فناوری قطارهای خودران
پیشتر در قالب مقالهای، به معرفی کلی ۱۰ روند برتر صنعت ریلی و چگونگی گزینش استارتاپهای برتر در این حوزه پرداختیم. در این بخش، فناوری قطارهای خودران، اولین روند در لیست ۱۰ روند برتر را مورد تحلیل و بررسی قرار دادهایم.
فناوری قطارهای خودران[1] که با نام قطارهای بدون راننده نیز شناخته میشوند، بدون دخالت انسان بصورت خودکار عمل کرده و توسط ایستگاه کنترل نظارت میشوند. در صورت بروز هرگونه مانع در مسیر، پیامی به مرکز کنترل عملیاتی و به خدمه قطار برای متوقف کردن آن مخابره میشود. با توجه به افزایش ترافیک در شبکه جادهای، نیاز به وجود قطارهای هوشمند و پرتردد، رشد بازار جهانی در این حوزه را چند برابر کردهاست. ارزش بازار قطار خودران در سال ۲۰۱۸، معادل 5.88 میلیارد دلار برآورد شده و پیشبینی میشود این رقم تا سال ۲۰۲۶، با نرخ رشد ترکیبی سالیانه[2] 12.9 درصد به 15.57 میلیارد دلار برسد.
قطار خودران که با فناوریهایی نظیر انتقال سریع دادهها و فناوری سنسور امکانپذیر شده، راهکاری موثر برای افزایش دقت، قابلیت اطمینان و بهینهسازی ظرفیت در صنعت ریلی است. ارتقای فناوری سیگنالینگ و سامانههای کنترل خودکار قطار، موجب کاهش خطاهای فنی، بهبود جریان اطلاعات مربوط به ترافیک و افزایش اطمینان مسافر به حمل و نقل ریلی میشود. برای مثال، اتوماسیون گرید ۴ [3](GoA4) بهصورت خودکار شرایط اضطراری و تشخیص مانع، کنترل سرعت قطار، ترمزها و دربها را مدیریت میکند.
شرکتهای بزرگی که سهم عمده باراز فناوری قطار خودران را تصاحب کردهاند عبارتند از آلستوم، ABB، بمباردیه، CRRC، جنرال الکتریک، هیتاچی، صنایع سنگین کاوازاکی، صنایع سنگین میتسوبیشی، زیمنس و گروه تالس (Thales).
بخشهای بازار جهانی فناوری قطارهای خودران با رویکردهای مختلفی مانند گرید اتوماسیون (GoA)، نوع قطار، فناوری، اجزا و منطقه جغرافیایی قابل تحلیل و بررسی هستند. بر اساس گرید اتوماسیون، بازار به چهار گرید مختلف از GoA 1 تا GoA 4 قابل بخشبندی است. همینطور بر اساس اجزای مختلف سامانههای خودران میتوان به تفکیک بخشهای مختلفی همچون دوربین، شتابسنج، کیلومترشمار، سرعتسنج و مجموعه رادیویی آن را تحلیل نمود. بازار قطار خودران بر اساس فناوریهای مختلف موجود نیز قابل افراز و بررسی است که از جمله این فناوریها میتوان به CBTC[4] (کنترل قطار مبتنی بر ارتباطات)، ERMTS[5] (سیستم مدیریت ترافیک ریل اروپا)، [6]ATC (کنترل خودکار قطار) و PTC[7] (کنترل قطار مثبت) اشاره کرد. تقسیمبندی منطقهای بر اساس قارهها و همینطور تقسیمبندی بر اساس نوع قطار (باری و مسافری) نیز از جمله رویکردهای دیگر در بررسی بازار جهانی فناوری در این حوزه هستند.
