القيادة الآلية أو الذاتية للسيارات والطرق الحية

يتم العمل في برلين اليوم على تطوير مفهوم القيادة الآلية ( الذاتية ) للسيارت وخلال معرض Tech.AD في برلين وضح السيد Dietmar Rabel والذي يعمل على عدد من مشاريع تطوير القيادة الالية   ما يلي:

"لتمكين السيارات من القيادة مثل البشر، فإنها تحتاج إلى فهم البيئة المحيطة أولا ،من اجل ذلك لدينا الموقع السحابي لمجاميع المعلومات من مصادر مختلفة بما في ذلك السيارات الأخرى على الطريق وتمثل الطرق الحية أهم مصدر للمعلومات والذي يدمج المعلومات الحقيقية في الوقت الحالي عن حركة المرور والطقس وحتى وضع الطريق، كل ذلك بما يمكن السيارة من اتخاذ القرار الصحيح.

لجعل القيادة الذاتية للسيارات ممكنا لابد من توفر ثلاثة عوامل مهمة

1. HD Map

2. Live Roads

3. Humanized Driving

خصائص الجريان المروري Traffic Flow Characteristics الفصل الثاني

الخصائص التجميعية (المرئية) للمرور

سرعة المرور (Traffic Speed)

تعد الخاصية التي تدل على جودة الحركة والسير على الطرق بالنسبة للسائق
السائق عادة لا يكون معنياً بالخصائص الأخرى (كالكثافة والغزارة)، ولكنه يكون مهتماً بالسرعة التي ستوصله بالوقت المناسب

المعادلة العامة للسرعة:

أنواع سرعة التيار المروري:

 المتوسط الزمني للسرعة (Time Mean Speed)
 المتوسط الفراغي للسرعة (Space Mean Speed)

 غزارة المرور (Traffic Flow)

عبارة عن عدد المركبات التي تقطع نقطة معينة على الطريق خلال فترة زمنية محددة.
وهي الخاصية التي توضح حجم الطلب المروري على الطريق وأهمية الطريق النسبية  نسبةً للطرق الأخرى في الشبكة .
وتعد الخاصية التصميمية الأهم التي تدخل كثيراً في دراسات هندسة المرور.
تقاس بواحدة (مركبة/ساعة) أو (مركبة/ساعة/للحارة الواحدة).


المعادلة العامة للغزارة:

كثافة المرور (Traffic Density)

تعبر عن تقارب أو تباعد المركبات ضمن التيار المروري الواحد، وبالتالي تعبر عن
حرية المناورة ودرجة الارتياح أثناء القيادة.

وهي الخاصية التي توضح عدد المركبات التي تشغل مقطع أو شريحة (بطول معين) من

الطريق.
لذلك، تعتبر (كثافة المرور) المؤشر النظري الأساسي المستعمل للدلالة على مستوى الخدمة  (LOS: Level of Service) على الطريق.

تقاس بواحدة (مركبة/ميل) أو (مركبة/ميل/للحارة الواحدة).

المتوسط الزمني للسرعة (Time Mean Speed)
هي السرعة الوسطية لجميع المركبات التي تجتاز نقطة أو مقطع ما على الطريق ضمن فترة زمنية معينة.


المعادلة العامة للسرعة:

أمثلة، يقال ما يلي:

المتوسط الزمني للسرعة يبلغ 60 كلم/ساعة خلال ساعة الذروة الصباحية عند نقطة ما

المتوسط الزمني للسرعة يبلغ 35 كلم/ساعة خلال الساعة الثامنة على منحني أفقي ما

المتوسط الفراغي للسرعة  (Space Mean Speed)

هي السرعة الوسطية لجميع المركبات التي تشغل شريحة أو مقطعاً كاملاً على الطريق ضمن فترة زمنية معينة.


المعادلة العامة للسرعة:

أمثلة، يقال ما يلي:

المتوسط الفراغي للسرعة يبلغ 35 كلم/ساعة خلال ساعة الذروة الصباحية على طريق ما

المتوسط الفراغي للسرعة يبلغ 35 كلم/ساعة خلال الساعة الثامنة على منحني أفقي ما

عشوائية وتأرجح الغزارة

الاختلاف الزمني للغزارة:

حسب السنة، الفصل، الشهر، اليوم، الساعة، الدقيقة

الاختلاف الفراغي للغزارة:

حسب الحارة المرورية(حارة الجزيرة الوسطية، الحارة الوسطى، حارة الكتف)، حسب الطريق (ريفي، مدني، داخل مركز المدينة)، حسب اتجاه الطريق (ذهاب أوعودة).

