Nghiên cứu ứng dụng ITS trong quản lý thu phí tự động (tt)

Nghiên cứu ứng dụng ITS trong quản lý thu phí tự động (tt)Nghiên cứu ứng dụng ITS trong quản lý thu phí tự động (tt)Nghiên cứu ứng dụng ITS trong quản lý thu phí tự động (tt)Nghiên cứu ứng dụng ITS trong quản lý thu phí tự động (tt)Nghiên cứu ứng dụng ITS trong quản lý thu phí tự động (tt)Nghiên cứu ứng dụng ITS trong quản lý thu phí tự động (tt)Nghiên cứu ứng dụng ITS trong quản lý thu phí tự động (tt)Nghiên cứu ứng dụng ITS trong quản lý thu phí tự động (tt)Nghiên cứu ứng dụng ITS trong quản lý thu phí tự động (tt)Nghiên cứu ứng dụng ITS trong quản lý thu phí tự động (tt)Nghiên cứu ứng dụng ITS trong quản lý thu phí tự động (tt)Nghiên cứu ứng dụng ITS trong quản lý thu phí tự động (tt)Nghiên cứu ứng dụng ITS trong quản lý thu phí tự động (tt)Nghiên cứu ứng dụng ITS trong quản lý thu phí tự động (tt)Nghiên cứu ứng dụng ITS trong quản lý thu phí tự động (tt)

Luận văn được hoàn thành tại:

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

- Thư viện của Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông

Cùng chung mục tiêu giải quyết bài toán ùn tắc giao thông tại nước ta, hiện nay các nước phát triển tại Châu Á nói riêng (như tại Thái Lan, Đài Loan, Philipine ) và trên thế giới nói chung, trạm thu phí đường bộ đã được xây dựng đồng bộ theo hướng tự động đa làn, là nơi tích hợp rất nhiều những tính năng quan trọng để kiểm soát giao thông bao gồm thu phí giao thông, kiểm soát đăng kiểm xe, xử lý vi phạm luật giao thông tất cả chỉ qua một thẻ định danh phương tiện gắn trên phương tiện giao thông Các phương tiện tham gia giao thông qua trạm thu phí không phải dừng lại thanh toán mà sẽ tự động thanh toán trực tiếp qua thẻ điện tử đảm bảo tốc độ lưu thông của các phương tiện không thay đổi, hạn chế lượng nhiên liệu tiêu hao, không mất thời gian dừng chờ và đều thu được những kết quả tích cực Vì vậy, việc triển khai ứng dụng công nghệ ITS (Intelligent Transportation System) phục vụ việc thu phí tự động không những phù hợp với điều kiện kinh tế của nước

ta mà còn là biện pháp hiệu quả để giải quyết bài toán hiện đại hóa hệ thống giao thông đường bộ ở Việt Nam

Với mục đích nghiên cứu tìm hiểu lựa chọn công nghệ ứng dụng ITS trong quản lý thu phí tự động phù hợp với điều kiện, hoàn cảnh tại Việt Nam, học viên quan tâm và lựa

chọn đề tài “Nghiên cứu ứng dụng ITS trong quản lý thu phí tự động”

Cấu trúc luận văn gồm 03 chương:

Chương 1: Tổng quan về hệ thống ITS (giao thông thông minh):

Chương 2: Phân tích các công nghệ sử dụng trong quản lý thu phí điện tử

Chương 3: Đề xuất giải pháp ứng dụng its cho hệ thống thu phí tự động tại Việt

Nam

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ITS (GIAO THÔNG THÔNG MINH) 1.1 Tổng quan về ITS

có trí tuệ, hiệu quả, an toàn, chính xác và tức thời

ITS được chia thành 3 cấp độ chính:

- Cấp độ chiến lược: chiến lược quản trị giao thông cho khu vực áp dụng ITS

- Cấp độ chiến thuật: Các hệ thống quản lý giao thông

- Cấp độ vận hành: Các hệ thống thu thập và tương tác

1.1.2 Sơ lược tình hình phát triển ITS ở các nước phát triển trên thế giới

1.1.2.1 Quá trình phát triển hệ thống ITS của Mỹ

1.1.2.2 Quá trình phát triển hệ thống ITS của Nhật Bản

1.1.2.3 Quá trình phát triển ITS của Châu Âu

1.1.2.4 Quá trình phát triển ITS của Trung Quốc

Cơ sở dữ liệu quốc gia giao thông

Trung tâm điều hành giao thông

Sensor Camera Trung tâm điều khiển Mô phỏng

Quản lý VMS

Điều khiển

Hình 1.2 - Mô hình hệ thống ITS 1.1.4 Đánh giá tổng quan về lợi thế và tầm quan trọng của hệ thống ITS

