تجنب الاصطدام في وسائل النقل

في مجال النقل، يُقصد بتجنب التصادم صيانة الأنظمة والممارسات المصممة لمنع المركبات (مثل الطائرات والسيارات والسفن والرافعات والقطارات) من الاصطدام ببعضها البعض. وتعتمد هذه الأنظمة على أجهزة استشعار لرصد البيئة المحيطة، وتمنع التصادمات باستخدام البيانات المُجمّعة منها. ويُستخدم تجنب التصادم في المركبات ذاتية القيادة، والطيران، والقطارات، والنقل المائي. ومن أمثلة تجنب التصادم ما يلي:

أنظمة تجنب الاصطدام الجوي للطائرات
نظام التعرف التلقائي لتجنب التصادم في النقل المائي
تجنب الاصطدام (المركبات الفضائية)
نظام تجنب الاصطدام في السيارات ^{[ 1 ]}
نظام التحكم الإيجابي في القطارات
أنظمة منع التصادم لرافعات الأبراج

يتطلب تجنب الاصطدام معرفة موضع الأشياء في محيطها وموقع المركبة بالنسبة لمواضعها.

تكنولوجيا

تحتاج العديد من أنظمة تجنب الاصطدام إلى شيئين ^{[ 2 ]} :

موقع جميع المركبات الأخرى
موقع المركبة بالنسبة للمركبات الأخرى

تتمثل الخطوة الأولى في تجنب الاصطدام في الإدراك، والذي يمكن أن يستخدم أجهزة استشعار مثل الليدار ، والكاميرات المرئية ، والكاميرات الحرارية أو كاميرات الأشعة تحت الحمراء ، أو الأجهزة الإلكترونية. تُصنف هذه الأجهزة حسب الجزء من الطيف الكهرومغناطيسي الذي تستخدمه. يوجد نوعان من أجهزة الاستشعار: أجهزة استشعار سلبية وأجهزة استشعار نشطة. من أمثلة أجهزة الاستشعار النشطة: الليدار، والرادار، والسونار . ومن أمثلة أجهزة الاستشعار السلبية: الكاميرات وأجهزة الاستشعار الحرارية. ^{[ 3 ]}

أجهزة الاستشعار السلبية

تستشعر المستشعرات السلبية الطاقة المنبعثة من الأجسام المحيطة بها. وهي في الأساس كاميرات بصرية أو كاميرات تعمل بالأشعة تحت الحمراء. تعمل الكاميرات البصرية بالضوء المرئي، بينما تعمل الكاميرات الحرارية بالأشعة تحت الحمراء (طول موجي من 700 نانومتر إلى 14 ميكرومتر ).

كاميرات المراقبة

تعتمد الكاميرات على التقاط صور لمحيطها لاستخلاص معلومات مفيدة. من مزايا استخدام الكاميرات صغر حجمها وخفة وزنها ومرونتها. أما عيوبها فتتمثل في انخفاض جودة الصورة وحساسيتها للإضاءة والظروف الجوية. وتعتمد الكاميرات على أنظمة معالجة الصور لاكتشاف الأجسام.

كاميرات الأشعة تحت الحمراء

تستخدم مستشعرات الأشعة تحت الحمراء ضوء الأشعة تحت الحمراء للكشف عن الأجسام. وتُستخدم بشكل أساسي في ظروف الإضاءة المنخفضة، ويمكن استخدامها مع الكاميرات المرئية للتغلب على ضعف أداء الكاميرات المرئية في الإضاءة المنخفضة. وتتميز بدقة أقل من الكاميرات التقليدية. ^{[ 3 ]}

أجهزة استشعار نشطة

تُصدر المستشعرات النشطة إشعاعًا وتقرأ الإشعاع المنعكس. يتكون المستشعر النشط من مُرسِل ومُستقبِل. يُصدر المُرسِل إشارةً مثل موجة ضوئية أو إشارة كهربائية أو إشارة صوتية؛ ثم ترتد هذه الإشارة عن جسم ما، ويقرأ مُستقبِل المستشعر الإشارة المنعكسة. تتميز هذه المستشعرات بالسرعة، وتتطلب طاقة معالجة أقل، وتتأثر بشكل أقل بالظروف الجوية.

رادار

يقوم مستشعر الكشف الراديوي وتحديد المدى (الرادار) بإرسال إشارة راديوية ترتد إلى الرادار عند اصطدامها بجسم ما. وبناءً على زمن ارتداد الإشارة، تُحسب المسافة بين الجسم والرادار. تتميز أنظمة الرادار بمقاومتها الجيدة للظروف الجوية.

