Giải pháp mạng số liệu tích hợp cho hệ thống giám sát giao thông,luận văn thạc sỹ kỹ thuật điện tử

LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, xin gửi lời tri ân chân thành đến Tiến sĩ Võ Trường Sơn - người thầy theo dõi, giúp đỡ tận tình hướng dẫn suốt thời gian vừa qua để tơi hồn thành luận văn Tơi xin cảm ơn Trường Đại Học Giao Thông Vân Tải – Cơ sở 2, khoa Điện Điện tử, môn Kỹ thuật Viễn thông tạo điều kiện cho học tập, nghiên cứu trường Tôi xin cảm ơn quý thầy cô trường Trường Đại Học Giao Thơng Vân Tải hết lịng giảng dạy giúp tơi tích lũy thêm nhiều kiến thức sở lý luận cho công việc sống Tôi xin cảm ơn đồng nghiệp, bạn bè khóa học người bạn thân thu thập tài liệu; trao đổi kiến thức, kinh nghiệm để giúp tơi vượt qua khó khăn q trình tơi học tập thực luận văn Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến người thân yêu gia đình tạo điều kiện cho tơi theo suốt khóa học ln ln động viên, khuyến khích để tơi hồn thành tốt luận văn TP HCM ngày …… tháng ……… năm 2013 Học viên cao học Nguyễn Thu Hà MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trong thập niên gần đây, song song với phát triển vượt bậc công nghệ điện tốn, cơng nghệ mạng phát triển khơng ngừng chuẩn hóa liên tục để đáp ứng yêu cầu người dùng việc chia sẻ quản lý thơng tin cách nhanh chóng, hiệu đạt độ an toàn cao Từ ứng dụng đơn giản ban đầu chia sẻ tài ngun mạng với qui mơ nhỏ khoảng 10 máy tính phạm vi địa lý giới hạn Giờ đây, công nghệ mạng đạt đến đỉnh cao với tốc độ truyền thơng lên tới hàng chục Gbps phạm vi kết nối người dùng mở rộng toàn cầu Với ưu điểm lợi ích mà công nghệ mạng mang lại, ngày có nhiều thiết bị ứng dụng thiết kế cho môi trường mạng Ngày nay, mạng số liệu không sử dụng để đáp ứng cho nhu cầu người dùng cá nhân hay tổ chức doanh nghiệp mà mạng số liệu trở thành công cụ quan trọng nhiều quốc gia để quản lý vấn đề về: trị, kinh tế, văn hóa xã hội, y học, … Tại Việt Nam, mạng số liệu bắt đầu ứng dụng việc chia sẻ quản lý thông tin quan phủ, làm tiền đề cho việc xây dựng phủ điện tử đề xuất ứng dụng để giải nhiều vấn đề bất cập nước phát triển Một vấn đề cấp bách đề xuất giai đoạn ứng dụng mạng số liệu công nghệ khác để kiểm soát điều khiển giao thơng cách có hiệu quả, đảm bảo an tồn giao thông giảm thiểu tai nạn cho người tham gia giao thông Việc xây dựng giải pháp mạng số liệu tích hợp phục vụ cho cơng tác giám sát tuyến đường giao thông giải pháp cần thiết góp phần giải vấn đề cấp bách nêu Hiện Việt Nam, việc triển khai hệ thống giám sát phương tiện giao thông số tuyến đường cao tốc, tuyến đường trọng điểm xây dựng thực mức độ tự thiết kế riêng lẻ cho tuyến xây dựng hệ thống mạng riêng cho chức Vì vậy, việc xây dựng giải pháp mạng số liệu tích hợp cho hệ thống giám sát giao thông tạo điều kiện