكه های كابلی یا تغییرات در آن بسیار مشكلتر نسبت به مورد مشابه یعنی شبكه های بی سیم است .

هزینه

تجهیزاتی همچون هاب ، سوئیچ یا كابل شبكه نسبت به مورد های مشابه در شبكه های بی سیم ارزانتر می باشد اما درنظر گرفتن هزینه های نصب و تغییرات احتمالی محیطی نیز قابل توجه است .
قابل به ذكر است كه با رشد روز افزون شبكه های بی سیم ، قیمت آن نیز در حال كاهش است .

قابلیت اطمینان

تجهیزات كابلی بسیار قابل اعتماد میباشند كه دلیل سرمایه گذاری سازندگان از حدود بیست سال گذشته نیز همین می باشد فقط بایستی در موقع نصب و یا جابجائی ، اتصالات با دقت كنترل شوند.
تجهیزات بی سیم همچون Broadband Router ها مشكلاتی مانند قطع شدن های پیاپی، تداخل امواج الكترومغناظیس، تداخل با شبكه های بی سیم مجاور و ... را داشته اند كه روند رو به تكامل آن نسبت به گذشته(مانند 802.11g ) باعث بهبود در قابلیت اطمینان نیز داشته است .

كارائی

شبكه های كابلی دارای بالاترین كارائی هستند در ابتدا پهنای باند 10 Mbps سپس به پهنای باندهای بالاتر( 100 Mbps و 1000Mbps ) افزایش یافتند حتی در حال حاضر سوئیچهائی با پهنای باند 1Gbps نیز ارائه شده است .
شبكه های بی سیم با استاندارد 802.11b حداكثر پهنای باند 11Mbps و با 802.11a و 802.11g پهنای باند 54 Mbps را پشتیبانی می كنند حتی در تكنولوژیهای جدید این روند با قیمتی نسبتا بالاتر به 108Mbps نیز افزایش داده شده است علاوه بر این كارائی Wi-Fi نسبت به فاصله حساس می باشد یعنی حداكثر كارائی با افزایش فاصله نسبت به َAccess Point پایین خواهد آمد. این پهنای باند برای به اشتراك گذاشتن اینترنت یا فایلها كافی بوده اما برای برنامه هائی كه نیاز به رد و بدل اطلاعات زیاد بین سرور و ایستگاهای كاری (Client to Server ) دارند كافی نیست .

امنیت

بدلیل اینكه در شبكه های كابلی كه به اینترنت هم متصل هستند، وجود دیواره آتش از الزامات است و تجهیزاتی مانند هاب یا سوئیچ به تنهایی قادر به انجام وظایف دیواره آتش نمیباشند، بایستی در چنین شبكه هایی دیواره آتش مجزایی نصب شود.
تجهیزات شبكه های بی سیم مانند Broadband Routerها دیواره آتش بصورت نرم افزاری وجود داشته و تنها بایستی تنظیمات لازم صورت پذیرد. از سوی دیگر به دلیل اینكه در شبكه های بی سیم از هوا بعنوان رسانه انتقال استفاده میشود، بدون پیاده سازی تكنیك های خاصی مانند رمزنگاری، امنیت اطلاعات بطور كامل تامین نمی گردد استفاده از رمزنگاری WEP (Wired Equivalent Privacy ) باعث بالا رفتن امنیت در این تجهیزات گردیده است .

انتخاب صحیح كدام است؟

با توجه به بررسی و آنالیز مطالبی كه مطالعه كردید بایستی تصمیم گرفت كه در محیطی كه اشتراك اطلاعات وجود دارد و نیاز به ارتباط احساس می شو د كدام یك از شبكه های بی سیم و كابلی مناسبتر به نظر می رسند . جدول زیر خلاصه ای از معیارهای در نظر گرفته شده در این مقاله می باشد . بعنوان مثال اگر هزینه برای شما مهم بوده و نیاز به استفاده از حداكثر كارائی را دارید ولی پویائی برای شما مهم نمی باشد بهتر است از شبكه كابلی استفاده كنید. بنابراین اگر هنوز در صدد تصمیم بین ایجاد یك شبكه كامپیوتری هستید جدول زیر انتخاب را برای شما ساده تر خواهد نمود.

