الاتصالات المحمولة والذكاء الاصطناعى.. ثورة غير مسبوقة فى منظومة النقل

تواجه العديد من الدول تحديات ضخمة فى منظومة النقل لأسباب عديدة من بينها ضعف البنية التحتية، وتزايد أعداد السكان، وزيادة حركة مرور السيارات، وتهالك المركبات، وارتفاع معدلات التلوث، مما يبطئ من قدرة اقتصاديات تلك الدول على النمو.
وقد نجحت مصر مؤخرا فى السير على الطريق الصحيح من خلال تطوير وتحسين منظومة الطرق، والتوسع فى إنشاء الطرق السريعة، وشق شبكات طرق جديدة، الأمر الذى تظهر آثاره الإيجابية تدريجيا من حيث تسهيل حركة التنقل للأشخاص والبضائع، والقدرة على توصيل الخدمات للسكان المحرومين، وبالتالى فتح أسواق داخلية وخارجية جديدة، وتوسيع فرص الاستثمار المرتبطة بمنظومة النقل على اختلاف تنويعاتها ما بين نقل بري أو بحرى أو جوى، مع التوجه نحو اعتماد أحدث أدوات الاتصالات وتكنولوجيا المعلومات والتوسع فى مفهوم النقل الذكى.
وتستطيع أدوات الاتصالات وتكنولوجيا المعلومات بما فيها شبكات الاتصالات المحمولة، وخدمات تقديم الدعم والمساندة اللازمة لتنفيذ مختلف المشروعات المتعلقة بقطاع النقل بدءًا من تحويل خدمات المرور التقليدية إلى خدمات إلكترونية بالكامل، مرورا بتمكين مشروعات الطرق الذكية، والخدمات المرورية لمراقبة الطرق، والمركبات، وغيرها من الخدمات.
ثورة غير مسبوقة فى منظومة النقل
قبل مناقشة ما يمكن أن تجلبه تقنيات الاتصالات المحمولة وخاصة من الجيل الخامس من فوائد لوسائل النقل، نناقش بإيجاز القضايا الرئيسية للنقل فى المدن الكبرى، وتشمل الازدحام المرورى والتلوث والحوادث، والتى يمكن أن تكون جميعها مرتبطة.
ويمكن لتقنيات الاتصالات معالجة هذه المشكلات من خلال توفير نظام نقل ذكى مبنى على 3 محاور: الأول الاتصال من مركبة إلى مركبة، والثانى الاتصال من مركبة إلى البنية التحتية، والثالث النقل متعدد الوسائط.
الاتصال من مركبة إلى مركبة
ستتيح تقنيات الاتصالات من الجيل الخامس الاتصال المباشر من مركبة إلى أخرى، دون المرور عبر الشبكة، لمنع الازدحام المرورى والتأخير.
وستكون المركبات ذاتية القيادة قادرة على تنبيه الآخرين فى حالات مثل الاصطدامات وتقلبات الطقس وحوادث الطرق. يسمح هذا للمركبات المستقلة بالتنقل بالقرب من بعضها البعض على شكل مجموعة من المركبات التى تسير فى نفس الاتجاه فى وقت معين لتحقيق تحسين حركة المرور، مع زيادة السلامة على الطريق.
الاتصال من مركبة إلى البنية التحتية
وبالنسبة لهذا الجانب، ستعمل الاتصالات المحمولة من الجيل الخامس على تمكين الاتصال بين السيارات والبنية التحتية مثل: أجهزة الاستشعار وإشارات المرور والكاميرات والطائرات بدون طيار وغيرها.
وتكمن المشكلة اليوم فى أن التقنيات اللاسلكية التى تستخدمها الأنظمة الحالية مجزأة، لكن تقنيات الاتصالات من الجيل الخامس لن تقوم فقط بتوحيد الاتصال وتقليل زمن الاتصال بين المركبة والبنية التحتية وزمن الرحلة، ولكنها ستعمل أيضا على تمكين التطبيقات الذكية التى لا يمكن تنفيذها اليوم. على سبيل المثال، أظهرت تجربة على حركة المرور الذكية، قامت بها جامعة كارنيجى ميلون فى بيتسبيرج فى الولايات المتحدة منذ عدة سنوات أن حركة المرور الذكية ستوفر انخفاضا فى زمن الرحلة بنسبة تصل إلى 40 % وتقليل انبعاثات الملوثات بنسبة 20%.