Nhìn chung, các lĩnh vực ứng dung hệ thống giao thông thông minh có thể bao gồm: hoạt động của xe cộ, máy bay và tàu thủy, phòng chống tai nạn và an toàn, thanh toán và định giá điện tử, quản lý các tình huống khẩn cấp, quản lý đường cao tốc, quản lý sự cố, quản lý thông tin, vận chuyển hàng hóa đa phương thức, quản lý thời tiết đường, khai thác

và bảo trì đường bộ, quản lý vận chuyển quá cảnh, thông tin du lịch

ITS cung cấp dịch vụ cho mọi người sử dụng công lập và tư nhân Người sử dụng các lĩnh vực ứng dụng hoặc dịch vụ ITS bao gồm cả khách du lịch, người đi đường dễ bị tổn thương, người sử dụng cơ sở hạ tầng giao thông đường bộ và các nhà vận hành, quản

lý đội tàu và các nhà khai thác các dịch vụ cấp cứu

Hệ thống giao thông thông minh ITS tích hợp công nghệ viễn thông, điện tử và công nghệ thông tin với kỹ thuật giao thông để lập kế hoạch, thiết kế, khai thác, bảo trì và quản

lý các hệ thống giao thông Việc ứng dụng công nghệ thông tin và thông tin liên lạc cho ngành vận tải đường bộ và giao diện của nó với các phương thức vận tải khác sẽ đóng góp đáng kể cho việc cải thiện hiệu suất, hiệu quả của môi trường, bao gồm cả hiệu quả năng lượng, sự an toàn và an ninh của vận tải đường bộ, kể cả việc vận chuyển hàng nguy hiểm,

an ninh công cộng và vân chuyển hành khách và vận tải hàng hóa, đồng thời đảm bảo các chức năng của thị trường nội địa cũng như mức độ tăng khả năng cạnh tranh và việc làm

1.2 Tổng quan dịch vụ thu phí điện tử ETC (Electronic Toll Collection)

1.2.1 Tóm lược quá trình lịch sử của thu phí đường bộ

Việc thu phí sử dụng đường bộ có mục đích bù đắp một phần vốn đầu tư và / hoặc vốn duy trì, bảo dưỡng đường Từ năm 1962 với Nghị định số 83 -CP, ngày 01-8-1962; Hội đồng Chính phủ cho phép thu lệ phí sửa chữa đường bộ Trong thời kỳ chiến tranh phá hoại

của Mỹ, việc thu phí giao thông đã bị ngừng lại Từ năm 1991, việc thu tiền sử dụng đường

bộ lại tiếp tục thực hiện Từ bước đầu dưới dạng thu thủ công trực tiếp khi người sử dụng

đi qua nơi thu phí cầu, đường bộ Dần dần công việc được cải tiện và hệ thống các trạm thu phí các loại đã hình thành từng bước Năm 1998, Thủ tướng Chính phủ phê duyệt mạng lưới các trạm thu phí đường bộ toàn quốc với 62 trạm Cơ chế thu phí tại các trạm này được thực hiện theo các Thông tư của Bộ Tài chính

Đến 2004, trên hệ thống quốc lộ có 53 trạm thu phí các loại Từ khi thực hiện Nghị định số 18/2012/NĐ-CP ngày 13/3/2012 của Chính phủ về Quỹ bảo trì đường bộ, nhiều trạm thu phí trên quốc lộ đã được gỡ bỏ Tuy nhiên, vẫn còn một số trạm trên quốc lộ vì những lý do khác nhau và vẫn còn những đề nghị thu phí mới

Hệ thống thu phí tự động không dừng (Electronic Toll Collection - ETC) là một trong những hình thức được triển khai ứng dụng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới Nhờ

ưu điểm “không dừng” nên hệ thống ETC góp phần giảm ùn tắc, giảm chi phí quản lý và hạn chế tiêu cực trong thu phí Đây là một trong những biện pháp hiệu quả để giải quyết bài toán thu phí giao thông đường bộ ở Việt Nam hiện nay

1.2.2 Các thành phần của hệ thống thu phí không dừng

Hình 1.3 - Thành phần chính của hệ thống thu phí không dừng

Các thành phần này về mặt logic (thông tin) có quan hệ chặt chẽ với nhau, thành phần sau dựa vào đầu ra của thành phần trước, nhưng về mặt vật lý, lại tương đối độc lập với nhau và có thể mua sắm theo các gói hợp đồng riêng