نوع سرویس	شبکه های کابلی	شبکه های بیسیم
نصب وراه اندازی	نسبتا مشکل	آسان
هزینه	کمتر	بیشتر
قابلیت اطمینان	بالا	متوسط
کارایی	خیلی خوب	خوب
امنیت	خوب	نسبتا خوب
پویایی حرکت	محدود	پویاتر

برای دریافت اطلاعات بیشتر کلیک کنید

استاندارد شبکه های محلی بی سیم

2012-01-25T12:18:45+03:30

در ماه ژوئن سال 1997 انجمن مهندسان برق و الكترونيك (IEEE) استاندارد IEEE 802.11-1997 را به عنوان اولين استانداردِ شبكه‌های محلی بی‌سيم منتشر ساخت. اين استاندارد در سال 1999 مجدداً بازنگری شد و نگارش روز آمد شده آن تحت عنوان IEEE 802.11-1999 منتشر شد. استاندارد جاری شبكه‌های محلی بی‌سيم يا همانIEEE 802.11 تحت عنوان ISO/IEC 8802-11:1999، توسط سازمان استاندارد سازی بين‌المللی (ISO) و مؤسسه استانداردهای ملی آمريكا (ANSI) پذيرفته شده است. تكميل اين استاندارد در سال 1997، شكل گيری و پيدايش شبكه سازی محلی بی‌سيم و مبتنی بر استاندارد را به دنبال داشت. استاندارد 1997، پهنای باند 2Mbps را تعريف می‌كند با اين ويژگی كه در شرايط نامساعد و محيط‌های دارای اغتشاش (نويز) اين پهنای باند می‌تواند به مقدار 1Mbps كاهش يابد. روش تلفيق يا مدولاسيون در اين پهنای باند روش DSSS است. بر اساس اين استاندارد پهنای باند 1 Mbps با استفاده از روش مدولاسيون FHSS نيز قابل دستيابی است و در محيط‌های عاری از اغتشاش (نويز) پهنای باند 2 Mbpsنيز قابل استفاده است. هر دو روش مدولاسيون در محدوده باند راديويی 2.4 GHz عمل می‌كنند. يكی از نكات جالب توجه در خصوص اين استاندارد استفاده از رسانه مادون قرمز علاوه بر مدولاسيون‌های راديويی DSSS و FHSS به عنوان رسانه انتقال است. ولی كاربرد اين رسانه با توجه به محدوديت حوزه عملياتی آن نسبتاً محدود و نادر است. گروه كاری 802.11 به زير گروه‌های متعددی تقسيم می‌شود. كميته 802.11e كميته‌ای است كه سعی دارد قابليت QoS اِتـِرنت را در محيط شبكه‌های بی‌سيم ارائه كند. توجه داشته باشيد كه فعاليت‌های اين گروه تمام گونه‌های 802.11 شامل a، b، و g را در بر دارد. اين كميته در نظر دارد كه ارتباط كيفيت سرويس سيمی يا Ethernet QoS را به دنيای بی‌سيم بياورد. كميته 802.11g كميته‌ای است كه با عنوان 802.11 توسعه يافته نيز شناخته می‌شود. اين كميته در نظر دارد نرخ ارسال داده‌ها در باند فركانسی ISM را افزايش دهد. باند فركانسی ISM يا باند فركانسی صنعتی، پژوهشی، و پزشكی، يك باند فركانسی بدون مجوز است. استفاده از اين باند فركانسی كه در محدوده 2400 مگاهرتز تا 2483.5 مگاهرتز قرار دارد، بر اساس مقررات FCC در كاربردهای تشعشع راديويی نيازی به مجوز ندارد. استاندارد 802.11g تا كنون نهايی نشده است و مهم‌ترين علت آن رقابت شديد ميان تكنيك‌های مدولاسيون است. اعضاء اين كميته و سازندگان تراشه توافق كرده‌اند كه از تكنيك تسهيم OFDM استفاده نمايند ولی با اين وجود روش PBCC نيز می‌تواند به عنوان يك روش جايگزين و رقيب مطرح باشد. كميته 802.11h مسئول تهيه استانداردهای يكنواخت و يكپارچه برای توان مصرفی و نيز توان امواج ارسالی توسط فرستنده‌های مبتنی بر 802.11 است. فعاليت دو كميته 802.11i و 802.11x در ابتدا برروی سيستم‌های مبتنی بر 802.11b تمركز داشت. اين دو كميته مسئول تهيه پروتكل‌های جديد امنيت هستند. استاندارد اوليه از الگوريتمی موسوم به WEP استفاده می‌كند كه در آن دو ساختار كليد رمز نگاری به طول 40 و 128 بيت وجود دارد. WEP مشخصاً يك روش رمزنگاری است كه از الگوريتم RC4 برای رمزنگاری فريم‌ها استفاده می‌كند. فعاليت اين كميته در راستای بهبود مسائل امنيتی شبكه‌های محلی بی‌سيم است. اين استاندارد لايه‌های كنترل دسترسی به رسانه (MAC) و لايه فيزيكی (PHY) در يك شبكه محلی با اتصال بی‌سيم را دربردارد. شبکه‌های بی‌سیم و انواع WWAN , WLAN , WPAN

