شهریار تبریز / آذر کریم‌زاده: از آنجایی که شرایط پایه از شهری به شهر دیگر بسیار متفاوت است، ممکن است "بهترین عمل" وجود نداشته باشد. با این حال، گزارشی که رویکردهای مختلف را گرد هم می‌آورد، راهنمای بسیار خوبی برای توسعه روش‌های متعدد یا مقابله با پیامدهای لجستیکی پوشش برف خواهد بود. از این رو، دولت‌های محلی با یک چالش منحصر به فرد روبرو هستند : از یک سو، همه مشتاق برای برفروبی سریع و کارآمد هستند. از سوی دیگر، اجرای آن هزینه دارد و هیچ کس نمی‌خواهد برای زیرساخت‌های برفروبی که به ندرت استفاده میشود، هزینه بپردازد.
برفروبی از خیابانها و جادهها با استفاده از وسایل نقلیه تخصصی توسط خدمات راه‌های عمومی شهری، منطقه‌ای و کشوری یا توسط شرکتهای خصوصی که با مقامات قراردادی دارند انجام میشود . در مورد جادهها و دسترسی‌های خصوصی، آنها به مالکان واگذار میشوند که برفروبی را شخصاً انجام میدهند یا آن را به شرکتهای تخصصی واگذار میکنند. بنابراین حذف برف بخشی از زمینه نگهداری زمستانی برای حفظ شرایط ایمنی و تداوم فعالیت‌های اقتصادی است.
یک چالش منحصر به فرد
در سطح زمین، برف شهری میتواند یک خطر زیستمحیطی باشد. به جای خود برف، پاک کردن آن است که میتواند مشکل ساز باشد. نمک هنوز یک راه حل بسیار رایج در بسیاری از کشورها است، اما روان‌اب نمکی از جادهها در نهایت بر روی آبهای سطحی و زیرزمینی و همچنین شیمی خاک، حیات وحش و در نهایت مردم تاثیر می‌گذارد. در سال ۲۰۰۴ کانادا نمک را سمی اعلام کرد چرا که برف شهری پاک شده اغلب مملو از زباله است. در سال ۲۰۱۵، بوستون مجبور شد با ۱.۵ متر برف در یک ماه و تقریباً دو برابر آن در تمام زمستان، یعنی ۲.۸ متر برف مقابله کند. این شهر ۱۱ محل برفروبی را به عنوان منطقه تخلیه ایجاد کرده است. تمام آن برف حاوی ۸۰ تن زباله، از بسته بندی شیرینی پزی گرفته تا دوچرخه بود. برخی از شهرها، حتی در کشورهای ثروتمند و توسعه یافته، هنوز برف اضافی را با ریختن آن در آبراه ها همراه با همه زباله‌ها و آلاینده های موجود در آن دفع میکنند : یک راه حل شهری یک مرحله ای بدون آینده. در شهرهای پوشیده از برف، کاربران حمل‌ونقل عمومی میتوانند از پیاده‌روها و پله‌های برقی مجهز به رادیاتور برای لغزندگی کمتر بهره ببرند، دو اقدامی که کار کلی برفروبی را آسانتر میکند. در سال ۲۰۱۰، تقاضا برای نمک به حدی بود که بسیاری از جوامع در شمال آلمان مجبور به ترک استفاده از آن شدند. با این حال، راه حل‌های دیگری در سطح خصوصی امکان پذیر است.
رویکردهای جالب در رابطه با برف روبی
چگونه شهرهای سراسر جهان از شر برف خلاص میشوند؟ متداولترین راه حل این است که آن را پاک کنید، حمل کنید و در جایی رها کنید. به عنوان مثال، در مینیاپولیس (مینسوتا، ایالات متحده)، برف به یک زباله‌دانی عمومی بزرگ منتقل میشود. بوستون از تعدادی "سایت‌های برفروبی" برای ذخیره برف استفاده میکند و در صورت نیاز، شیکاگو میتواند از ۵۰۰ مکان شهری، از باغ‌های عمومی گرفته تا پارکینگ ها استفاده کند. برخی از شهرها فقط برای سهولت در ترافیک خیابانها را پاکسازی میکنند. با این حال، شهرهای کانادا مانند مونترال و تورنتو نیز تلاش های قابل توجهی برای پاکسازی خیابانها از برف انجام میدهند تا فضاهای پارک ماشین آزاد شود. پس از طوفان شدید برف، آنها پارکینگ خیابان به خیابان را ممنوع اعلام کرده و فضاهای رایگان در آن محدوده ها را فراهم میکنند. این شرایط موقتی امکان از بین بردن انبوه برف‌ها را فراهم میکند که مکانهای رزرو شده برای وسایل نقلیه را به هم می‌زند.
