Một số giait pháp kết nối mạng cho giao thông thông minh và ứng dụng kết nối mạng

LỜI CẢM ƠN Đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến ban giám hiệu thầy, cô giáo Bộ môn Công nghệ ô tô Hệ thống cảm biến Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin Và Truyền Thông tạo điều kiện học tập nghiên cứu năm tháng học nhà trường Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Th.S Trần Trung Dũng, người thầy quan tâm, bảo, hướng dẫn em tận tình suốt trình em nghiên cứu, thực đồ án tốt nghiệp đại học Chúc thầy có sức khỏe tốt có nhiều niềm vui công việc sống Cuối em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, người thân bạn bè bên động viên góp ý kiến cho em hoàn thành đề tài đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, tháng năm 2016 Sinh Viên: Hà Văn Nam LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan: - Đồ án tốt nghiệp thành từ học tập, nghiên cứu trường thực theo hướng dẫn giáo viên hướng dẫn - Đồ án thành riêng em, không chép theo đồ án tương tự Mọi tham khảo đồ án trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên công trình, thời gian địa điểm công bố - Mọi chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo hay gian trá em xin chịu hình thức kỷ luật nhà trường Thái Nguyên, tháng năm 2016 Sinh Viên: Hà Văn Nam MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT iii DANH MỤC HÌNH ẢNH v DANH MỤC BẢNG BIỂU vi LỜI MỞ ĐẦU .1 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG MẠNG GIAO THÔNG THÔNG MINH 1.1 Lịch sử đời phát triển hệ thống giao thông thông minh 1.2 Khái niệm hệ thống giao thông thông minh 1.3 Cấu trúc hệ thống giao thông thông minh 1.4 Hạ tầng giao thông thông minh .4 1.5 Các dịch vụ hệ thống giao thông thông minh 1.5.1 Quản lý giao thông lữ hành 1.5.2 Quản lý vận hành giao thông công cộng 11 1.5.3 Quản lý dịch vụ toán điện tử 13 1.5.4 Quản lý vận hành phương tiện vận tải .15 1.5.5 Quản lý tình khẩn cấp 17 1.5.6 Hệ thống an toàn kiểm soát phương tiện đại 18 1.5.7 Hệ thống đường tự động 22 1.5.8 Quản lý thông tin 22 1.5.9 Quản lý xây dựng bảo trì 22 1.6 Kiến trúc mạng giao thông thông minh 23 1.7 Giao thức truyền thông mạng giao thông thông minh .25 1.8 Tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật công nghệ để hình thành hệ thống mạng giao thông thông minh 32 1.9 Lợi ích mạng giao thông thông minh 33 Chương MỘT SỐ GIẢI PHÁP KẾT NỐI MẠNG TRONG HỆ THỐNG GIAO THÔNG THÔNG MINH 35 2.1 Các phương thức truyền thông hệ thống giao thông thông minh 35 2.1.1 Phương thức truyền thông phương tiện tới phương tiên V2V 35 i 2.1.2 Phương thức truyền thông phương tiện tới đường V2I (Vehicle-toInfrastructure) 37 2.1.3 Phương thức truyền thông từ đường đến trung tâm hạ tầng (C2I) 37 2.2 Một số tiêu chuẩn mạng giao thông thông minh 38 2.2.1 Tiêu chuẩn Châu âu 38 2.2.2 Tiêu chuẩn Mỹ .40 2.3 Hệ trống truyền liệu giao thông đường 42 2.4 Công nghệ truyền thông hệ thống giao thông thông minh 44 2.4.1 Công nghệ liên lạc không dây GSM kết hợp công nghệ GPS 44 2.4.2 Công nghệ DSRC 47 2.4.3 Công nghệ RFID .48 2.4.4 So sánh công nghệ DSRC, RFID với công nghệ khác 52 Chương GIẢI PHÁP KẾT NỐI MẠNG CHO HỆ THỐNG GIAO THÔNG THÔNG MINH TẠI VIỆT NAM 54 3.1 Mạng lưới, hạ tầng giao thông đường Việt Nam .54 3.2 Tình hình phát triển hệ thống giao