كتب .م.عمر سليم
عند معرفة احد اخبار سلسلة حوادث القطارات ، أجد نفسي أتساءل : هل يمكن لنمذجة معلومات البناء المساهمة في منع هذا؟؟
و قبل أن نبدأ في التفكير علينا أن نستوعب نقطتين هامتين:
- نمذجة معلومات البناء ليست قاصرة على المباني السكنية بل تشمل كل ما يبنيه الإنسان من مباني و طرق وجسور وسكك حديدية
- نمذجة معلومات البناء لا تقتصر على عملية التصميم أو التنفيذ بل تمتد اثناء التشغيل و حتى عند هدم المبنى يتم الاستعانة بموديل البيم لعمل محاكاة لعملية الهدم بأقل تكلفة و اقل اضرار
و هناك ايضا نوعين من المصطلحات يجب استيعابهم
- نظم المعلومات الجغرافية ( Geographic information system GIS)، هو نظام قائم على الحاسوب يعمل على جمع وصيانة وتخزين وتحليل وإخراج وتوزيع البيانات والمعلومات المكانية. وهذه أنظمة تعمل على جمع وادخال ومعالجة وتحليل وعرض وإخراج المعلومات المكانية والوصفية لأهداف محددة، وتساعد على التخطيط واتخاذ القرار فيما يتعلق بالزراعة وتخطيط المدن والتوسع في السكن، بالإضافة إلى قراءة البنية التحتية لأي مدينة عن طريق إنشاء ما يسمى بالطبقات ( LAYERS)، يمكننا هذا النظام من إدخال المعلومات الجغرافية (خرائط، صور جوية، مرئيات فضائية) والوصفية (أسماء، جداول)، معالجتها (تنقيحها من الخطأ)، تخزينها، استرجاعها، استفسارها، تحليلها تحليل مكاني وإحصائي، وعرضها على شاشة الحاسوب أو على ورق في شكل خرائط، تقارير، ورسومات بيانية أو من خلال الموقع الإلكتروني.
- BIG DATA (البيانات الضخمة )هي عبارة عن مجموعة من مجموعة البيانات الضخمة جداً والمعقدة لدرجة أنه يُصبح من الصعب معالجتها باستخدام أداة واحدة فقط من أدوات إدارة قواعد البيانات أو باستخدام تطبيقات معالجة البيانات التقليدية. حيث تشمل التحديات الالتقاط، والمدة، والتخزين ، والبحث، والمشاركة، والنقل، والتحليل والتصور . ويرجع الاتجاه إلي مجموعات البيانات الضخمة بسبب المعلومات الإضافية المشتقة من تحليل مجموعة واحدة كبيرة من البيانات ذات الصلة، بالمقارنة مع المجموعات المنفصلة الأصغر حجماً مع نفس الحجم الإجمالي للبيانات، مما يسمح بوجود ارتباطات تكشف “الاتجاهات التجارية المحورية، وتحديد جودة البحث، وربط الاستشهادات القانونية، ومكافحة الجريمة وتحديد ظروف حركة تدفق البيانات في الوقت الحقيقي و هي مهمة للتعامل مع كمية المعلومات الرهيبة التى نحصل عليها كل ثانية من القطارات والمحطات وتدافع الركاب و تحليلها
أصبح تجنب الصطدام أحد الأعمال التجارية الكبيرة. ووفقا لبحث عام 2015 من قبل MarketsandMarkets فإن تكنولوجيا مقاومة الحوادث في صناعة البناء والتشييد – وكذلك السيارات والسكك الحديدية والفضاء – من المرجح أن تنمو من 31.19 مليار دولار في عام 2014 إلى 50.38 مليار دولار بحلول عام 2020، أي بمعدل 7.74 في المئة بين عامي 2015 و2020.
والأسباب الأكثر وضوحا لهذا النمو هي الطلب. وفقا لإدارة السلامة والصحة المهنية Occupational Safety and Health Administration (OSHA) ، واحدة من أصل خمسة وفيات في مكان العمل يحدث في موقع البناء. ويتطلب القانون من أرباب العمل تزويد موظفيهم بأماكن عمل آمنة وصحية. انخفاض مستوى الرؤية مشكلة معروفة في هذا المجال.
وقد دفعت أنظمة السلامة السوق للحد من معدل حوادث وتخفيف آثار الاصطدامات الوشيكة. وهناك عدد متزايد من شركات البرمجيات تعمل على حلول لمنع الحوادث في العالم المادي مع أجهزة الاستشعار والتنبيهات اللاسلكية، وفي العالم الافتراضي، حيث يمكن أن ينظر إلى الحادث فقط على الشاشة قبل فوات الاوان.