الاختلاف الأكثر أهمية للغزارة: هو الاختلاف والتأرجح (أو التذبذب) الساعي ثلاث فترات ساعية رئيسية: ساعة الذروة الصباحية، ساعة الذروة المسائية، ساعات خارج الذروة.

انتهى الفصل الثاني

.خصائص الجريان المروري Traffic Flow Characteristics

التيار المروري يتكون من مجموعة متنوعة من المركبات والسائقين  تتفاعل المركبات والسائقون مع بعضهم البعض ومع الظروف المحيطة
ستتميز خصائص المرور بعشوائية كبيرة زمانياً ومكانيا ولا بد من فهم تنوع واختلاف وتأرجح الخصائص المرورية وذلك عبر:
توصيف التيار المروري بخصائص قياسية معينة تصف مستوى الأداء والسلامة وظروف السير وتكون على درجة دقة كافية ومعقولة كي يتمكن المهندس من وضع تصميم صحيح وصالح.

أنواع الجريانات المرورية

تقسم الجريانات المرورية إلى نوعين اثنين:
 الجريانات المرورية الحرة (Uninterrupted Traffic Flows)
هي الجريانات التي تسير بحرية كاملة وباستمرار دون وجود داعي للتوقف (Freeways)
مثال: - الطرق الحرة السريعة وهذه الطرق لا تحوي على أية تقاطعات بمستوى واحد.
الجريانات المرورية غير الحرة (Interrupted Traffic Flows)
هي الجريانات التي تضطر للتوقف دورياً ولا تتمكن من السير بحرية
مثال: - الطرق الحاوية على التقاطعات الضوئية
- الطرق الحاوية على التقاطعات غير الضوئية
لكل نوع من الجريانات خصائصه الأساسية الخاصة

مستوى الخصائص المرورية

تقسم الخصائص المرورية إلى مستويين اثنين:
الخصائص التجميعية المرئية (Macroscopic Characteristics)
هي الخصائص التي تصف التيار ككل، بشكل عام، أي أنها تصف مجموعة من المركبات كوحدة متجانسة الخصائص (تعتمد على المتوسط الحسابي)

الجريانات الفردية المجهرية  (Microscopic Characteristics)
هي الخصائص التي تصف كل مركبة على حدة، أي أنها تعتبر كل مركبة وحدة منفصلة تسير بخصائص مختلفة (تعتمد على قيمة واحدة لكل مركبة)

السرعة اللحظية (Instantaneous Speed)
هي سرعة المركبة في لحظة ما أثناء سيرها على الطريق.
 السرعة النقطية (Spot Speed)
هي سرعة المركبة في مكان ما أو نقطة أو محطة معينة على الطريق (في لحظةما). لا تختلف السرعة النقطية عن اللحظية، لكنها تعطى على محطة ما.
الفرق بين السرعة اللحظية و السرعة النقطية هو :
أن الأولى يتم تسجيلها في لحظة معينة دون اعتبار ضروري للمكان، أما الثانيةفيتم تسجيلها أيضاً في لحظة ما ولكن يجب عند تسجيلها ذكر مكان المركبة أو نقطتها على الطريق.

 زمن العبور (Passage Time)
هو الزمن الذي تستغرقه المركبة لكي تعبر نقطة ما، أو محطة ما، أومقطع من طريق ما و يستخدم لدراسة خصائص محطة أو مقطع ما من الطريق
 زمن الرحلة (Journey or Travel Time)
هو الزمن الكي الذي تستغرقه المركبة في ارتحالها من نقطة لأخرى يستخدم لدراسات المنشأ والمصب أو للمقارنة بين عدة مسالك بين نقطتين

الخصائص الفردية (المجهرية) للمرور

سرعة عبور كشاف معلق أو سرعة عبور نقطة ما على الطريق

سرعة الجري (Running Speed)
هي متوسط سرعة المركبة على مقطع أو شريحة ما من الطريق فقط (أثناء سيرها وحركتها).
يتم حسابها بواسطة تقسيم طول مقطع الطريق على الزمن الذي كانت خلاله المركبة في حركة مستمرة (أو زمن العبور)
لا تأخذ بالحسبان فترات التوقف خلف الإشارات والتقاطعات
سرعة الرحلة (Journey Speed) 
هي سرعة المركبة خلال رحلة كاملة بين نقطتين.
يتم حسابها بواسطة تقسيم طول مسار الطريق بين النقطتين على الزمن الكلي أو زمن الرحلة (شاملاً التوقفات)
زمن التتابع (Time Headway)
هو الفاصل الزمني بين مركبتين متتاليتين عندما تقطعات نقطة معينة 
هو الفرق بين اللحظة 1 التي تقطع خلالها مقدمة سيارة ما نقطة على الطريق واللحظة 2 التي تقطع خلالها مقدمة السيارة التالية نفس النقطة على الطريق
مجموع أزمنة التتابع لعدة مركبات خلال فترة زمني :(t) 