cho việc tính tốn thiết kế hệ thống giám sát giao thông tuyến đường cách thuận lợi, dễ dàng vấn đề hữu ích đáng quan tâm Cơ sở chọn lựa đề tài Cơ sở lý luận khoa học: Luận văn sâu vào việc nghiên cứu công nghệ để triển khai kết nối mạng Đồng thời, nghiên cứu công nghệ phần cứng, công cụ phần mềm để phục vụ cơng tác giám sát nói chung giám sát giao thơng nói riêng Từ đó, ứng dụng công nghệ để xây dựng giải pháp mạng tích hợp cho hệ thống giám sát giao thông Cơ sở thực tiễn vấn đề nghiên cứu: Luận văn đưa giải pháp mạng tích hợp cho hệ thống giám sát giao thông dựa việc ứng dụng công nghệ tiến tiến viễn thông, điện tử, tin học, xử lý ảnh, nhằm xây dựng hệ thống giám sát giao thông hiệu quả, đồng tiết kiệm chi phí so với hình thức triển khai ứng dụng để triển khai cho hệ thống giám sát giao thông cho tuyến đường Mục tiêu nghiên cứu đề tài Kết hợp việc ứng dụng công nghệ mạng số liệu công nghệ giám sát tiên tiến để đưa giải pháp mạng số liệu tích hợp cho hệ thống giám sát giao thông tuyến đường Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết mạng số liệu, nghiên cứu công nghệ mạng triển khai giới Việt Nam Nghiên cứu công nghệ tiên tiến, nghiên cứu thiết bị phần cứng, phần mềm ứng dụng phục vụ cho công tác giám sát giao thông Nội dung luận văn: Nội dung luận văn trình bày thơng qua chương: Chương 1: Tổng quan mạng số liệu Chương 2: Tổng quan hệ thống giám sát giao thông Chương 3: Giải pháp mạng số liệu tích hợp cho hệ thống giám sát giao thơng Chương 4: Ứng dụng giải pháp mạng số liệu tích hợp vào hệ thống giám sát giao thông đường hầm sông Sài Gòn -1- CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀ MẠNG SỐ LIỆU Mở đầu Mạng số liệu đời phát triển mạnh mẽ mang lại lợi ích thật to lớn cho tất người từ người dùng cá nhân đến tổ chức doanh nghiệp; quan, phủ mặt sống Để ứng dụng mạng lĩnh vực quản lý giao thông vận tải, việc nắm vững kiến thức mạng, công nghệ mạng sử dụng cơng nghệ mạng dự đốn cho tương lai yêu cầu cần thiết 1.1 CÁC KHÁI NIỆM VỀ MẠNG SỐ LIỆU VÀ CÁCH PHÂN LOẠI 1.1.1 Khái niệm mạng số liệu Mạng số liệu hệ thống gồm nhiều thiết bị đầu cuối kết nối với nhằm mục đích lưu trữ, truyền tải trao đổi liệu, thông tin số hóa người sử dụng thiết bị đầu cuối Ngày nay, với phát triển vượt bậc cơng nghệ phần cứng máy tính phần mềm ứng dụng máy tính đại, mạng số liệu hiểu hệ thống bao gồm nhiều máy tính kết nối với tuân theo giao thức chuẩn hóa nhằm mục đích lưu giữ, truyền tải trao đổi liệu, thơng tin số hóa người sử dụng máy tính 1.1.2 Phân loại mạng số liệu [3] -2- Có nhiều cách khác để phân loại mạng, tùy thuộc vào yếu tố dùng để làm tiêu phân loại Mạng số liệu thơng thường phân loại theo tiêu chí sau: - Phân loại theo kỹ thuật chuyển mạch mà mạng áp dụng; - Phân loại theo khoảng cách địa lý mạng; - Phân