Luận văn thạc sĩ công nghệ thông tin nghiên cứu về xu thế iot (internet of things) và ứng dụng vào bài toán quản lý giao thông tại hà nội

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NGUYỄN THỊ HUYỀN TRANG NGHIÊN CỨU VỀ XU THẾ IoT (INTERNET OF THINGS) VÀ ỨNG DỤNG VÀO BÀI TOÁN QUẢN LÝ GIAO THÔNG TẠI HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Hà Nội – 2017 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NGUYỄN THỊ HUYỀN TRANG NGHIÊN CỨU VỀ XU THẾ IoT (INTERNET OF THINGS) VÀ ỨNG DỤNG VÀO BÀI TOÁN QUẢN LÝ GIAO THƠNG TẠI HÀ NỘI Ngành: Cơng nghệ thông tin Chuyên ngành: Quản lý hệ thống thông tin Mã số: Chuyên ngành đào tạo thí điểm LUẬN VĂN THẠC SỸ NGÀNH CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Lê Quang Minh Hà Nội – 2017 LỜI CẢM ƠN Trong thời gian nghiên cứu thực luận văn này, nhận giúp đỡ nhiệt tình tổ chức cá nhân Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới tất tập thể cá nhân tạo điều kiện giúp đỡ tơi suốt q trình thực nghiên cứu luận văn Trước hết xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Đại học quốc gia Hà Nội, Viện công nghệ thông tin thầy cô giáo, người trang bị cung cấp kiến thức giúp đỡ suốt q trình học tập vừa qua Với lòng biết ơn sâu sắc, xin trân trọng cảm ơn thầy giáo – Tiến sỹ Lê Quang Minh, người thầy trực tiếp bảo, hướng dẫn khoa học giúp đỡ tơi suốt q trình nghiên cứu hồn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn tất bạn bè, đồng nghiệp động viên, giúp đỡ nhiệt tình đóng góp nhiều ý kiến q báu để tơi hồn thành luận văn Do thời gian nghiên cứu có hạn, luận văn tơi chắn khơng thể tránh khỏi sơ suất, thiếu sót, tơi mong nhận đóng góp, giúp đỡ q thầy giáo tồn thể bạn đọc Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 21 tháng 12 năm 2017 TÁC GIẢ LUẬN VĂN Nguyễn Thị Huyền Trang LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi, có hỗ trợ từ Thầy hướng dẫn người cảm ơn Các nội dung nghiên cứu kết đề tài trung thực chưa cơng bố cơng trình Hà Nội, ngày 21 tháng 12 năm 2017 TÁC GIẢ Nguyễn Thị Huyền Trang TÓM TẮT Mục tiêu nghiên cứu luận văn nghiên cứu xu Internet of Things (IoT) ứng dụng IoT vào quản lý giao thơng Hà Nội Từ viết chương trình phần mềm cảnh báo tắc nghẽn giao thơng Hà Nội Phần mở đầu nói đến tính cấp thiết việc nghiên cứu đề tài mục tiêu, đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài Chương luận văn trình bày tổng quan Internet of Things Chương trình bày thực trạng điều kiện để áp dụng IoT Việt Nam tình trạng giao thơng thành phố Hà Nội Chương cuối trình bày số giải pháp ứng dụng IoT vào quản lý giao thông Hà Nội MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục Danh mục thuật ngữ chữ viết tắt Danh mục hình ảnh MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN VỀ INTERNET of THINGS 1.1 Internet of Things (IoT) 1.2 IoT trở thành xu tương lai 1.3 Các vấn đề gặp phải áp dụng IoT 1.4 Các lĩnh vực ứng dụng IoT Kết luận chương Chương THỰC TRẠNG VỀ CÁC ĐIỀU KIỆN ĐỂ ÁP DỤNG IoT TẠI VIỆT NAM VÀ TÌNH TRẠNG GIAO THƠNG CỦA THÀNH PHỐ HÀ NỘI 2.1 Thực trạng cơng nghệ sách Việt Nam 2.2 Thực trạng tình trạng giao thơng ứng dụng công nghệ thông tin vào giao thông Thành phố Hà Nội Kết luận chương Trang 4 12 15 22 23 23 32 37 Chương MỘT SỐ GIẢI