thông thông minh Việt Nam .55 3.2.1 Lộ trình ứng dụng hệ thống giao thông thông minh Việt Nam 55 3.2.2 Thực nghiên cứu hệ thống giao thông thông minh .55 3.3 Quan điểm phát triển giao thông phủ 56 3.4 Tình hình sử dụng thiết bị truyền liệu dải tần 5,8 GHz giới 58 3.5 Tình hình ứng dụng công nghệ truyền liệu dải tần 5,8 GHz Việt Nam 60 3.6 Tích hợp công nghệ vào thu phí tự động không dừng Vietinbank 61 3.7 Đề xuất ứng dụng công nghệ 3G cho mạng giao thông thông minh Việt Nam 64 3.7.1 Các dịch vụ 3G đề xuất liên quan đến quản lý giao thông .64 3.7.2 Đề xuất mô hình ứng dụng công nghệ 3G cho hệ thống mạng giao thông thông minh 66 3.7.3 Đề xuất áp dụng thí điểm công nghệ thu phí qua điện thoại di động đường cao tốc 69 KẾT LUẬN .72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT ITS - Intelligent Transport System VMSs - Variable Message Signs SOVs - Single Occupancy Vehicles HOVs - High Occupancy Vehicles TMC - Traffic Management Center EPS - Electronic Payment Services COVs - Commercial Vehicles Operations EMS - Emergency Management Services ADUS - Archieved Datat User Service TCP - Transmission Control Protocol IP - Internet Protocol UDP - User Datagram Protocol SPX - Sequenced Packet Exchange HTTP - HyperText Transfer Protocol FTP - File Transfer Protocol SMTP - Simple Mail Transfer Protocol POP3 - Post Office Protocol MIME - Multipurpose Internet Mail Extension WAP - Wireless Application Protocol ITU - International Telecommunication Union C2C-CC - Car Car Communication Consortium HTSA - High Tech Automotive Systems ISTEA - Intermodal Surface Transportation Effiency Act IHVS - Intelligent Vehicle Highway Systems DOT - Department Of Transportation DSRC - Dedicated Short Range Communications TICS - Transport Information and Control System CALM - Continuous Air – Interface Long and Medium range iii GPS - Global Positioning System SAE - Society of Automotive Engineers WSMP - Wave short Message Protocol WAVE - Wireless Access in Vehicular Environments AMPS - Advanced Mobile Phone Service ISM - Industrial Medical scientific ETC - Electronic Toll Collection iv DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Hệ thống giao thông thông minh [3] Hình 1.2: Hệ thống thông tin hành khách tiên tiến [6] Hình 1.3: Hệ thống quản lý giao thông công cộng [6] 11 Hình 1.4: Trạm thu phí điện tử(ETC) [6] 14 Hình 1.5: Thu phí điện tử qua thẻ [6] .14 Hình 1.6: Quản lý vận tải hàng hóa [6] 15 Hình 1.7: Hệ thống kiểm soát an toàn [6] 18 Hình 1.8: Kiến trúc mạng giao thông thông minh [4] .24 Hình 2.1: Áp dụng V2V giúp giảm thiểu tai nạn giao thông [1] 36 Hình 2.2: Các đơn vị tiêu chuẩn hóa [5] 39 Hình 2.3: Dải tần DSRC Châu âu, Mỹ [5] 41 Hình 2.4 : Một số hình ảnh minh họa ứng dụng công nghệ DRSC [4] 43 Hình 3.1: Biểu đồ áp dụng công nghệ DSRC khu vực giới [4] 59 Hình 3.2: Sơ đồ thu phí theo công nghệ RFID hay DSRC [4] 61 Hình 3.3: Trạm thí điểm hệ thống thu phí tự động không dừng tích hợp công nghệ [1] 62 Hình 3.4: VietinBank thử nghiệm thành công hệ thống thu phí tự động không dừng tích hợp công nghệ Active DSRC, Passive DSRC RFID [1] .63 Hình 3.5: Mô hình ứng dụng công 3G cho hệ thống giao thông thông minh [7].66 Hình 3.6: Hệ thống thông báo kẹt xe [7] 68 Hình 3.7: Giao diện hiển thị cảnh báo [7] 68 Hình 3.8: Sơ đồ thu