loại theo kiến trúc mạng; - Phân loại theo chức mạng; Tuy nhiên, thực tế người ta thường phân loại theo hai tiêu chí Phân loại mạng theo kỹ thuật chuyển mạch: Nếu lấy kỹ thuật chuyển mạch làm yếu tố để phân loại mạng số liệu, ta có loại mạng sau: - Mạng chuyển mạch kênh (Circuit Swiched Network): Khi có thực thể cần truyền thơng với chúng thiết lập kênh cố định trì kết nối hai bên ngắt liên lạc Các liệu truyền theo đường cố định - Mạng chuyển mạch tin (Message Switched Network): Bản tin đơn vị liệu người sử dụng có khn dạng quy định trước Mỗi tin có chứa thơng tin điều khiển rõ đích cần truyền đến tin Căn vào thông tin điều khiển mà nút trung gian chuyển tin đến nút đường dẫn đến đích tin Như vậy, nút cần phải lưu giữ tạm thời -3- để đọc thông tin điều khiển tin Nếu thấy tin khơng gửi cho tiếp tục chuyển tin Tùy vào điều kiện mạng mà tin chuyển theo nhiều đường khác - Mạng chuyển mạch gói (Packet Switched Network): Ở loại mạng này, tin chia thành nhiều gói nhỏ gọi gói tin có khn dạng quy định trước Mỗi gói tin chứa thơng tin điều khiển, có địa nguồn (người gửi) địa đích (người nhận) gói tin Các gói tin tin gửi qua mạng để tới đích theo nhiều đường khác Phân loại mạng theo khoảng cách địa lý: Nếu lấy khoảng cách địa lý làm tiêu chí phân loại ta có loại mạng sau: - Mạng cục (LAN: Local Area Network) Là mạng cài đặt phạm vi tương đối nhỏ hẹp, tòa nhà, xí nghiệp,… với khoảng cách lớn máy tính mạng vịng vài km trở lại - Mạng đô thị (MAN: Metropolitan Area Network ) Là mạng cài đặt phạm vi đô thị, trung tâm văn hóa xã hội, … có bán kính tối đa vịng 100 km trở lại - Mạng diện rộng (WAN: Wide Area Network) -4- Là mạng có diện tích bao phủ rộng lớn, phạm vi mạng vượt biên giới quốc gia, chí lục địa 1.2 MẠNG LAN Mạng LAN hay gọi mạng cục hệ thống bao gồm máy tính thiết bị kết nối mạng kết nối với phạm vi địa lý giới hạn, thường tòa nhà cơng sở Tên gọi “mạng cục bộ” xem xét từ quy mơ mạng, đặc tính mạng cục Tuy nhiên, quy mô mạng lại yếu tố định đến nhiều đặc tính khác mạng LAN 1.2.1 Đặc điểm mạng LAN - Mạng cục có quy mơ nhỏ, thường có bán kính vài km Đặc điểm cho phép không cần dùng thiết bị định tuyến với mối liên hệ phức tạp - Mạng cục có tốc độ cao lỗi Tốc độ mạng cục thông thường 10 100 Megabit giây nay, với Gigabit Ethernet, tốc độ mạng cục thực tế đạt đến mức hàng chục Gigabit giây mà xác xuất lỗi thấp - Mạng LAN thường sở hữu riêng tổ chức (trường học, doanh nghiệp, …) Do vậy, việc quản lý khai thác hoàn toàn tập trung, thống 1.2.2 Các sơ đồ kết nối mạng LAN [1] -5- LAN topology định nghĩa cách thức mà thiết bị mạng tổ chức xếp Có ba sơ đồ nối kết mạng LAN phổ biến là: dạng thẳng (Bus), dạng hình (Star) dạng hìng vịng (Ring) Hình 1.1 Các sơ đồ kết nối mạng LAN phổ biến Bus topology mạng với kiến trúc tuyến tính liệu truyền tải trạm lan truyền suốt chiều dài đường truyền nhận tất thiết bị khác Đường truyền giới hạn hai đầu hai đầu nối đặc biệt gọi Terminator, máy trạm kết nối vào đường trục kết nối chữ T (T-connector) thiết bị thu phát (transceiver) Với bus topology, liệu truyền theo phương thức điểm - đa điểm (point to multipoint hay broadcast) -6- Hình 1.2 Sơ đồ kết nối dạng thẳng Star topology kiến trúc mạng máy trạm nối kết vào thiết bị trung tâm có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ trạm chuyển đến trạm đích Tùy theo yêu cầu truyền thông mạng mà thiết bị trung tâm router (bộ định tuyến), switch (bộ chuyển mạch) hub (bộ phân kênh) Vai trò thiết bị trung tâm thực việc thiết lập liên kết điểm – điểm (point to point) trạm Hình 1.3 Sơ đồ kết nối dạng hình -83- so với thời điểm Đặc điểm giải pháp camera tương tự yêu cầu cần có hệ thống cấp nguồn riêng, cáp tín hiệu tương tự thường sử dụng cáp đồng trục phải lắp đặt riêng cho camera nên cơng tác lắp đặt phức tạp khó khăn việc bổ sung thêm số lượng camera Thiết bị ghi hình tương tự khó có khả mở rộng hệ thống bổ sung thêm camera Giải pháp hỗn hợp: Là giải pháp nâng cấp từ giải pháp tương tự cách số hóa hệ thống lưu trữ hình ảnh ghi nhận Thiết bị camera giám sát sử dụng cơng nghệ tín hiệu tương tự, việc lưu trữ sử dụng thiết bị lưu trữ kỹ thuật số Với giải pháp này, lắp đặt hệ thống, cần phải xây dựng hệ thống cáp đồng cáp quang riêng cho camera để truyền tín hiệu trung tâm điều khiển làm cho chi phí đầu tư tăng cao Khi muốn bổ sung thêm camera cần lắp đặt bổ sung thêm cáp nên công tác lắp đặt, mở rộng phức tạp Phương án phải cấp nguồn riêng cho camera nhược điểm giải pháp Đây hệ thống chạy độc lập video đơn nên khơng thể tích hợp vào hệ thống quản lý tập trung khác Giải pháp khó chia sẻ thu thập thêm liệu với hệ thống bên ngồi (mỗi tín hiệu kết nối đường riêng sử dụng giải pháp ghép kênh tốn kém) Giải pháp sử dụng cơng nghệ IP: -84- Là giải pháp số hóa toàn thiết bị đầu cuối như: camera quan sát, hệ thống truyền dẫn hệ thống lưu trữ, quản lý Đây giải pháp ứng dụng công nghệ Giải pháp sử dụng hạ tầng truyền thơng chung (mạng LAN, kết nối IP) Chính vậy, giải pháp IP cho phép tiết kiệm chi phí đầu tư chí phí vận hành, bảo trì, bảo dưỡng Khi cần mở rộng hệ thống, bổ sung camera: cần bổ sung đường truyền từ camera đến thiết bị chuyển mạch mạng gần (Switch) Các camera IP có khả cấp nguồn cáp tín hiệu sử dụng cơng nghệ Power over Ethernet – PoE ưu điểm so với giải pháp khác khơng cần phải xây dựng thêm hệ thống cấp nguồn riêng cho camera Kết nối IP giải pháp kết nối số liệu phát triển giới hiên tảng mạng Internet Dễ dàng tích hợp vào hệ thống quản lý tòa nhà Dễ dàng chia sẻ thu thập thêm liệu với hệ thống bên ngồi thơng qua đường truyền mạng riêng thơng