مروری بر مفهوم بندر هوشمند

گردآوری و تالیف: اصغر ناصری

بنادر به عنوان نقطه اصلی اتصال حمل و نقل دریایی و زمینی، نقش مهمی در توسعه اقتصادی یک کشور دارند. از آنجایی که بیشتر صنایع در کمربند ساحلی قرار دارند، به نوبه خود بر توسعه بنادر تاثیر می گذارند. هم اکنون بیش از 50 هزار کشتی تجاری در سراسر دنیا به انتقال کالاهای تجاری پرداخته و مسئول بیش از 90 درصد تجارت دنیا هستند[1].

توسعه فناوری های ارتباطی و اطلاعاتی امکانات نوینی در اختیار بنادر قرار داده و گفتمان نوین بنادر هوشمند را فراروی تصمیم سازان و پژوهشگران قرار داده است. این مقدمه کوتاه مروری بر مفهوم بندر هوشمند و مدلهای رایج آن در جهان امروزی دارد.

1. تعاریف موجود از شهر هوشمند

تعریف جهانشمولی از شهر هوشمند[1] در ادبیات علمی وجود ندارد، زیرا مفهوم نوینی است که پیوسته تطور می‌یابد و به پس زمینه استفاده آن بستگی دارد. لیکن دو تعریف زیر بیش از موارد دیگر مورد استفاده قرار گرفته اند:

-         از نقطه نظر سیاسی، شهر هوشمند شهری است که از یک مدل توسعه شهری، زیست محیطی و اجتماعی تبعیت می کند بطوری که سرمایه گذاری در سرمایه های انسانی، زیرساخت حمل و نقل و فناوری های ارتباطی باعث ترویج توسعه پایدار اقتصادی و استاندارد بالایی از کیفیت زندگی می شوند.

-         از نقطه نظر فنی، شهر هوشمند شهری است که زیرساختهای هوشمند مشترک مانند انرژی، آب، حمل و نقل، دفع ضایعات و فناوری های اطلاعاتی و ارتباطی را بکار می گیرد[2] [2].

کانون تمرکز اصلی توسعه در شهرهای هوشمند سراسر دنیا یکسان نبوده و موارد اصلی زیر را می توان در این رابطه ذکر کرد:

-         تمرکز بر انرژی و محیط زیست: مانند سیدنی (استرالیا)، مالاگا (اسپانیا) و استکهلم (سوئد)

-         تمرکز بر حمل و نقل: مانند آوکلند، پورتلند (ایالات متحده) و ساوت همپتون (انگلستان)

-         تمرکز بر ICT : ماند ژوهانسبورگ (افریقای جنوبی)، هیوستون و بوآز (ایالات متحده)

-         تمرکز بر حاکمیت: مانند ادینبورگ (آسکاتلند)، ماتوسین هاس (پرتقال) و سیراکیوز (ایالات متحده)

-         تمرکز بر اقتصاد: مانند کوچی (هند)، مانادو (اندونزی) و والتا (مالت)

-         تمرکز بر مردم: مانند آیندهوون (هلند)، لوکزامبورگ (لوکزامبورگ) و آیسی له مولینو (فرانسه)

در تمام پروژه های توسعه ای شهر هوشمند سه عامل اساسی به چشم می خورد [3]:

-         نهادی: حاکمیت، اقدامات سیاسی، چارچوب مقررات و چارچوب حقوقی

-         انسانی: آموزش، سرمایه اجتماعی، مراکز پژوهش و توسعه، دانشگاهها

-         فناوری: زیرساخت فیزیکی و منطقی، زیرساخت اطلاعاتی، ICT، فناوری های بیسیم

پیوستگی های متقابل این سه عامل به گونه ای است که می توان گفت شهر هوشمند در ناحیه مشترک این سه دسته از عوامل قرار دارد (شکل 1).

شکل 1. ارتباطات متقابل عوامل سازنده شهر هوشمند

2. امنیت سایبری و زیرساختهای حیاتی

فناوری های اطلاعاتی و ارتباطی (ICT) بنیان اصلی پروژه های ساخت شهرهای هوشمند یا تطور شهرهای موجود به شکل هوشمند هستند. از جمله مهمترین این فناوری ها می توان به اینترنت، رادیو، تلویزیونهای مداربسته، شبکه های اجتماعی، فیبرهای نوری، مکانیاب ماهواره ای (GPS)، تلفن های هوشمند، تبلت ها، حسگرها، فناوری بیسیم، ماهواره‌ها، رایانش و ابری اشاره کرد.