phí qua điện thoại di động [4] 70 v DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Phân nhóm Dịch vụ ITS [3] .6 Bảng 2.1: So sánh công nghệ DSRC, RFID số công nghệ khác [4] 53 vi LỜI MỞ ĐẦU Hiện việc phát triển hệ thống đường giao thông cao tốc phát tiển Việt Nam Đối với hệ thống đường cao tốc này, hệ thống giao thông thông minh ITS ( Interlligent Transportation Systems ) điều bắt buộc để giám sát điều khiển lưu lượng giao thông Trên giới, hệ thống ITS dựa tảng công nghệ Viễn thông việc truyền dự liệu hình ảnh, định vị, thoại, dịch vụ cảnh báo thời tiết, tốc độ, lưu lượng, thu phí phải tích hợp truyền thông suốt trung tâm điều khiển trạm giám sát xe lưu thông đường Với yêu cầu truyền dẫn tốc độ cao, việc nghiên cứu làm chủ phương thức truyền thông cho hệ thống ITS cần thiết Vì việc nghiên cứu đề xuất giải pháp kết nối mạng đem lại tiện ích, dịch vụ đa dạng công nghệ 3G cho hệ thống ITS ứng dụng Việt Nam có ý nghĩa thực tiễn, bên cạnh triển khai góp phần đa dạng hóa dịch vụ, đem lại giá trị gia tăng cho doanh nghiệp viễn thông Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG MẠNG GIAO THÔNG THÔNG MINH 1.1 Lịch sử đời phát triển hệ thống giao thông thông minh Giao thông thông minh khái niệm xuất phát từ Nhật Bản, năm 1980 Giao thông thông minh xúc tiến dự án quốc gia Nhật Bản Từ năm 1993, hội nghị giao thông thông minh quốc tế tổ chức hàng năm với tham gia chuyên gia lĩnh vực giao thông vận tải đại diện cho quốc gia hãng danh tiếng giới sản xuất vật liệu mới, thiết bị thông tin đại, ô tô, tầu hỏa loại phương tiện giao thông khác Hội nghị giao thông thông minh quốc tế lần thứ 13 tổ chức London từ ngày 12/10/2006 Các chủ đề thảo luận hội thảo an toàn giao thông, hạn chế ô nhiễm môi trường, chống ùn tắc giao thông, sản xuất phương tiện giao thông thông minh, thiết bị an toàn giao thông Qua thấy: Giao thông thông minh khai thác khả công nghệ tiên tiến sẵn có nhiều lĩnh vực nhằm cải thiện giao thông với mức độ khác Chương trình giao thông thông minh số nước nghiên cứu ứng dụng đa dạng, hiệu với mức độ khác Tùy theo đặc điểm quốc gia mà tập trung vào lĩnh vực sau đây: Hoàn thiện kết cấu hạ tầng đường bộ, xử lý khẩn cấp cố giao thông; Hiện đại hóa trạm thu phí tự động, trạm cân điện tử; quản lý đường trục giao thông chính; hệ thống thông tin cho người tham gia giao thông; phổ cập giao thông tiếp cận; khai thác, điều hành hệ thống giao thông công cộng tiên tiến (xe buýt, đường sắt đô thị, trung tâm đèn đường tín hiệu); cải thiện vấn đề thể chế, nguyên tắc giao thông nút giao cắt; nghiên cứu sản xuất phương tiện giao thông thông minh; ứng dụng công nghệ tin học, điện tử đào tạo, sát hạch quản lý lái xe Thời gian qua, số nước châu Âu, châu Mỹ, châu Á, khu vực ASEAN đặc biệt thành phố Bangkok - Thailand việc triển khai hệ thống giao thông thông minh có thành công định góp phần giải ách tắc giao thông đô thị nâng cao lực vận tải Tại đó, người ta Hình 3.1: Biểu đồ áp dụng công nghệ DSRC khu vực giới [4] Sau tình hình sử dụng thiết bị truyền dẫn liệu dùng hệ thống điều khiển thông tin giao thông thực tế số quốc gia tiêu biểu: + Nhật: Có nhà cung cấp, anten bên đường có nhà cung cấp thiết bị truyền dẫn liệu dùng công nghệ DSRC chủđộng (Active-DSRC), OBU có nhiều nhà cung cấp khác chung toàn mạng lưới đường