TỔNG QUAN VỀ CÁC CÔNG NGHỆ TRUYỀN THÔNG HIỆN TẠI.... CÔNG NGHỆ TRUYỀN THÔNG TẦM GẦN DSRC ÁP DỤNG TRONG ITS .... CÁC ỨNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG GIAO THÔNG THÔNG MINH.... Quản lý giao thông và
TỔNG QUAN VỀ DSRC VÀ ITS
T ỔNG QUAN VỀ CÁC CÔNG NGHỆ TRUYỀN THÔNG HI ỆN TẠI
1.1.1.2 Điểm mạnh: i âu có cun
VT2 - 2010B - DHBKHN Page 5 Điểm yếu:
ISM(Industrial, Scientific, Medical) 2.48 GHz t
Hinh 1-2 : Các thiết bị bluetooth
VT2 - 2010B - DHBKHN Page 7 trong tòa nhà
H inh 1-3 : Các tầng giao thức Bluetooth
Logical Link Control And Adaptation Protocol
Hinh 1-4 : Các giao thức của Bluetooth
Base Band - Dải băng cơ sở
Link Manager Protocol – Quản lý liên kết thông
Host Controller Interface (HCI) – Kiểm soát giao diện chủ
Logical Link Control And Adaptation Protocol (L2CAP) –Kiểm soát liên kết logic, giao thức điều hợp
Radio Frequency Communication (RFCOMM protocol) – Tần số truyền thông
Service Discovery Protocol (SDP) - Dịch vụ
1.1.3 Công nghệ giao tiếp trường gần NFC
ISO 14443 Type A, 14443 Type B và ISO 18092 n
RF tag), các thông tin liên quan
- i Mobilkom Austria, Orange, SFR, SK Telecom, Telefonica Mviles Espaa, Telenor,
TeliaSonera, Telecom Italia Mobile (TIM), Vodafone và 3
VANET (Vehicular Ad Hoc Network) Mạng xe định hoc) VANET
Car Communication, hay M2M (machine- -to i thông tin cho xe khác,v.v cho nhau
Các node m ng di chuy n v i t cao: N u hai chi c xe di chuy n c chi u v i t 25m/s (90Km/h) và ph m vi truy n d n kho ng 250m thì k t n i gi a hai xe ch kéo dài 5s
Sau 5 giây, việc thiết lập kết nối mạng sẽ diễn ra, cho phép các thiết bị khác trong khu vực giao tiếp với xe gắn máy thông qua kết nối mạng Giải pháp cho vấn đề này là cần có các node chuyển tiếp để đảm bảo kết nối ổn định và hiệu quả.
Mô hình chuyển động và định vị là yếu tố quan trọng trong việc hiểu rõ vị trí của các node và sự di chuyển của chúng Để xây dựng một kiến trúc mạng hiệu quả, chúng ta cần xem xét kỹ lưỡng mô hình chuyển động và định vị của các node trong hệ thống.
ng truy n thông tin: Mô hình các xe (node) chuy ng trên h
VT2 - 2010B - DHBKHN Page 19 th ng cao t c, chuy ng 1 chi u này là d d ng ph , m xe, tòa nhà, cây c i gây c trình truy n thông tin
Hệ thống an toàn của xe, bao gồm các yếu tố như tai nạn và phanh, cần được tích hợp hiệu quả với dữ liệu từ môi trường xung quanh Việc này không chỉ quan trọng trong việc cải thiện an toàn giao thông mà còn giúp nâng cao hiệu suất hoạt động của các phương tiện.
