توفر أعمدة الشاحنات غير المأهولة الوقت والوقود بنسبة تصل إلى 20٪

وفقا للباحثين ، يجب أن تدخل الشاحنات غير المأهولة إلى نظام النقل في السنوات القادمة. يقترحون أيضًا أن المركبات ذاتية القيادة يمكنها توفير الوقود إذا تحركت في أعمدة من عدة شاحنات لكل منها. مثل قطعان الطيور أو أسافين المقاتلين ، مجموعات من السائقين وسيارات السباق ، تعاني الشاحنات من جر ديناميكي أقل عند التحرك من مسافة قريبة.

لكن إنشاء قافلة من السيارات لتوصيل البضائع بين مراكز التوزيع أو نقل الركاب بين المحطات يستغرق وقتًا. تضطر السيارة التي تصل إلى المحطة في وقت سابق إلى انتظار الآخرين قبل أن تشكل قافلة وتضرب الطريق ، مما يؤدي إلى تأخيرات لا مفر منها.

يمكن أن توفر أعمدة الشاحنات التي تتحرك بالقرب من بعضها البعض لتحقيق الكفاءة الديناميكية الهوائية ما يصل إلى 20 ٪ من تكاليف الوقود. كلما زاد عدد السيارات في قافلة واحدة ، زادت الكفاءة: لم تتأثر الشاحنات الأولى والأخيرة في القافلة بالظل الديناميكي الهوائي. وجد المهندسون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) أن هناك خيارين فعالين: إما تشكيل عمود من السيارات الموجودة بالفعل ، وإرسالها وفقًا لجدول زمني ، أو إرسال عدد معين من الشاحنات مرة واحدة في عمود واحد.

تزيد حركة الشاحنات بالقرب من بعضها البعض من كفاءة استهلاك الوقود. أعمدة الشاحنات وقطعان الطيور وأوتاد الطائرات المقاتلة هي مجموعات متشابهة من وجهة نظر نظامية. الأشخاص الذين يدرسون هذه الأنظمة ينظرون فقط إلى مؤشرات الأداء مثل التأخير الزمني واستهلاك الوقود. ينظر العلماء من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في هذه المؤشرات بالمقارنة مع التكلفة واستهلاك الطاقة والأثر البيئي. في رأيهم ، هذا الخط من البحث يمكن أن يزيد حقا من كفاءة نقل البضائع.

وفقا للمهندسين ، أثناء نقل البضائع ، وخاصة على مسافات طويلة ، يتم إنفاق جزء كبير من الوقود ، بما في ذلك محاولات للتغلب على السحب الديناميكي الهوائي. لقد حسب العلماء سابقًا أنه إذا كانت هناك عدة شاحنات تفصل بينها عدة أمتار ، واحدة تلو الأخرى ، فإن السيارات في الوسط يجب أن تواجه مقاومة أقل ، وبالتالي توفير 20 ٪ من الوقود.

يجب أن توفر تلك العربات التي تقود وراء حوالي 15 ٪ من الوقود - أقل قليلاً بسبب التيارات الهوائية التي تتشكل خلفها. سيوفر عمود من خمس شاحنات حوالي 17 ٪ من الوقود مقارنة بالشاحنات الفردية ، وستوفر ثماني سيارات 18 ٪ توفيرًا ، ومع 15 شاحنة فقط في عمود واحد ، ستصل الكفاءة إلى 19 ٪.

قام سيرتاك كارامان ، الأستاذ المساعد للملاحة الجوية والفضائية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، وزملاؤه بتطوير نموذج رياضي لدراسة آثار سياسات التخطيط المختلفة لاستهلاك الوقود والتأخير. معا ، قاموا بنمذجة سيناريو بسيط حيث تتحرك عدة شاحنات بين محطتين وتصل كل منهما في أوقات عشوائية. يتضمن النموذج مكونين رئيسيين: صيغة لتمثيل وقت وصول السيارة والتنبؤ باستهلاك الوقود.