فناوری های ICT در برابر تهدیدهایی که در فضای سایبری رخ می دهند آسیب پذیر هستند. بدافزارهایی مانند استاکس نت، روباتهی ناشناس یا انکار خدمات رسانی که امروزه به فراوانی وجود دارند می توانند هر پروژه توسعه شهر هوشمند را با اغتشاش مواجه سازند.این امر در مورد تمامی زیرساختهای حیاتی حمل و نقل، انرژی و ارتباطات صادق است.

3. تعداد و پراکندگی شهرهای هوشمند در سراسر دنیا

 به علت نبود یک تعریف عمومی، تعیین تعداد دقیق شهرهای هوشمند در دنیا کار دشواری است. آیا شهری که تنها بر زمینه ای مانند مدیریت انرژی روشنایی عمومی تمرکز کرده هوشمند بشمار می رود؟

از میان 3 میلیون شهر موجود در دنیا تنها در 0.1 درصد آنها پروژه های شهر هوشمند اجرا شده اند. در نشست جهانی شهرهای هوشمند بارسلونا تعداد شهرهای هوشمند دنیا حدود 1100 عدد تخمین زده شدند. پراکندگی آنها نیز به صورت زیر تعیین گردیده است:

-         آمریکای شمالی: 200

-         اروپا: 600

-         آسیا: 200

-         آمریکای جنوبی: 50

-         آفریقا: 25

-         اقیانوسیه: 25

از نظر تامین بودجه، در سطح اروپا 13.6 درصد پروژه های شهر هوشمند توسط سرمایه گذاری خصوصی، 16.3 درصد توسط بودجه شهرداری، 36.4 درصد توسط مشارکت بخش خصوصی و عمومی و 43.2 درصد نیز از محل صندوق تامین سرمایه اتحادیه اروپا تامین سرمایه شده اند.

4. بندر هوشمند

اولین تعریف رسمی از بندر در سال 1923در کنوانسیون ژنو ارائه شد که مطابق آن بندر شهری است در کنار دریا یا آبراهه که امکانات خدماتی به کشتی های اقیانوس پیما برای تجارت جهانی ارائه می کند. در سال 2011 در سومین کتاب سفید حمل و نقل اروپا این تعریف تعمیم یافت تا شامل شبکه های جامع ارتباطی موجود در این شهرهای ویژه گردد. بنادر موجود در دنیا از اندازه های بزرگ با ترافیک 50 میلیون تن در سال تا بسیار کوچک با ترافیک 1 میلیون تن در سال را در بر می گیرند. مدلهای کسب و کار در بنادر مختلف به چهار دسته قابل تفکیک هستند:

-         عمومی: بنادر عمومی یا خدماتی دارای خصلت غالب دولتی هستند تعداد بنادر عمومی در سراسر دنیا د حال کاهش است.

-         ابزاری: در مدل بندر ابزاری، شخصیت حقوقی بندر مالک، توسعه دهنده و نگهدارنده زیرساخت و روساخت بندر است.

-         مدل مالک: مدل بندر-مالک، بر اساس مشارکت بخش خصوصی و عمومی عمل می کند. تحت این مدل، شخصیت حقوقی بندر به عنوان نهاد قانون گذار عمل کرده و خدمات به صورت خصوصی ارائه می شوند.

-         مدل خصوصی: در این مدل بندر و خدمات آن تحت مالکیت خصوصی است. این امر نیاز به انتقال مالکیت زمین از بخش عمومی به خصوصی دارد.

یکی از مدلهای متداول بندر هوشمند توسط کنفرانس تجارت و توسعه سازمان ملل (آنکتاد) ارائه شده است. در این مدل بنادر به پنج نسل توسعه مطابق جدول شماره 1 تقسیم می گردند.