علاوه بر این، در سئول (کره جنوبی)، کیت‌های برف روب رایگان در بیش از ۱۲۵۰ مکان در سراسر شهر برای تشویق مشارکت کاربران موجود است. در بخش‌هایی از ژاپن، سیستم‌های آبپاش در جادهها با پاشیدن آب گرم‌تر زیرزمینی، خیابانها را پاکسازی میکنند. در ایالات متحده، شهر هلند در میشیگان یک سیستم بازیابی حرارت هدر رفته برای پاکسازی خیابان‌های پوشیده از برف ایجاد کرده است. در کشورهایی چون چین و روسیه از یک فنآوری به نام دانه دادن به ابرها استفاده می شود که روش خاصی جهت باردار کردن ابرها بوده و به ذوب بیش از پیش برف می‌انجامد. در این روش ساختار کریستال‌های برف در اثر استفاده از بخارهای حاوی مواد شیمیایی ازجمله یون نقره، پودر سیمان یا یخ خشک به داخل ابرها دستخوش تغییرات شده بنابراین نقطه ذوب برف بالا رفته و خیلی سریع آب میشود. سرانجام، در کشور نروژ نیز برفروبی عظیم الجثه ساخته شده که معادل ۲ هزار اسب بخار قدرت داشته و توان پارو کردن برف را تا چهار و نیم برابر در عرض یک ساعت دارد.
استراتژی برف زدایی
هدف این استراتژی برف ایجاد، برقراری ارتباط و هماهنگ کردن عملیات‌های مختلف برفروبی در سراسر قلمرو است. استانداردهای عملیاتی و همچنین ضربالاجل‌هایی را با فعالیت برای تمام جادهها و پیاده‌روها تعیین میکند. این خط مشی در شرایطی که عادی تلقی شود اعمال می شود. در صورت وقوع یک طوفان برف بزرگ (بیش از ۴۵ سانتیمتر)، کوکتل‌های آب و هوا، رویدادهای خاص، اقدامات اضطراری و غیره، ضرب‌الاجل‌های ذکر شده در استراتژی ممکن است محقق نشود. در طول فصل زمستان، در برخی کشورهای اروپایی از جمله فرانسه و کانادا دپارتمان فعالیت های عمومی شهر بیش از ۳۰۰۰ کیلومتر از خطوط خیابانی و ۱۱۰۰ کیلومتر پیاده‌رو را تعمیر و نگهداری میکند. استراتژی برف بر اساس محورهای اصلی زیر تدوین شده است :
چشم‌انداز استراتژیک، ایمنی کاربران و روان‌سازی جریان ترافیک، بهینه سازی منابع، توسعه پایدار، برابری در سطح خدمات و حمل و نقل عمومی. با این استراتژی، شهر می‌خواهد سابقه زیستمحیطی خود را با اجرای استراتژی‌های کاهش گازهای گلخانهای بهبود بخشد که به هدف مدیریت پاشیدن برف بر زمین، به حداقل رساندن حرکت خودروهای شخصی، کاهش تعداد گذرگاه ها در یک خیابان، اتخاذ مدیریت بهتر مواد مذاب و ساینده مورد ارزیابی قرار خواهد گرفت.
روش‌های نگهداری زمستانی
کنترل برف و یخ در جادهها با استفاده از مواد شیمیایی یخزدا یک فعالیت مهم در نگهداری زمستانی است. در شبکه راه‌های اصلی، به طور کلی از کلرید سدیم استفاده میشود. مطالعات مختلف و تجربیات عملی کارایی بالای عملکرد کلرید سدیم را با توجه به ایمنی راه و اقتصاد ملی ثابت کرده است. روش‌های پیاده‌سازی در سالهای اخیر در سراسر جهان رو به بهبود بوده است. نمک پیش مرطوب شده و استفاده از آب نمک به تنهایی به طور گسترده‌ای در جادهها و مسیرهای دوچرخهسواری رایج است. با این حال، تحقیقات نشان میدهد که حتی با نمک پیش مرطوب شده در آب نمک ۳۰ درصد، پتانسیل صرفه جویی در نمک با فنآوری پیشمرطوب شده به طور کامل محقق نمی‌شود. بنابراین، پخش کننده‌های جدیدی توسعه یافتهاند که سهم بیشتری از آب نمک و یا اجرای آب نمک به تنهایی توسط نازل‌های اسپری را ممکن می‌سازد.
در سراسر جهان، پروژه های علمی و رویکردهای عملی در مورد عوامل یخزدا و کاربرد آنها انجام می شود. علاوه بر تکنیک های پخش، حسگرهای موبایل نیز برای تعمیر و نگهداری زمستانی توسعه یافتهاند. چنین حسگرهایی به منظور اندازهگیری اطلاعات حیاتی برای زنده ماندن در زمستان مانند دما، شرایط جاده و ضخامت لایههای آب و یخ توسعه یافتهاند. با اندازهگیریهای دقیق از شبکهای از حسگرها، ارائه این اطلاعات به کاربران جاده نیز امکانپذیر خواهد بود. این کار را میتوان با استفاده از رابطهای وب انجام داد که در آن مسیرهای بالقوه به سمت مقصد کاربر در جاده میتوانند قبل از حرکت بررسی شوند. رسانه‌های اجتماعی یا اپلیکیشن‌های تلفن هوشمند راه‌های دیگری برای انتقال این اطلاعات خواهند بود. اگر کاربران در حال حاضر در راه باشند، میتوانند با استفاده از علائم دیجیتالی جاده یا سایر ابزارهای مشابه از آنها مطلع شوند.