على سبيل المثال (شركة Port Authority التابعة لسلطة ميناء الموانئ العابرة من فيلادلفيا إلى جنوب جيرسي ومنطقة الخليج السريع) بنشر تحليلات تشغيلية بدرجة عالية جدا بالفعل، حتى تشغيل القطارات تلقائيا عن طريق عملية القطار الأوتوماتيكية . (كانت شركات الطيران لديها القدرة على التحكم في الحركة الجوية والطيار الآلي لعقود، و الان القطارات)
هناك حلول فعلية و مطبقة من خلال أجهزة الاستشعار والتنبيهات اللاسلكية التي تنبه السائق إلى وجود مركبة أو عائق أمامه و تبلغ القيادة المركزية ويمكن ان تتحكم القيادة المركزية في سير المركبة وإيقافها عند وجود عائق
و يمكن أن يكون الإيقاف التدريجي تلقائيا بدون الرجوع لغرفة المتابعة
أمثلة أنظمة إشارة الإشارة والتحكم
- automatic block signaling (ABS) الغلق التلقائي للاشارات
- cab signaling system (CSS)نظام إشارات الكابينة
- centralized traffic control (CTC),ومراقبة حركة المرور المركزية
- automatic train stop (ATS) الايقاف التلقائي للقطار
- automatic train control (ATC), التحكم الآلي بالقطار
- communications-based train control (CBTC), التحكم القائم على الاتصالات
- automatic train operation, or ATO, and positive train control (PTC) التحكم الإيجابي بالقطار
- Automatic Vehicle Location (AVL)
تقوم بتحليلات لتتبع المركبات قيد التشغيل، وتوفير المعلومات للركاب عبر شاشات عرض معلومات المسافرين أو الإشارات الرقمية في المحطات أو التطبيقات على الهواتف الذكية
النظام التلقائي ليس محل اختبار بل اثبت نجاحة كثيرا حول العالم مثلا : هناك حاليا سيارات كثيرة ذاتية القيادة و أثبتت كفاءة عالية و معدل أمان مرتفع مثل سيارات جوجل و سيارات تسلا و the National Federation of the Blind Jernigan Institute المخصصة للمكفوفين
عند البحث في البرامج و الحلول الذكية
- هناك حل من بنتلي Rail and Transit
https://www.bentley.com/en/solutions/industries/rail-and-transit
يمكنك البرنامج من تصميم وتحليل قطاعات محددة للجسور والأنفاق والمحطات والمنصات. يمكن إدارة عملك، والمخرجات من سلسلة التوريد الخاصة بك، في بيئة مشروع تعاوني.
للصيانة و لإدارة المحتوى الهندسة يتيح لك الحفاظ على التاريخ الكامل ومصدر كل تصميم والنشاط الهندسي. حلولنا للتفتيش والصيانة التنبؤية تسمح لك بالحفاظ على الجسور، والهياكل، المسارات
بنتلي يدعم دورة حياة كاملة للبنية التحتية الخاصة بك. سوف تستفيد من البرامج التي تدعم:
التنفيذ المتكامل للمشروع وإدارة جميع المحتوى الهندسي و التفتيش والصيانة التنبؤية وإدارة دورة حياة البنية التحتية الخاصة بك
2) حل أخر
أكثر من 450 من السكك الحديدية في جميع أنحاء أمريكا الشمالية تعتمد على RailConnect ™ كل يوم لإدارة عملياتها، والقضاء على المعالجة اليدوية، وزيادة الإنتاجية وخفض التكاليف ، ويوفر نظام الموثوقية والأمن مع تجنب الاستثمار المكلف في التكنولوجيا والبنية التحتية.
https://www.ge.com/digital/products/operations-software-for-rail
3) DATASYS
تستخدم على نطاق واسع تطبيقات DATASYS لدعم إدارة الحوادث السكك الحديدية، وإدارة الأداء وإدارة جودة الخدمة. فهي تساعد على تبسيط عملية تبادل المعلومات في الوقت الحقيقي، مما يساعد على تحسين كفاءة إدارة الاضطراب ويوفر معلومات قيمة لتحليل الأداء. وعلاوة على ذلك، فإنها توفر إمكانية الوصول إلى البيانات المتعلقة بالأحداث المسببة للتأخير، مما يسمح لجان الخيارات التقنية بتحليل مجالات أخرى لتقديم الخدمات وجودتها. هذا يحسن فهم القضايا التي تؤثر على كل من الموظفين والعملاء، وتوفير الفرصة لتحسين التجربة الشاملة لجميع أصحاب المصلحة.
4) rail traffic controller software يحاكي حركة القطارات من خلال شبكات السكك الحديدية على مستوى مفصل وواقعي. يتم استخدامه لمجموعة متنوعة من الأغراض تتراوح بين التحسين التكتيكي لتدفق حركة المرور لتحديد أين ينبغي أن ينفق المال لتطوير البنية التحتية و وضع خطط التشغيل وتشخيص الاختناقات والتوصية بتغييرات الجدول الزمني.
http://www.berkeleysimulation.com/
هناك حلول للازدحام و دراسة حركة البشر واندفاعهم عند فتح باب القطر مثل SmartSpaceAnalyser
يمكن تحميله من هنا http://www.smart-solutions-network.com/
و مشاهدة لفيديوهات من هنا https://www.youtube.com/channel/UCcDhN5Ubs7rsjB74LIu5aig
Image courtesy of CECI Engineering Consultants, Inc., Taiwan
الصيانة الدورية (من منشور للدكتور Mohamed S. Aly-Hassan )
القطار فائق السرعة “الشينكانسن” الياباني لم يحدث له حادثة اصطدام واحدة منذ بدأ العمل به عام 1964 وحتى الآن وبالرغم من أن سرعته تصل لـ 320 كم/ساعة.