تاثیرگذارترین عوامل بر رشد بازار
فاکتورهای کلیدی که بر رشد بازار فناوری قطارهای خودران تاثیرگذار هستند را میتوان به شرح زیر برشمرد:
- افزایش تخصیص بودجه برای توسعه خطوط ریلی
- افزایش تقاضا برای حمل و نقل ایمن و کارآمد
- کاهش آلودگی و تصادفات
- افزایش ظرفیت مسافر و بار
- افزایش قابلیت اطمینان
از موانع رشد بیشتر بازار در حوزه اتوماسیون قطار میتوان به بحث امنیت سایبری و احتمال بالای هک شدن این سامانهها و همینطور هزینه بالای توسعه و استقرار اتوماسیون قطار اشاره کرد. از سوی دیگر، توسعه زیرساخت ریلی خصوصا در کشورهای در حال توسعه و افزایش حمل و نقل بار با کمک قطارها، فرصتهای جدیدی برای گسترش بازار فراهم میآورد. انتظار میرود هر کدام از این فاکتورها تاثیر مشخصی روی بازار فناوری قطار خودران در طول دوره پیشبینیشده داشته باشند.
افزایش تقاضا برای حمل و نقل ایمن و کارآمد
قطارهای خودران، با توجه به گسترش فناوریهای روزآمد مانند کنترل قطار مبتنی بر ارتباطات (CBTC)، سیستم مدیریت ترافیک ریل اروپا (ERTMS) و غیره، احتمال وقوع سوانح ریلی را کاهش دادهاند. در سال ۲۰۱۷ میلادی، ۱۸۵۵ مورد تصادفات ریلی در اروپا ثبت شده که در مجموع ۹۷۷ نفر کشته و ۷۶۳ نفر مجروح به دنبال داشتهاست. این ارقام میتوانند با نصب دوربین، سنسورها، دستگاههای ارتباطی و غیره کاهش پیدا کنند. بعلاوه در بیشتر مکانها، حریم قطارهای خودران چه بر روی زمین و چه در زیر سطح آن، با کمک نردهها یا دیوارهای حائل محافظت شده و ایمنی محیطی را افزایش میدهند.
علاوه بر آن، تقریبا ۸۵ درصد ایستگاههای خطوط خودکار برای تضمین امنیت مسافران توسط دربهای جداساز سکو محافظت میشوند. با پیادهسازی فناوری قطارهای خودران، تعداد کارکنان کاهش مییابد و فضای کافی برای حمل مسافران بیشتر مهیا میشود. همچنین این قطارها به لطف سامانههای روزآمدتر کشش، ترمز و شتابدهی، انرژی کمتری مصرف میکنند که میزان آن بر اساس گرید اتوماسیون تا ۳۰ درصد قابل کاهش است. با بکارگیری قطارهای خودران، اضافه و یا حذف یک قطار جدید در شبکه با کمترین تاثیر منفی جدی بر سامانه و همینطور کمترین نگرانی در مورد آمادهسازی قطار و پرسنل آن قابل حصول است. بنابراین، بهرهگیری از سامانههای خودران انعطافی فراهم میکند که دسترسی به قطارها در زمانهای خارج از پیک و یا ساعات شب را تسهیل خواهد کرد. به عنوان مثال، توانایی مترو کپنهاگ برای ارائه خدمات 24 ساعته به شهروندان در طول هفت روز هفته مرهون بهرهگیری از اینگونه فناوریها است.
پس در نهایت میتوان چنین نتیجهگیری کرد که فناوری قطارهای خودران در مقایسه با قطارهای عادی ایمنتر، مطمئنتر، انعطافپذیرتر و کارآمدتر هستند. فاکتورهایی که محرک اصلی توسعه بازار فناوری قطارهای خودران هستند.
افزایش تخصیص بودجه برای توسعه خطوط ریلی
بازار فناوری قطارهای خودران نیازمند سرمایهگذاری بالایی است. ضرورت بهرهگیری از قطارهای خودران به یک روند جهانی تبدیل شده و بهطور گستردهای توسط کشورهای در حال توسعه و همچنین کشورهای توسعهیافته در حال پذیرش است. با این حال پیادهسازی آن نیازمند ارتقای مولفههای مختلفی چون فناوریهای سیگنالینگ، سامانههای نظارت و غیره میباشد.