جدول 1

بطور کلی آنکتاد بر ابعاد فناورانه شهرهای هوشمند تکیه دارد و تحقق اهداف اقتصادی بندر هوشمند را از طریق پیاده سازی فناوری های پایدار میسر می بیند در حالی که در مدلهای ترویج داده شده توسط اتحادیه اروپا، ابعاد قانونی و مقرراتی اولویت بیشتری دارند [3].

مراجع

[1]. International Chamber of Shipping (2018), http://www.ics-shipping.org/shipping-facts/shipping-and-world-trade

[2]. http://www.smartcities.at/assets/Publikationen/Weitere‐Publikationen‐zum‐

Thema/mappingsmartcities.pdf

[3]. Smart Port, University of Strathclyde, Athens.

---

[1] . Smart City

[2] . ISO-37150/2014

پارادکس اولبر

پارادکس اولبر (Olber’s Paradox)

یکی از پارادکس های جالب دانش ستاره شناسی، پارادکس اولبر است که به موضوع انبساط و گستردگی عالم ارتباط دارد. مطابق این پارادکس، در مسافت های بسیار طولانی، کهکشان های موجود در عالم کم و بیش بطور یکنواخت پراکنده شده اند. بنابراین اگر به هرسوی آسمان بنگریم خط دید ما باید نهایتا با یک ستاره تلاقی کند. در این صورت باید آسمان شب نیز مانند روز کاملا درخشان باشد زیرا هر نقطه از آسمان در نهایت ستاره ای در فاصله نزدیک یا دور در خود دارد.

مطابق این پارادکس اگر عالم دارای لبه ای باشد (عالم باپایان و دارای مرز)، باید فراسوی آن لبه را نیز ببینیم. دلیل اینکه نمی توانیم مرز عالم را ببینیم این است هر سو که می نگریم خط دید ما به یک ستاره می خورد و فراسوی ستاره ها را نمی توانیم ببینیم.

اما چرا چنین نیست و آسمان شب تیره است و تعداد ستارگان محدود به نظر می رسد؟

یکی از راه حل های ارائه شده برای این پارادکس از استدلال های زیر تشکیل شده است:

در یک معنا،‌ عالم دارای یک لبه است،‌لبه ای در زمان.

سرعت سیر نور محدود (گرچه بسیار زیاد) ‌است.

ابعاد عالم مشهود، به اندازه ای تعریف می شود که نور دورترین کهکشان ها توانسته از زمان پیدایش جهان این مسافت را طی کرده و به ما برسد.

کهکشان هایی در فواصل دورتر وجود دارند که نور آنها هنوز به ما نرسیده است.

این لبه، افق کیهانی (cosmos edge) خوانده می شود.

اگر به اندازه کافی صبر کنیم،‌ نور این کهکشانهای دوردست را خواهیم دید و آسمان شب مانند روز روشن خواهد شد!

کهکشان شگفت انگیز آندرومدا

کهکشان آندرومدا، نزدیکترین کهکشان بزرگ مارپیچی به ما

کهکشان آندرومدا که به نامهای امراةالمسلسله یا زن در زنجیر نیز موسوم است، نزدیکترین کهکشان بزرگ مارپیچی به ماست. قطر آن در حدود 220 هزار سال نوری و تقریبا دو برابر قطر کهکشان راه شیری است. همچنین با فاصله 2.5 میلیون سال نوری از ما، دورترین شیئی است که در آسمان صاف شب و به دور از نورهای مزاحم شهری، با چشم غیرمسلح دیده می شود.

گرچه تعداد زیادی کهکشان کوچکتر مانند   ابرهای ماژلانی   وجود دارند که به ما نزدیکترند، آندرومدا نزدیکترین کهکشان مارپیچی بزرگ به ماست. برای چشمان غیرمسلح مانند لکه ای از نور به نظر می رسد که در نیمکره شمالی حتی از یک ماه کامل بزرگتر دیده می شود.

از ارتفاعات نیمه-شمالی می توان این کهکشان را که به M31 نیز موسوم است دید. اما در خلال پاییز نیمکره شمالی بیشتر مردم این ناحیه قادر به دیدن آن هستند. در نیمکره شمالی زمین به دور از نور شهری و در یک شب بدون ماه، براحتی می توان لکه بزرگ نوری در آسمان را جستجو کرد که پهنای آن با یک ماه کامل قابل مقایسه است.

این کهکشان اولین بار در کتاب ستاره شناس ایرانی، زاده شهر ری به نام عبدالرحمان عمر الصوفی به سال 965 میلادی به عنوان یک ستاره ثابت یاد شد. سپس مدت زمان کوتاهی پس از ابدال تلسکوپ در سال 1612 توسط ستاره شناس آلمانی سیمون ماریوس دوباره کشف گردید که آنرا مانند نور شمعی که از درون لوله یک شیپور دیده می شود توصیف کرد.  

در گذشته های نه چندان دور این کهکشان به سحابی بزرگ آندرومدا معروف بود. ستاره شناسان گمان می کردند این لکه نور از گازهای داغ تشکیل شده یا یک دستگاه خورشیدی در حال شکل گیری است.

تنها در قرن بیستم میلادی دانشمندان توانستند ستارگان مجزای تشکیل دهنده آندرومدا را با تلسکوپ ببینند. این امر به مباحثاتی در این رابطه منجر شد که آیا آندرومدا درون یا بیرون کهکشان راه شیری قرار دارد.

در دهه 1920 ادوین هابل بالاخره پایانی به این مباحثات گذاشت. او از ستاره های متغیر قیفاووسی درون آندرومدا برای تعیین فاصله ندرومدا استفاده کرد و ثابت نمود که آندرومدا جهانی جزیره ای فراسوی مرزهای کهکشان راه شیری است.

کهکشان راه شیری و آندرومدا دوتا از بزرگترین کهکشان های خوشه محلی کهکشان ها هستند که حدود 30 کهکشان بزرگ را شامل می شوند. خود این خوشه بخشی از ابرخوشه بسیار عظیم ویرگو است که هزاران کهکشان را شامل می شود. این ابرخوشه قطری حدود 100 میلیون سال نوری دارد.

در حالی که راه شیری حدود 100 تا 400 میلیارد ستاره در خود دارد، تعداد ستارگان آندرومدا به یک تریلیون عدد بالغ می شود.

ویژگی جالب دیگر این کهکشان این است که دارای دو هسته می باشد. هرکدام از این هسته ها در حقیقت مجموعه فشرده ای از ستارگان هستند که فاصله میان آنها تنها به 5 سال نوری بالغ می شود.

کهکشان آندرومدا با سرعت 400 هزار کیلومتر در ساعت به سمت ما در حرکت است (اگر زمین با این سرعت به دور خود می چرخید طول روز به شش دقیقه بالغ می شد!). بدین ترتیب در 3.5 میلیارد سال آینده برخوردی عظیم میان کهکشان آندرومدا و کهکشان راه شیری روی خواهد داد. البته به علت فضای خالی زیاد میان ستارگان برای کره زمین و در مجموه دستگاه خورشیدی اتفاق خاصی نخواهد افتاد. اگر به علت تبدیل خورشید به یک غول قرمز در چند میلیارد سال آینده، کره زمین از بین نرفته باشد، پس از برخورد دو کهکشان و ترکیب هسته های آنها با هم یک کهکشان بزرگ بیضوی تشکیل می شود  آسمان کره زمین حتی در شب نیز روشن خواهد بود.

در کهکشان آندرومدا حدود 35 سیاهچاله (اجسام بسیار پرجرم و فشرده ای که حتی نور نمی تواند از سطح آنها بگریزد) در خود دارد که هرکدام جرمی بین 5 تا 10 برابر خورشید ما دارند.

واضحترین عکس تهسه شده توسط ناسا از آندرومدا

منابع: EarthSky ، Britannica، ListVerse

بزرگترین کهکشان های شناخته شده

بزرگترین کهکشان گیتی کدام است؟

منبع:‌نشریه Forbes

نمای کهکشان راه شیری در حالی که لنز تلسکوپ فضایی به سوی عمق مرکز آن نشانه رفته است. کهکشان راه شیری ما حدود 400 میلیارد ستاره در خود دارد که پهنه یس حدود 100 هزار سال نوری را در بر می گیرند.

کهکشان ها به صورتهای مختلفی وجود دارند. کهکشان راه شیری ما به زحمت در میان فهرست کهکشان‌های بزرگ جای می گیرد.

کهکشان آندرومدا (امراة المسلسله) در گروه محلی کهکشان های ما قرار دارد و احتمالا قطری دو برابر راه شیری دارد. در گروه خوشه کهکشانی محلی ماٰ آندرومدا از همه بزرگتر بوده و قطری حدود 220 هزار سال نوری دارد.

کهکشان مالین 1 یکی از بزرگترین کهکشان های مارپیچی کشف شده با 650 هزار سال نوری قطر است.

کهکشان هایی که بشدت دچار اغتشاش گرانشی هستند مانند UCG 2885 می توانند بسیار بزرگ شوند. این کهکشان با 832 هزار سال نوری قطر بزرگترین کهکشان مارپیچی کشف شده تاکنون است.

 

کهکشان NGC 262 در مرکز این تصویر تقریبا هم اندازه راه شیری است. لیکن هاله هیدروِژن و ماده تاریک آن چنانچه به رنگ آبی در این تصویر دیده می شود تا 1 میلیون سال نوری امتداد می یابد.

خوشه غول پیکر کهکشانی Abell 2029 مکان کهکشان IC 1101 در مرکز خود است. این کهکشان بیضی شکل با 5.5 میلیون سال نوری قطر و جرمی معادل یک کوآدریلیون خورشید (1000 تریلیون برابر جرم خورشید) بزرگترین کهکشان شناخته شده تاکنون است.

نزدیکترین کهکشان ها

نزدیکترین کهکشان ها

تا سال 1994 تصور بر این بود که ابرهای ماژلانی کوچک و بزرگ نزدیکترین اجسام کهکشان ماننده به ما هستند. در این سال کهکشان بیضوی ساگیتاریوس کشف شد که در مقیاس های عظیم نجومی، کهکشانی کوتوله بشمار می آید. در سال 2003 کهکشان کانیس ماژور کشف شد که هم اکنون نزدیکترین کهکشان به ما محسوب می شود!

ابرهای ماژلانی بزرگ و کوچک اشیای مشکوکی هستند که در آسمان نیمکره جنوبی دیده می شوند. ستاره شناسان باستان از دیرباز این اشیای غبار مانند را می شناختند لیکن مطلب زیادی درباره آنها به نوشته در نیاورده بودند. اولین بار ماژلان، دریانورد مشهور پرتغالی بود که در سال 1519 آنها را شناخته و به جهانیان معرفی کرد.

ابرهای ماژلانی بزرگ (سمت راست) و کوچک

ابرهای ماژلانی کهکشانهای کوچک نامنظمی هستند که به دور کهکشان راه شیری ما می گردند. ابر ماژلانی بزرگ 179 هزار سال نوری و ابر ماژلانی کوچک 210 هزار سال نوری از ما فاصله دارد.

ساگیتاریوس تا سال 1994 کشف نشده بود، زیرا بسیار کم نور بوده و بخش مرکزی کهکشان راه شیری آن را از نظر دور می دارد. با این که این کهکشان 10 هزار سال نوری پهنا دارد لیکن در قیاس با کهکشان راه شیری به پهنای 100 هزار سال نوری، کوتوله بشمار می رود. ساگیتاریوس در سوی دیگر کهکشان راه شیری نسبت به خورشید قرار دارد و فاصله آن از خورشید 70 هزار سال نوری است. ساگیتاریوس به قدری به ما نزدیک است که بخشی از ستارگان متعلق به آن با مناطق بیرونی کهکشان راه شیری همپوشانی می نماید.

کانیس ماژور تنها 25 هزار سال نوری از خورشید فاصله دارد و غبار کهکشانی تا سال 2003 مانع دیده شدن آن گشته بود. نیروی گرانش عظیم کهکشان راه شیری باعث از هم گسیخته شدن کانیس ماژور شده بطوری که در مسیر خود رشته درازی از ستارگان، گاز و غبار بجای می گذارد.این رشته عملا سه بار به دور کهکشان راه شیری می چرخد.

برخی ستارگان دارای دوره های منظم پرنور و کم نور شدن هستند و دانشمندان با استفاده از این ستاره ها و دانستن سرعت سیر نور، فاصله کهکشانی را که ستاره متغیر در آن قرار دارد از ما تعیین می کنند.

منبع:

 https://imagine.gsfc.nasa.gov/features/cosmic/nearest_galaxy_info.html