Hajj Traffic Lessening: Smart Transportation System Using Smart Contracts and IoT Based on Blockchain
Diese Thesis schlägt das Ritual Time Window Smart Contract (RTWSC)-Framework vor und evaluiert dieses, ein integriertes intelligentes Transportsystem, das Blockchain-basierte Smart Contracts, IoT-Daten und elektrisches Ride-Sharing kombiniert, um das Verkehrsaufkommen, die Emissionen und die Wartezeiten signifikant zu reduzieren sowie die Fairness bei der Zuweisung für Hajj-Pilger zu verbessern.
Originalarbeit lizenziert unter CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dies ist eine KI-generierte Erklärung des untenstehenden Papers. Sie wurde nicht von den Autoren verfasst oder gebilligt. Für technische Genauigkeit konsultieren Sie das Originalpaper. Vollständigen Haftungsausschluss lesen
Jedes Jahr versammeln sich Millionen von Menschen in einem kleinen Gebiet in Saudi-Arabien, um die Hajj zu vollziehen, eines der größten und bedeutendsten religiösen Ereignisse der Erde. Für einige Tage verwandelt sich die Landschaft in eine riesige, bewegliche Stadt, in der die Pilger zwischen bestimmten heiligen Stätten innerhalb strenger Zeitlimits reisen müssen, die durch die religiöse Tradition vorgegeben sind. Dies schafft eine einzigartige und intensive logistische Herausforderung: zwei bis drei Millionen Menschen über ein begrenztes Straßennetz zu bewegen, ohne einen Verkehrsstau zu verursachen, während gleichzeitig die starke Verschmutzung bewältigt werden muss, die durch tausende von Bussen und Autos im Stand bei Hitze verursacht wird. Das Ziel der Forscher war es seit langem, einen Weg zu finden, um diese Bewegung reibungsloser, schneller und sauberer zu gestalten, aber das enorme Ausmaß und die Notwendigkeit von absolutem Vertrauen unter konkurrierenden Transportunternehmen und staatlichen Regulierungsbehörden haben es schwierig gemacht, dies zu lösen.
Um dies anzugehen, hat ein Team von Forschern ein neues System vorgeschlagen, das drei moderne Technologien kombiniert, um den Fluss der Pilger zu steuern. Das erste ist das Internet der Dinge, was einfach bedeutet, Fahrzeugen und Sensoren die Fähigkeit zu geben, miteinander zu kommunizieren und ihren Standort sowie ihren Status in Echtzeit zu teilen. Das zweite ist die Blockchain, ein digitales Kontobuch, das wie ein öffentliches, unveränderliches Register fungiert, in dem jeder sehen kann, was passiert ist, aber niemand die Einträge heimlich ändern kann. Das dritte sind Smart Contracts, also Computerprogramme, die Vereinbarungen automatisch ausführen – wie etwa die Bezahlung eines Fahrers oder die Zuweisung eines Sitzplatzes –, sobald bestimmte Bedingungen erfüllt sind, ohne dass ein menschlicher Manager jeden Schritt genehmigen muss. Durch die Verwebung dieser Werkzeuge mit einer Flotte von Elektrofahrzeugen wollten die Forscher ein Transportnetzwerk schaffen, das nicht nur effizient, sondern auch fair und transparent ist.
Die Forscher bauten eine detaillierte Computersimulation, um ihre Idee zu testen, wobei sie eine virtuelle Version der Hajj-Pilgerfahrt mit zwei Millionen Pilgern und fünfzigtausend Fahrzeugen erstellten. Sie verglichen ihr neues System mit der derzeitigen Arbeitsweise, die auf manueller Koordination und herkömmlichen, kraftstoffbetriebenen Bussen basiert. In ihrer virtuellen Welt funktionierte das neue System, indem es zuerst „Ritual-Zeitfenster“ definierte, also die spezifischen, unveränderlichen Zeiträume, in denen sich die Pilger an bestimmten Orten aufhalten müssen. Das System nutzt Sensoren an den Fahrzeugen, um genau zu verfolgen, wo sie sich befinden und wie viele Menschen sich darin befinden. Diese Daten werden an ein zentrales digitales Kontobuch gesendet, wo ein Computerprogramm automatisch Pilger mit verfügbaren Sitzplätzen zusammenführt, wobei Personen mit medizinischen Bedürfnissen oder solche, die spät dran sind, vorrangig behandelt werden, und dann Elektrofahrzeuge zu ihnen delegiert. Wenn ein Fahrer nicht erscheint oder eine Fahrt abgesagt wird, erstattet das System dem Passagier sofort das Geld zurück, ohne dass jemand einen Antrag stellen muss.