Ngoài ra, mạng lưới đường gồm nhiều đoạn đơn vị vận hành đường khác đảm nhiệm; + Pháp: Dùng thiết bị truyền dẫn liệu dùng công nghệ DSRC bị động (PassiveDSRC), OBU anten bên đường có nhà cung cấp, OBU có nhà cung cấp khác chia sẻ đoạn đường cụ thể Tuy nhiên, OBU hai nhà cung cấp lại không chia sẻ cần khai thác sử dụng riêng; + Mỹ: Dùng thiết bị nhận dạng vô tuyến RFID qua Thẻ vô tuyến RF chủ động 915 MHz, kinh nghiệm chủ yếu lắp đặt ETC độc quyền bảng Hệ thống bang có nhà cung cấp độc quyền, chia sẻ cạnh tranh OBU nhà cung cấp Mặt khác, công nghệ thẻ vô tuyến RF bị động 865 MHz phát triển tiêu chuẩn hóa quốc tế hầu Châu Âu, có kinh nghiệm sử dụng áp dụng cho thu phí; 59 + Đức: với trường hợp GPS/GSM/IR, xe qua trạm thu phí nhận GPS anten bên đường có tia hồng ngoại IR OBU anten bên đường có hai nhà cung cấp, nhiên hai nhà cung cấp không chia sẻ OBU với nhau; + Hàn Quốc: anten có tia hồng ngoại IR (Infrared) cho thiết bị truyền dẫn liệu dùng công nghệ DSRC lắp đặt đảo thu phí, anten sử dụng OBU xe chọn OBU DSRC có nhà cung cấp khác chia xẻ tuyến đường; 3.5 Tình hình ứng dụng công nghệ truyền liệu dải tần 5,8 GHz Việt Nam Hiện tại, Việt Nam sử dụng hệ thống thông tin vô tuyến viễn thông giao thông đường sử dụng công nghệ DSRC dải tần 5,8 GHz khắp nước Tại Thành phố Hồ Chí Minh, UBND Thành phố giao cho Công ty Cổ phần Công nghệ Tiên Phong nghiên cứu khả thi dự án hệ thống thu phí điện tử ETC (Electronic Toll Collection) sử dụng công nghệ DSRC Hệ thống ETC thực thu phí tự động đường mà không cần dừng lại cổng để tăng lưu lượng lưu thông, giảm ùn tắc cải thiện mức ô nhiễm môi trường nhờ giảm lượng nhiên liệu tiêu thụ Là đơn vị chủ trì việc nghiên cứu chịu trách nhiệm giải pháp kỹ thuật, Công ty Cổ phần Công nghệ Tiên Phong thực thí điểm khu vực nội ô thành phố quận 1, quận, 3, quận 10,… tần số: 5.7975 GHz, 5.8025 GHz, 5.8075 GHz, 5.8125 GHz Thiết bị đặt vị trí cố định (RSU) dọc theo đường mà Công ty sử dụng TRX-1320-E, thiết bị đặt phương tiện giao thông (OBU) TS3203, chưa có phản hồi việc thiết bị gây nhiễu đến thiết bị khác Ngoài số quận Thành phố Hồ Chí Minh, Công ty đơn vị cung cấp trọn gói hệ thống thiết bị công nghệ DSRC ứng dụng thu phí điện tử ETC qua hệ thống toán ngân hàng Vietinbank trạm thu phí cầu Cần Thơ, cầu Phú Mỹ, Nam cầu Giẽ trạm triển khai bãi đỗ xe sân bay Tân Sơn Nhất, bãi đỗ xe sân bay Đà Nẵng, trạm thu phí số (Quốc lộ 51), trạm thu phí số (Quốc lộ 51), với trạm triển khai như: Xa lộ Hà Nội, Kinh Dương Vương, Sông Phan, Ninh An, Bắc Hải Vân, Phú Bài, Lường Mẹt,…dự kiến triển khai rộng khắp nước đường quốc lộ tuyến cao 60 tốc Mặt khác, thời gian tới Công ty triển khai thí điểm hệ thống thu phí điện tử nhiều không dừng Hình 3.2: Sơ đồ thu phí theo công nghệ RFID hay DSRC [4] 3.6 Tích hợp công nghệ vào thu phí tự động không dừng Vietinbank Với việc tích hợp công nghệ thu phí tự động không dừng (ETC), khách hàng cần dùng thiết bị lưu thông qua tất trạm thu phí mà VietinBank cung cấp toàn quốc hình thức ETC tồn Theo báo cáo, Việt Nam triển khai nhiều công nghệ ETC ba hình thức liên lạc: DSRC Active - Hệ thống tương tác phát vi sóng; DSRC Passive - Liên lạc hai chiều thông qua việc phản xạ vi sóng RFID - Hệ thống thu phí lái xe dựa việc xác định thẻ theo dõi hành trình Hiện, toàn quốc có 70 trạm