ليدار

في مستشعر الكشف الضوئي وتحديد المدى (LiDAR) ، يُصدر جزءٌ نبضات ليزرية على السطح، بينما يقرأ الجزء الآخر الانعكاس لقياس زمن ارتداد كل نبضة، ومن ثم حساب المسافة. ولأن تقنية LiDAR تستخدم موجات قصيرة، فهي قادرة على كشف الأجسام الصغيرة. إلا أنها لا تستطيع كشف الأجسام الشفافة كالزجاج. وللتغلب على هذه المشكلة، يمكن استخدام مستشعر آخر، كالمستشعر فوق الصوتي .

السونار

تقيس أجهزة الاستشعار فوق الصوتية المسافة بين الجسم والمستشعر عن طريق إرسال موجات صوتية ثم استقبال ارتدادها من الجسم. تردد هذه الموجات أعلى من نطاق السمع البشري. ويمكن حساب المسافة باستخدام الصيغة التالية:

$d={\frac {(v*t)}{2}}$

حيث d هي المسافة، و v هي سرعة الموجة، و t هو زمن التحليق. ^{[ 3 ]}

نظام الكبح التلقائي

تُصدر تنبيهات قبل تفعيل نظام الكبح التلقائي. إذا تجاهل السائق هذه التنبيهات، فسيقوم نظام الكبح التلقائي بتطبيق كبح جزئي أو كامل. ويمكن تفعيله عند أي سرعة.

مراقبة النقطة العمياء

يقوم نظام مراقبة النقاط العمياء بمسح المساحات المحيطة بالسيارة باستخدام أجهزة الرادار أو الكاميرات لرصد أي سيارات قد تقترب أو تختبئ في المناطق العمياء. وتعرض مرآة الرؤية الجانبية رمزًا مضيئًا عند التعرف على مركبة من هذا النوع.

تحذير من حركة المرور الخلفية

ينبه نظام التحذير من حركة المرور المتقاطعة السائق عند اقتراب المركبات من الجانبين أثناء الرجوع للخلف. ويتكون التنبيه عادةً من صوت (مثل صفير) وإشارة مرئية إما في المرآة الجانبية أو على شاشة عرض الكاميرا الخلفية.

نظام كشف المشاة والفرملة

عندما يعبر شخص ما إلى مسار سيارة، يمكن لأنظمة كشف المشاة التعرف عليه. تقوم بعض المركبات بتطبيق الفرامل تلقائيًا، إما كليًا أو جزئيًا. كما يمكن لبعض الأنظمة كشف راكبي الدراجات.

المصابيح الأمامية التكيفية

ستدور المصابيح الأمامية التكيفية عندما يدير السائق عجلة القيادة، مما يضيء الطريق حول المنعطفات.

تحذير مغادرة المسار (LDW)

يستخدم نظام التحذير من مغادرة المسار كاميرات وعدة مستشعرات لرصد علامات المسار ومراقبة المسافة بين المركبة وهذه المسارات . في حال خروج المركبة عن المسار دون استخدام إشارة الانعطاف، قد يُسمع صوت تنبيه. كما قد يستخدم النظام أنظمة فيزيائية مثل اهتزاز عجلة القيادة أو المقعد. في الإصدارات المتقدمة، قد يقوم النظام أيضاً بتطبيق الفرامل أو تدوير عجلة القيادة للحفاظ على المركبة داخل المسار. ^{[ 4 ]}

تصنيف

بالطرق المستخدمة

توجد أربع طرق تُستخدم لتجنب الاصطدام، وهي:

الأساليب الهندسية
أساليب مجال القوة
الأساليب القائمة على التحسين
أساليب الاستشعار والتجنب

الأساليب الهندسية

تقوم الأساليب الهندسية بتحليل السمات الهندسية للتأكد من عدم تجاوز الحد الأدنى المحدد للمسافة بين المركبات.

أساليب مجال القوة

تستخدم طرق مجال القوة، والتي تسمى أيضًا طرق مجال الجهد، مفهوم مجال القوة التنافرية أو الجاذبة لصد عامل ما عن عائق أو جذبه إلى هدف.

الأساليب القائمة على التحسين

تستخدم الطرق القائمة على التحسين المعلومات الجغرافية لحساب مسار يتجنب الاصطدامات.