Die Ergebnisse der Simulation waren beeindruckend. Als die Forscher das Szenario dreihundertsechzig Mal durchführten, um sicherzustellen, dass die Ergebnisse konsistent sind, fanden sie heraus, dass das neue System die durchschnittliche Wartezeit eines Pilgers auf eine Mitfahrgelegenheit um mehr als siebzig Prozent reduzierte. Der Verkehrsstau auf den Hauptstraßen wurde halbiert, und die Fahrzeuge verbrachten deutlich weniger Zeit im Leerlauf. Da das System das Carpooling förderte und den Großteil der Flotte auf Elektrofahrzeuge umstellte, sank die Menge des in die Luft freigesetzten Kohlendioxids um fast einundsiebzig Prozent. Vielleicht am wichtigsten war, dass das System bemerkenswert fair war. Im aktuellen System kann der Zugang zum Transportwesen ungleich wirken, aber die neue Methode verteilte die Fahrten so gleichmäßig, dass die Ungleichheit bei der Sitzplatzvergabe auf ein sehr niedriges Niveau reduziert wurde, wodurch sichergestellt wurde, dass vulnerable Pilger zuerst bedient wurden, ohne dass jemand extra bezahlen musste, um die Warteschlange zu überspringen.
Die Studie zeigte auch, dass die Technologie das schiere Volumen der Transaktionen bewältigen kann, die für ein solch massives Ereignis erforderlich sind. Das digitale System verarbeitete hunderte Anfragen pro Sekunde und übertraf damit die Geschwindigkeit, die nötig wäre, um den Fluss von zwei Millionen Menschen zu steuern. Die Forscher merkten an, dass die Ergebnisse zwar in einer Computersimulation und nicht auf den tatsächlichen Straßen von Mekka generiert wurden, das Modell jedoch rigoros war und die komplexe, stoßweise Natur des Pilgerverkehrs berücksichtigte. Sie räumten ein, dass reale Faktoren, wie etwa wie Menschen sich tatsächlich in einer Menge verhalten oder die physischen Einschränkungen beim Laden von Elektrofahrzeugen bei extremer Hitze, in einer realen Implementierung getestet werden müssten. Die Simulation lieferte jedoch starke Beweise dafür, dass ein System, das auf geteilten, transparenten Daten und automatisierten Regeln basiert, die Doppelprobleme von Stau und Verschmutzung lösen kann, die die Hajj seit Jahrzehnten plagen.
Letztendlich legt diese Arbeit nahe, dass die chaotische Bewegung von Millionen von Menschen nicht durch den Bau von mehr Straßen gezähmt werden kann, sondern durch den Aufbau einer intelligenteren, ehrlicheren digitalen Ebene über die bestehende Infrastruktur. Indem das strikte religiöse Zeitschema in eine Reihe von automatischen Regeln umgewandelt wird, denen alle zustimmen, entfernt das System die Notwendigkeit ständiger menschlicher Intervention und des Verdachts, der oft entsteht, wenn verschiedene Gruppen um Ressourcen konkurrieren. Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass dieser Ansatz nicht nur für die Hajj, sondern für jede groß angelegte Versammlung einen Entwurf bietet, bei der Menschen gemeinsam effizient und sicher mobil sein müssen, und beweist, dass Technologie als Brücke zwischen alter Tradition und moderner Effizienz dienen kann.
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