1.2.2.1 Nhận dạng xe tự động

Nhận dạng xe tự động (Automated vehicle identification - AVI) là quá trình xác định xem một phương tiện giao thông có chịu phí cầu đường hay không Phần lớn các trạm thu phí ghi lại việc đi đến của xe tại một số không nhiều cổng thu phí Tại đó, các thiết bị có nhiệm vụ là nhận dạng chiếc xe trong khu vực trước cổng Có các công nghệ sau:

- Điện thoại di động

1.2.2.2 Phân loại xe tự động (Automated vehicle classification)

Việc phân loại xe có quan hệ chặt chẽ với việc nhận dạng xe nêu trên Mục đích của việc phân loại xe là xác định xem xe thuộc mức phí nào Theo Thông tư số 159/2013/TT-BTC ngày 14/11/2013 của Bộ Tài chính hướng dẫn về chế độ thu, nộp quản lý và sử dụng phí sử dụng đường bộ hoàn vốn đầu tư xây dựng đường bộ quy định 5 khung mức phí tùy theo số ghế ngồi hoặc tải trọng theo thiết kế

Công nghệ nhận dạng và phân loại xe nói chung có 4 loại như:

- Phương án phân loại xe bán tự động theo thông tư hiện hành của Bộ Tài chính Việt Nam

- Tự động đo đếm đặc trưng vật lý của xe bao gồm: đặc trưng khung từ, số trục, loại bánh đơn/kép và chiều cao xe

- Chụp Video Camera dưới các góc độ khác nhau rồi áp dụng công nghệ thu và xử

lý ảnh để tìm ra đặc trưng hình dạng của xe

- Thu thập thông tin đăng ký lưu trữ trên thanh nhớ (memory) gắn sẵn trên xe (trên chíp gắn ở kính xe) qua công nghệ RFID hoặc trên thiết bị OBU (On-Board Unit) gắn cứng trên xe) qua sóng ngắn dành riêng

Dễ thấy là chỉ có loại sau cùng đảm bảo được yêu cầu nhận dạng xe chính xác 100% như trong quy định phân loại xe đối với thu phí của Việt Nam bởi vì việc nhận dạng và phân loại chỉ thuần túy là đọc các thông tin về loại xe đã đăng ký ban đầu Cách làm này cần chi phí thấp, nhưng vẫn có giới hạn trong sử dụng

1.2.2.3 Giao dịch thanh toán (Transaction processing)

Hiện nay có các công nghệ như sau:

- Công nghệ vé từ (hiện đã lạc hậu do độ bền đầu đọc kém và chi phí vé cao);

- Công nghệ in trực tiếp trên băng giấy thường (hiện chế độ tài chính của Việt Nam không còn cho phép áp dụng nữa);

- Công nghệ vé giấy mã vạch (một chiều và hai chiều; dành cho phí lượt, vé tháng,

vé toàn quốc và cả loại miễn phí);

- Công nghệ thẻ thông minh (Smart Card) (hình thức trả trước và dành cho các xe qua lại thường xuyên hoặc chạy liên tuyến);

- Công nghệ giao dịch qua Sóng ngắn dành riêng DSRC (cũng hình thức trả trước

và dành cho các xe qua lại thường xuyên hoặc chạy liên tuyến; loại này cho phép

xe vẫn chạy với tốc độ thông thường đồng thời cung cấp cả thông tin chính xác

về loại xe như đã nói ở trên) Loại này còn được gọi là thu phí tự động EFC (Electronic Fee Collection)

Hiện nay, đã xuất hiện khả năng thực hiện giao dịch qua sóng 3G (4G) với điện thoại

và nhất là với điện thoại thông minh

1.2.2.4 Cưỡng chế các vi phạm (Violation enforcement system - VES)

Việc cưỡng chế vi phạm (Violation Enforcement System - VES) có mục đích là phát hiện và xử lý những trường hợp không thanh toán hoặc thanh toán dưới mức cần trả Để hệ thống có cơ sở pháp lý chắc chắn, tại hầu hết các nước, đều có quy định đã được các cấp có thẩm quyền phê duyệt để xử phạt vi phạm trong thu phí

Các biện pháp có thể được sử dụng để ngăn chặn hành vi vi phạm trong việc thu phí như sau:

- Cảnh sát hoặc người thực thi công vụ tuần tra tại trạm thu phí có thể có hiệu quả cao Tuy nhiên, không thể có đủ lực lượng để tuần tra liên tục 24 giờ mỗi ngày nên phần lớn là tuần tra theo thời gian ngẫu nhiên và nếu có thể, cả không gian (địa điểm) cũng ngẫu nhiên;

- Một rào cản vật lý, chẳng hạn như thanh chắn vách chắn (barrier), đảm bảo rằng tất cả các xe đi qua trạm thu phí đã phải trả phí Khi vi phạm được xác định, ngay lập tức như hàng rào sẽ không cho phép xe vi phạm đi qua Tuy nhiên, rào cản cũng buộc các lái xe trung thực, vốn chiếm phần lớn trong lưu thông phải đi chậm lại ở cổng thu phí Điều này làm giảm tốc độ xe và hạn chế hiệu suất và lợi ích của việc thu phí tự động không dừng;

- Tự động nhận dạng biển số, tuy ít khi được sử dụng như là phương pháp nhận dạng xe chính, thường được sử dụng nhiều hơn trong cưỡng chế vi phạm Trong cưỡng chế (VES) này, số lượng hình ảnh cần xử lý nhỏ hơn nhiều so với khi phân loại xe (AVI) nên có thể xử lý bằng nhân công kết hợp phương pháp tự động để

có độ chính xác cao Tuy nhiên, nhiều khúc mắc về pháp lý vì cách làm này nhận diện được biển đăng ký, nhưng không nhận diện được người lái trong khi phần lớn các quy định xử lý vi phạm lại yêu cầu xử lý người lái, chứ không phải xử lý chiếc xe

Kết luận chương 1: Trong chương này luận văn đã tìm hiểu tổng quan về hệ thống

ITS, tìm hiểu sơ lược về tình hình phát triển ITS ở các nước phát triển trên thế giới, đánh

giá tổng quan về lợi thế và tầm quan trọng của hệ thống ITS, Tổng quan dịch vụ thu phí điện tử ETC (Electronic Toll Collection) Từ đó xác định được sự cần thiết về vấn đề nghiên cứu của đề tài Trong phát triển ITS, hệ thống ETC rất được chú trọng, là xu hướng phát triển tất yếu trong giao thông đường bộ hiện đại Tại một số nước phát triển, hệ thống ETC

đã được triển khai hàng chục năm nay và đạt được nhiều thành tựu Những kết quả trong việc ứng dụng ETC ở các nước trên thế giới là tiền đề cho ứng dụng ETC ở Việt Nam Các nội dung tìm hiểu ở chương này là cơ sở để đề tài tiếp tục phân tích nghiên cứu các công nghệ sử dụng trong quản lý thu phí điện tử trong chương tiếp theo

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH CÁC CÔNG NGHỆ SỬ DỤNG TRONG QUẢN

LÝ THU PHÍ ĐIỆN TỬ 2.1 Những yêu cầu chung đối với hệ thông thu phí điện tử

Do tốc độ lớn, vấn đề thu phí đối với đường cao tốc có yêu cầu cao và cấp thiết hơn nữa Theo đề xuất của JICA, lộ trình thu phí không dừng cho đường cao tốc như sau:

- Giai đoạn từ nay đến 2015: bắt dầu đưa vào áp dụng thu phí tự động ở một mức

độ nhất định (Thủ công, chạm và đi, OBU 1 cục/2 cục);

- Giai đoạn 2016-2020: Tiếp tục mở rộng và nâng cao;

- Giai đoạn 2021- 2030: cho phép thu phí điện tử: phương tiện được đi qua không dừng ở một số làn dành riêng (ETC trên dòng xe tự do)

Lộ trình này không bao gồm Thu phí tự động qua điện thoại Tuy nhiên, như đã nêu trên, đây có thể là một đột phá trong việc thu phí tự động Vì t hế, cần theo dõi và nếu khi các các điều kiện cần và đủ, sẽ đưa vào lựa chọn này “Thu phí tự động” với tư cách là một trong các dịch vụ cho người sử dụng trong hệ thống ITS, gồm 2 gói công việc: “Thu phí”

và “Trao đổi dữ liệu trung tâm đến trung tâm” Gói công việc đâu tiên có 5 lựa chọn là:

- Thủ công/Chạm và Đi;

- ETC tại đảo thu phí với OBU 1 cục;

- ETC tại đảo thu phí với OBU 2 cục;

- ETC trên dòng tự do;

- Thu phí tự động qua điện thoại di động

Các hệ thống thu phí có những yêu cầu chung và các yêu cầu riêng Các yêu cầu chung cơ bản đối với hệ thống thu phí tự động như:

- Thiết lập một hệ thống thu phí hiện đại với quy trình thu phí đơn giản, hiệu quả

- Thiết lập đầy đủ các quy định thu phí, chẳng hạn như phân loại phương tiện hay

đo đạc tải trọng, tính phí theo loại hình xe và tải trọng xe, các hình thức phí lượt, phí kỳ, phí trả trước và cả loại phí đi toàn quốc;

- Tạo thuận tiện cho các loại phương tiện và có thời gian thông xe qua làn nhanh, tăng lưu lượng lưu thông;

- Áp dụng được cả cho loại hình thu phí mở hoặc đóng, kết hợp thu phí điện tử bằng thẻ không tiếp xúc lẫn thu phí bằng thiết bị truyền thông tầm gần đặc dụng;

- Có độ tin cậy, chính xác cao, bảo mật tốt và tương hợp với các tiêu chuẩn quốc tế;

- Có khả năng nối kết dịch vụ trả phí cho người dùng tài kho ản ngân hàng;

- Tất cả dữ liệu thu phí đều phải ghi và lưu giữ lại toàn bộ, phục vụ quy trình hậu kiểm Ngăn chặn các lỗ hổng tài chính do nhân viên thu phí gây ra một cách hữu hiệu nhất;

- Hệ thống thu phí này còn Tăng cường công tác giám sát bằng thiết bị Video Camera kiêm luôn việc quản lý lượng phương tiện ra hay vào đường cao tốc, và

có thể cung cấp con số về lượng phương tiện cho hệ thống giám sát giao thông;

- Hệ thống thu phí phải hỗ trợ các công tác bảo đảm an toàn giao thông như răn đe hiện tượng xe quá tải, xe chạy nhanh vượt tốc độ quy định, phát hiện và thông báo các xe có biển số trong danh sách vi phạm luật do các hệ thống khác gửi đến;

- Hệ thống này có tính ổn định cao và có chức năng dự phòng trong trường hợp xảy ra sự cố cục bộ mà không ảnh hưởng đến công việc hàng ngày của các bộ phận khác;

- Hệ thống này có tính mở rộng, thuận tiện cho việc nâng cấp, tính tương thích tốt;

- Quy trình thao tác phần mềm thu phí rõ ràng, chính xác, thiết thực, giảm cường

độ làm việc của nhân viên thu phí, đồng thời phù hợp với yêu cầu quản lý khách hàng;

- Hệ thống thu phí “Thiết kế một lần, thực thi theo từng kỳ” đáp ứng yêu cầu về tính tiên tiến, hiện đại, tính giữ gìn dễ dàng, tính tương thích, tính hiệu dụng

- Phù hợp với điều kiện Việt Nam và giá thành rẻ so với mặt bằng quốc tế, chi phí đầu tư và bảo trì bảo dưỡng ở mức hợp lý

- Trung tâm điều hành thu phí: lưu trữ, theo dõi, kiểm soát thu phí liên mạng, đăng

ký OBU, quản lý phát hành khóa điện tử cho các CPU mã hóa bảo mật thông tin trao đổi dữ liệu trên mạng;

- Trạm thu phí (Toll booth) nơi diễn ra quá trình thu phí và kiểm soát;

- Vật chứa thông tin về tài khoản (AB - Account Bearer) dưới các dạng khác nhau:

vé, thẻ (thẻ thông minh / IC, thẻ từ…), điện thoại

Hiện nay, cả về lý thuyết lẫn thực tiễn đếu cho thấy rõ: Truyền thông và mạng liên lạc không dây là một công nghệ chủ chốt cho các dịch vụ quan trọng tương lai của ITS Vì vậy, không có gì lạ khi Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế (ISO) TC204 WG16 đã và đang phát triển một hệ thống tiêu chuẩn và kiến trúc quốc tế về Tiếp cận thông tin liên lạc cho điện thoại di động mặt đất (Communications Access for Land Mobiles CALM) Dự kiến hệ thống CALM tương lai sẽ sử dụng một loạt các công nghệ bao gồm:

- Vệ tinh,

- Liên lạc di động (GSM, GPRS, 3G và 4G/WiMAX),

- Wi-Fi mạng cục bộ không dây (Wireless Local Area Network WLAN),

- Truy cập không dây trong môi trường xe (Wireless Access in Vehicular Environments - WAVE),

- Mạng cá nhân không dây Bluetooth (Wireless Personal Area Network WPAN),