أساليب الاستشعار والتجنب

تكتشف طرق الاستشعار والتجنب وتتجنب الكائنات الفردية دون سمات الكائنات الأخرى. ^{[ 3 ]}

حسب النشاط

يمكن تصنيف أنظمة تجنب الاصطدام، بحسب وقت نشرها، إلى أنظمة سلبية وأنظمة نشطة. ^{[ 5 ]}

الأنواع السلبية

صُممت وسائل تجنب الاصطدام، مثل أحزمة الأمان والوسائد الهوائية، في المقام الأول للحد من إصابات السائق. وهي وسائل سلبية لتجنب الاصطدام. ويشمل ذلك أنظمة الإنقاذ التي تُبلغ مراكز الإنقاذ بوقوع حادث. ^{[ 5 ]}

الأنواع النشطة

مع إضافة تقنيات استشعار الكاميرا والرادار، يمكن لأنواع أنظمة تجنب الاصطدام النشطة أن تساعد السائق أو تحذره، أو أن تتولى زمام الأمور في المواقف الخطرة. ^{[ 5 ]}

الاستخدامات

في مجال الطيران

يمكن للطائرات المسيّرة استخدام أنظمة تجنب الاصطدام للعمل بأمان. ^{[ 6 ]} يُعد نظام تجنب الاصطدام الجوي (TCAS) نظامًا شائع الاستخدام لتجنب الاصطدام. ^{[ 7 ]} وهو ملاذ أخير مقبول عالميًا يهدف إلى تقليل احتمالية الاصطدامات. ^{[ 8 ]}

في القيادة الذاتية

يُستخدم نظام تجنب الاصطدام أيضًا في السيارات ذاتية القيادة . ^{[ 1 ]} يهدف نظام تجنب الاصطدام في المركبات إلى منع الاصطدامات، التي تحدث في المقام الأول بسبب الإهمال أو النقاط العمياء ، وذلك من خلال تطوير تدابير السلامة. ^{[ 9 ]}

في القطارات

يُعد نظام الحماية التلقائية للقطارات وظيفةً مهمةً في نظام التحكم بالقطارات، حيث يساعد على منع التصادمات من خلال إدارة سرعة القطار. ^{[ 10 ]} نظام كافاش هو نظام لتجنب التصادمات يُستخدم في السكك الحديدية الهندية . ^{[ 11 ]}

في السفن ووسائل النقل المائي الأخرى

تُستخدم أنظمة التعريف التلقائي لتجنب الاصطدام في النقل المائي. ^{[ 12 ]}

في المركبات الفضائية والمحطات الفضائية

يُستخدم نظام تجنب الاصطدام بشكل روتيني في المركبات الفضائية أو محطات الفضاء (عند الإمكان) لضمان سلامتها. وقد أجرت محطة الفضاء الدولية 14 مناورة بين عامي 2008 و2014 بسبب خطر الاصطدام. ^{[ 13 ]}