در مقایسه با جاده های روستایی یا بزرگراهها، رانندگی زمستانی در شهرها از بسیاری جهات متفاوت است. شیوههای مختلف حمل و نقل، کمبود فضا برای ذخیره برف، جادههای اغلب بسیار باریک و خیابان های یک طرفه، برنامه ریزی جاده های زمستانی را بسیار پیچیده می کند. تعدد فعالان مسئول (شهرها، ساکنان، شرکتهای حمل و نقل عمومی و غیره) منجر به فواصل و زمانهای مختلف خدمات در جادههای مجاور یا در قسمتهای مختلف جاده (پیاده رو، مسیر دوچرخهسواری، خط اتوبوس، خیابان) می شود.
یکی از ویژگی های شهرها مناطق پیاده رو با تعداد زیادی از مردم در حال پیاده روی و خرید در آنجا هستند. پس از آن نگهداری زمستانی در دوره های اوج یک چالش است. بنابراین انجام تعمیرات زمستانی شبانه برای داشتن مناطق عابران پیاده تمیز و عاری از یخبندان در روز ضروری است. چالش دیگر کمبود فضا برای ذخیره موقت برف در مناطق شهری است. برای حذف برف از مناطق ترافیکی عمومی باید آن را تخلیه کرد. برخی از شهرها محدودیت هایی برای ذخیره و تخلیه برفهای آلوده دارند که باید برداشته شده و به خارج از مراکز شهر منتقل شوند. حتی اگر مناطق بزرگی وجود داشته باشد که بتوان برف را آنجا ذخیره کرد، این مکانها اغلب توسط مبلمان و تجهیزات شهری اشغال می شوند. با توجه به درصد بالای سطوح آب بندی شده، خاکهای متراکم شده و سایر عوامل محیطی، درختان و سایر گیاهان نسبت به خاک طبیعی در کنار جادههای بین شهری با مشکلات بیشتری مواجه هستند. بنابراین استفاده از کمترین میزان ممکن از محصولات پخشکننده در نگهداری زمستانی شهری بسیار مهم است. تعدد شیوههای حمل و نقل (اتوبوس، تراموا، مترو، هواپیما...) بسیار زیاد است و به دلیل مسائل سیاسی برای کاهش استفاده از خودرو در آینده حتی بیشتر از این خواهد شد.
بررسی طرح برف شهرداری در مونترال
مانند هر سال، خدمات فنی شهرداری به سختی کار میکند تا عابران پیاده و رانندگان بتوانند با خیال راحت تردد کنند. با کوچکترین هشدار هوای زمستانی، مجدداً طرح برف شهرداری فعال می شود.
در خصوص برفروبی از مسیرها، توافقی بین اپراتور و بخش فنی میتواند مهارت هر یک و همچنین تعهدات آنها را در زمینه نگهداری زمستانی مشخص کند. بنابراین، مشاهده میکنیم که خطوط اتوبوس به طور کلی در سطوح خدماتی مقامات محلی در نظر گرفته میشوند و اغلب زمانی که در جاده هستند اولویت داده میشوند. مسیرهای تراموا یا حمل و نقل عمومی در سایت خود معمولاً توسط بخش فنی مقامات محلی یا اپراتور حمل و نقل عمومی مراقبت میشود. این وسایط حمل و نقل به دلیل ماهیت ساختاری آنها برای شهر و مشکلات پردازش آنها مانند دسترسی به مسیرها، به طور کلی موضوعات خاصی را در بر میگیرند. تا آنجا که به تراموا مربوط میشود، چندین اپراتور برای جلوگیری از تشکیل یخ در خطوط و تجمع برف، آنها را در شب خالی میکنند. دپارتمان فنی همچنین ایستگاههای حمل‌ونقل عمومی را در زمانی که در پیاده‌رو قرار دارند که خود برف را پاک میکند، در نظر میگیرد. در نهایت، دسترسی به انبارهای حمل‌ونقل عمومی پردازش میشود، مگر اینکه بخشی از محدوده مورد رسیدگی بخش فنی نباشد. در این مورد، ممکن است همکاری با شهرداری محل دپو در نظر گرفته شود تا امکان تداوم خدمات برای گردش حمل و نقل عمومی فراهم شود.
زمان کار در طول بحران
یک وضعیت بحرانی زمستانی می تواند چندین روز ادامه داشته باشد. در این زمینه باید به ساعات کار و زمان استراحت نیروی کار توجه ویژهای شود. در عمل، به نظر میرسد ضروری است که از آغاز بحران، همه منابع سرویس را مستقر نکنیم تا بتوانیم شرایطی را که احتمالاً ادامه دارند، پیشبینی کنیم.
کیفیت برفروبی بسته به فضای موجود برای عبور خودروهای برفروب در نوسان است. در برخی جاها، به‌ویژه محله‌های متراکم‌تر، خیابانها یا پیاده روهای باریک‌تر، محدودیتهای برفروبی با حضور وسایل نقلیه پارک شده در خیابان افزایش می‌یابد. مقررات پارکینگ کلید برفروبی کارآمد، مدرن کردن خدمات و انعطافپذیری بیشتر است. شهر می خواهد با شهروندان همکاری کند تا راه حل های مطلوبی را بیابد تا از کیفیت و کارایی برفروبی اطمینان حاصل کند و در عین حال پارک کردن را برای کوتاهترین زمان ممکن، در دورههای محدودتر و هدفمندتر ممنوع کند.