مسافة التتابع (Distance Headway)
هي المسافة التي تفصل بين مقدمة سيارة ما ومقدمة السيارة التي تسير خلفها
 مجموع مسافات التتابع لعدة مركبات تشغل مقطع من الطريق طوله :(x)

الفجوة الزمنية (Time Gap)

الفاصل الزمني بين اللحظة 1 التي تقطع خلالها مؤخرة سيارة ما نقطة على الطريق واللحظة 2 التي تقطع خلالها مقدمة السيارة التالية نفس النقطة على الطرق

لا تأخذ بعين الاعتبار طول المركبة عند حساب الفاصل الزمني

الفجوة الفراغية (Space Gap) 

المسافة الفاصلة بين مؤخرة سيارة ما ومقدمة السيارة التالية

 لا تأخذ بعين الاعتبار طول المركبة عند حساب فاصل المسافة

الفرق بين التتابع والفجوة

التتابع يدل على: فاصل بين نفس النقطة النسبية (مقدمة ومقدمة) أو (مؤخرة ومؤخرة)
الفجوة تدل على: فاصل بين المركبتين مع إهمال طول المركبة (مؤخرة الأمامية ومقدمة ومقدمة) 

انتهى الفصل الاول

يتبع ان شاء الله

الغزارات المرورية الساعية (Flows Traffic Hourly)

ساعة الذروة: Hour Peak 

هي الساعة التي تبلغ خلالها الغزارة المرورية القيمة العظمى لها خلال اليوم. 

غزارة ساعة الذروة: Flow Hour Peak 

هي الغزارة المرورية خلال ساعة الذروة. يتم تمييز نوعين من ساعات الذروة: ساعة الذروة الصباحية، وساعة الذروة المسائية. تقترن عادة ساعة الذروة الصباحية بذهاب الطلاب والعمال من منازلهم إلى مدارسهم ووظائفهم تقترن في المقابل ساعة الذروة المسائية بعودة الطلاب والعمال إلى منازلهم

أسس استعمال مفهوم ساعة الذروة 

قد تمتد فترات الذروة لأكثر من ساعة وتكون ساعتين أو ثلاثة او أكثر.
  قد تتساوى غزارة ساعة الذروة الصباحية مع المسائية، وقد تفوق إحداهما الأخرى .
الفترات الزمنية التي تمتد قبل الذروة الصباحية أو بعد الذروة المسائية أو فيما بينهما تسمى ب (ساعات خارج الذروة: hours peak-Off) .
 قد تحسب غزارة ساعة الذروة لطريق ما بحيث تتضمن كلاً من اتجاهي الطريق المتعاكسين، أو بحيث تتضمن اتجاها ً واحدا فقط  
من الضروري عند تقديم قيمة غزارة الذروة توضيح أي الطريقتين تم استخدامها. 
 الاتجاه الذي يحوي على أعلى غزارة مرورية ب يسمى أحيانا (اتجاه الذروة :Direction Peak .
 هناك غزارة تصميمية تعرف ب(الغزارة التصميمية الساعية باتجاه واحد) أو حسب كود ال : (HCM (ما يعرف ب (DDHV: directional design hour volume) وهو مصطلح يأخذ بالحسبان اختلاف الغزارة على جانبي الطريق. 
 يجب عند التصميم المروري مراعاة الغزارة خلال ساعة الذروة والتي تسير في اتجاه الذروة والتي غالبا ً ما يتم تبنيها على أساس أنها الغزارة التصميمية ً  .
 التقييم الصحيح لأداء المرور الحالي يجب أن يكون أيضا خلال ساعة الذروة و في اتجاه الذروة.