انظر أيضاً

مراجع

١ ٢ هو، شين يوان؛ يي، نايجيا (٢٠٢٤-٠١-٢٢). "تصميم خوارزمية فعّالة لتجنب الاصطدام للسيارات ذاتية القيادة بالاعتماد على رؤية الآلة". المؤتمر الدولي السادس لنظم المعلومات والتعليم بمساعدة الحاسوب (ICISCAE) لعام ٢٠٢٣. الصفحات ١٠٤٢-١٠٤٧ . doi : 10.1109/ICISCAE59047.2023.10392527 . ISBN 979-8-3503-1344-4.
↑ موكونث، فاسوديفان (12 أغسطس 2024). "التقنيات التي تمنع اصطدام المركبات ببعضها | شرح" . صحيفة ذا هندو . ISSN 0971-751X . تاريخ الاسترجاع: 23 أغسطس 2024 .
1 2 3 4 ياسين ، جواد ن . محمد، شريف ع. حقبيان، محمد هاشم؛ هيكونين، جوكا؛ تينهونن، هانو؛ بلوسيلا، جحا (2020-06-04). "المركبات الجوية بدون طيار (UAVs): أنظمة ومقاربات تجنب الاصطدام" . الوصول إلى IEEE . 8 : 105139 – 105155. بيب كود : 2020IEEEA...8j5139Y . دوى : 10.1109/ACCESS.2020.3000064 . ردمك 2169-3536 .
↑ لينكوف، جون (17 ديسمبر 2015). "أنظمة تجنب الاصطدام تُغير مفهوم سلامة السيارات" . تقارير المستهلك . تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 سبتمبر 2024 .
1 2 3 تشاو، تشيجو؛ تشو، ليانغجي؛ تشو، تشيانغ؛ لو، يوغونغ؛ لي ، كه تشيانغ (2017/10/05). "مراجعة التقنيات الأساسية لأنظمة المساعدة على تجنب الاصطدام" . التقدم في الهندسة الميكانيكية . 9 (10): 168781401772524. دوى : 10.1177 / 1687814017725246 . ردمك 1687-8140 .
↑ تانغ، جون؛ لاو، سونغيانغ؛ وان، يو (2021-09-01). "مراجعة منهجية لأساليب تجنب الاصطدام للمركبات الجوية غير المأهولة" . مجلة أنظمة IEEE . 16 (3): 4356-4367 . doi : 10.1109/JSYST.2021.3101283 . ISSN 1937-9234 .
↑ هي، دونغلين؛ يانغ، يوتشي؛ دينغ، شنغجي؛ تشنغ، لي؛ سو، تشولين؛ لين، زي (15 أكتوبر 2023). "مقارنة منطق تجنب الاصطدام بين نظامي ACAS X وTCAS II في الطيران العام". المؤتمر الدولي الخامس لهندسة الطيران المدني وتكنولوجيا المعلومات (ICCASIT) لعام 2023. الصفحات 568-573 . doi : 10.1109/ICCASIT58768.2023.10351533 . ISBN 979-8-3503-1060-3.
↑ صن، جيايي؛ تانغ، جون؛ لاو، سونغيانغ (2017). "تجنب الاصطدام للطائرات المسيرة التعاونية باستخدام خوارزمية مجال الجهد الاصطناعي المُحسَّنة" . IEEE Access . 5 : 18382-18390 . Bibcode : 2017IEEEA...518382S . doi : 10.1109/ACCESS.2017.2746752 . ISSN 2169-3536 .
↑ رام موهان، أ.؛ تشافان، سوريش؛ تشيدامبارام، راميش كومار؛ مانيساران، ن.؛ كومار، ك. ف. بافان (2022)، "نظام تجنب الاصطدام في السيارات: مراجعة" ، في حسنين، أبو العلا؛ غوبتا، ديباك؛ خانا، أشيش؛ سلوويك، آدم (محررون)، الواقع الافتراضي والمعزز لصناعة السيارات: رؤية الابتكار والتطبيقات ، تشام: دار نشر سبرينغر الدولية، ص 1-19 ، doi : 10.1007/978-3-030-94102-4_1 ، ISBN 978-3-030-94102-4تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 أغسطس 2024
↑ أوه، سيه تشان؛ يون، يونغ كي؛ كيم، يونغ كيو (21-06-2012). "محاكاة الحماية الآلية للقطارات لنظام التحكم اللاسلكي" . المؤتمر الدولي لعلوم وتطبيقات المعلومات 2012. معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات. الصفحات 1-4 . doi : 10.1109/ICISA.2012.6220965 . ISBN 978-1-4673-1401-5ISSN 2162-9048
↑ «شرح: كافاش، التقنية الهندية التي تمنع تصادم قطارين» . صحيفة إنديان إكسبريس . 4 مارس 2022. تاريخ الاطلاع: 21 أغسطس 2024 .
↑ تشين، ديجون؛ داي، تشو؛ وان، شوتشاو؛ مو، جونمين (2015-09-03). "بحث حول نظام مضمن قائم على نظام التعرف الآلي لتجنب تصادم السفن". المؤتمر الدولي لمعلومات النقل والسلامة 2015 (ICTIS) . معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات. الصفحات 512-517 . doi : 10.1109/ICTIS.2015.7232141 . ISBN 978-1-4799-8694-1.
↑ رونغتشي، تشانغ؛ كاي تشونغ، يانغ (2020-03-03). تقنية تجنب اصطدام المركبات الفضائية . دار النشر الأكاديمية. ص 6. ISBN 978-0-12-818241-3.

[:1-1] ١ ٢ هو، شين يوان؛ يي، نايجيا (٢٠٢٤-٠١-٢٢). "تصميم خوارزمية فعّالة لتجنب الاصطدام للسيارات ذاتية القيادة بالاعتماد على رؤية الآلة". المؤتمر الدولي السادس لنظم المعلومات والتعليم بمساعدة الحاسوب (ICISCAE) لعام ٢٠٢٣. الصفحات ١٠٤٢-١٠٤٧ . doi : 10.1109/ICISCAE59047.2023.10392527 . ISBN 979-8-3503-1344-4.

[2] موكونث، فاسوديفان (12 أغسطس 2024). "التقنيات التي تمنع اصطدام المركبات ببعضها | شرح" . صحيفة ذا هندو . ISSN 0971-751X . تاريخ الاسترجاع: 23 أغسطس 2024 .