همراهی با روندهای بازار فناوری قطار خودران نیازمند تخصیص بودجه بالاتر است. کشورهای در حال توسعهای مانند هند، چین و دیگر کشورها با تخصیص بودجه بالاتر، بیشتر بر روی توسعه زیرساختهای ریلی خود متمرکز هستند. برای مثال هند در سال ۲۰۱۷، بودجهای 18.8 میلیارد دلاری به بخش ریلی خود اختصاص داده بود که در سال بعد میزان آن را تا 13 درصد افزایش داد. کشورهای زیادی در سرتاسر جهان وجود دارند که با هدف دسترسی به آخرین فناوریهای حوزه ریلی دائما در حال افزایش بودجه خود در این بخش و بهبود زیرساختهای حمل و نقل ریلی خود هستند. برای مثال، راهآهن ملی کانادا (NC) برنامهای 2.92 میلیارد دلاری برای بهبود زیرساختهای ریلی استان ساسکاچوان تدارک دیدهاست. این قبیل افزایش بودجهها، رشد صنعت فناوری قطارهای خودران را تقویت میکند.
معرفی دو استارتاپ مطرح فعال در این حوزه
استارتاپ OTIV
استارتاپ بلژیکی OTIV، سامانه کمکراننده (ADAS)[8] و راهکارهای تماما خودران (FSD)[9] را برای ماشینهای ریلی سبک و عملیات جابجایی بین خطوط توسعه میدهد. این استارتاپ از هوش مصنوعی، یادگیری عمیق[10]، بینایی کامپیوتری [11]و سنسورها برای توسعه سامانه خودروهای ریلی سبک فاقد آلایندگی OTIV استفاده میکند تا لکوموتیوهای مربوطه را با محیط شهری سازگارتر کند. سامانههای ADAS (کمک راننده) و FSD (تماما خودران)، با تجهیز به فناوریهای تشخیص مانع و پیشگیری از برخورد، موجب افزایش امنیت و بهرهوری حمل و نقل ریلی میشوند.
هلدینگهای بینالمللی GEAR
استارتاپ هلدینگهای بینالمللی GEAR واقع در آفریقای جنوبی، برای فناوری قطارهای خودران راهکارهای یکپارچه سینگنالینگ ریلی را فراهم میکند. این سامانه از اطلاعات موقعیت مکانی قطار برای یکپارچه سازی و اتصال کامل سیستمهای قطارهای فعال در شبکه استفاده میکند و امکان کنترل قطار مبتنی بر ارتباطات (CBTC) را فراهم میکند. علاوه بر آن، حرکت و اتصال کامل قطارها با سامانههای کنترل سیگنالینگ کنار مسیرها یکپارچهسازی میشوند. راهکارهای سیگنالینگ این استارتاپ، امنیت، بهینهسازی حرکت قطار و به حداکثر رساندن در دسترس بودن پلتفرم را تضمین میکنند.
” بخوانید: ۱۰ روند برتر صنعت ریلی؛ بخش دوم: معرفی فناوری اینترنت قطارها (IoT) “
” بخوانید: ۱۰ روند برتر صنعت ریلی؛ بخش سوم: معرفی فناوری هوش مصنوعی “
” بخوانید: ۱۰ روند برتر صنعت ریلی؛ بخش چهارم: رویکر کربن زدایی از صنعت ریلی “
” بخوانید: ۱۰ روند برتر صنعت ریلی؛ بخش پنجم: معرفی فناوری شبکه متصل ریلی “
” بخوانید: ده روند برتر صنعت ریلی؛ بخش ششم: بهبود تجربه مسافر “
[1] Autonomous Train
[2] CAGR (Compound Annual Growth Rate)
[3] Grade of Automation
[4] communication based train control
[5] European railway traffic management system
[6] Automatic train control
[7] Positive Train Control
[8] advanced driver-assistance system
[9] full self-driving
[10] Deep learning
[11] computer vision
منابع:
