Hajj Traffic Lessening: Smart Transportation System Using Smart Contracts and IoT Based on Blockchain
本論文は、ブロックチェーン技術に基づくスマートコントラクト、IoTデータ、および電気自動車によるライドシェアリングを組み合わせた統合型高度交通システムである「儀礼時間枠スマートコントラクト（Ritual Time Window Smart Contract: RTWSC）」フレームワークを提案し、その評価を行うものであり、これにより、ハッジの巡礼者に対する割り当ての公平性を向上させつつ、交通渋滞、排出ガス、および待ち時間を大幅に削減することを目指している。
原論文は CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) でライセンスされています。 これは以下の論文のAI生成解説です。著者が執筆または承認したものではありません。技術的な正確性については原論文を参照してください。 免責事項の全文を読む
毎年、何百万人もの人々がサウジアラビアの小さなエリアに集まり、地球上で最も大規模かつ重要な宗教行事の一つであるハッジ（大巡礼）を行います。数日間の間、その風景は巨大で動く都市へと変貌し、巡礼者たちは宗教的伝統によって定められた厳格な時間制限の中で、特定の聖地間を移動しなければなりません。これは、限られた道路網の中で200万から300万人の人々を渋滞させることなく移動させ、同時に、何千台ものバスや車が暑さの中でアイドリングすることによって発生する深刻な汚染を管理するという、独特かつ強烈なロジスティクスの課題を生み出します。研究者たちの目標は、長らくこの動きをよりスムーズで、速く、そしてクリーンなものにする方法を見つけることでしたが、その規模の大きさと、競合する輸送会社や政府当局の間で絶対的な信頼を築く必要性が、解決を困難にしてきました。
これに対処するため、研究チームは巡礼者の流れを管理するために3つの現代技術を組み合わせた新しいシステムを提案しました。第一は「モノのインターネット（IoT）」であり、これは単に、車両やセンサーが互いに通信し、位置やステータスをリアルタイムで共有できる能力を意味します。第二は「ブロックチェーン」であり、これは公開された、変更不可能なデジタル台帳のようなもので、誰もが起きた出来事を確認できますが、特定の誰かが密かに記録を書き換えることはできません。第三は「スマートコントラクト」であり、これはコンピュータープログラムの一種で、特定の条件が満たされた際に、人間の管理者がすべてのステップを承認することなく、ドライバーへの支払いを行ったり座席を割り当てたりといった契約を自動的に実行します。これらのツールを電気自動車のフリート（車両群）と織り交ぜることで、研究者たちは、効率的であるだけでなく、公平で透明性のある輸送ネットワークの構築を目指しました。
研究者たちは、自らのアイデアをテストするために詳細なコンピューター・シミュレーションを構築し、200万人の巡礼者と5万台の車両が存在するハッジ巡礼の仮想版を作成しました。彼らは、手動の調整と従来の燃料駆動バスに依存している現在の方法と、この新しいシステムを比較しました。彼らの仮想世界では、まず「儀式的な時間枠（リチュアル・タイム・ウィンドウ）」、つまり巡礼者が特定の場所にいなければならない、変更不可能な特定の期間を定義することから始まります。システムは車両に取り付けられたセンサーを使用して、車両が正確にどこにあり、中に何人乗っているかを追跡します。このデータは中央のデジタル台帳に送られ、コンピュータープログラムが巡礼者を空席と自動的にマッチングさせます。その際、医療上のニーズがある人や遅れている人を優先し、その後、電気自動車を迎えに行くよう指示を出します。もしドライバーが現れなかったり、行程がキャンセルされたりした場合、システムは誰かが請求を行う必要なく、即座に利用者に返金を行います。
シミュレーションの結果は驚くしいものでした。結果の一貫性を確保するために360回のシナリオを実行したところ、新しいシステムによって、巡礼者が乗り物を待つ平均時間が70％以上短縮されることが分かりました。主要道路の交通渋滞は半減し、車両がアイドリング状態で過ごす時間も大幅に減少しました。システムが相乗りを推奨し、フリートの大部分を電気自動車に切り替えたことにより、大気中に放出される二酸化炭素の量は71％近く減少しました。おそらく最も重要な点は、このシステムが極めて公平であることを証明した点です。現在のシステムでは、輸送へのアクセスが不平等に感じられることがありますが、この新しい手法は、座席を得られるかどうかの不平等を非常に低いレベルまで抑えて配分を行い、誰かが列を飛び越えるために追加料金を支払うことなく、脆弱な巡礼者が優先的にサービスを受けられるようにしました。
また、この研究は、テクノロジーがこのような大規模なイベントに求められる膨大な取引量を処理できることも示しました。デジタルシステムは、毎秒数百のリクエストを処理しており、これは200万人の流れを管理するために必要な速度をはるかに上回っていました。研究者たちは、結果はメッカの実際の道路ではなくコンピューター・シミュレーションによって生成されたものであるものの、モデルは厳格であり、巡礼に伴う複雑で突発的なトラフィックの性質を考慮に入れたものであると指摘しました。彼らは、群衆の中での人々の実際の行動や、極限の熱気の中での電気自動車の充電に関する物理的な制限といった現実世界の要因については、実際の導入時にテストする必要があると認めました。しかし、シミュレーションは、共有された透明なデータと自動化されたルールに基づいたシステムが、数十年にわたってハッジを悩ませてきた混雑と汚染という二つの問題を解決できるという強力な証拠を提供しました。
結局のところ、この研究は、何百万人もの人々の混沌とした動きを制御するのは、より多くの道路を建設することではなく、既存のインフラの上に、よりスマートで誠実なデジタル層を構築することであることを示唆しています。厳格な宗教的スケジュールを、全員が従うことに同意する一連の自動ルールへと変えることで、このシステムは絶え間ない人間の介入や、異なるグループが資源を奪い合う際に生じる疑念を取り除きます。研究者たちは、このアプローチがハッジだけでなく、人々が効率的かつ安全に共に移動しなければならないあらゆる大規模な集まりの青写真となり得ると結論付け、テクノロジーが古代の伝統と現代の効率性の間の架け橋になり得ることを証明しました。
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