برف روبی و یخزدایی جاده ها
کیفیت برف روبی ضامن موفقیت عملیات یخزدایی جاده است. در واقع هرچه برف کمتری در جاده باشد، عملیات یخزدایی موثرتر است. بنابراین جاده با سرعت بیشتری به شرایط ترافیکی ایمن باز میگردد. یکی از موادی که بیشتر توسط اداره مربوطه در شهرداری برای نگهداری شبکه راهها استفاده می شود، کلرید سدیم است. هنگامی که در محلول (آب نمک) قرار گرفت، نقش آن جلوگیری از چسبیدن برف و یخ به جاده یا شکستن لایه برف یا یخی است که قبلاً تشکیل شده است.
برای موثر بودن، نمک باید به مقدار کافی در مکانهای مناسب و در زمان مناسب استفاده شود. به رطوبت، گرما و زمان نیاز دارد تا حل شود و آب نمک به اندازه کافی برای پاکسازی مسیرها تشکیل شود. بنابراین، گسترش آن به ندرت در دمای سطح جاده زیر ۱۵- درجه سانتیگراد انجام میشود، دمایی که برای عملکرد مطلوب مناسب تلقی نمی شود. در هوای سرد که شرایط جوی جاده اجازه استفاده موثر از نمک در جاده را نمی دهد، پخش مواد ساینده (ماسه، سنگهای کوچک) در اولویت قرار دارد. ساینده ها هیچ اثر ذوبی روی برف یا یخ ندارند. در عوض، نقش آنها ایجاد چسبندگی لازم بین تایرهای خودرو و جاده و ایجاد امکان سفر ایمن است.
ابزار مداخله
پرسنل مسئول عملیات پخش مواد از نمودارهای پخش برای تصمیم گیری آگاهانه استفاده میکنند. این ابزارها مفاهیم اصلی آب و هوای جاده را در بر میگیرند و حاصل تجربه و دانش پرسنل تعمیر و نگهداری این بخش هستند. آنها یک پایه محکم برای استفاده موثرتر از مواد در طول عملیات تعمیر و نگهداری زمستانی فراهم می کنند. به منظور به دست آوردن اطلاعاتی که به تصمیم گیری کمک می کند، وزارت دارای شبکه ای متشکل از ۵۰ ایستگاه هواشناسی جادهای ثابت و بیش از ۲۲۵ ایستگاه سیار هواشناسی جادهای است که در خودروهای وزارتخانه نصب شده‌اند. این شبکه از ایستگاهها اطلاعاتی را در مورد : دمای سطح مسیرها، دمای هوا، ترافیک شبکه، دمای نقطه شبنم، جهت و قدرت باد و رانندگی برفروب ارائه میدهند.
رانندگان برفروب خدمات ضروری را به مردم ارائه میدهند : آنها جادهها را در فصل زمستان قابل دسترس و ایمن میکنند. به عنوان بخشی از کار خود، آنها باید تکنیکهای برفروبی و پخش دقیق را اتخاذ کنند. بنابراین، برای اینکه برف از جادهها پاک شود و مواد به طور موثر در جاده پخش شوند، کامیونهای برفروب به دلایل زیر باید با سرعت کمتری نسبت به شبکه حرکت کنند :
· رانندگی با سرعت بسیار بالا بر کیفیت برفروبی تاثیر می‌گذارد.
· در سرعت خیلی زیاد، برف پخش شده ممکن است تا حدی به جای اینکه از جاده رانده شود، پشت خودرو بیفتد و دید عملیات را برای کاربر کاهش دهد.
· پخش کردن نیز زیاد موثر نیست، زیرا مواد در خارج از خط ترافیک پراکنده میشوند.
با توجه به میزان برفروبی در شبکه بزرگراهی متشکل از بیش از دو خط در مناطق شهری، اغلب عملیات با استفاده از چندین وسیله نقلیه انجام میشود که هر کدام برای پاکسازی یکی از خطوط ترافیکی کار میکنند. این تکنیک "برفروبی با ساختاری فشرده" نامیده میشود. بنابراین، کامیونهای برفروب چاره‌ای ندارند جز اینکه در مسیر خود بمانند تا پاکسازی شوند، حتی اگر مسیر گذر باشد. تلاش برای وارد کردن یا برگرداندن یک سازه گاوآهن محکم ایمن نیست. اگرچه این عملیات ممکن است معایبی برای کاربران شبکه داشته باشد، با این وجود برای ایمنی آنها و حفظ سیال بودن شبکه ضروری است.
مسیرهای زیست محیطی زمستانی
همانطور که در بالا نیز اشاره شد، استفاده از نمک جاده در زمستان ضروری است. با این حال، اجتناب از استفاده بیش از حد و مدیریت مسئولانه استفاده از آن مهم است. به منظور حفاظت از محیط زیست، برخی از جادهها در شبکه این وزارتخانه به عنوان مسیرهای زیست محیطی زمستانی تعیین شده اند. این مسیرهای زمستانی جاده ای است که تحت یک روش تعمیر و نگهداری جایگزین قرار دارد، به این معنا که فعالیت های برفروبی از جاده تشدید شده و استفاده از مواد ساینده ترجیح داده می شود. لازم به ذکر است که معیارهای خاصی بر اجرای چنین رویکرد نگهداری حاکم است :
۱. اولویت ایمنی راه؛
۲. حمایت جامعه؛
۳. تاثیر بر یک یا چند منطقه آسیبپذیر (تالاب یا محیط آبی، زیستگاه حیات وحش و غیره).