[:2-3] 1 2 3 4 ياسين ، جواد ن . محمد، شريف ع. حقبيان، محمد هاشم؛ هيكونين، جوكا؛ تينهونن، هانو؛ بلوسيلا، جحا (2020-06-04). "المركبات الجوية بدون طيار (UAVs): أنظمة ومقاربات تجنب الاصطدام" . الوصول إلى IEEE . 8 : 105139 – 105155. بيب كود : 2020IEEEA...8j5139Y . دوى : 10.1109/ACCESS.2020.3000064 . ردمك 2169-3536 .

[4] لينكوف، جون (17 ديسمبر 2015). "أنظمة تجنب الاصطدام تُغير مفهوم سلامة السيارات" . تقارير المستهلك . تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 سبتمبر 2024 .

[:0-5] 1 2 3 تشاو، تشيجو؛ تشو، ليانغجي؛ تشو، تشيانغ؛ لو، يوغونغ؛ لي ، كه تشيانغ (2017/10/05). "مراجعة التقنيات الأساسية لأنظمة المساعدة على تجنب الاصطدام" . التقدم في الهندسة الميكانيكية . 9 (10): 168781401772524. دوى : 10.1177 / 1687814017725246 . ردمك 1687-8140 .

[6] تانغ، جون؛ لاو، سونغيانغ؛ وان، يو (2021-09-01). "مراجعة منهجية لأساليب تجنب الاصطدام للمركبات الجوية غير المأهولة" . مجلة أنظمة IEEE . 16 (3): 4356-4367 . doi : 10.1109/JSYST.2021.3101283 . ISSN 1937-9234 .

[7] هي، دونغلين؛ يانغ، يوتشي؛ دينغ، شنغجي؛ تشنغ، لي؛ سو، تشولين؛ لين، زي (15 أكتوبر 2023). "مقارنة منطق تجنب الاصطدام بين نظامي ACAS X وTCAS II في الطيران العام". المؤتمر الدولي الخامس لهندسة الطيران المدني وتكنولوجيا المعلومات (ICCASIT) لعام 2023. الصفحات 568-573 . doi : 10.1109/ICCASIT58768.2023.10351533 . ISBN 979-8-3503-1060-3.

[8] صن، جيايي؛ تانغ، جون؛ لاو، سونغيانغ (2017). "تجنب الاصطدام للطائرات المسيرة التعاونية باستخدام خوارزمية مجال الجهد الاصطناعي المُحسَّنة" . IEEE Access . 5 : 18382-18390 . Bibcode : 2017IEEEA...518382S . doi : 10.1109/ACCESS.2017.2746752 . ISSN 2169-3536 .

[9] رام موهان، أ.؛ تشافان، سوريش؛ تشيدامبارام، راميش كومار؛ مانيساران، ن.؛ كومار، ك. ف. بافان (2022)، "نظام تجنب الاصطدام في السيارات: مراجعة" ، في حسنين، أبو العلا؛ غوبتا، ديباك؛ خانا، أشيش؛ سلوويك، آدم (محررون)، الواقع الافتراضي والمعزز لصناعة السيارات: رؤية الابتكار والتطبيقات ، تشام: دار نشر سبرينغر الدولية، ص 1-19 ، doi : 10.1007/978-3-030-94102-4_1 ، ISBN 978-3-030-94102-4تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 أغسطس 2024

[10] أوه، سيه تشان؛ يون، يونغ كي؛ كيم، يونغ كيو (21-06-2012). "محاكاة الحماية الآلية للقطارات لنظام التحكم اللاسلكي" . المؤتمر الدولي لعلوم وتطبيقات المعلومات 2012. معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات. الصفحات 1-4 . doi : 10.1109/ICISA.2012.6220965 . ISBN 978-1-4673-1401-5ISSN 2162-9048

[11] «شرح: كافاش، التقنية الهندية التي تمنع تصادم قطارين» . صحيفة إنديان إكسبريس . 4 مارس 2022. تاريخ الاطلاع: 21 أغسطس 2024 .

[12] تشين، ديجون؛ داي، تشو؛ وان، شوتشاو؛ مو، جونمين (2015-09-03). "بحث حول نظام مضمن قائم على نظام التعرف الآلي لتجنب تصادم السفن". المؤتمر الدولي لمعلومات النقل والسلامة 2015 (ICTIS) . معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات. الصفحات 512-517 . doi : 10.1109/ICTIS.2015.7232141 . ISBN 978-1-4799-8694-1.

[13] رونغتشي، تشانغ؛ كاي تشونغ، يانغ (2020-03-03). تقنية تجنب اصطدام المركبات الفضائية . دار النشر الأكاديمية. ص 6. ISBN 978-0-12-818241-3.

[ 2 ]

[ 4 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

اللغة	العربية (RTL)
روابط موسوعية	30 رابطاً
المصدر الأصلي	ويكيبيديا ↗