qua Internet Với phân tích trên, giải pháp kết nối sử dụng công nghệ IP giải pháp phù hợp cho mơ hình tích hợp hệ thống giám sát giao thông 3.5.2 Phƣơng thức truyền dẫn cho hệ thống tích hợp: Mơi trường truyền dẫn xem đường cao tốc mạch máu cung cấp đường dẫn cho thiết bị mạng Có xu hướng nói chung mơi trường truyền dẫn tốt loại khác Trong thực tế, mơi trường truyền dẫn có vị trí -85- việc thiết kế hệ thống truyền nhận thông tin Mỗi đặc điểm tạo thành môi trường lý tưởng để sử dụng dựa tập hợp hoàn cảnh đặc trưng Điều quan trọng nhận ưu nhược điểm loại lựa chọn để triển khai hệ thống phù hợp Các phƣơng thức truyền dẫn vô tuyến: - Truyền dẫn vi ba: Truyền dẫn vi ba số ba phương tiện thông tin phổ biến (bên cạnh thông tin vệ tinh thông tin quang) Truyền dẫn vi ba hình thức truyền dẫn tín hiệu cách sử dụng sóng điện từ khoảng tần số từ Ghz đến vài chục Ghz để truyền tải liệu thông tin Nguyên lý truyền dẫn vi ba sau: thông tin, liệu sau số hóa đưa đến máy phát siêu cao tần Tại đây, tín hiệu điều chế thành tín hiệu siêu cao tần khuếch đại đủ lớn để đưa anten phát vào không gian truyền đến đầu thu Sóng mang vơ tuyến truyền có tính định hướng cao nhờ anten định hướng Ưu điểm: + Chi phí lắp đặt hệ thống vi ba không lớn + Công tác triển khai lắp đặt đơn giản khơng phải lắp đặt cáp Nhược điểm: + Suy giảm bị tín hiệu ảnh hưởng thời tiết điều kiện khơng gian như: mưa, gió, fading, … -86- + Có khả bị xuyên nhiễu sóng vơ tuyến khác - Truyền dẫn vệ tinh: Truyền dẫn vệ tinh hình thức truyền dẫn vi ba, phương thức này, trạm thông tin chuyển tiếp hệ thống vi ba lại đặt vệ tinh Công nghệ sử dụng vệ tinh địa tĩnh Quỹ đạo địa tĩnh có nghĩa quỹ đạo mà vệ tinh phóng lên, vệ tinh quay quanh trái đất với vận tốc chuyển động quay trái đất Vì trạm mặt đất vệ tinh đứng n Nhờ vậy, làm cho truyền thơng mặt đất vệ tinh tin cậy Các trạm mặt đất tốn chúng sử dụng anten cố định Ưu điểm thông tin vệ tinh: + Giá thành kênh truyền dẫn vệ tinh không phụ thuộc vào khoảng cách hai trạm thu phát + Có khả thiết lập đến vị trí có địa hình phức tạp, cự ly xa mà truyền dẫn thơng thường khó mà thực + Có khả thơng tin quảng bá thông tin điểm nối điểm + Lượng băng thơng lớn: đạt tới 3,4 Gbit/s tùy vào loại điều chế + Thích hợp cho ứng dụng biển vùng sâu vùng xa Nhược điểm: -87- + Trễ truyền lan chiều khoảng từ trại thu đến trạm chuyển tiếp quay trở lại mặt đất xa + Suy hao tín hiệu cao đường truyền lên vệ tinh + Sự hấp thụ mưa tác động đến suy hao đường truyền + Khi phát triển nhiều hệ thống vệ tinh dẫn đến bị nghẽn + Chí phí cao cơng tác phóng vệ tinh đắt + Thời gian sử dụng hạn chế khơng bảo trì bảo dưỡng - Truyền dẫn WIFI, 3G, WIMAX: WIFI, WIMAX 3G phương thức truyền dẫn không dây băng rộng hệ ứng dụng thử nghiệm Ba phương thức truyền dẫn có đặc điểm