شبکه‌های بی‌سیم و انواع WWAN , WLAN , WPAN

2012-01-25T12:20:17+03:30

تکنولوژی شبکه‌های بی‌سیم، با استفاده از انتقال داده‌ها توسط اموج رادیویی، در ساده‌ترین صورت، به تجهیزات سخت‌افزاری امکان می‌دهد تا بدون‌استفاده از بسترهای فیزیکی همچون سیم و کابل، با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. شبکه‌های بی‌سیم بازه‌ی وسیعی از کاربردها، از ساختارهای پیچیده‌یی چون شبکه‌های بی‌سیم سلولی -که اغلب برای تلفن‌های همراه استفاده می‌شود- و شبکه‌های محلی بی‌سیم (WLAN – Wireless LAN) گرفته تا انوع ساده‌یی چون هدفون‌های بی‌سیم، را شامل می‌شوند. از سوی دیگر با احتساب امواجی همچون مادون قرمز، تمامی تجهیزاتی که از امواج مادون قرمز نیز استفاده می‌کنند، مانند صفحه کلید‌ها، ماوس‌ها و برخی از گوشی‌های همراه، در این دسته‌بندی جای می‌گیرند. طبیعی‌ترین مزیت استفاده از این شبکه‌ها عدم نیاز به ساختار فیزیکی و امکان نقل و انتقال تجهیزات متصل به این‌گونه شبکه‌ها و هم‌چنین امکان ایجاد تغییر در ساختار مجازی آن‌هاست. از نظر ابعاد ساختاری، شبکه‌های بی‌سیم به سه دسته تقسیم می‌گردند : WWAN، WLAN و WPAN. مقصود از WWAN، که مخفف Wireless WAN است، شبکه‌هایی با پوشش بی‌سیم بالاست. نمونه‌یی از این شبکه‌ها، ساختار بی‌سیم سلولی مورد استفاده در شبکه‌های تلفن همراه است. WLAN پوششی محدودتر، در حد یک ساختمان یا سازمان، و در ابعاد کوچک یک سالن یا تعدادی اتاق، را فراهم می‌کند. کاربرد شبکه‌های WPAN یا Wireless Personal Area Network برای موارد خانه‌گی است. ارتباطاتی چون Bluetooth و مادون قرمز در این دسته قرار می‌گیرند. شبکه‌های WPAN از سوی دیگر در دسته‌ی شبکه‌های Ad Hoc نیز قرار می‌گیرند. در شبکه‌های Ad hoc، یک سخت‌افزار، به‌محض ورود به فضای تحت پوشش آن، به‌صورت پویا به شبکه اضافه می‌شود. مثالی از این نوع شبکه‌ها، Bluetooth است. در این نوع، تجهیزات مختلفی از جمله صفحه کلید، ماوس، چاپگر، کامپیوتر کیفی یا جیبی و حتی گوشی تلفن همراه، در صورت قرارگرفتن در محیط تحت پوشش، وارد شبکه شده و امکان رد و بدل داده‌ها با دیگر تجهیزات متصل به شبکه را می‌یابند. تفاوت میان شبکه‌های Ad hoc با شبکه‌های محلی بی‌سیم (WLAN) در ساختار مجازی آن‌هاست. به‌عبارت دیگر، ساختار مجازی شبکه‌های محلی بی‌سیم بر پایه‌ی طرحی ایستاست درحالی‌که شبکه‌های Ad hoc از هر نظر پویا هستند. طبیعی‌ست که در کنار مزایایی که این پویایی برای استفاده کننده‌گان فراهم می‌کند، حفظ امنیت چنین شبکه‌هایی نیز با مشکلات بسیاری همراه است. با این وجود، عملاً یکی از راه حل‌های موجود برای افزایش امنیت در این شبکه‌ها، خصوصاً در انواعی همچون Bluetooth، کاستن از شعاع پوشش سیگنال‌های شبکه است. در واقع مستقل از این حقیقت که عمل‌کرد Bluetooth بر اساس فرستنده و گیرنده‌های کم‌توان استوار است و این مزیت در کامپیوترهای جیبی برتری قابل‌توجه‌یی محسوب می‌گردد، همین کمی توان سخت‌افزار مربوطه، موجب وجود منطقه‌ی محدود تحت پوشش است که در بررسی امنیتی نیز مزیت محسوب می‌گردد. به‌عبارت دیگر این مزیت به‌همراه استفاده از کدهای رمز نه‌چندان پیچیده، تنها حربه‌های امنیتی این دسته از شبکه‌ها به‌حساب می‌آیند.