النقل متعدد الوسائط
تركز فكرة النقل متعدد الوسائط على الجمع بين عدة طرق للنقل على طول الرحلة، على سبيل المثال، ركوب حافلة، ثم سيارة مشتركة ثم استخدام دراجة كهربائية أو سكوتر.
ويكمن التحدى فى إجراء انتقال سلس من وسيلة نقل إلى أخرى والتأكد من أن التسجيل والدفع يتم بشكل سلس وآمن قدر الإمكان، وهنا يتعلق الأمر بإدارة الهويات الرقمية عبر الأنظمة المختلفة، والتى يتم التعامل معها حاليا بشكل منفصل.
وبالطبع، من المهم أن نضمن الأمان وخصوصية المستخدم، وهناك حل مقترح لهذه المشكلة من خلال ابتكار يسمى الهويات الرقمية الموثوقة.
النقل والذكاء الاصطناعى
يلعب الذكاء الاصطناعى دورا مهما فى طريقة تفاعلنا مع العالم من حولنا إذ يشكل مجموعة قوية من التقنيات التى يمكن أن تساعد البشر فى حل المشكلات اليومية، ومن أهمها مشكلة النقل، حيث تعمل تطبيقات الذكاء الاصطناعى بالفعل على تغيير الطريقة التى ننقل بها الأشخاص والبضائع، ومن مسح أنماط حركة المرور لتقليل حوادث الطرق بالنسبة للنقل البرى إلى تحسين طرق النقل البحرى لتقليل الانبعاثات.
ويوفر الذكاء الاصطناعى فرصا هائلة لجعل النقل أكثر أمانا وموثوقية وكفاءة وأكثر صداقة للبيئة. وهناك تطبيقات متعددة للذكاء الاصطناعى فى كل من الاقتصادات المتقدمة والأسواق الناشئة توضح المساهمات التى يمكن أن تقدمها هذه التقنيات المتطورة للاقتصادات.
ما هو الذكاء الاصطناعي؟
حققت تقنيات الذكاء الاصطناعى تقدما كبيرا فى العقود الستة الماضية منذ أن تم تأسيسه كنظام. وفى السنوات الأخيرة، تسارعت تطورات الذكاء الاصطناعي، مدعومة بتطور فى تقنيات التعلم الآلي، بالإضافة إلى تحسينات فى قوة الحوسبة وتخزين البيانات وشبكات الاتصالات.
والذكاء الاصطناعى ليس نوعا واحدا من الآلات أو الروبوتات، ولكنه سلسلة من الأساليب والطرق والتقنيات المتكاملة التى تقوم بسلوكيات ذكية من خلال تحليل بيئاتها واتخاذ القرارات بدرجة معينة من الاستقلالية لتحقيق أهداف محددة يمكنها تحسين طرق النقل المختلفة.
الذكاء الاصطناعى والنقل
بدأ الذكاء الاصطناعى بالفعل فى إحداث تغيير جذرى فى الاقتصاد العالمى ومن المرجح أن يستمر فى القيام بذلك. يمكن أن تضيف التطورات فى مجال الذكاء الاصطناعى حوالى 13 تريليون دولار إلى الناتج الاقتصادى العالمى بحلول عام 2030، وفقا للمحللين.
وهذا يشمل قطاع النقل. ووصلت السوق العالميه لتقنيات الذكاء الاصطناعى المتعلقة بالنقل إلى 1.2 إلى 1.4 مليار دولار، وفقا لتقديرات شركات الأبحاث العالمية.
ويمكن أن ينمو إلى 3.1 إلى 3.5 مليار دولار بحلول عام 2023، مسجلا معدل نمو سنوى مركب بين 12 و 14.5 فى المائة خلال الفترة 2017 إلى 2023، وفقا لدراسات P&S Market Research ويرجع السبب فى النمو السريع لهذه السوق إلى الفوائد التى يمكن أن يقدمها الذكاء الاصطناعى لقطاع النقل، بما فى ذلك زيادة الكفاءة وسلامة المشاة والسائقين، وانخفاض التكاليف. فى عام 2017، وأشارت التقديرات إلى أن أمريكا الشمالية تستحوذ على أكبر حصة فى سوق النقل العالمى للذكاء الاصطناعي، بنسبة 44 %.
تدخلات الذكاء الاصطناعي
على الرغم من أن المركبات ذاتية القيادة Automated Vehicles، تحظى باهتمام إعلامى كبير، فإن تطبيقات الذكاء الاصطناعى فى النقل لا تقتصر على المركبات ذاتية القيادة إذ يمكن للذكاء الاصطناعى المساعدة فى توفير حلول متنوعة لمجموعة من المشكلات المتعلقة بالنقل مثل قضايا السلامة والموثوقية والقدرة على التنبؤ، فضلا عن الكفاءة والاستدامة.