chung dễ dàng lắp đặt sử dụng Vì truyền dẫn vơ tuyến nên có ưu điểm việc thay đổi vị trí lắp đặt, nhiên phương thức truyền dẫn vơ tuyến có hạn chế chung tính bảo mật WIFI ứng dụng phổ biến doanh nghiệp, quán cà phê, hộ gia đình WIFI có đặc điểm riêng phạm vi phủ sóng ngắn WIFAX đời khắc phục nhược điểm phạm vi phủ sóng WIFI, Việt Nam WIMAX giai đoạn thử nghiệm Các phƣơng thức truyền dẫn hữu tuyến: - Truyền dẫn cáp đồng: cáp đồng trục cáp xoắn đôi -88- Ưu điểm: + Các thiết bị mạng đơn giản, giá thành thấp + Truyền dẫn tốc độ cao + Khoảng cách truyền ngắn Nhược điểm: + Cáp đồng trục có mức suy hao lớn + Chi phí cho thiết bị kèm theo cao + Điện tiêu thụ mạng cao + Càng xa trung tâm chất lượng tín hiệu giảm + Độ ổn định mạng + Khó bảo trì làm ảnh hưởng đến chất lượng hệ thống truyền tin - Truyền dẫn cáp quang: Trong phát triển mạng viễn thông Việt Nam nói riêng tồn giới nói chung, thơng tin quang có đóng góp quan trọng qui mô phát triển nâng cao chất lượng tồn mạng Hệ thống thơng tin cáp sợi quang hệ thống truyền dẫn với kỹ thuật công nghệ tiên tiến, cho phép tạo tuyến truyền dẫn dài, với dung lượng lớn, cấu trúc hệ thống linh hoạt, độ tin cậy cao, Sợi quang trở thành phương tiện thông dụng cho nhiều u cầu truyền thơng Nó có ưu điểm vượt so với phương pháp truyền dẫn điện thông thường -89- Ưu điểm: + Suy hao truyền dẫn nhỏ + Băng tần truyền dẫn lớn + Không bị ảnh hưởng nhiễu điện từ + Có tính bảo mật tín hiệu thơng tin cao + Có kích thước trọng lượng nhỏ + Sợi có tính cách điện tốt + Tin cậy linh hoạt + Sợi chế tạo từ vật liệu sẵn có + Khoảng cách truyền xa Nhược điểm: + Khó đấu nối + Cần có đường dây cấp nguồn cho trạm lặp + Cần có phương thức chỉnh lỗi (cáp) Lựa chọn phƣơng thức truyền dẫn Hệ thống giám sát giao thông hệ thống yêu cầu cao việc truyền nhận tin để đảm bảo yếu tố cho thông tin liệu là: an toàn, tin cậy, bền vững tức thời Do vậy, với số nhược điểm truyền dẫn vơ tuyến như: khơng có độ bảo mật cao, suy hao ảnh hưởng nhiều thời tiết (vi ba), chi phi đắt đỏ (vệ tinh, 3G), không đáp ứng khoảng cách cần truyền dẫn (wifi), … nên -90- phương thức truyền dẫn vô tuyến lựa chọn thực cần phát huy ưu điểm đặc trưng Với ưu điểm vượt trội hình thức truyền dẫn hữu tuyến, cáp quang hoàn toàn đáp ứng yêu cầu hệ thống truyền nhận tin cho hệ thống giao thông thông minh Truyền dẫn cáp quang nên chọn lựa để thiết lập đường truyền kết nối ma trận chuyển mạch (switch) với Đối với việc truyền dẫn tín thiệu từ camera đến switch gần nhất, cáp xoắn đơi chọn để sử dụng 3.5.3 Phƣơng án tổ chức kết nối thiết bị: Các thiết bị hệ thống camera giám sát thiết bị đo tốc độ kết nối vào thiết bị chuyển mạch gần thành nhóm, phạm vi bán kính cho phép truyền tải cáp mạng Sau đó, liệu thơng tin từ nhóm camera thiết bị chuyển mạch mà kết nối