مسیرهای زیستمحیطی زمستانی ترکیب توسعه پایدار و سفر ایمن را ممکن می‌سازد.
در نقاط مختلف جهان، اپراتورهای تحقیقات و عملیات تعمیر و نگهداری زمستانی در حال توسعه روش ها و فنآوری های جدید برای بهبود کار برفروبی و کاهش قابل توجه نمک جاده مورد نیاز برای تعمیر و نگهداری زمستانی جاده ها، ریل ها، بزرگراه ها، پیاده روها و پارکینگ ها در زمستان هستند. تجهیزات مدرن این پیشرفت‌ها را برای کاهش استفاده از نمک جاده، مدیریت اثرات زیستمحیطی، بهبود رانندگی در زمستان، ایمنی و تحرک و کاهش هزینه‌های کلی ترکیب میکنند.
اثرات زیست محیطی در مقابل منافع آن
هر ساله مطالب زیادی در مورد اثرات زیستمحیطی مواد شیمیایی ضدیخ و یخ زدا بیان و چاپ میشود. در حالیکه مطالب اندکی در مورد منافعی که برای کیفیت سفر به همراه دارد بیان میشود. واقعیت این است که مواد شیمیایی ضدیخ و یخزدا نقش مهمی در جابجایی ایمن کالا و مردم دارند. زمانی که این مواد بارها و به میزان زیادی استفاده شوند میتوانند موجب آلودگی آبهای مصرفی شوند. البته توجه شود که میزان خسارتی که وارد میشود بستگی به نوع و کاربری آب مصرفی دارد و در ضمن به سیستم زهکشی طراحی شده جهت تخلیه آبهای سطحی نیز وابسته است. آبهای سطحی به اندازه آبهای زیرزمینی نسبت به مواد شیمیایی حساس نیستند به این دلیل که جریانی که در این آبها وجود دارد باعث میشود مواد شیمیایی مایع بلافاصله پس از ورود به آبهای سطحی با آن ترکیب شده و در نتیجه رقیق شوند. مواد شیمیایی از طریق خاک به سفره آب زیرزمینی نفوذ میکنند و چون در آبهای زیرزمینی جریان وجود نداشته یا کند است لذا مواد شیمیایی درون این نوع آبها حل نمی‌شوند. استات منیزیم کلسیم و استات پتاسیم از جمله موادی هستند که کمترین آسیب را به محیط زیست وارد میکنند، زیرا این مواد حاوی اسیدهای تجزیه‌پذیر ضعیفی هستند. کلرید سدیم و کلرید کلسیم و کلرید منیزیم موادی هستند که یون‌های آنها بر روی سطح جاده باقی می ماند و در نتیجه این یون‌ها نه فقط موجب آلودگی آب های زیرزمینی میشوند بلکه موجب خوردگی سازه‌های پل‌ها و وسایل نقلیه نیز میشوند.
در مونترال، برفروبی هوشمند شامل دو مرحله است :
برای شهروندان :
– اپلیکیشن موبایل Info-Neige MTL: برنامهریزی و پیشرفت عملیات بارگیری برف و ممنوعیت پارک را به اطلاع شهروندان می‌رساند.
– نقشه ای که در سایت برفروبی شهر موجود است، پیشرفت برفروبی را برای هر طرف خیابان در روز و شب نشان میدهد. این کارت رابطی مناسب برای تلفن‌های هوشمند و تبلت‌های دیجیتال ارائه میدهد.
- سیستم INFO-Remorquage: توسط سرویس پلیس مونترال استفاده میشود و در وبسایت شهرداری موجود است، عملکردهای جستجو را با موقعیت جغرافیایی بهبود می‌بخشد و دسترسی به اطلاعات را برای شهروندان در یک وسیله نقلیه یدک شده تسهیل میکند.
برای شهر :
- Planif-Neige توسط مناطق شهری برای برنامهریزی مسیرهای بارگیری برف استفاده میشود. نشان دهنده پیشرفت عملیات است و برنامه‌هایی مانند INFO-Neige MTL و نقشه وب را با داده‌های باز پوشش میدهد.
– SIT-Neige شامل یک سیستم و تجهیزات مسافت یاب است که برای مدیریت تراکنش‌های مربوط به عملیات بارگیری و دفع برف استفاده میشود. GPS ها اطلاعات مکان برف‌زن را به برنامه‌های Info-Neige MTL و نقشه برف‌کشی ارائه میکنند.
برفروبی هوشمند : راهحل هوشمند برای مدیریت برفروبی و توزیع وسایل نقلیه حمل برف
شهر Trois-Rivières در کشور کانادا، زمستان گذشته یک سیستم کاملاً جدید برفروبی به نام SIRV را ارائه کرد که اجازه میداد تا میزان انتشار گازهای گلخانهای و همچنین هزینه‌های مربوط به عملیات برفروبی را کاهش دهد. سیستم جدید اعزام خودرو به وسیله کامپیوتر، امکان ردیابی مکانهای نیاز به برفروبی را در زمان واقعی به ناوگان برفافکن میدهد تا تعداد بهینه‌ای از کامیونها را بر اساس مسافت طی شده، تعداد کامیونهای منتظر و همچنین مناطق محدودیت عبور کامیون ارسال کند.