ثورة غير مسبوقة فى منظومة النقل
السلامة
تعتبر السلامة على الطرق لكل من السائقين والمشاة قضية رئيسية تتعلق بالصحة العامة.
فعلى سبيل المثال وصلت الوفيات العالمية المرتبطة بحركة المرور على الطرق إلى 1.35 مليون فى عام 2016، ارتفاعا من 1.25 مليون فى عام 2013. حدثت معظم هذه الوفيات فى البلدان منخفضة الدخل.
فى حين أن البنية التحتية غير الملائمة كالطرق والمركبات المتهالكة أو غير المزودة بمعدات سلامة حديثة تلعب دورا فى ارتفاع عدد الضحايا، فإن الخطأ البشرى يعتبر عنصرا مهما، وبالنسبة لبلدان الاتحاد الأوروبي، يلعب الخطأ البشرى (السرعة والانشغال وتشتت الانتباه، والقيادة تحت تأثير الكحول) دورا فى أكثر من 90 % من الحوادث على الطرق.
وفقد أكثر من 25000 شخص حياتهم فى هذه الأنواع من الحوادث فى الاتحاد الأوروبى فى عام 2017.
ويعتقد الباحثون أن المركبات ذاتية القيادة يمكن أن تقلل من وفيات حوادث المرور بنسبة تصل إلى 90٪ بحلول عام 2050 فى بعض البلدان المتقدمة أدت محاولة شركة تسلا Tesla الأولى فى سيارة ذاتية القيادة إلى خفض معدلات الحوادث بنسبة 40% عندما تم تنشيط تقنيات القيادة الذاتية.
فى حين قد لا تكون المركبات الذاتية جاهزة للنشر الشامل على مستوى العالم وخصوصا فى الدول النامية على المدى القصير، إلا أن بعض التقديرات الطموحة تشير إلى أنه سيكون هناك 10 ملايين مركبة على الطريق بحلول عام 2020 مع وجود سيارة واحدة من بين 4 سيارات بدون سائق فى عام 2030.
الموثوقية والقدرة على التنبؤ
يعتمد النقل على الأداء الثابت والقدرة على التنبؤ بأوقات الوصول والمغادرة كعوامل لتمكين تنسيق حركة الأشخاص والبضائع.
فى النقل العام، يمكن أن يؤدى توفير معلومات دقيقة وفى الوقت المناسب عن وقت السفر إلى جذب الركاب وزيادة رضا المستخدمين. وتؤثر البنية التحتية لشبكات الطرق غير الموثوق بها، والازدحام على الطرق على عامل الموثوقية والقدرة على التنبؤ.
وفى هذه الحالة يستخدم مقدمو حلول النقل مثل Uber تقنيات الذكاء الاصطناعى بطرق متعددة لتوفير أوقات التقاط وإنزال للركاب موثوقة لمساراتهم. ويمكن تسخير هذه التقنيات لتحسين جودة حلول النقل العام على مستوى العالم.
الكفاءة
تحتل البلدان النامية فى الغالب مرتبة متدنية فى مؤشر أداء السوق لأن النفقات اللوجستية تكون عالية إذا ما قورنت بالناتج المحلى الإجمالى للدولة، ويرجع ذلك جزئيا إلى نقص الكفاءة الناجم عن البنية التحتية غير الملائمة والإجراءات الجمركية السيئة.
أما فى البلدان المتقدمة فتتراوح نسبة الإنفاق ما بين 6 و8% من الناتج المحلى الإجمالى، ويمكن أن تتراوح هذه التكاليف ما بين 15 إلى 25% فى بعض البلدان النامية.
يمكن أن يساعد الذكاء الاصطناعى فى تحسين الحركة المرورية من أجل زيادة الكفاءة عن طريق توفير وتطبيق خدمات لوجستية إلكترونية يتم خلالها تطبيق التقنيات المستندة إلى الإنترنت على سلسلة العرض والطلب بالاستعانة بالذكاء الاصطناعى بعدة طرق، مثل مطابقة الشاحنين مع موفرى خدمات التوصيل.
البيئة
يعتبر قطاع النقل على مستوى العالم مسئولا عن 23% من إجمالى انبعاثات ثانى أكسيد الكربون.
وبدون اتباع سياسات التقليل من العوادم والانبعاثات الكربونية وسياسات التنمية المستدامة يمكن أن تتضاعف الانبعاثات من قطاع النقل بحلول عام 2050.