chuyển đến thiết bị chuyển mạch nhóm qua cổng giao tiếp quang sử dụng truyền dẫn sợi quang Việc kết nối thực dọc theo tuyến đến hệ thống mạng LAN trung tâm điều hành Kết luận Để thiết kế hệ thống mạng, công việc quan trọng người thiết kế phải tính tốn dung lượng truyền dẫn, dung lượng lưu trữ cần đáp ứng hệ thống chọn lựa công nghệ kết nối, thiết bị phần cứng phù hợp cho hệ thống Các nội dung trình bày -91- chương xây dựng công thức tổng qt tính tốn dung lượng truyền dẫn, dung lượng lưu trữ cho hệ thống giám sát giao thơng tích hợp phân tích ưu nhược điểm công nghệ kết nối mạng, phương tiện truyền dẫn để chọn lựa cơng nghệ thích hợp cho mơ hình hệ thống tích hợp -92- CHƢƠNG ỨNG DỤNG GIẢI PHÁP MẠNG SỐ LIỆU TÍCH HỢP VÀO HỆ THỐNG GIÁM SÁT GIAO THÔNG ĐƢỜNG HẦM SÔNG SÀI GÒN Mở đầu Trong chương này, ta áp dụng cơng thức tính tốn dung lượng truyền dẫn, dung lượng lưu trữ xây dựng chương để tính tốn dung lượng truyền dẫn dung lượng lưu trữ cụ thể cần đáp ứng cho hệ thống giám sát giao thơng đường hầm sơng Sài Gịn 4.1 Giới thiệu tuyến đƣờng hầm vƣợt sơng Sài Gịn Hình 4.1 Tồn cảnh đường hầm vượt sơng Sài Gịn Đường hầm sơng Sài Gịn hạng mục dự án Đại lộ Đông Tây nối liền quận với khu đô thị Thủ Thiêm quận Đường hầm thông xe đưa vào khai thác sử dụng từ ngày 20 tháng 11 năm 2011 -93- Đường hầm sơng Sài Gịn hạng mục quan trọng dự án đại lộ Đông - Tây Bên cạnh việc giải toả áp lực cho cầu Sài Gòn, tuyến đường qua hầm rút ngắn thời gian từ trung tâm thành phố tỉnh miền Tây lẫn miền Đông, tạo tảng phát huy giao thương liên tỉnh Đường hầm sơng Sài Gịn góp phần lớn việc tạo thành mạng lưới giao thơng hồn chỉnh phía Đơng, giảm áp lực cho giao thơng trung tâm động lực phát triển Khu đô thị Thủ Thiêm Là hệ thống hầm vượt sơng đại có giá trị đầu tư lớn, đường hầm sơng Sài Gịn cần bảo vệ an toàn cao cần phát huy tối đa hiệu sử dụng tuyến đường Do vậy, hạng mục xây dựng hệ thống giám sát giao thông để đảm bảo điều kiện lưu thơng tốt an tồn cho phương tiện tham gia giao thông qua khu vực đường hầm sơng Sài Gịn, đảm bảo an ninh quanh khu vực đường hầm hầm đảm bảo cho nhân viên quản lý đường hầm theo dõi, giám sát toàn hoạt động diễn khu vực hầm đặc biệt trọng 4.2 Các số liệu hệ thống giám sát giao thơng đƣờng hầm sơng Sài Gịn: Hệ thống giám sát giao thơng đường hầm vượt sơng Sài Gịn tích hợp bao gồm hệ thống giám sát sau: hệ thống camera quan sát hầm, hệ thống camera an ninh, hệ thống đo tốc độ xe Hệ thống camera quan sát hầm: Hệ thống hoàn chỉnh bao gồm 48 camera bố trí lắp đặt vị trí cụ thể sau: -94- - Tại điểm giao cắt hầm: camera dome PTZ, quan sát khu vực trước cửa hầm - Trong lối thoát hiểm: camera dome PTZ chế độ quay quét tự động thực chức giám sát toàn lối thoát hiểm, quan sát rõ mục tiêu khu vực lối thoát hiểm camera thân cố