Nghiên cứu hệ thống giao thông thông minh và thử nghiệm hệ thống Telematics car (tt)

Nghiên cứu hệ thống giao thông thông minh và thử nghiệm hệ thống Telematics car (tt)Nghiên cứu hệ thống giao thông thông minh và thử nghiệm hệ thống Telematics car (tt)Nghiên cứu hệ thống giao thông thông minh và thử nghiệm hệ thống Telematics car (tt)Nghiên cứu hệ thống giao thông thông minh và thử nghiệm hệ thống Telematics car (tt)Nghiên cứu hệ thống giao thông thông minh và thử nghiệm hệ thống Telematics car (tt)Nghiên cứu hệ thống giao thông thông minh và thử nghiệm hệ thống Telematics car (tt)Nghiên cứu hệ thống giao thông thông minh và thử nghiệm hệ thống Telematics car (tt)Nghiên cứu hệ thống giao thông thông minh và thử nghiệm hệ thống Telematics car (tt)Nghiên cứu hệ thống giao thông thông minh và thử nghiệm hệ thống Telematics car (tt)Nghiên cứu hệ thống giao thông thông minh và thử nghiệm hệ thống Telematics car (tt)Nghiên cứu hệ thống giao thông thông minh và thử nghiệm hệ thống Telematics car (tt)Nghiên cứu hệ thống giao thông thông minh và thử nghiệm hệ thống Telematics car (tt)Nghiên cứu hệ thống giao thông thông minh và thử nghiệm hệ thống Telematics car (tt)Nghiên cứu hệ thống giao thông thông minh và thử nghiệm hệ thống Telematics car (tt)Nghiên cứu hệ thống giao thông thông minh và thử nghiệm hệ thống Telematics car (tt)

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG - NGUYỄN THƯỜNG TÍN NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG GIAO THÔNG THÔNG MINH VÀ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG TELEMATICS CAR Chuyên ngành: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG Mã số: 60.52.02.08 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2017 Luận văn hoàn thành tại: HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Người hướng dẫn khoa học: …………………………………………………………… (Ghi rõ học hàm, học vị) Phản biện 1: …………………………………………………………………………… Phản biện 2: ………………………………………………………………………… Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ Học viện Công nghệ Bưu Viễn thông Vào lúc: ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện Học viện Công nghệ Bưu Viễn thông “ NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG GIAO THÔNG THÔNG MINH VÀ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG TELEMATICS CAR “ Với phát triển tốc độ đô thị hóa nhanh, dân cư thành phố không ngừng gia tăng thu hút nguồn lực lao động từ vùng miền khác đổ khu công nghiệp lao động sinh sống Kinh tế phát triển, đời sống người ngày nâng cao, nhu cầu lại ngày tăng kéo theo số lượng phương tiện xe cá nhân thành phố tăng nhanh chóng mặt [1] Mọi ngã đường bị chật cứng, tượng ùn tắc xảy liên tục, kéo dài hàng giờ, hệ lụy khác như: ô nhiễm môi trường khói thải xe hay phải cần đến nhiều lực lượng chuyên trách để điều tiết giao thông Mật độ người tham gia giao thông đông nên vụ tai nạn giao thông xảy thường xuyên, làm thiệt hại lớn người cải Trước bách đòi hỏi phải có giải pháp để giải vấn đề nói trên.Hệ thống giao thông thông minh (ITS- Intelligent Transport System) đời để đáp ứng thực Phần luận văn chia làm chương sau: Chương 1:Hệ thống giao thông