وفى المقابل يمكن لتقنية الذكاء الاصطناعى أن تقلل عدد الرحلات غير الفعالة فى البحر أو على الطرق البرية، ومن خلال تحسين الطرق، والمركبات، وتحسين كفاءة الوقود سيتم تقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.
وعلى سبيل المثال يمكن لأحد تطبيقات الذكاء الاصطناعى الصديقة للبيئة القيام بربط العديد من الشاحنات لاسلكيا بشاحنة واحدة رائدة، مما يسمح لجميع الشاحنات بالعمل بالقرب من بعضها البعض بأمان، مما سيساهم فى تحقيق كفاءة فى استهلاك الوقود.
ثورة غير مسبوقة فى منظومة النقل
نقص المهارات
تختلف درجة الاعتماد على تقنيات الذكاء الاصطناعى باختلاف الصناعات والمناطق الجغرافية. يقدم الذكاء الاصطناعى وعودا بزيادة الإنتاجية بسرعة، لكن التقدم الذى يحدث فى مسار تبني حلول الذكاء الاصطناعى ليس متوازيا فى جميع المجالات. فبعض الصناعات تتبنى الذكاء الاصطناعى جزئيا لأنها وجدت أن تطبيقات الذكاء الاصطناعى أكثر فائدة بالنسبة لها، تشمل هذه القطاعات الرعاية الصحية والخدمات المالية والنقل. ومع ذلك، فهناك تباين كبير فى نسب تبنى حلول الذكاء الاصطناعى بسبب أن تنفيذ حلول الذكاء الاصطناعي يحتاج إلى مهارات قادرة على اقتراح وتنفيذ الحلول، وهذه المهارات غير متوافرة بشكل واسع حتى الآن.
الصين وأمريكا
يمكن أن تساعد حلول الذكاء الاصطناعى فى تطوير الأسواق الناشئة لأن التقنيات المدعومة بالذكاء الاصطناعى يمكنها مساعدة اللاعبين الصغار ذوى رؤوس الأموال القليلة والاستثمارات الضعيفة من الاستفادة من الموارد الحالية، مثل سائقى الشاحنات فى المدينة أو سائقي الدراجات النارية، من أجل توفير حلول فعالة لعملائهم. يمكن أن يؤدى ذلك إلى تغيير نماذج الأعمال التقليدية، وتقديم حلول أكثر فعالية من حيث التكلفة، وهذا ما نراه بالفعل فى مجال الخدمات اللوجستية الإلكترونية.
وقد بدأت الشركات الصغيرة فى الأسواق الناشئة فى مجال النقل بالفعل فى رقمنة أعمالها أو بناء نماذج أعمال جديدة مدعومة بالتكنولوجيا، مثل الخدمات اللوجستية الإلكترونية والتنقل الإلكتروني، وكلما تزايد استخدام تقنيات الذكاء الاصطناعى تظهر ملاحظات يمكن تحسينها شيئا فشيئا، مما يعطى الفرصة لمزيد من التطوير والتطبيق للذكاء الاصطناعى لتحسين الموثوقية والقدرة على التنبؤ والكفاءة.
الحافلات المستقلة
تم تنفيذ تجارب على الحافلات المستقلة الصغيرة الحجم فى جميع أنحاء العالم، وعلى وجه الخصوص فى دول مثل فنلندا وسنغافورة والصين. وقد سبقتها فى هذا المجال النرويج والسويد وفرنسا. ويتم فى هذه الحافلات استخدام محركات كهربائية ذاتية القيادة توفرها شركة Local Motors، وهى شركة أمريكية مدعومة من IBM Watson ويستخدم هذا النظام أول نموذج للسيارات ذاتية القيادة يستخدم نظام Watson الخاص بشركة IBM وقاعدة بيانات إنترنت الأشياء لتحليل حركة المرور المحيطة، واتخاذ القرارات بناء على تلك البيانات. إلى جانب قيادة نفسها بنفسها، توفر الحافلات أيضا لركابها معلومات عن المطاعم والطقس. وتم اختبار لهذه النماذج فى العديد من المدن الأمريكية. وعلى سبيل المثال تستخدم منصة Uber لطلب سيارات الأجرة ومشاركتها تقنيات الذكاء الاصطناعى لمتابعة السائقين والركاب وحركة المرور.