thu phí hầu hết trạm chưa triển khai ETC Một số trạm triển khai hệ thống ETC lại sử dụng công nghệ khác Do đó, việc tích hợp công nghệ, kết nối chia sẻ thông tin trạm thu phí gặp nhiều khó khăn Hơn nữa, khác biệt công nghệ trạm không thuận tiện cho người dân tham gia giao thông 61 Để giải tồn này, Bộ Giao thông Vận tải (GTVT) kiến nghị Chính phủ Thủ tướng đồng ý chủ trương cho phép Bộ GTVT triển khai trạm ETC theo công nghệ RFID sử dụng thẻ e-Tag tuyến đường cao tốc quốc lộ phạm vi toàn quốc nhằm thống công nghệ (RFID) khả liên thông trạm VietinBank đối tác nghiên cứu triển khai tích hợp công nghệ: Passive DSRC, Active DSRC RFID hệ thống thu phí không dừng Với kiến thức kinh nghiệm tích lũy trình triển khai dịch vụ thu phí không dừng thời gian qua, VietinBank đơn vị chọn triển khai thí điểm thành công giải pháp tích hợp công nghệ thu phí ETC góp phần vào việc phát triển hệ thống giao thông đường Việt Nam tương lai Hình 3.3 Trạm thí điểm hệ thống thu phí tự động không dừng tích hợp công nghệ [1] 62 Ưu điểm: Với công nghệ này, khách hàng cần dùng thiết bị thu phí không dừng (OBU/ e-Tag) qua tất trạm thu phí mà VietinBank cung cấp toàn quốc Ngoài việc sử dụng OBU/e-Tag để trả phí cho hệ thống thu phí không dừng, khách hàng sử dụng thẻ OBU/e-Tag để mua xăng dầu, trả tiền phí đỗ xe… Việc áp dụng công nghệ thu phí không dừng giảm chi phí cho đơn vị quản lý trạm thu phí: Theo ước tính, áp dụng công nghệ thu phí không dừng liên trạm tiết kiệm chi phí tinh giản nhân lực, chi phí phục vụ công tác kiểm đếm quản lý tiền thu phí hàng ngày, không tốn chi phí in ấn vé, cải tạo sửa chữa đường hơn, tiết kiệm chi phí cải tạo môi trường Hình 3.4 VietinBank thử nghiệm thành công hệ thống thu phí tự động không dừng tích hợp công nghệ Active DSRC, Passive DSRC RFID [1] Theo kế hoạch Bộ GTVT từ đến 30/6/2016, toàn trạm thu phí Quốc lộ đường Hồ Chí Minh đoạn qua Tây Nguyên (QL14) phải triển khai tối thiểu nửa số ETC phấn đấu đến cuối năm 2018 toàn 63 trạm có ETC (vẫn có barier) đến năm 2020 bỏ hết barier trạm thu phí Qua hệ thống thu phí tự động ETC tích hợp (3 1) vào trạm thu phí, MHI, Sojitz VietinBank hướng đến việc tạo mô hình kinh doanh liên quan đến hệ thống giao thông thông minh (Intelligent Transport System, hay ITS) Điều góp phần tạo mạng lưới thu phí không dừng liên trạm toàn quốc, tăng khả lưu thông giảm ùn tắc trạm thu phí Bên cạnh giảm đáng kể ô nhiễm môi trường trạm thu phí dừng xe qua trạm; gia tăng tiện ích toán không dùng tiền mặt, đem lại lợi ích thiết thực cho người dân 3.7 Đề xuất ứng dụng công nghệ 3G cho mạng giao thông thông minh Việt Nam 3.7.1 Các dịch vụ 3G đề xuất liên quan đến quản lý giao thông Thông báo tới phương tiện Khi OBU phương tiện kết nối tới trung tâm qua hệ thống mạng viễn thông, trung tâm giao thông cần thông báo tới toàn phương tiện vài phương tiện lưu thông sử dụng 3G để truyền tải tin nhắn, tin thoại yêu cầu tới vài toàn phương tiện Các trung tâm thông tin tình trạng giao thông, cảnh báo thay đổi đường thông tin khác Theo dõi phương tiện Hệ thống thông tin 3G giúp trung tâm giao thông theo dõi phương tiện, cập nhật lộ trình phương tiện lưu thông Việc ứng dụng cung cấp dịch vụ cho hãng vận tải ứng dụng theo dõi an ninh Tại Hàn Quốc, xe bị mất, hệ thống khởi động, toàn lộ trình xe cập