thông minh đại Hội nghị ITS 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: ITS khai thác khả công nghệ tiên tiến sẵn có nhiều lĩnh vực nhằm cải thiện giao thông với mức độ khác Chương trình ITS 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 Chương I chủ yếu tập trung vào tìm hiểu cấu trúc hệ thống giao thông thông minh đại áp dụng giới, với nội dung xuyên suốt Khái niệm cấu trúc hệ thống giao thông thông minh đại ITS (Intelligent Transport System) ứng dụng công nghệ cao điện tử tin học viễn thông để điều hành quản lý hệ thống giao thông vận tải ITS coi hệ thống lớn, người, phương tiện giao thông, mạng lưới đường giao thông thành phần hệ thống, liên kết chặt chẽ với ITS hoạch định để giảm bớt tắc nghẽn giao thông, bảo đảm an toàn, giảm nhẹ tác động xấu tới môi trường, tăng cường lực vận tải hành khách Không lĩnh vực giao thông đường bộ, ITS áp dụng với hàng không, đường sắt, đường sông đường biển; song đa dạng hiệu giao thông vận tải đô thị Hệ thống giao thông thông minh (ITS) hệ thống giao thông áp dụng hoàn hảo công nghệ tiên tiến phần mềm máy tính vào thiết bị kiểm soát, dẫn, điều khiển, thông tin liên lạc để nâng cao lực giao thông tuyến đường loại hình vận tải Sự định nghĩa đơn giản có thay đổi tốt công tác vận hành, quản lý hệ thống giao thông nói chung giao thông đô thị nói riêng số nước giới Những thành tựu kinh nghiệm quý báu đáng để nghiên cứu, học tập, tham quan, vận dụng phù hợp với điều kiện Việt Nam Hệ thống giao thông thông minh hệ thống lớn bao gồm hạ tầng giao thông phương tiện kết hợp chặt chẽ với 1.1 Hạ tầng giao thông thông minh (Intelligent infrastructure) - Hệ thống quản lý trục giao thông (Arterial Management) Các hệ thống bố trí dọc trục đường chính, sử dụng đèn báo hiệu sử dụng thông tin thu thập thiết bị giám sát lưu lượng để truyền thông tin quan trọng điều kiện lại cho người tham gia giao thông, thông qua công nghệ dấu hiệu thông báo động tin nhắn - Hệ thống quản lý đường cao tốc (Freeway Management) Có chức lớn ITS tạo nên hệ thống quản lý đường cao tốc : hệ thống giám sát giao thông sử dụng thiết bị dò tìm thiết bị video để hỗ trợ ứng dụng quản lý cao tốc tiên tiến Các biện pháp kiểm soát giao thông dốc vào cao tốc đồng hồ đo dốc sử dụng liệu cảm biến để tối ưu hoá tốc độ thời gian chờ đợi đồng hồ đo dốc - Hệ thống an toàn ngăn ngừa tai nạn (Crash Prevention and Safety) Hệ thống nhận diện điều kiện không an toàn cung cấp cho người tham gia giao thông để tránh cố, đường cong nguy hiểm, đường cao tốc giao cắt đường sắt, nút giao thông lưu lượng cao, cung cấp cảnh báo diện người xe đạp, chí động vật đường Trong số trường hợp, hệ thống hướng dẫn sử dụng tuyển dụng, ví dụ: nơi người xe đạp tay thiết lập hệ thống để cung cấp cảnh báo diện họ cho du khách - Hệ thống quản lý đường điều kiện thời tiết (Road Weather Management) Hoạt động quản lý bao gồm hệ thống quản lý thông tin thời tiết, công nghệ bảo trì đường bị ảnh hưởng thời tiết xấu, điều phối hoạt động, ứng dụng giúp đỡ việc giám sát dự báo đường điều kiện khí - Hệ thống vận hành bảo trì đường (Roadway Operation and Maintenance) Những ứng dụng theo dõi, phân tích, phổ biến liệu sở hạ tầng cho hoạt động, bảo trì, quản lý sử dụng Nó giúp bảo đảm an toàn công nhân người tham gia giao thông khu vực làm việc tạo điều kiện lưu lượng giao thông thông qua Điều thường đạt thông qua việc triển khai tạm thời ITS dịch vụ khác, chẳng hạn yếu tố quản lý giao thông chương trình quản lý cố 1.2 Phương tiện thông minh (Intelligent Vehicles) - Hệ thống ngăn ngừa va chạm (Collision Avoidance) Để cải thiện khả điều khiển tránh tai nạn, phương tiện gắn hệ thống cảnh báo va chạm Những ứng dụng va chạm sử dụng loạt cảm biến để giám sát môi trường xung quanh phương tiện cánh báo lái xe điều kiện dẫn đến va chạm - Hệ thống hỗ trợ người lái (Driver Assistance) Nhiều công nghệ xe thông minh giúp đỡ người điều khiển vận hành xe an toàn Những hệ thống sẵn sàng giúp đỡ dẫn đường, nâng cao tầm nhìn hệ thống điều khiển tốc độ, dự định để tạo điều kiện thuận lợi cho người điều khiển - Hệ thống cảnh báo va chạm (Collision Notification) Hệ thống cảnh báo va chạm thiết kế để phát báo cáo vị trí, mức độ nghiêm trọng vụ việc cho quan có thẩm quyền giải Chương 2: Các ứng dụng hệ thống giao thông thông minh đề xuất mô hình hệ thống Telematics Car Sự tiến vượt bậc kỹ thuật thông tin truyền thông góp phần thúc đẩy cho đời nhiều ứng dụng quản lý, khai thác giao thông đường mà phải kể đến xuất hệ thống giao thông thông minh Tại nước phát triển Mỹ, Trung Quốc, Pháp, Nhật Bản…, khái niệm “Hệ thống giao thông thông minh” (Intelligent Transport System - ITS) không xa lạ Cụ thể, việc đưa công nghệ cao thông tin - truyền thông ứng dụng vào sở hạ tầng phương tiện giao thông (chủ yếu ô tô), tối ưu hoá quản lý, điều hành nhằm giảm thiểu ùn tắc, tai nạn, tăng cường lực vận tải hành khách… Chương có nhiệm vụ làm rõ nội dung sau: 2.1 Các ứng dụng hệ thống giao thông thông minh - Hệ thống quản lý giao thông(Traffic Management System) Phần mềm trung tâm Hệ thống quản lý giao thông (Traffic Mangement System-TMS) phần mềm Siemns SI –Traffic Concert Hệ thống vận hành từ hai trung tâm (đề phòng hai trung tâm bị lỗi) lấy liệu từ nhiều nguồn khác gồm camera giám sát, tín hiệu giao thông, camera phát hiện, thiết bị phát nhiễu xạ, thiết bị kiểm soát tốc độ, nhân viên an ninh cảnh sát giao thông mặt đất - Đèn giao thông thông minh Trước phát triển không ngừng mật độ phương tiện giao thông đặc biệt ôtô ngày tăng việc xây dựng luồng giao thông đảm bảo an toàn, hiệu thân thiện với môi trường trở thành nhiệm vụ ngày Các nhà phát triển hệ thống, tích hợp hệ thống cung cấp dịch vụ nỗ lực đưa giải pháp di động sáng tạo thiết thực góp phần cải tiến hệ thống điều khiển phương tiện giao thông - Bãi giữ xe thông minh Hệ thống có chức chính: Tự động đọc biển số xe vào cổng; tự động in biển số vé xe, kèm theo thông tin khác theo yêu cầu quản lý; camera có đèn soi biển số ban đêm; cho phép nhập biển số bàn phím…Tất công việc tốn từ 1-3 giây - Thiết bị lái xe thông minh Khi xe ô tô tham gia giao thông, camera tự động quan sát, ghi nhận xử lý biển báo, tín hiệu dẫn giao thông đường chuyển thành "mệnh lệnh" lên hình nhỏ phía trước tay lái Những mệnh lệnh giúp cho người lái xe xử lý xác tình cụ thể đường 2.2 Các