ثورة غير مسبوقة فى منظومة النقل
ثورة غير مسبوقة فى منظومة النقل
إدارة حركة المرور
هناك العديد من خوارزميات الذكاء الاصطناعى التى يمكنه وضع الحلول المناسبة للمشكلات المعقدة مثل المشكلات التى تطرحها الحركة المرورية، ويتم استخدامها فى جميع أنحاء العالم. وهناك حلول مطبقة بالفعل لوضح حلول للتحكم الذكى فى إشارات المرور. ففى مدينة بيتسبرغ الأمريكية تقوم تقنية الذكاء الاصطناعى بتنسيق الحركة المرورية فى شبكة مكونة من تسع إشارات مرور فى ثلاثة طرق رئيسية بمساعدة نظام يسمى Rapid Flow. وقد أسهمت هذه التجربة فى تقليل زمن الرحلة بنسبة تزيد على 25 % فى المتوسط ، كما انخفضت أوقات الانتظار بمعدل 40 % أثناء التجربة. كما تم تخفيض التوقفات فى الإشارات بنسبة 30 % وتقليل الانبعاثات بنسبة 20 %.
السكك الحديدية
طورت شركة جنرال إلكتريك للنقل تقنيات ذكية لتحسين كفاءة قاطرات الشحن الذكية، حيث تم تزويدها بأجهزة استشعار تجمع البيانات وتغذيها من خلال تقنية التعلم الآلي. يحلل التطبيق البيانات ويسهل اتخاذ القرار فى الوقت الفعلي. فى أوروبا، تم تحديث 250 قاطرة من شركة الشحن "دويتشه بان كارجو" بالتعاون مع برنامج إدارة الأداء من شركة جنرال إلكتريك لمراقبة أداء الفرامل ودرجة حرارة المحرك والظروف الأخرى للتنبؤ بالصيانة. يعتبر هذا النظام الأكثر دقة لأنه يتغذى على بيانات فى الوقت الفعلى حول ظروف القاطرات.
النقل الجوي
تبحث العديد من الشركات إمكانية استخدام الطائرات بدون طيار (الدرونز) لتسليم البضائع. على سبيل المثال، تقوم شركة Nautilus، وهى شركة ناشئة مقرها كاليفورنيا، بتطوير طائرة شحن بدون طيار بسعة 90 طنًا. ويستخدم صانعو الطائرات الذكاء الاصطناعى بالفعل لحل المشكلات التى يواجهها الطيارون فى كابينة القيادة ومن أجل القيام بعمليات الصيانة التنبؤية. وتعمل شركة Aerogility مع شركة الطيران منخفض التكلفة EasyJet منذ عام 2017 لأتمتة تخطيط الصيانة اليومية لأسطولها، بما فى ذلك التنبؤ بالصيانة الثقيلة وزيارات ورش المحركات وإصلاح معدات الهبوط، كما تستخدم شركة Airbus أداة مماثلة، Skywise، لتوفير الصيانة التنبؤية وتحليلات البيانات فى الوقت الفعلى، وتشمل مجالات التركيز المحتملة الأخرى قيام الذكاء الاصطناعى بالمساعدة فى خدمة العملاء والتعرف على وجوه الركاب.
الرقمنة
تشكل الاستثمارات فى البيانات الضخمة والرقمنة بشكل عام اللبنة الأساسية لتقنية الذكاء الاصطناعي، ومن المتوقع أن تجلب عمليات الرقمنة فوائد ضخمة للشركات الناشئة والشركات الناضجة التى تقوم بالرقمنة بشكل أسرع.
وتتيح خدمات الاتصالات لخدمات النقل مزايا هائلة منها على سبيل المثال الاستعانة بمنصة رقمية تسهل أيضا المدفوعات المالية عبر الهاتف المحمول، وهناك بعض الأمثلة التى تشهد على ذلك فى مصر مثل شركة Swvl وهى شركة مصرية ناشئة تتيح للركاب مشاركة رحلات الحافلات ذات الطريق الثابت.
لقد نجحت أدوات الاتصالات وتكنولوجيا المعلومات فى توفير الكثير من الأدوات التى تعد بتحويل منظومة النقل إلى آفاق جديدة سواء من حيث البنية التحتية، وخصوصا فى مرحلة ما بعد دخول الجيل الخامس من الاتصالات المحمولة حيز التنفيذ، حيث سيتم ربط جميع مكونات المنظومة من طرق وإشارات، ومركبات، بالإضافة إلى الخدمات المصاحبة لها من حجز للمقاعد قبل قيام الرحلات، أو توفير لخدمات الإنترنت طوال فترة الرحلة، أو غيرها من الخدمات التى تعتبر ثورة غير مسبوقة فى عالم النقل البري والبحرى والجوى.