i onboard c m bi n: c m bi n này s giúp cung c p các v nút và chuy ng c s d ng cho liên k t truy hi u qu và m nh tuy n
Hinh 1-8 : Cấu trúc hệ thống
Road-side unit (RSU) o toàn o o
Hinh 1-9 : RSU mở rộng khoảng giao tiếp
Hinh 1- 10 : RSU như là một nguồn thông tin
Hinh 1- 11 : RSU cung cấp dịch vụ Internet để OBU truy cập
VT2 - 2010B - DHBKHN Page 24 giao thông làm gi
M c tiêu ch y u c a ITS là th a mãn t u dân chúng và qu c GTVT mà các gi i pháp x i quy c
VIC Communication System), hệ thống này cung cấp thông tin cho lái xe biết những con đường đang bị tắc nghẽn, tức là phân phối lại giao thông o
VT2 - 2010B - DHBKHN Page 25 o giúp các
Hinh 1- 12 : Sơ đồ tổng quát cho hệ thống ITS
Trip Planning (L p l ch trình cho chuy
Bus/Train Management (Qu n lý xe bux và tàu h a)
Variable Message Signs (Tin nh n báo hi u)
Real Time Passenger Information (Thông tin hành khách th i gian th c)
Hinh 1- 13 : Giải pháp ITS trong tương lai
Truy n thông không dây (Wireless communications):
Hinh 1- 14 : Minh họa truyền thông không dây trong ITS
Hinh 1- : 15 Công nghệ tính toán trong mạng ITS
Hinh 1- 16 : Các loại dữ liệu trong mạng ITSs
Hinh 1- Tin 17 : h toan dữ liệu trong mạng xe cộ
Hinh 1- 18 : Công nghệ cảm biến trong mạng xe cộ
Hinh 1- 19 : Cấu trúc mạng xe cộ
Hinh 1- 20 : Sử dụng vòng cảm ứng từ trường
Hinh 1- 21 : Lắp đặt vòng cảm ứng trong mạng xe cộ
Hinh 1- 22 : Nhận dạng biển số xe tự động
C ÔNG NGHỆ TRUYỀN THÔNG TẦM GẦN DSRC ÁP DỤNG TRONG ITS
1.2.1 Giới thiệu chung về DSRC giao thông ( Vehicle to Vehicle
Hinh 1- 23 : Kênh trong chuẩn 802 11 WAVE
VT2 - 2010B - DHBKHN Page 37 p car- -car (C2Cto - -veto
Hinh 1- 24 : Phổ phân bổ cho DSRC
Hinh 1- 25 : Dải phổ và kênh DSRC toàn
c tính th 1 là b t bu c hi nhà máy s n xu t chip hi n nay
c tính th 2 là nghiêm ng t và có tính ch n l c
Hinh 1- 26 : Trục thời gian của các khung RTS/CTS/AC
Gi i thich m t s thu t ng vi t t t:
VT2 - 2010B - DHBKHN Page 41 o o o o o o NAV (Ne
Các thông số đánh giá chất lượng:
T l gói nh c: Là t l gi a s c nh n b i nút m c g l p ng d ng
Ph n t nh tuy n: Cho bi t hi d giao th nh tuy n
Tr t u cu u cu i: Là th i gian mà gói tin truy n trên m ng t m ng ngu n nút m
ng t u cu u cu ng là kh truy ng truy n trong m th i gian (Kbps).
ng truy n d n t ng truy n d n ng n nh t gi a hai nút
T i c a m ng: T i th t s mà m ng, th hi n qua các thông s : k
VT2 - 2010B - DHBKHN Page 43 c gói tin, s ng k t n i, t g i gói tin
Kích c m c th hi n qua s ng nút m ph ng
Yêu cầu của các giao thức định tuyến trong mạng Ad-hoc
Ho ng phân tán: Giao th c c n ho ng phân tán, không ph thu c và nút m u khi n t p trung
nh tuy n h nâng cao ch ng ho ng, giao tuy n c m b nh tuy n cung c ng m gi ng tiêu th CPU.
Ho ng d a trên yêu c u: M t i thi u hóa ph u khi n trong m ng, giao th nh tuy n ch ng khi c n th không qu ng bá liên t c.
H tr các liên k t m t chi u: K t h p v i các liên k t hai chi ch ng c a giao th nh tuy n
B o m t: S d o m t cho m b o an toàn cho thông tin trong quá trình truy n d n
B ng: Các thi t b trong m ng Ad- ng s gi i h n v m ng, nên c n có ch ch ng
Nhi nh tuy n: Nh m gi m s và khi nhi nh tuy n b ngh n M nh tuy giúp cho vi c k t n i tr l i mà không c nh tuy ng khác
H tr QoS: Có nhi u lo i QoS c c s h tr c a các giao th tuy n, nó ph thu c vào m a m ng, ch ng h n s h tr th i th c
Phân loại giao thức định tuyến trong mạng Ad-hoc
Định tuyến dựa trên topo mạng (topology-based) o Proactive
Table-Driv en Demand-Driven
Định tuyến dựa trên vị trí (position-based):
Hình 2 Ph ân loại giao thức định tuyến trong mạng Ad -hoc
Giao thức định tuyến proactive
Giao thức định tuyến reactive
Giao thức định tuyến Hybrid
Giao thức định tuyến dựa trên vị trí
CÁC ỨNG DỤNG TRONG ITS
C ÁC ỨNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG GIAO THÔNG THÔNG MINH
ng d xây d ng m t ki n trúc h t ng giao thông thông minh o o (freeway o p i tham g
(Road Weather Management) o way Operatio o management) o
Avoidance) o úp lái xe (Driver Assistance) o
2.1.1 Quản lý giao thông và lữ hành các thông tin
Tình tr ng dòng xe hi n th i (t ung bình, thtr
Ch ng ng i v ng và ki n ngh các tuy a ch n
Tình tr ng xây d ng trên tuy n và các s ki n khác
Tuy n trung chuy n, l m trung chuy n
Nhi m v : h ng d n chi ti t t ng b c các l i r không nh m ng Ng i s d ng là các lái xe c a các ph ng ti n: cá nhân, v n t i, và công c ng
Thi t b : truy n âm thanh, truy n hình nh, ho c k t h p c hai ng th i thi t b x a ra h ng d n l trình.