nhật Trong vòng vài phút, lực lượng an ninh nắm rõ tình hình xe Giám sát an ninh Ứng dụng 3G hệ thống ITS giúp tăng cường an ninh cho phương tiện Các trung tâm ITS cung cấp dịch vụ giám sát an 64 ninh xe Tại Australia, taxi đề nghị gắn camera truyền hình ảnh thông qua 3G Khi khách hàng lên xe, hệ thống tự chụp gửi ảnh trung tâm Trung tâm kết nối với hệ thống lưu trữ nhân dạng để phát đối tượng nguy hiểm Đồng thời trường hợp an ninh xảy ra, thông tin giúp lực lượng điều tra giải vấn đề Giám sát số lượng, tình trạng phương tiện Một vấn đề liên quan đến giao thông việc giám sát số lượng, tình trạng phương tiện lưu thông đường Thông tin số lượng xe, tình trạng xe gửi trung tâm thông qua hệ thống 3G Nhờ đó, trung tâm giao thông nắm bắt số lượng xe, tình trạng phương tiện, tình hình lưu thông Trung tâm giao thông thông tin điều chỉnh giao thông có tắc đường có biến cố xảy đường Thay đổi luồng, tuyến Khi có kiện xảy đường, số trường hợp cần thay đổi luồng, tuyến xe thông qua thông báo biển báo Công nghệ 3G cung cấp kết nối tới biển đường, bảng thông tin đường để thông báo tới phương tiện lưu thông thay đổi luồng tuyến đường Các dịch vụ toán (phí cầu đường, mobile banking) Việc tích hợp 3G với hệ thống toán giúp cho việc toán trở nên dễ dàng, thuận tiện hệ thống toán qua mạng internet thông thường Hệ thống 3G kết nối thiết bị OBU xe với hệ thống thu phí Các hệ thống thu phí tiếp nhận thông tin chi tiết phương tiện vị trí, quãng đường, điểm vào/ra trạm thu phí Từ phí cầu đường toán cách tự động Tương tự vậy, thiết bị OBU giúp công ty ngân hàng triển khai dịch vụ mobile banking Khi đó, chi phí toán qua khối OBU, lái xe không cần toán theo phương thức khác tiền mặt, thẻ Nhờ có thông tin chi tiết xe lộ trình, trung tâm quản lý giao thông thiết lập chế độ toán uyển chuyển : toán theo trạm, toán theo quãng đường, toán theo giờ, toán trả 65 trước, trả sau Việc toán trực tiếp giúp giảm nhân công lao động, phương tiện dừng lại, tiết kiệm chi phí quản lý vận hành, nhiên liệu thời gian di chuyển người phương tiện 3.7.2 Đề xuất mô hình ứng dụng công nghệ 3G cho hệ thống mạng giao thông thông minh Bằng việc sử dụng công nghệ thông tin tiên tiến, công nghệ thông tin di động 3G phương tiện giao thông thông minh, cấu trúc hạ tầng thông minh nhận gửi thông tin thông qua cảm biến, dò, camera giám sát, thiết bị giám sát không vệ tinh để hỗ trợ việc quản lý hệ thống giao thông người điều khiển phương tiện giao thông Người điều khiển phương tiện giao thông (ôtô, xe tải, xe buýt xe máy) nhận tin nhắn máy tính thiết bị cầm tay thông báo vụ tai nạn, tình khẩn cấp, điểm tắc nghẽn giao thông, thời gian lại, tuyến đường lựa chọn Các thông tin giúp người điều khiển phương tiện đưa định tốt cho hành trình Hình 3.5: Mô hình ứng dụng công 3G cho hệ thống giao thông thông minh [7] 3.7.2.1 Hệ thống máy chủ Đây hệ thống quan trọng việc tích hợp phương thức truyền thông liệu thành phần hệ thống giao thông thông minh 66 Hệ thống giao thông thông minh ứng dụng công nghệ 3G bao gồm 01 máy chủ nhiều thiết bị đầu cuối gắn phương tiện tham gia giao thông Hệ thống thực chức nhằm đạt tất mục tiêu giao thông hiệu quả, an toàn tiện lợi 3.7.2.2 Thiết bị gắn phương tiện tham gia giao thông Thiết bị gắn phương tiện tham gia giao thông bao gồm thiết bị thu phí