این سیستم جدید امکان بهینه سازی حرکت کامیونهای حامل برف را فراهم میکند. هر کامیون مجهز به یک تراشه است که اسکنر آن را در محل تخلیه برف تشخیص میدهد. هنگامی که کامیون از جلوی این اسکنر عبور میکند، به سمت جایی که باید برف خود را جمع کند هدایت میشود تا از منتظر ماندن چندین کامیون پشت لودر جلوگیری شود، که همچنین از منتظر ماندن برفروبها به دلیل نداشتن کامیون و در نهایت این که چندین کامیون برای همان برف روب وجود دارد جلوگیری میکند . این روش باعث صرفه جویی در مصرف سوخت و کاهش انتشار گازهای گلخانه ای می شود.
بهینه سازی عملیات
سیستم پیاده سازی شده در این شهر یک راه حل کامل برای مدیریت عملیات برفروبی ارائه می دهد:
دسترسی به انبارها، صورتحساب عمومی / خصوصی، مدیریت تامینکنندگان، مدیریت وسایل نقلیه حمل و نقل، مدیریت برف افکن ها، توزیع خودکار وسایل نقلیه حمل برف، نظارت برفروبی در زمان واقعی (GPS)، گزارش بهرهوری برف افکن ها، گزارش بهره وری کامیون. این راه حل امکان آن را فراهم می آورد که به طور خودکار و ایمن تعیین شود که آیا تخلیه در انبار از بار یک عملیات عمومی است یا از یک بار خصوصی (خواه از یک برفروب شهری یا نه). بنابراین سیستم مقادیر برف را برای هر انبار و صورت حساب مدیریت میکند. به علاوه، زمانی که یک برفافکن انبار را ترک میکند، با استفاده از یک صفحه نمایش که نشان میدهد راننده باید برای بار بعدی کجا برود، به‌طور خودکار به سمت بهینه‌ترین برفافکن هدایت میشود.
فنآوری
فنآوری مورد استفاده، تجهیزات پیشرفته و همچنین نرم افزار مدیریت سرویس گیرنده- سرور و فرآیندهای پیشرفته را ترکیب میکند تا بدون توجه به شرایط، کارایی عملیات را تضمین کند. تراشه‌خوان‌های قوی RFID در انبارها نصب شده‌اند که امکان دسترسی به سایت، کنترل موانع و همچنین مدیریت تخلیه را فراهم میکنند. هر دستگاه برف افکن مجهز به یک تراشه خوان RFID برای مدیریت بار، یک مودم سلولی و یک گیرنده GPS برای موقعیت‌یابی بلادرنگ است. هر وسیله نقلیه حمل برف مجهز به یک تراشه است که نیازی به نصب خاصی ندارد چرا که قابل اعتماد، ایمن و ارزان است. زمانی که یک وسیله نقلیه از انبار خارج میشود، یک الگوریتم قدرتمند مقصد بهینه بعدی را محاسبه میکند. این مقصد را میتوان بر روی یک صفحه نمایش نصب شده در خروجی انبار، ارسال از طریق SMS یا دیکته شده از طریق امواج AM / FM منتقل کرد.
مدیریت تخلیه
این سیستم امکان مدیریت آسان تخلیه برف را برای هر انبار فراهم میکند که میتواند به طور دقیق و خودکار تعیین کند که آیا تخلیه بار از یک عملیات عمومی است یا از یک پیمانکار خصوصی. برای دستیابی به این هدف، تشخیص میدهد که آیا تراشه نصب شده روی وسیله نقلیه قبلاً توسط یک تراشه خوان بر روی یک برفروب عمومی خوانده شده است یا خیر.
بهره وری عملیات
حجم زیادی از اطلاعات در مورد استفاده از برف افکن ها، وسایل حمل و نقل و همچنین زمان انتظار توسط سیستم جمع آوری می شود. بنابراین، امکان تهیه گزارش بهره وری برف افکن ها برای یک عملیات وجود دارد. این گزارش شاخصی از کاربرد برفافکن در حین کار را تولید میکند که تعداد متر مکعب پرتاب در ساعت توسط هر برفافکن را نشان میدهد. هدف به حداقل رساندن زمان استندبای برفافکن و عدم بارگیری وسایل نقلیه و در نتیجه به حداکثر رساندن این شاخص است. گزارش بهرهوری نیز برای وسایل نقلیه حمل و نقل در دسترس است تا از میانگین زمان بین بارگیری و تخلیه با توجه به مسافتی که باید طی شود مطلع شود.
توزیع هوشمند
یکی از نوآوری‌های اصلی این پروژه، ماژول توزیع منحصر به فرد برای وسایل نقلیه حمل برف است. هنگامی که یک وسیله نقلیه از انبار خارج میشود، یک الگوریتم مقصد بهینه بعدی (برفافکن) آن را محاسبه میکند. شماره برفافکن، منطقه آن و آدرس فعلی آن بر روی یک پانل بیرونی نمایش داده میشود یا از طریق امواج AM/FM مخابره میشود تا اپراتور راننده را از مقصد بعدیاش مطلع کند. الگوریتم توزیع چندین فاکتور مانند موقعیت برف افکن‌ها، زمان سفر بین انبار و هر برفافکن، مناطق محدودیت برای انواع خاصی از کامیونها، تعداد کامیون‌هایی که در حال حاضر در حال حرکت هستند یا در انتظار هر برفافکن هستند را در نظر میگیرد. این سیستم با استفاده از تمام این عوامل، برفافکن بعدی را که به کامیونها اختصاص داده میشود، تعیین کرده و در عین حال اطمینان میدهد که کامیونها به گونه‌ای توزیع شوند که هیچ برف‌افکنی کمبود کامیون نداشته و یا کامیونهای زیادی در انتظار نداشته باشد. هدف از الگوریتم کاهش زمان انتظار کامیون و افزایش شاخص بهرهوری برفافکن هاست. هنگامی که این تعادل حاصل شد، سیستم ممکن است کاهش تعداد کامیونها را برای عملیات فعلی پیشنهاد دهد.