MP4 480p قصة تعليمية عن طريقة عبور الشارع

قواعد المرور بشكل مسلي yes or no

اولويات المرور على الدوارات في اقل من دقيقة

نظم التحكم بمستوى خدمة الطرق السريعة

هناك بعض العوامل التي تؤثر على مستوى خدمة الطريق وتحد من إمكانية استثمار الطرق بشكل كامل. معظم الجهات المشغلة للطرق السريعة تقوم بأخذ العوامل التصميمية وفق الكودات العالمية المعمول بها بصرامة وتراقب بجدية حسن التنفيذ والالتزام بالمواصفات ،وأثناء فترة الاستثمار تقوم بما يلزم من الصيانات الطارئة والدورية إلا انها تترك الطرق دون مراقبة و تكتفي بإعلان  القوانين الثابتة عبر الإشارات المرورية التحذيرية والارشادية وغيرها .

كل ما ذكر أعلاه ضروري ومطلوب جداً إلا أن كل ذلك يفقد فاعليته تماما في حال الطوارئ من حوادث  أو ظروف مناخية أو أية كوارث أخرى أو حتى في ساعات الذروة حيث يفرض الازدحام والفوضى المرورية نفسيهما , من هنا تأتي ضرورة مراقبة الطرق السريعة  Expressway (حيث السرعة الأدنى 90 كم/ سا والسرعة التصميمية 120  كم/ سا أو أكثر)   بهدف التحكم بمستوى الخدمة  ايجابيا مما سينعكس بالضرورة وفر على الاقتصاد القومي .

بداية لابد من الوقوف عند بعض التعاريف المهمة

مستوى الخدمة Level of Service

هو القياس النوعي لتأثير عدد من العوامل مثل سرعة التشغيل ومدة السفر وأعطال حركة المرور و حرية المناورة والعبور سلامة  القيادة والراحة ومدى ملاءمة الطريق وتكاليف التشغيل بالنسبة للخدمة التي يوفرها الطريق لمستخدميه ويرتبط مستوى الخدمة ارتباطا وثيقا بسعة الطريق

سعة الطريق Highway Capacity

أقصى عدد للمركبات التي يتوقع مرورها فوق جزء معين من حارة أو طريق خلال فترة زمنية معينة في ظل ظروف المرور السائدة .

سنتحدث هنا عن الطرق السريعة Expressway  حيث السرعة الادنى 90 كم/ سا والسرعة التصميمية 120  كم / سا     او اكثر.

السرعة التصميمية

هي أعلى سرعة مستمرة يمكن أن تسير بها السيارة بأمان على طريق رئيسي عندما تكون أحوال الطقس مثالية وكثافة المرور منخفضة وتعتبر مقياساً لنوعية الخدمة التي يوفرها الطريق. والسرعة التصميمية عبارة عن عنصر منطقي بالنسبة لطبوغرافية المنطقة.

سرعة الجريان Running Speed   

تعتبر السرعة الجارية للمركبة في قطاع معين من الطريق عبارة عن المسافة المقطوعة مقسومة على زمن الرحلة )فقط زمن سير المركبة (

  السرعة اللحظية المتوسطة Average Spot Speed 

هي عبارة عن المتوسط الحسابي للسرعات لجميع المركبات عند لحظة محددة لجميع المركبات عند نقطه محددة بقطاع صغير من الطريق.

بعد كل ما ذكر أعلاه هل من الممكن حقيقة التحكم بالطريق ومستوى خدمته؟

في الحقيقة يوجد تجارب عالمية كثيرة في البلدان المتقدمة تمكنت من التحكم بالطريق من خلال وحدات مراقبة مخصصة لهذا الغرض تراقب الطريق بواسطة  كاميرات مراقبة مثبتة عليه وإشارات مرورية تفاعلية يتم التحكم بها من مركز المراقبة ذاته فيمكن تغيير السرعة المسموح بها أو غلق أجزاء من الطريق او المخارج او حتى المداخل كذلك يمكن تحويل المرور برمته من خلال هذه اللوحات المرورية الالكترونية، ويمكن خفض السرعات المسموح بها او رفعها او فتح هذه السرعات وعدم تحديدها ,مما يعني التحكم بمستوى خدمة الطريق ورفعها او خفضها حسب اللزوم والحاجة.

تخيل أن لديك حادث ما او طارئ ادى لإغلاق الطريق في نقطة ما وانت بحاجة الى نصف ساعة لإعادة فتح الطريق ,بحساب بسيط للغزارة المرورية والسرعة المسموح بها ستجد انه خلال خمس دقائق ستتراكم العربات وسيتوقف المرور نهائيا وستحتاج الى اكثر من ساعة بعد فتح الطريق للتخلص من الازدحام بينما يمكنك ببساطة ان تخفض السرعة المسموحة على مسافة معينة قبل نقطة الاغلاق يتم احتسابها بحيث تؤخر وصول المركبات المدة اللازمة للتعامل مع الوضع وتقليل عدد المركبات المتوقفة الى الحد الادنى ومن ثم يتم اعادة السرعة بعد إعادة السيطرة. وكذلك في أوقات الذروة يمكن تفادي توقف المرور بالتحكم بالسرعة المسموح بها وتعديلها حسب الحاجة كلما دعت الضرورة.

إذامن خلال مراقبة الطريق يتم تحديد مستوى الخدمة الآني له من خلال الغزارة المرورية الآنية وبناء عليه يتم تحديد السرعة القصوى المسموح بها وذلك عبر الاشارات الالكترونية.

وبذلك يحتاج الامر الى معرفة مستوى الخدمة الاني والغزارة المرورية الانية والسرعة الانية المسموح بها بواسطة بعض التجهيزات والبرامج البسيطة لمراقبة الطريق وإيجاد الحلول المناسبة.

 ان المانيا على سبيل المثال استفادت من ذلك بما يسمى سياحة الطرق فأصبحت مقصدا لهواة السرعة من الدول المجاورة، حيث ان معظم الطرق السريعة تتيح للسائق القيادة باي سرعة يريدها في اوقات محددة مع وجود تلك المعدات والبرامج وكون تلك الطرق مدروسة ومنفذة بشكل فني مميز.

وحدة متنقلة للتحكم المروري في مناطق العمل

قواعد المرور

الالتزام بقواعد المرور حقيقة حضارة واخلاق وتعكس تربية الشعوب

آثار الضرر على طبقات الرصف للطرق بسبب الحمولة الزائدة

تشكل الطرق العصب الشرياني لنقل حركة الركاب و البضائع و الترانزيت و تستخدم للنقل بين القرى و المدن و المناطق الزراعية  و..... .

يعتقد الكثيرون و بالأخص سائقو الشاحنات ان زيادة الحمولة المسموحة امر عادي و لا يؤثر على المركبة او على الطريق و لكن الأبحاث والدراسات تدل إلى ان تأثير تلك الحمولات الزائدة تؤدي الى ضرر كبير في طبقات رصف الطرق بسببها ،حيث أنها تسبب الضرر بمعدل الأسي قوة اربعة اي ان الشاحنة المحملة فوق طاقتها 10٪ يمكن أن تلحق الضرر بالطريق بنسبة أكبر من 40 ٪ مقارنة مع نفس حمولة شاحنة نظامية.

إضافة الى بعض الاسباب التي تؤدي الى الحاق الضرر على جسم الطريق مثل:

تصميم الطرق

انشاء الطرق

صيانة الطرق

الكوارث الطبيعية

حسب الكودات يعتبر المحور المعياري المكافئ  الاحادي (حسب الشكل ) و الذي من خلاله تحسب سماكات الرصف  و ان  كافة المحاور المرورية  ستحب قياسا على الحمل المكافئ  وفق معادلات  تأخذ بعين الاعتبار تربة  التأسيس و النمو المروري  و ..... .

      P = 8.2 tons                                                                   

                                                          

 وقد تم دراسة العلاقة بين الحمولات النظامية والمخالفة وتحديد معامل الضرر حسب زيادة الحمولة النظامية الى المخالفة ووضحت العلاقة مقدار الضرر وتأثيره على العمر التصميمي للطريق.

عل سبيل المثال تم حساب سماكات طبقات الرصف لعدد معين من الشاحنات حمولتها النظامية 40 طنا و عمر تصميمي للطريق 15 سنة اضافة للعوامل الاخرى، فان تجاوزت تلك الشاحنات عن الحمولات النظامية بنسبة 100% (اي كافة الشاحنات محملة حمولات مخالفة ) فان النتائج ستكون كما يلي :

زيادة 5% (42 طن ) يصبح العمر التصميمي 15/1.22 = 12.3 عاما

زيادة 10% (44 طن ) يصبح العمر التصميمي 15/1.46 = 10.27 عاما

زيادة 15% (48 طن ) يصبح العمر التصميمي 15/2.07= 7.25 عاما

و تبين الجداول التالية معامل الضرر الناتج عن تأثير الفرق الحمولة النظامية  و الغير نظامية على طبقات الرصف و العمر 

التصميمي للطريق :

و اخيرا ان السماح بمرور حمولة مخالفة بالوزن بنسبة 100 %  تساوي مرور 18 شاحنة نظامية من نفس النوع و ان منعها من السير سيبقي على عمر الطريق التصميمي و الحالة الجيدة لطبقات الرصف   .