tự động, thiết bị cảnh báo phương tiện giao thông, thiết bị hiển thị + Thiết bị thu phí tự động: Công nghệ RFID đưa vào trạm thu phí để thực công việc sau: Mỗi chip nhớ chứa mã số mang thông tin xe chủ xe lưu thông Khi xe qua trạm thu phí đầu đọc bố trí xung quanh trạm đọc mã số truyền PC/PLC, sau mã số PC so sánh với mã số có sẵn sở liệu máy tính + Thiết bị cảnh báo phương tiện giao thông: - Hệ thống đường: Người sử dụng điểm cần đến hình hiển thị, thiết bị vẽ kế hoạch, lộ trình đường cho người sử dụng Thiết bị vẽ đường ngắn tránh điểm tắc đường - Hệ thống tự động báo kẹt xe: Hệ thống cảnh báo điều khiển giao thông gồm chương trình mô phỏng, phía trước đoạn đường bị kẹt hệ thống thông báo hiển thị hình hiển thị phía trước có kẹt xe báo hiệu cho người tham gia giao thông Qua hệ thống tin nhắn, người tham gia giao thông tư vấn hướng để tránh kẹt xe Khi xe cộ ngang qua vị trí này, người tham gia giao thông cảnh báo cho người việc thông báo có kẹt xe nhấn vào nút báo kẹt xe, thông tin truyền hệ thống xử lý trung tâm qua hệ thống thông tin liên lạc Sau thông tin xử lý hiển thị thiết bị đầu hình, tin nhắn, điện thoại,…để thông báo đến người tham gia giao thông 67 Hình 3.6: Hệ thống thông báo kẹt xe [7] Hình 3.7 : Giao diện hiển thị cảnh báo [7] Kết thu từ hệ thống giao thông thông minh ứng dụng công nghệ 3G tốt, đáp ứng yêu cầu đặt Hệ thống giao thông thông minh góp phần giảm thiểu ách tắc, cải thiện độ an toàn nâng cao hiệu hoạt động hệ thống giao thông vận tải Các tiêu chuẩn công nghệ nghiên cứu gồm: thu phí tự động, hệ thống đường, hệ thống tự động báo kẹt xe Sản phẩm nghiên cứu thực hoàn toàn phù hợp với dự thảo tiêu chuẩn kiến trúc, hệ thống thành phần chuẩn giao tiếp hệ thống ITS Việt Nam 68 3.7.3 Đề xuất áp dụng thí điểm công nghệ thu phí qua điện thoại di động đường cao tốc Áp dụng cho thu phí đoạn đường có mức thu phí xác định (chỉ đầu vào đầu ra), vậy, cần kiểm tra, thu phí điểm (theo hướng) + Xe vào gần trạm thu phí; + Cột ăng ten dò điện thoại di động, phát số điện thoại di động lái xe; + Chụp ảnh xe rõ biển đăng ký; + Các số điện thoại di động; + Chi tiết xe ảnh gửi đến máy tính sở đặt cổng thu phí; + Dữ liệu chuyển tiếp tới sở liệu trung tâm; + Cơ sở liệu kiểm tra xem thông tin đăng ký có phù hợp với xe đến gần trạm thu phí thực tế gửi lại kết quả; + Máy tính sở gửi thông báo đến nhà cung cấp dịch vụ điện thoại di động để khấu trừ phí từ tài khoản điện thoại di động (trả trước), thêm vào hóa đơn điện thoại di động hàng tháng (nếu trả sau) Máy thông báo cho người vận hành biết có cần phương án xử lý phụ (ví dụ, điện thoại xe…) định mở cho xe hay dừng xe lại để thu tiền (nếu giao dịch qua điện thoại không thực lý đó); + Chủ sở hữu điện thoại nhận tin nhắn SMS số tiền khấu trừ Hàng tháng, công ty điện thoại di động toán số tiền thu với quan thu phí thông qua chuyển khoản ngân hàng Chủ sở hữu điện thoại gửi tin nhắn SMS đến tổng đài nhận hóa đơn/giấy biên nhận/vé qua đường bưu điện, tải từ internet 3.7.3.1 Ưu điểm công nghệ + Đối với phủ quan thu phí - Ít tắc nghẽn cổng thu phí tiết kiệm thời gian - Chi phí cho nhân công xử lý tiền mặt / quản lý trạm thu phí thấp - Chi phí cho sở hạ tầng thấp so với hệ thống RFID hay sinh trắc học + Đối với công chúng người sử dụng điện thoại đường cao tốc 69 - Giảm