روش‌های نوآورانه یخزدایی
در مقایسه با متدهای سنتی، روش‌های پیشگیری از یخزدگی و یخزدایی با تهیه محلول‌های نمکی راهکارهای موثری در کاهش هزینه‌های اقتصادی و پیامدهای زیست محیطی بوده‌اند. از طرف دیگر با مقایسه میزان کارایی و تاثیرات زیست محیطی مواد مورد استفاده، محلول کلرید منیزیم ماده بسیار مناسبی به عنوان جایگزین نمک است و اثرات زیست محیطی کمتری را در بر دارد. روش‌های بدیعی برای یخزدایی معابر در کشور ژاپن استفاده میشود به عنوان مثال : (۱) استفاده از برق برای گرم کردن سطح جادهها و یخزدایی در مناطق برون شهری؛ (۲) استفاده از آبهای زیرزمینی حاوی املاح نمک های مختلف؛ (۳) استفاده از مخزن ذوب برف؛ (۴) استفاده از کانال‌های زیرزمینی ویژه انتقال برف در دو طرف خیابان. در ذیل به چندین نمونه از روش‌های برفروبی و یخزدایی در کشورهای مختلف میپردازیم:
بتن گرم شده به جای برفروبی
صفحات بتنی داغ که برف‌ها و یخ را اغلب با هزینه کمتر از برفروبی دستی آب میکنند. این فنآوری به امکان گرم کردن پل کبک به منظور جلوگیری از پخش نمک‌های یخزدایی که باعث زنگ‌زدگی ساختار آن میشود، می‌پردازد. به جای اینکه سیم‌ها یا لوله‌های مایع حرارتی را از طریق بتن عبور دهند، روش‌هایی که به طور یکنواخت گرم نمی‌شوند، قطعات آهن و کربن را وارد بتن کرده‌اند. این امر اجازه میدهد تا جریان الکتریکی مستقیماً از بتن عبور کند، چرا که بتن رسانای خوبی نیست و در مورد تبدیل جریان الکتریکی به گرما مقاومت نشان میدهد. علاوه بر این، اسلب‌های پیش ساخته شده که از بتن ریخته شده در محل نبودند هر گونه تعمیر را تسهیل میکند. این فنآوری در سالهای بعد با همان مصالح ولی با کاهش ۵۰ درصدی هزینه‌ها به اجرا درآمد. هزینه‌های کاهش یافته اکنون این گزینه را نسبت به برفروبی با دست توسط کارگران (حداقل برای بخش عملیات) ارزانتر میکند.
این استارتاپ کاربرد آن را بر روی سطوح جادهها پیشبینی نمی‌کرد، بلکه در مکانهایی که عابران پیاده تردد میکنند، چرا که دسترسی به آن مکانها برای ماشین‌های برفروب دشوار است، مانند گذرگاهها، ورودیهای ساختمانهای عمومی، ایستگاههای اتوبوس، مسیرهای دوچرخهسواری و همه مکانهایی که مردم در حال راه رفتن هستند. علاوه بر این، در بسیاری از گذرگاهها و پل‌ها، برفروبهای مکانیکی (زمانی که بتوانند عبور کنند) در نهایت چوب یا آلومینیوم را میشکنند که ایده‌آل نیست. بنابراین ذوب برف یا یخ با بتن گرمکننده مزیت حفظ این ساختارها را دارد.
سیستم متحرک برفروبی
وان گریپر (VanGripper) یک سیستم متحرک سبک است که برای عملیات ایمن در حین کار برفروبی روی سقف نیمه تریلرها طراحی شده و خطر سقوط را به شدت کاهش میدهد. این وسیله یک جایگزین اقتصادی و چندمنظوره برای سیستم‌های مکانیکی عظیم موجود ارائه میدهد. شرکت برفروبی زمین‌های اکسل قبلاً چندین نمونه اولیه از آن را ساخته و حتی از این نمونه‌ها در محل کار استفاده کرده است. پس از مطالعه دقیق استانداردهای سختگیرانه در مورد ایمنی کارگران در ارتفاع، مفاهیمی مبنی بر نیاز به قطعات کمتر، مقرون به صرفه بودن، رعایت استانداردها و تاکید بر استفاده از آلومینیوم به دلیل سبکی و قطعات پلی اتیلن با چگالی فوقالعاده بالا به دلیل قابلیت لیز خوردن روی برف و یخ ارائه شد. نتیجه کاربرد این سیستم این است که سبک وزن بوده، به سرعت راهاندازی میشود و به راحتی روی لبه‌های جعبه کامیون، پشت اپراتور که کار را انجام میدهد، می‌لغزد. حرکات را تا یک راهرو ایمنی در مرکز جعبه کاهش داده و حرکات جانبی خطرناک را محدود میکند. این جسم که از ساختاری محکم و فشرده ساخته شده است، به کمربند، کابل‌ها و یک نردبان با محافظ ضدسقوط اضافه شده است که اپراتور را در انجام کار خود ایمن میکند.