لاحظت المجموعة كيف يتغير وقت الوصول واستهلاك الوقود في استراتيجيتين للتخطيط: سياسة الجدول الزمني حيث تشكل المركبات ، بغض النظر عن عددها ، قافلة وتغادر في وقت محدد ؛ وسياسة التغذية الراجعة عندما تصطدم الشاحنات بالطريق فقط عند كتابة عدد معين من السيارات - استراتيجية التقى بها كرمان لأول مرة في تركيا.

"لقد نشأت في تركيا ، حيث يوجد نوعان من وسائل النقل العام: الحافلات العادية التي تعمل على فترات منتظمة وأخرى ، حيث سيقف السائق في موقف التوقف حتى تمتلئ الحافلة ، ثم يسير على الطريق" ، يلاحظ.

في عملية إنشاء نماذج لحركة أعمدة نقل البضائع ، حلل الباحثون العديد من السيناريوهات المختلفة في إطار اتجاهين رئيسيين لاستراتيجيات تخطيط المرور. لتقييم تأثير الرسم البياني على الحركة ، قاموا بنمذجة سيناريوهات يتم فيها إرسال الأعمدة على فترات منتظمة ، على سبيل المثال ، كل خمس دقائق ، ومقارنتها بالخيارات على فترات أخرى - ثلاث وسبع دقائق. وفقًا لسياسة التعليقات ، قاموا بمقارنة السيناريوهات التي تم فيها إرسال أعداد مختلفة من السيارات - أول ثلاثة في كل مرة ، ثم خمسة في كل مرة.

في النهاية ، وجد الفريق النسبة المثلى التي يستغرقها الانتقال من نقطة إلى أخرى أقل وقت مع الحفاظ على المزيد من الوقود. كانت الأعمدة التي كانت تسافر وفقًا لجدول زمني معين أكثر فعالية من تلك التي كانت متباعدة في الوقت المناسب. وبالمثل ، كانت سيناريوهات الملاحظات التي تم فيها جمع عدد معين من الشاحنات لأول مرة قبل المغادرة أكثر مثالية من تلك التي كان فيها عدد الشاحنات في قافلة يتغير باستمرار. ووجدت الدراسة أيضًا أن سياسة التعليقات أكثر استقرارًا بقليل من الاستراتيجية باستخدام الجدول الزمني - من البداية يمكنك توفير المزيد من الوقود بنسبة 5 ٪.

يعمل Karaman الآن مع شركات النقل في البرازيل ، حيث ابتكر نماذج لكفاءة نقل البضائع لهم. تتضمن نسخته غير النهائية حركة السيارات على مسافات قريبة جدًا - من 3 إلى 4 أمتار ، مما سيزيد من الكفاءة الديناميكية الهوائية. من الصعب على الشخص العادي أن يحافظ على مثل هذه المسافة خلف عجلة القيادة في الشاحنة ، لذلك يقترح كرامان أن أنظمة القيادة المستقلة ستكون مطلوبة.

لسوء الحظ ، لا يمكن للدراسة تغطية جميع جوانب نقل البضائع. ولم يتطرق إلى رد فعل سائقي السيارات الآخرين الذين ليسوا جزءًا من القافلة. من المرجح أن السائقين لن يكونوا متحمسين للقيادة في نفس الدفق مع الشاحنات التي يتم التحكم فيها بشكل مستقل ، على الرغم من حقيقة أن الأخيرة قد تكون أكثر أمانًا. سيتم تجهيز الشاحنات غير المأهولة بنظام تحكم أوتوماتيكي وخوارزميات السلامة في حالة وجود إطار مستو أو اكتشاف عطل. ستكون السيارات ذاتية التحكم الأولى تحت سيطرة السائقين ، لكن دورها في القيادة تدريجياً سيصبح عديم الجدوى.

عندما تكون الشاحنة متباعدة بحيث يمكن للشخص القيادة بينها ، إذا رغبت في ذلك ، فهذا شيء واحد. ومع ذلك ، فإن الجدران الصلبة لشاحنات يبلغ طولها عدة مئات من الأمتار محبطة: قافلة من 10 شاحنات بخطوة موفرة للوقود من 3-4 أمتار ستمتد لحوالي 230 مترًا.

Source: https://habr.com/ru/post/ar400269/