định - Trong đường hầm: 30 camera thân cố định, camera quan sát khu vực định để giám sát toàn khu vực bên hầm, camera dome PTZ quan sát rõ mục tiêu đường hầm có nhu cầu Hệ thống camera an ninh: Hệ thống camera anh ninh bao gồm: camera PTZ camera cố định - Tháp thơng gió phía Đơng, Tây: tháp camera cố định, camera PTZ - Tịa nhà bảo trì: camera cố định - Tòa nhà điều hành: camera cố định -95- - Tịa nhà thu phí: camera cố định Hệ thống đo tốc độ xe: Sử dụng thiết bị đo đếm xe cho hướng, thiết bị có camera để chụp hình tồn cảnh chụp biển số xe 4.3 Tính toán dung lƣợng truyền dẫn cho hệ thống giám sát đƣờng hầm sơng Sài Gịn: 4.3.1 Dung lƣợng truyền dẫn cho hệ thống camera quan sát Có nhóm camera sau: - 33 camera có độ phân giải: 704x576 chuẩn nén: H.264, tốc độ ghi hình cài đặt 24 hình/s - 15 camera có độ phân giải: 1920x1080; chuẩn nén: H.264; tốc độ ghi hình cài đặt 24 hình/s Với số liệu trên, từ cơng thức (3.2), ta tính dung lượng truyền dẫn hệ thống camera quan sát: BWCMR_CCTV = 15*1920*1080*8*24/50 + 33*704*576*8*24/50 = 119,439,360 + 51,385,467 = 170,824,827 (bps) (4.1) = 171 (Mbps) 4.3.2 Dung lƣợng truyền dẫn cho hệ thống camera an ninh: - camera PTZ có độ phân giải: 704x576; chuẩn nén: H.264; tốc độ ghi hình cài đặt 10 hình/s -96- - camera cố định có độ phân giải: 1920x1080; chuẩn nén: H.264; tốc độ ghi hình cài đặt 10 hình/s BWCMR_S = 9*1920*1080*8*10/50 + 2*704*576*8*10/50 = 29,859,840 + 1,297,613 = 31,157,453 (bps) (4.2) = 31 (Mbps) 4.3.3 Dung lƣợng truyền dẫn cho hệ thống đo tốc độ xe - 12 camera có độ phân giải độ phân giải: 1920x1080; chuẩn nén: H.264; tốc độ ghi hình cài đặt hình/s BWSC = 12* 1920*1080*8/50 = 3,981,312 (bps) = (Mbps) (4.3) 4.3.4 Dung lƣợng truyền dẫn cho toàn hệ thống Từ kết (4.1), (4.2) (4.3), ta có: BWITS_TOTAL = BWCMR_CCTV + BWCMR_S + BWSC = 171 + 31 + = 206 (Mbps) 4.4 (4.4) Tính tốn dung lƣợng lƣu trữ cần thiết cho hệ thống giám sát giao thông đƣờng hầm sông Sài Gịn: Dữ liệu thơng tin thu thập từ hệ thống giám sát giao thông đường hầm sơng Sài Gịn lưu trữ ổ cứng thiết bị ghi hình vịng ngày Như vậy, triển khai theo cơng thức tính dung lượng lưu trữ (3.10) ta tính dung lượng nhớ cần -97- đáp ứng cho việc lữu trữ thông tin hệ thống giám sát giao thông đường hầm sơng Sài Gịn Vì thời gian lưu trữ hệ thống giống nhau, nên công thức (3.10) biến đổi sau: MITS_TOTAL = [BWCMR_CCTV + BWCMR_S + BWSC] * T = 206 *7*24*60*60 = 125,37,040 (Mb) (4.5) = 15,570,848 (MB) = 15,206 (GB) = 15 (TB) Kết luận Trên sở công thức xây dựng chương số liệu thực tế thu thập từ phương án triển khai hệ thống giám sát giao thông cho tuyến đường hầm vượt sông Sài Gịn, ta dễ dàng tính tốn dung lượng truyền dẫn dung lượng lưu trữ cần đáp ứng hệ thống giám sát giao thơng tích hợp kết (4.1), (4.2), (4.3), (4.4), (4.5)