M m th i gian ch m xe do vi c nh ng; và gi m s lo nh ng
Th c hi n: Ng g n trung tâm và cung c p cho trun thông tin v i n, và th các thông tin v nh ng xe có th ghép chuy ng l a ch n
Mục tiêu chính là khuyến khích việc sử dụng xe thông qua việc cung cấp thông tin về chuyến đi và nhu cầu sử dụng Điều này sẽ góp phần tăng cường số lượng phương tiện tham gia giao thông, tiết kiệm chi phí di chuyển và giảm lượng khí thải của hệ thống giao thông.
Dịch vụ này có mục tiêu chính là cải thiện dòng giao thông thông qua việc sử dụng hệ thống giao thông thông minh Dịch vụ bao gồm việc nâng cấp các hệ thống tín hiệu giao thông, giúp giảm thời gian chờ đợi tại các ngã tư và cải thiện tình trạng giao thông Hệ thống này không chỉ tăng cường khả năng sử dụng các kết cấu hạ tầng mà còn tích hợp các công nghệ hiện đại, nhằm tối ưu hóa dòng giao thông trên khu vực rộng lớn.
D ch v u khi n giao thông s thu th p các s li u giao thông th c, x lý d li a ra các thông tin h u ích nh m nh quy n c a ng i m b o s h u hi u nh t
D ch v này s bao g m h th ng: thu th u khi n, và h tr
VT2 - 2010B - DHBKHN Page 52 vehicles cao (high-occupancy vehicles
Khi quản lý các trang thiết bị của HOV, cần phải xem xét các yêu cầu vận hành hiện tại Ví dụ, yêu cầu về chuyên chở cần được điều chỉnh phù hợp với các mặt cắt nghẽn và tình trạng giao thông hiện tại để đảm bảo hiệu quả hoạt động.
Chi phí từ chính sách khuyến khích việc chuyển đổi và giảm nhu cầu có thể ảnh hưởng đến các khu vực học và du lịch, đặc biệt là những vùng nhạy cảm về môi trường.
Khi nói về xe cá nhân và xe chia sẻ, việc quản lý vị trí và mức phí của những phương tiện này là rất quan trọng trong hệ thống giao thông Ví dụ, mức phí gửi xe cho xe cá nhân (SOVs) thường cao hơn, trong khi mức giá cho xe chia sẻ (HOVs) lại thấp hơn.
Hệ thống chuyển đổi thông tin vận chuyển giúp các trung tâm quản lý giao thông (TMC) thu thập dữ liệu về điểm xuất phát, điểm đến và thời gian di chuyển của các phương tiện Điều này hỗ trợ trong việc tối ưu hóa quản lý giao thông và nâng cao hiệu quả lưu thông trên các tuyến đường.
Gi gi c làm vi c và công ngh thông tin: S d ng m c a công ngh thông tin hi u ch nh gi gi c làm vi nh vitrá nhà trong gi cao i m.
VT2 - 2010B - DHBKHN Page 53 l theo tiêu chu
2.1.2 Quản lý vận hành giao thông công cộng chính trong nhóm này
Cải tiến hệ thống vận hành của phòng tin và trang thiết bị là rất quan trọng Trong quá trình này, dữ liệu cần được thu thập theo thời gian thực, ví dụ như dữ liệu về việc truyền theo đường dẫn dữ liệu và liên kết với hành trình trung.
Here is the rewritten paragraph:Trong quá trình trung chuyển, vị trí thực tế của xe và lộ trình được xác định, sai lệch lộ trình sẽ được nhận biết và hiệu chỉnh để đảm bảo cung cấp thông tin hiệu chỉnh này cho người lái xe Thông tin về vị trí thực tế của xe sẽ được truyền ngay cho lái xe, đảm bảo cho việc trung chuyển giữa các chu trình tiền và lúc.
C i thi n k ho ch và l ch trình: ng d ng này g m vi c l u gi và phân tích d li u theo th i gian th c thu th p, bao g m c d li u v l ng hàn
Here is the rewritten paragraph:VT2 - 2010B - DHBKHN trang 54 cung cấp thông tin về khách hàng, thời gian chờ xe, tổng kilômét của phương tiện Dữ liệu này có thể được xem xét lại lịch trình, lập kế hoạch tùy chỉnh cho hệ thống thông tin khách hàng.
Quản lý nhân sự là việc phân công công nhân cho các tuyến đường dựa trên thâm niên và sở thích cá nhân Việc phân công này cần thực hiện theo chuyên môn và đảm bảo an toàn lao động, đồng thời xem xét chiều dài hàng ngày của mỗi phòng tuyến.
2.1.2.2 và các c ng buýt, và t
2.1.3 Quản lý dịch vụ thanh toán điện tử
Hệ thống thu phí điện tử (ETC) cho phép người lái xe di chuyển mà không cần dừng lại để nộp phí Điều này giúp giảm thiểu tình trạng ùn tắc giao thông và cải thiện chất lượng không khí tại các khu vực lân cận trạm thu phí Hệ thống ETC có thể được triển khai cho cả hệ thống thu phí tự động trên các tuyến đường chính và các trạm thu phí vào ra Công nghệ này cho phép thu phí tự động thông qua thiết bị nhận diện và kết nối với các phương tiện, mang lại sự tiện lợi cho người sử dụng.
H th n t : H th ng này giúp ng m t mà tr ti n thông qua vi c s d ng các th n t (ví d , smart cards)
H th ng này có th giúp ng i v n hành và quy ho ch tuy d li u chính xác h n v s l ng ng
H th n t : H th ng này giúp ng i lái xe không ph i tr xe b ng ti n m t, mà thông qua vi c s d ng h th ng th n t
H p nh t h th n t : M i cùn nh t các h p ph n nói trên thành m t h th c ch
Hệ thống thanh toán hợp nhất trong lĩnh vực giao thông vận tải cho phép sử dụng chung một thiết bị thu phí và vé, giúp tối ưu hóa việc thu phí, sử dụng xe và quản lý thông tin trung chuyển trong một vùng.
Hinh 2-1 : Hệ thống thu vé điện tử
2.1.4 Quản lý vận hành ph ng tiện vận tải ươ hành ph oàn xe
2.1.4.2 toàn và chính xác h nh là
2.1.4.3 Giám sát an toàn trên xe
Giám sát b ng b c m bi n tình tr ng nguy hi m các b ph n c a xe, nh là phanh, l
Giám sát b ng b c m bi n s d ch chuy n c a hàng hóa khi xe xóc;
Giám sát công vi c theo th i gian c a lái xe;
Giám sát m t nh táo c a lái xe
VT2 - 2010B - DHBKHN Page 58 ph ng
2.1.5 Quản lý tình huống khẩn cấp
2.1.5.1 này là an ninh cho hành khách ng h
2.1.6 Hệ thống an toàn và kiểm soát ph ng tiện hiện đại ươ
Ki m soát và c nh báo va ch m phía sau;
Ki m soát xe ch y theo dòng (ACC)
Ki m soát và c nh báo va ch m phía tr c
Ki m soát và c nh báo va ch m khi lùi xe ng n
Để tránh va chạm phía sau, người lái xe cần duy trì khoảng cách an toàn với xe phía trước và nhận biết tốc độ di chuyển của nó Hệ thống tránh va chạm phía sau có khả năng kiểm soát khoảng cách giữa các xe và cảnh báo người lái về những tình huống nguy hiểm Nếu người lái không phản ứng kịp thời với các cảnh báo này, có thể dẫn đến tai nạn do không kiểm soát được xe.
Hệ thống ACC giúp duy trì khoảng cách an toàn giữa xe và các phương tiện khác, đảm bảo rằng khoảng cách này không giảm xuống dưới mức tối thiểu mong muốn Khi khoảng cách này bị rút ngắn, hệ thống ACC sẽ thông báo cho lái xe hoặc thực hiện các biện pháp kiểm soát, như giảm tốc độ hoặc dừng xe để duy trì an toàn khi di chuyển.
Kiểm soát và cảnh báo va chạm phía trước là hệ thống giúp nhận biết các va chạm có thể xảy ra với các phương tiện di chuyển theo hướng ngược lại và có thể thực hiện các biện pháp cần thiết để tránh tai nạn.
ĐÁNH GIÁ VÀ MÔ PHỎNG
M ỤC ĐÍCH 3.2 M Ô HÌNH MÔ PHỎNG 3.2.1 Mô phỏng trên đường Highway bằng NS3
Thông số đánh giá chất lượng
Tỷ lệ gói nhận được
Trễ từ đầu cuối đến đầu cuối
Thông lượng từ đầu cuối đến đầu cuối
Phần tải thông tin định tuyến Đánh giá chất lượng video
Hinh 3-1 : Sự suy giảm và chất lượng ITU – R
P v ng nhi ng nhi u, k t qu a PSNR gi a thành ph sáng Y c a hình nh ngu n S và hình
Thành ph i c a phân s là l c rút g n thành , xem tr
Hinh 3-2 : Khả năng PSNR với chuyển đổi MOS
3.2.1 Mô phỏng trên đường Highway bằng NS3
Lane - S ng cao t c t i v trí c a xe
Poisition - M xe, y là trung tâm c a chi cao c v tính b ng mét
Model - thi t l ng, v n t c mong mu k t h p v ng
Highway ng cao t c th v t, m ng, highway s c chia thà nh v trí c
3.2.2 Mô phỏng truyền file mp4 thời gian thực sử dụng mô hình Evalvid
Hinh 3-4 : Cấu trúc công cụ Evalvid trong tiêu giá video tínlà trên tín âm PSNR (Peak Signal Noise Ratio) to
Nó là SNR tín trên trong so sánh tín PSN tín có quan SNR
Hinh 3-5 : Các bước thực hiện quá trình mô phỏng
Hinh 3-6 : Một frame trong đoạn video truyền
3.2.3 Mô ph ỏng đánh giá hiệ u qu s d ng các giao th ả ử ụ ức đị nh tuy ến trong m ng VANET ạ
Các tham số mô phỏng
Bảng : Tham số của các nút trong mô hình Highway 1
Tham số đồ họa và chuyển động của nút
Số nút cố định 2 (Server, Router)
Số nút vừa cố định vừa có tính di động 11(RSU)
14 Tham số mạng sử dụng
Phân tích kết quả Điểm đặc biệt của mô phỏng là các RSU vừa có thể có giao tiếp Wired với
Router, vừa có giao tiếp Wireless với các nút di động, điều này sẽ giúp các xe có thể lấy thông tin từ Internet
Hinh 3-9 : Mô hình kịch bản mô phỏng Hightway
Hinh 3- 10 : Tỷ số PSNR của các giao thức ở vận tốc 25m/s cho nhau:
Hinh 3- 11 : Các nút truyền frame cho nhau
Hinh 3- 12 : So sánh PSNR của giao thức OLSR khi vận tốc thay đổi
Hinh 3- 13 : PSNR của DSDV và OLSR khi thay đổi thời gian bắt đầu truyền video
Hinh 3- 14 : Tỷ số PSNR của giao thức AODV theo chuẩn 802.11 và 802.11p
Hinh 3- 15 : Tỷ số PSNR của giao thức DSDV theo chuẩn 802.11 và 802.11p Đánh giá chất lượng dựa vào tỷ lệ gói nhận được
Dùng File TyLeGoiNhanDuoc.pl, ta có:
Hinh 3- 16 : Tỷ lệ gói nhận được của DSDV theo chuẩn 802.11 và 802.11p
Hinh 3- 17 : Tỷ lệ gói nhận được của AODV theo chuẩn 802.11 và 802.11p
Hinh 3- 18 : Tỉ lệ gói nhận được của DSR theo chuẩn 802.11 và 802.11p
Hinh 3- 19 : Thời gian truyền video của DSDV sử dụng 802.11 và 802.11p
Hinh 3-20 : T hời gian truyền video của AODV sử dụng 802.11 và 802.11p
Hinh 3- : T 21 hời gian truyền video của DSR sử dụn 802.11 và 802.11p