والسر في ذلك يرجع لأحد أكثر الأطباء شهرة في اليابان يسمى “دكتور يلو” وهو عبارة عن قطار شينكانسن خاص ذي لون أصفر فاقع يجوب شبكة السكك الحديدية فائقة السرعة في البلاد لمراقبة وضع السكك الحديدية التي تسير عليها قطارات شينكانسن والأسلاك أعلاها للمساعدة على الحفاظ على سجل السلامة النظيف لخدمة السكك الحديدية فائقة السرعة في اليابان.
وقد تم اشتقاق اسم هذه القطارات من وظائفها التشخيصية ولونها الأصفر المميز.
※ الصورة توضح دكتور يلو وبجواره قطار شينكانسن عادي للركاب.
قطارات دكتور يلو مختلفة من الداخل حيث تحتوي على معدات متخصصة في كل من عرباتها السبع. ويتكون الطاقم الأساسي لهذه القطارات من ٩ أشخاص هم سائقان و٣ تقنيين مسؤولين عن السكك الحديدية و٤ يشرفون على الأمور المتعلقة بالطاقة.
تجمع الآلات بيانات حول الاحتكاك في الأسلاك العلوية وما إذا كان تراصف السكك الحديدية الصحيح قد تغير على سبيل المثال. وبعد ذلك يحلل طاقم القطار البيانات وتجرى إصلاحات في حال كانت ضرورية.
وكما قلت سابقاً فأن دكتور يلو يتكون من 7 عربات وظيفتها هو قياس النظام الكهربائي والمسارات ونظام المرافق والتحقق مما إذا كان هناك أي مشكلة.
ووظيفة كل عربة كما يلي:
※ العربتان 1 & 7 يستخدمان لقياس وجمع البيانات التالية عن محاذاة القضبان و إشارات السكك الحديدية ومعدات الاتصالات والمحطات الفرعية ذات الصلة.
※ العربتان 2 & 6 يستخدمان لقياس بيانات ارتداء موصل الكهرباء للقطار من الأسلاك الخارجية الناقلة للكهرباء.
※ العربتان 3 & 5 يستخدمان لتوريد الطاقة اللازمة لإجراء القياسات ومعالجة البيانات التي تم جمعها من قبل كل عربة وبها أيضا يقع مرحاض الطاقم.
※ العربة 4 لقياس البعد من المسارات ومعالجة البيانات التي تم جمعها من المسارات ومجهزة بأجهزة استشعار فائقة الدقة يمكن الكشف عن الانحراف في القضبان في حدود 0.1mm على المسارات أثناء تشغيل بسرعة 270 km في الساعة.
الحلول المقترحة
(1)تحسين قوانين وأنظمة هندسة القطارات.
(2)تنفيذ خطط إدارة مخاطر السلامة في إدارة التشييد لمشاريع البنية التحتية و القطارات.
(3) استخدام تكنولوجيا المعلومات لتنفيذ مهام الإنذار المبكر ودعم اتخاذ القرارات المتعلقة بإدارة مخاطر السلامة.
(4)ينبغي استثمار مزيد من الموارد في البحوث المتعلقة بإدارة مخاطر السلامة والتنبؤ والوقاية من الحوادث الكبرى.
و اخيرا هذه المقالة ليست كاملة بل هي لفتح الموضوع للنقاش و ننتظر حلول افضل من المختصين و تطبيق لهذه الحلول من المسؤولين مهما كانت التكلفة فهي أقل من روح الإنسان
(مِنْ أَجْلِ ذَٰلِكَ كَتَبْنَا عَلَىٰ بَنِي إِسْرَائِيلَ أَنَّهُ مَن قَتَلَ نَفْسًا بِغَيْرِ نَفْسٍ أَوْ فَسَادٍ فِي الْأَرْضِ فَكَأَنَّمَا قَتَلَ النَّاسَ جَمِيعًا وَمَنْ أَحْيَاهَا فَكَأَنَّمَا أَحْيَا النَّاسَ جَمِيعًا ۚ وَلَقَدْ جَاءَتْهُمْ رُسُلُنَا بِالْبَيِّنَاتِ ثُمَّ إِنَّ كَثِيرًا مِّنْهُم بَعْدَ ذَٰلِكَ فِي الْأَرْضِ لَمُسْرِفُونَ (32))
المراجع
- Analytics and Big Data — Rail Public Transportation is a Leader
- Guideline for the application of harmonised design targets (CSM-DT) for technical systems as defined in (EU) Regulation 2015/1136 within the risk assessment process of Regulation
- Common Safety Method for risk evaluation and assessment – guidance on the application of Commission Regulation (EU)
