Hajj Traffic Lessening: Smart Transportation System Using Smart Contracts and IoT Based on Blockchain
Questa tesi propone e valuta il framework Ritual Time Window Smart Contract (RTWSC), un sistema di trasporto intelligente integrato che combina smart contract basati su blockchain, dati IoT e ride-sharing di veicoli elettrici per ridurre significativamente la congestione del traffico, le emissioni e i tempi di attesa, migliorando al contempo l'equità di allocazione per i pellegrini dell'Hajj.
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Ogni anno, milioni di persone si radunano in una piccola area dell'Arabia Saudita per compiere l'Hajj, uno degli eventi religiosi più grandi e significativi della Terra. Per alcuni giorni, il paesaggio si trasforma in una città massiccia e in movimento, dove i pellegrini devono spostarsi tra siti sacri specifici entro rigidi limiti di tempo dettati dalla tradizione religiosa. Ciò crea una sfida logistica unica e intensa: spostare due o tre milioni di persone attraverso una rete stradale limitata senza causare ingorghi, gestendo al contempo l'elevato inquinamento causato da migliaia di autobus e auto in sosta con il motore acceso nel calore. L'obiettivo per i ricercatori è stato a lungo quello di trovare un modo per rendere questo movimento più fluido, veloce e pulito, ma la portata del fenomeno e la necessità di una fiducia assoluta tra le compagnie di trasporto concorrenti e le autorità governative hanno reso difficile la risoluzione.
Per affrontare questo problema, un team di ricercatori ha proposto un nuovo sistema che combina tre tecnologie moderne per gestire il flusso dei pellegrini. La prima è l'Internet delle Cose, che significa semplicemente dare ai veicoli e ai sensori la capacità di comunicare tra loro e condividere la propria posizione e il proprio stato in tempo reale. La seconda è la blockchain, un registro digitale che funge da libro contabile pubblico e immutabile dove tutti possono vedere cosa è successo, ma nessuno può alterare segretamente le voci. La terza sono gli smart contract, ovvero programmi informatici che eseguono automaticamente gli accordi — come pagare un conducente o assegnare un posto — una volta soddisfatte determinate condizioni, senza la necessità di un supervisore umano per approvare ogni passaggio. Intrecciando questi strumenti con una flotta di veicoli elettrici, i ricercatori miravano a creare una rete di trasporto che fosse non solo efficiente, ma anche equa e trasparente.
I ricercatori hanno costruito una simulazione computerizzata dettagliata per testare la loro idea, creando una versione virtuale del pellegrinaggio dell'Hajj con due milioni di pellegrini e cinquantamila veicoli. Hanno confrontato il loro nuovo sistema con il modo attuale di operare, che si basa sulla coordinazione manuale e su autobus convenzionali alimentati a combustibile. Nel loro mondo virtuale, il nuovo sistema funzionava definendo innanzitutto le "finestre temporali rituali", ovvero i periodi specifici e immutabili in cui i pellegrini devono trovarsi in determinati luoghi. Il sistema utilizza sensori sui veicoli per tracciare esattamente dove si trovano e quante persone ci sono all'interno. Questi dati vengono inviati a un registro digitale centrale dove un programma informatico accoppia automaticamente i pellegrini con i posti disponibili, dando la priorità a coloro che hanno necessità mediche o a chi è in ritardo, e poi dirige i veicoli elettrici per il prelievo. Se un conducente non si presenta o un viaggio viene annullato, il sistema rimborsa istantaneamente il denaro al passeggero senza che nessuno debba presentare una richiesta.
I risultati della simulazione sono stati sorprendenti. Quando i ricercatori hanno eseguito lo scenario trecentosessanta volte per garantire la coerenza dei risultati, hanno scoperto che il nuovo sistema riduceva il tempo medio di attesa per un passaggio di oltre il settanta per cento. La congestione del traffico sulle strade principali è stata dimezzata e i veicoli hanno passato significativamente meno tempo fermi con il motore acceso. Poiché il sistema incoraggia il carpooling e ha convertito la maggior parte della flotta in veicoli elettrici, la quantità di anidride carbonica rilasciata nell'aria è scesa di quasi il settantuno per cento. Forse, cosa più importante, il sistema si è dimostrato straordinariamente equo. Nel sistema attuale, l'accesso ai trasporti può sembrare disomogeneo, ma il nuovo metodo ha distribuito i passaggi in modo così uniforme che l'ineguaglianza nell'ottenere un posto è stata ridotta a un livello molto basso, garantendo che i pellegrini vulnerabili fossero serviti per primi senza che nessuno dovesse pagare un supplemento per saltare la fila.
Lo studio ha anche dimostrato che la tecnologia può gestire l'enorme volume di transazioni richiesto per un evento così massiccio. Il sistema digitale ha elaborato centinaia di richieste al secondo, superando di gran lunga la velocità necessaria per gestire il flusso di due milioni di persone. I ricercatori hanno osservato che, sebbene i risultati siano stati generati in una simulazione al computer e non sulle strade reali di La Mecca, il modello era rigoroso e teneva conto della natura complessa e intermittente del traffico del pellegrinaggio. Hanno riconosciuto che fattori del mondo reale, come il modo in cui le persone si comportano effettivamente in una folla o i limiti fisici della ricarica dei veicoli elettrici in condizioni di calore estremo, dovrebbero essere testati in un dispiegamento reale. Tuttavia, la simulazione ha fornito prove solide del fatto che un sistema basato su dati condivisi e trasparenti e su regole automatizzate può risolvere i problemi gemelli della congestione e dell'inquinamento che hanno tormentato l'Hajj per decenni.
In definitiva, questo lavoro suggerisce che il movimento caotico di milioni di persone può essere domato non costruendo più strade, ma costruendo uno strato digitale più intelligente e onesto sopra l'infrastruttura esistente. Trasformando il rigido programma religioso in un insieme di regole automatiche che tutti concordano di seguire, il sistema elimina la necessità di un costante intervento umano e il sospetto che spesso sorge quando diversi gruppi competono per le risorse. I ricercatori hanno concluso che questo approccio offre un modello non solo per l'Hajj, ma per qualsiasi grande raduno in cui le persone debbano muoversi insieme in modo efficiente e sicuro, dimostrando che la tecnologia può servire da ponte tra la tradizione antica e l'efficienza moderna.
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