ứng dụng ITS Việt Nam - Đưa hệ thống ITS vào đường cao tốc ITS công nghệ phát triển giới, sử dụng để giải vấn đề giao thông đường bộ, bao gồm tai nạn ùn tắc giao thông ITS sử dụng tiến công nghệ thông tin viễn thông để liên kết người, hệ thống đường giao thông phương tiện giao thông lưu thông đường thành mạng lưới thông tin viễn thông phục vụ cho việc lưu thông tối ưu đường cao tốc Các cảm biến lắp đặt mặt đường để thu thập thông tin luồng giao thông, khí hậu, thời tiết,…các thông tin hệ thống máy tính phân tích xử lý, sau cung cấp trở lại cho tài xế tình hình giao thông đường (tai nạn, ùn tắc giao thông, thời tiết,…) Dự án đường cao tốc Tân Sơn Nhất – Tân An ứng dụng công nghệ “Giao thông thông minh” (ITS – Intelligent Transport System) để điều hành giao thông tuyến cao tốc, công nghệ tiên tiến áp dụng Nhật Bản, Châu Âu Bắc Mỹ, lần áp dụng Việt Nam - Xây dựng trạm thu phí tự động Mạng lưới thu phí giao thông Việt Nam bao gồm 54 trạm 26 tuyến quốc lộ Phần lớn số trạm áp dụng phương pháp thu phí thủ công, nhiều trạm sử dụng thiết bị barie điện, đèn tín hiệu giao thông số trạm có camera giám sát thông thường Chỉ có 9\54 trạm sử dụng phương pháp thu phí bán tự động, chủ yếu khâu kiểm soát với quy trình thu hai dừng: dừng mua vé dừng soát vé - VOV giao thông VOV giao thông kênh phát Đài Tiếng nói Việt Nam đầu tư hệ thống công nghệ phát đại nay, gồm máy phát sóng FM Hà Nội có bán kính phủ sóng 200 km, máy phát sóng FM TpHCM có bán kính phủ sóng 300 km - Bãi giữ xe nhiều tầng Bãi đậu xe nhiều tầng kiểu khung thép lắp ghép có sử dụng công nghệ xếp xe tự động trung tâm Với phương án này, mô hình bãi đậu giữ xe nhiều tầng kiểu khung thép lắp ghép có sử dụng công nghệ xếp xe tự động nâng di chuyển ngang, với tổng công suất 168 xe/8 môđun, có khả tiếp nhận xe ôtô 4-7 chỗ, thời gian xếp xe từ 1-2 phút diện tích chiếm đất gần 1.800m2 2.3 Đề xuất mô hình ITS sử dụng thiết bị Telematics Car Hệ thống Telematics Car hệ thống hệ thống giao thông thông minh ITS Tuy nhiên, Telematics Car lại đóng vai trò vô quan trọng giúp hệ thống ITS hoàn thiện Hệ thống Telematics Car giúp người lái xe tương tác với hạ tầng thông tin giao thông hệ thống ITS, mà định khả ứng dụng ITS thực tế Chương 3: Thử nghiệm hệ thống Telematics Car Trong khuôn khổ luận văn người sử dụng tương tác trực tiếp với trung tâm điều khiển trông qua hình cảm ứng Bên cạnh đó, trình thu thập liệu từ GPS, đóng gói tin truyền đến trung tâm điều hành thông qua module kết nối mạng GSM/GPRS/3G xử lý trung tâm tự động thực Thông tin truyền tới trung tâm điều hành thông qua kết nối Internet, thông tin xử lý truyền ngược lại phương tiện cần thiết Như vậy, với kết cấu phần cứng không phức tạp sở hạ tầng mạng, vệ tinh, gần đáp ứng toàn yêu cầu hệ thống Ngoài ra, trái tim thiết bị Telematics car sử dựng vi xử lý JAVA giúp cho hệ thống Telematics Car có khả mở rộng phát triển dễ dàng Xuyên suốt chương thử nghiệm thiết bị Telematics Car với ứng dụng sau: 3.1 Mô tả chi tiết hệ thống Telematics Car - Trung tâm điều hành hệ thống Telematics Car Trung tâm điều hành hệ thống Telematics Car đầu não quản lý xử lý hoạt động hệ thống giám