ربات برفخوار : پاکسازی خیابانها کار ساده‌ای نیست و انگیزه زیادی می‌طلبد، به همین دلیل است که ژاپنی‌ها که علاقه زیادی به رباتیک دارند، ربات یوکیتارو را طراحی کردند. ربات یوکیتارو که توسط انجمنی از شرکتهای خصوصی، چندین آزمایشگاه تحقیقاتی و با همکاری چندین شهرداری طراحی شده است، قصد دارد خیابانها را پس از بارش‌های سنگین برف پاکسازی کند. این دستگاه مجهز به ۲ دوربین و GPS است و میتواند به طور خودکار سطوح پوشیده از برف را با فرو بردن برف از طریق «دهن بیل‌مانند» خود تمیز کند و پس از گذشتن آن را به شکل یک بلوک یخ مکعبی دفع کند.
گریدرهای مدولار : به عنوان بخشی از اجلاس جهانی نوردیک، یکی از بزرگترین تولیدکنندگان تجهیزات برفروبی در کانادا، نسل جدیدی از تجهیزات برفروب را برای کامیونهای ۱۰ چرخ ارائه کرد که هدف آن ایجاد انقلابی در کارایی برفروبی جاده است. طراحان بر اساس سه اصل اساسی ایمنی جاده، محیط زیست و اقتصاد، به توسعه این محصول منحصر به فرد روی آوردند. این گریدر به طور کامل یخ و برف سفت شده را پاک میکند. گاوآهن جانبی که به صورت پشت سر هم با گریدر کار میکند، تنها تجهیزاتی در نوع خود است که به راننده اجازه میدهد بدون خروج گاوآهن از زمین، سریعتر به موانع واکنش نشان دهد. علاوه بر این، گاوآهن هرگز مانع از میدان دید اپراتور نمی‌شود. با برفروبی کارآمد، ردپای محیطی شهرداری را نیز بهبود می‌بخشد، زیرا علاوه بر کاهش مصرف سوخت خودروهای برفروب، اپراتور از برف‌زداهای متداول کمتری (نمک، کلرید کلسیم) استفاده میکند که امکان کاهش قابل توجهی در هزینه‌های مربوط به نگهداری زمستانی را فراهم میکند. گریدر و گاوآهن جانبی تجهیزات مدولار هستند، یعنی میتوان آنها را از کامیون حامل در یک لحظه جمع‌آوری و جدا کرد. در حال حاضر، چندین شهر و شهرداری در کبک و ایالات متحده در یک نمایش خصوصی از این کامیونهای برفروب ابتکاری استفاده کرده‌اند. آزمایش‌هایی که در زمستان سال گذشته توسط تیم شهرداری با افراد شرکت Innova-Tech انجام شد نشان داد که این برفروب فراتر از پیش‌بینی‌هایی که مخترع آن هنگام تصور محصول خود داشت، در زمان، انرژی و هزینه صرفه‌جویی میکند.
آسفالت گرمکننده : با یخبندان در مسیرهای عبور و مرور خود خداحافظی کنید. در طول زمستان، برف و یخ میتواند روی بتن و آسفالت جمع شود و خطر لغزش برای افراد و وسایل نقلیه ایجاد کند. راهرو یا خطوط گرم شده جایگزینی سازگار با محیط زیست برای سیستم‌های هیدرونیک یا یخزدایی دستی است. این بدان معنی است که سطوح گرم شده دیگر نیازی به سنگ نمک یا سایر عوامل یخزدای خطرناک ندارند. این سیستم‌ها که مجهز به کابل یا قاب برای راهروهای گرم شونده، واحدهای کنترل کم مصرف با سنسورهای پیچیده و تجهیزات جانبی هستند، میتوانند در زیر راهروهای بتنی و آسفالت نصب شوند و در برابر همه چالشهای آب و هوایی مقاومت کنند. پس از نصب، سیستم بدون نیاز به تعمیر و نگهداری است، بنابراین می‌توانید زمستان‌های آینده را بدون هیچ نگرانی پشت سر بگذارید.
آینده برف شهری
اما یک لحظه صبر کنید، آیا گرمایش زمین مشکل برفروبی شهری را به سهولت حل میکند؟ کارشناسان معتقدند که بارش برف احتمالاً کمتر خواهد بود، اما گرم شدن کره زمین تعداد و شدت طوفان‌ها را افزایش میدهد. در هر صورت، به نظر میرسد که برفروبی شهری برای مدت طولانی یک چالش باقی خواهد ماند.
_______________________________________
منابع :
https://www.urban-hub.com/fr/cities/enneigement-un-defi-urbain/
https://monlatuque.com/une-innovation-latuquoise-au-service-du-deneigement/
https://int.design/en/projects/systeme-securitaire-de-deneigement-pour-semi-remorques-vangripper/
https://umq.qc.ca/publication/montreal-deneigement-intelligent/
نظرات