thời gian cổng thu phí tiết kiệm thời gian - Giảm sử dụng nhiên liệu, xe không dừng lại trạm thu phí - Không phải bận tâm tiền lẻ toán phí + Đối với công ty cung cấp dịch vụ điện thoại di động - Thị trường tiềm cho hệ thống thông tin liên lạc công ty - Thị trường tiềm cho hệ thống phần mềm - Có thể cung cấp thêm dịch vụ giá trị gia tăng cho khách hàng Hình 3.8: Sơ đồ thu phí qua điện thoại di động [4] 3.7.3.2 Nhược điểm công nghệ + Điện thoại di động phổ biến, mạng 3G triển khai ổn định, rộng rãi, việc áp dụng vào thu phí chưa có nhiều kiểm chứng qua thực tiễn, chưa đánh giá hết bất cập Vì vậy, nên áp dụng thí điểm trước 70 + Truyền tải liệu: có nhiều phương án: qua vệ tinh, qua chế độ liên lạc viễn thông có dây không dây, mạng điện thoại di động 3G, 4G Ở cần có phân tích, lựa chọn tối ưu + Có thể tiền tài khoản điện thoại không đủ toán (một thực tế với người dùng trả trước) Trong trường hợp đó, hệ thống trích tiền trước xe qua trạm thu phí cuối, đây, họ nạp tiền điện thoại di động + Phần mềm cần phát triển riêng có xem xét tất khía cạnh việc thu phí qua điện thoại di động 71 KẾT LUẬN Qua việc nghiên cứu, tìm hiểu hệ thống giao thông thông minh, giải pháp kết nối mạng giao thông thông minh giới khả ứng dụng Việt Nam nói thời gian tới mạng lưới giao thông Việt Nam đạt tiêu chuẩn chung khu vực giới Tốc độ đô thị hóa ngày nhanh Đặc biệt khu vực Hà Nội TP Hồ Chí Minh phương tiện giao thông tăng đột biến Nếu điều hành, tổ chức quản lý ùn tắc ô nhiễm môi trường trầm trọng Ảnh hưởng kinh tế - xã hội lớn Việc nghiên cứu, ứng dụng giải pháp kết nối mạng Việt Nam điều tất yếu nhằm khắc phục nạn kẹt xe, ùn tắc giao thông diễn thường xuyên đồng thời đáp ứng nhu cầu quản lý điều phối hoạt động giao thông theo mạng lưới quy hoạch Đồ án đưa nhìn tổng quát hệ thống giao thông thông minh mạng giao thông thông minh Ở chương giới thiệu số phương thức truyền thông công nghệ kết nối mạng cho hệ thống giao thông thông minh Bên cạnh chương đồ án đề xuất áp dụng công nghệ 3G cho hệ thống giao thông minh tích hợp công nghệ cho thu phí không dừng đường cao tốc 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] http://www.tapchigiaothong.vn [2] http://www.giaothongvantai.com.vn [3] Giáo trình Hệ thống giao thông thông minh ( Nhà xuất Giao thông vận tải ) [4] Nguyễn Hữu Đức ‘Nghiên cứu ứng dụng giao thông thông minh (ITS) quản lý khai thác, điều hành giao thông thu phí hệ thống đường ô tô cao tốc Việt Nam ’, 2014 [5] Tiêu chuẩn quốc gia kiến trúc hệ thống giao thông thông minh (Bộ giao thông vận tải), 2015 [6] Phil Sayeg Module 4e ‘Hệ thống giao thông thông minh’, 2005 [7] Nguyễn Hải Hòa ‘Ứng dụng công nghệ 3G cho hệ thống giao thông thông minh Việt Nam’ Hà Nội, 2014 73 ... hình thành hệ thống mạng giao thông thông minh 32 1.9 Lợi ích mạng giao thông thông minh 33 Chương MỘT SỐ GIẢI PHÁP KẾT NỐI MẠNG TRONG HỆ THỐNG GIAO THÔNG THÔNG MINH 35... VỀ HỆ THỐNG MẠNG GIAO THÔNG THÔNG MINH 1.1 Lịch sử đời phát triển hệ thống giao thông thông minh Giao thông thông minh khái niệm xuất phát từ Nhật Bản, năm 1980 Giao thông thông minh xúc tiến... Khái niệm hệ thống giao thông thông minh Giao thông thông minh ứng dụng công nghệ cao điện tử tin học viễn thông để điều hành quản lý hệ thống giao thông vận tải Giao thông thông minh coi hệ thống