sát, thu phí đường Có tác dụng lưu trữ thông tin, đồng thời đóng vai trò nơi giám sát tập trung hoạt động - Thiết bị Telematics Car Mô hình hệ thống liên lạc cho xe Telematics Car xây dựng có khả tương thích với hệ thống quản lý giao thông thông minh ITS triển khai Việt Nam Việc thiết kế hệ thống tổng thể mặt phần cứng thiết bị Telematics Car đặt xe ô tô phức tạp, với thời gian có hạn, hệ thống phần cứng xây dựng dựa Platform xử lý Java hỗ trợ xử lý chuyên dụng GPS để thực chức theo yêu cầu Thử nghiệm tính quản lý phương tiện giao thông 3.2 Thử nghiệm tính hệ thống Telematics Car - Tính tự động thu phí Khi trạm thu phí tự động ứng dụng công nghệ DSRC, RFID NFC đưa vào sử dụng, hệ thống tự động thu phí đường thiết bị Telematics Car giúp người điều khiển phương tiện thực thao tác mua vé, xuất trình vé,… Người điều khiển cần cho xe qua hệ thống soát vé điện tử có sử dụng công nghệ để tương tác với thiết bị thu phí cài đặt sẵn Lúc trình thu phí tự động thực thông qua hệ thống Telemactics Car - Tính cảnh báo tai nạn, tắc đường Trong mô hình hệ thống thử nghiệm, thiết bị Telematics Car Trung tâm liệu có khả tương tác hai chiều với Trung tâm liệu sử dụng thông tin từ CCTV, trạm cảm biến,… đặc biệt thông tin gửi từ thiết bị Telematics Car Những thông tin hữu ích để nhà vận hành nắm bắt xử lý trước đưa quyêt định gửi cảnh báo đến phương tiện chuẩn bị vào vùng xảy tai nạn tắc đường - Thử nghiệm tính eCall trường hợp gặp tai nạn Tính eCall (Emergency Call) ứng dụng trường hợp khẩn cấp người tham gia giao thông xảy tai nạn Theo lý thuyết xây dựng, cảm biến lực gắn vị trí xung quanh thân xe có nhiệm vụ thu thập thông tin tương tác lực lên thân xe gửi thông tin cho thiết bị Telematics Car xử lý Khi có va chạm giao thông xảy với phương tiện, liệu từ cảm biến thiết bị Telematics Car so sánh tính toán, sau thiết bị mở phiên gọi khẩn cấp trung tâm với thông tin cấu hình sẵn KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 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 tất lớn Ứng dụng ITS 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 Thử nghiệm mô hình ITS sử dụng thiết bị Telematics Car với mong muốn giải phần thách thức toán quản lý giao thông, tạo tiền đề để xây dựng phát triển hệ thống khác với lực xử lý ngày tốt Với phát triển mạnh mẽ trí tuệ nhân tạo, tương lai gần, mô hình ITS áp dụng Machine Learning nhằm nâng cao hiệu suất tính toán dự đoán kiện tắc đường Từ giúp cho hệ thống vận hành cách linh hoạt hiệu  ... bị Telematics Car Hệ thống Telematics Car hệ thống hệ thống giao thông thông minh ITS Tuy nhiên, Telematics Car lại đóng vai trò vô quan trọng giúp hệ thống ITS hoàn thiện Hệ thống Telematics Car. .. nghệ Bưu Viễn thông Vào lúc: ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện Học viện Công nghệ Bưu Viễn thông “ NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG GIAO THÔNG THÔNG MINH VÀ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG... thống giao thông thông minh hệ thống lớn bao gồm hạ tầng giao thông phương tiện kết hợp chặt chẽ với 1.1 Hạ tầng giao thông thông minh (Intelligent infrastructure) - Hệ thống quản lý trục giao thông