منشأ ضعف امنیتی در شبکه‌های بی‌سیم

2012-01-25T12:22:05+03:30

خطر معمول در کلیه‌ی شبکه‌های بی‌سیم مستقل از پروتکل و تکنولوژی مورد نظر، بر مزیت اصلی این تکنولوژی که همان پویایی ساختار، مبتنی بر استفاده از سیگنال‌های رادیویی به‌جای سیم و کابل، استوار است. با استفاده از این سیگنال‌ها و در واقع بدون مرز ساختن پوشش ساختار شبکه، نفوذگران قادرند در صورت شکستن موانع امنیتی نه‌چندان قدرت‌مند این شبکه‌ها، خود را به‌عنوان عضوی از این شبکه‌ها جازده و در صورت تحقق این امر، امکان دست‌یابی به اطلاعات حیاتی، حمله به سرویس دهنده‌گان سازمان و مجموعه، تخریب اطلاعات، ایجاد اختلال در ارتباطات گره‌های شبکه با یکدیگر، تولید داده‌های غیرواقعی و گمراه‌کننده، سوءاستفاده از پهنای‌باند مؤثر شبکه و دیگر فعالیت‌های مخرب وجود دارد.
در مجموع، در تمامی دسته‌های شبکه‌های بی‌سیم، از دید امنیتی حقایقی مشترک صادق است : - تمامی ضعف‌های امنیتی موجود در شبکه‌های سیمی، در مورد شبکه‌های بی‌سیم نیز صدق می‌کند. در واقع نه تنها هیچ جنبه‌یی چه از لحاظ طراحی و چه از لحاظ ساختاری، خاص شبکه‌های بی‌سیم وجود ندارد که سطح بالاتری از امنیت منطقی را ایجاد کند، بلکه همان گونه که ذکر شد مخاطرات ویژه‌یی را نیز موجب است. - نفوذگران، با گذر از تدابیر امنیتی موجود، می‌توانند به‌راحتی به منابع اطلاعاتی موجود بر روی سیستم‌های رایانه‌یی دست یابند. - اطلاعات حیاتی‌یی که یا رمز نشده‌اند و یا با روشی با امنیت پایین رمز شده‌اند، و میان دو گره در شبکه‌های بی‌سیم در حال انتقال می‌باشند، می‌توانند توسط نفوذگران سرقت شده یا تغییر یابند. - حمله‌های DoS به تجهیزات و سیستم‌های بی‌سیم بسیار متداول است. - نفوذگران با سرقت کدهای عبور و دیگر عناصر امنیتی مشابه کاربران مجاز در شبکه‌های بی‌سیم، می‌توانند به شبکه‌ی مورد نظر بدون هیچ مانعی متصل گردند. - با سرقت عناصر امنیتی، یک نفوذگر می‌تواند رفتار یک کاربر را پایش کند. از این طریق می‌توان به اطلاعات حساس دیگری نیز دست یافت. - کامپیوترهای قابل حمل و جیبی، که امکان و اجازه‌ی استفاده از شبکه‌ی بی‌سیم را دارند، به‌راحتی قابل سرقت هستند. با سرقت چنین سخت افزارهایی، می‌توان اولین قدم برای نفوذ به شبکه را برداشت. - یک نفوذگر می‌تواند از نقاط مشترک میان یک شبکه‌ی بی‌سیم در یک سازمان و شبکه‌ی سیمی آن (که در اغلب موارد شبکه‌ی اصلی و حساس‌تری محسوب می‌گردد) استفاده کرده و با نفوذ به شبکه‌ی بی‌سیم عملاً راهی برای دست‌یابی به منابع شبکه‌ی سیمی نیز بیابد. - در سطحی دیگر، با نفوذ به عناصر کنترل کننده‌ی یک شبکه‌ی بی‌سیم، امکان ایجاد اختلال در عمل‌کرد شبکه نیز وجود دارد.

تکنولوژی و صنعت شبکه های بیسیم

2012-01-25T12:22:24+03:30

تکنولوژی و صنعت WLAN به اوایل دهه‌ی ۸۰ میلادی باز می‌گردد. مانند هر تکنولوژی دیگری، پیشرفت شبکه‌های محلی‌ بی‌سیم به کندی صورت می‌پذیرفت. با ارایه‌ی استاندارد IEEE 802.11b، که پهنای باند نسبتاً بالایی را برای شبکه‌های محلی امکان‌پذیر می‌ساخت، استفاده از این تکنولوژی وسعت بیشتری یافت. در حال حاضر، مقصود از WLAN تمامی پروتکل‌ها و استانداردهای خانواده‌ی IEEE 802.11 است.
اولین شبکه‌ی محلی بی‌سیم تجاری توسط Motorola پیاده‌سازی شد. این شبکه، به عنوان یک نمونه از این شبکه‌ها، هزینه‌یی بالا و پهنای باندی پایین را تحمیل می‌کرد که ابداً مقرون به‌صرفه نبود. از همان زمان به بعد، در اوایل دهه‌ی ۹۰ میلادی، پروژه‌ی استاندارد 802.11 در IEEE شروع شد. پس از نزدیک به ۹ سال کار، در سال ۱۹۹۹ استانداردهای 802.11a و 802.11b توسط IEEE نهایی شده و تولید محصولات بسیاری بر پایه‌ی این استانداردها آغاز شد. نوع a، با استفاده از فرکانس حامل 5GHz، پهنای باندی تا 54Mbps را فراهم می‌کند. در حالی‌که نوع b با استفاده از فرکانس حامل 2.4GHz، تا 11Mbps پهنای باند را پشتیبانی می‌کند. با این وجود تعداد کانال‌های قابل استفاده در نوع b در مقایسه با نوع a، بیش‌تر است. تعداد این کانال‌ها، با توجه به کشور مورد نظر، تفاوت می‌کند. در حالت معمول، مقصود از WLAN استاندارد 802.11b است.
استاندارد دیگری نیز به‌تاز‌ه‌گی توسط IEEE معرفی شده است که به 802.11g شناخته می‌شود. این استاندارد بر اساس فرکانس حامل 2.4GHz عمل می‌کند ولی با استفاده از روش‌های نوینی می‌تواند پهنای باند قابل استفاده را تا 54Mbps بالا ببرد. تولید محصولات بر اساس این استاندارد، که مدت زیادی از نهایی‌شدن و معرفی آن نمی‌گذرد، بیش از یک‌سال است که آغاز شده و با توجه سازگاری‌ آن با استاندارد 802.11b، استفاده از آن در شبکه‌های بی‌سیم آرام آرام در حال گسترش است. معماری‌ شبکه‌های محلی‌ بی‌سیم - INFRASTRUCTURE , AD HOC استاندارد 802.11b به تجهیزات اجازه می‌دهد که به دو روش ارتباط در شبکه برقرار شود. این دو روش عبارت‌اند از برقراری‌ ارتباط به صورت نقطه به نقطه ?همان‌گونه در شبکه‌های Ad hoc به‌کار می‌رود- و اتصال به شبکه از طریق نقاط تماس یا دسترسی (AP=Access Point).

The Power of H.264

2012-01-25T11:39:45+03:30

GVC Technologies utilizes the most advanced video compression technology known as H.264. Previewing and recording of video and audio are in real-time and fully synchronized in both modes. Video feeds are directly transmitted from the video capture card to the display frame buffer and the compressed stream data is directly sent to the host's memory. The transmission process doesn't need any intervention from the host computer's CPU, greatly saving resources of the host computer's processor. Therefore, user will experience better video performance.

Benefits 1 - Efficiency 2x more efficient than MPEG-4 Part 2 (natural video) encoding	Benefits 2 - File Size 3x smaller file size than comparable MPEG-2 encoders

Benefits 3 - Download Time Faster download time	Benefits 4 - Image Quality Substantially higher quality video (SNR)

Benefits 5 - No Motion Blurring No fast motion blurring inherent in MPEG-4 (advanced motion compensation)	Benefits 6 - Capability Anticipates error-prone transport over mobile networks

Download complete document

MPEG4 vs H.264

2012-01-25T11:40:10+03:30

H.264 offers dramatically lower bit rates and better picture quality than MPEG-2, MPEG-4, H.263+ etc.

Standards Differences

2012-01-25T11:40:25+03:30

The following table compares H.264 with both MPEG-2 and MPEG-4 feature sets.

H.264 Encoding Evolution

2012-01-25T11:40:52+03:30

Encoding Standards Applications

2012-01-25T12:06:32+03:30

Comments	Quality / Bit rates	Codec
Nearly every computer supports MPEG-1 files. Typically used for lower resolution video, but can be used for any resolution. Progressive only. 1	VHS quality at 1.5Mbps. Typical resolution CIF. 1	MPEG -1 International Standard (1992) 1
Application: Digital TV, HDTV, DVD, digital cable, satellite and terrestrial broadcast. 1	High quality, typically full D1 resolution (MPEG-2 is used for Broadcasting and DVD) at 6-8 Mbps. 1	MPEG-2 International Standard (1994) 1
Application: Digital television; Interactive graphics applications (synthetic content); Interactive multimedia (World Wide Web, distribution of and access to content). 1	DVD quality at 4 Mbps. VCR quality at 2 Mbps Provides 1.5 times better compression as compared to MPEG-2 standard, given the similar video quality level.1	MPEG-4 Part 2 Visual H.263 (1998) 1
The most advanced standard with fidelity extension ranges approved in April 2004 as the new High Definition TV Standard. New extensions allow for advanced broadcasting and video editing. Open standard adopted by all major industry participants (Intel, Microsoft, Apple, Cisco, Motorola, IBM...) 1	DVD quality at 2-3 Mbps. VCR quality at 1-1.5 Mbps Provides 2.5-4 times better compression as compared to MPEG-2 standard, given the similar video quality level .1	MPEG-4 Part 10/AVC H.264 (2003) 1