PHÁP ỨNG DỤNG IoT VÀO QUẢN LÝ GIAO THÔNG TẠI HÀ NỘI 38 3.1 Ứng dụng IoT vào quản lý giao thông số thành phố giới 38 3.2 Các vấn đề gặp phải trước ứng dụng IoT vào quản lý giao thông 40 3.3 Mối quan hệ hệ thống giao thông thông minh IoT 41 3.4 Mô hình ứng dụng IoT vào quản lý giao thơng Hà Nội 43 3.5 Một số giải pháp ứng dụng IoT vào quản lý giao thông Hà nội 48 Kết luận chương 53 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54 PHỤ LỤC Chương trình demo: ứng dụng IoT vào cảnh báo tắc nghẽn giao thông Hà nội 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 DANH MỤC THUẬT NGỮ VÀ CHỮ VIẾT TẮT CCTV Closed-circuit Television CDMA Code Division Multiple Access CES Consumer Electronics Show FTTH Fiber To The Home GPRS General Packet Radio Service GPS Global Positioning System GSM Global System for Mobile Communication IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers IoE Internet of Everything IoT Internet of Things IP Internet Protocol IPv4 Internet Protocol version IPv6 Internet Protocol version ISP Internet Service Providers ITS Intelligent Transport System LPWAN Low Power Wide Area Networks LTE Long Term Evolution M2M Machine to Machine NAT Network Address Translation PC Personal Computer RFID Radio Frequence Identify Device SIM Subscriber Identity Module SMS Short Message Service TP Thành phố XML Extended Markup Language DANH MỤC HÌNH ẢNH Trang Hình 1.1 Internet of Things Hình 1.2 Số lượng thiết bị kết nối Hình 1.3 Sơ đồ Cycle Hype Hình 1.4 Các lĩnh vực ứng dụng IoT Hình 2.1 Điện tốn đám mây Hình 2.2 Tình trạng ùn tắc giao thơng Hình 2.3 Cảnh sát giao thơng điều khiển giao thơng Hình 3.1 Mơ hình ứng dụng IoT vào quản lý giao thơng Hà Nội Hình 3.2 Cảnh báo đoạn đường tắc nghẽn nặng Hình 3.3 Cảnh báo đoạn đường tắc nghẽn nhẹ Hình 3.4 Cảnh báo đoạn đường khơng tắc nghẽn 10 11 18 29 32 34 44 55 56 57 MỞ ĐẦU Cơ sở khoa học thực tiễn đề tài Hiện số thành phố nước phát triển giới Amsterdam Los Angeles triển khai hệ thống quản lý giao thông thông minh đạt kết đáng kể Đối với thành phố Los Angeles xếp thứ danh sách Forbes thành phố bị ảnh hưởng giao thông giới [26] Sau đó, Thành phố triển khai hệ thống quản lý giao thơng thơng minh sử dụng hệ thống thu thập xử lý liệu lớn để quản lý giao thông đường Cảm biến đặt nút giao thông, thực gửi liệu cập nhật theo thời gian thực luồng giao thông qua cáp quang đặt hầm bên Trung tâm thành phố Hệ thống máy tính chạy phần mềm thực phân tích liệu tự động điều chỉnh đèn tín hiệu giây, phù hợp với thay đổi tình trạng giao thơng Ngồi ra, hệ thống có sử dụng thiết bị lưu trữ liệu q khứ để dự đốn giao thơng mà gây thắt nút cổ chai Tất hoạt động không cần đến can thiệp người [32] Sự thơng minh hệ thống điều chỉnh cách tự động thời gian trễ thay đổi màu đèn giao thông có vấn đề giao thơng xảy Ví dụ, có tai nạn giao thơng gây tắc nghẽn giao thông hay nhiều đường đường cao tốc thành phố (do gây nút cổ chai), hệ thống tự động điều chỉnh đèn cho thêm thời gian để xe bị tắc đường qua Ngồi ra, hệ thống sử dụng để giúp cho việc phương tiện giao thông công cộng chạy - xe buýt bị trễ, hệ thống điều khiển thời gian sáng đèn giao thông, giúp xe vượt qua đèn nhanh trở lại lịch trình cũ Theo đánh giá quan chức thành phố, thời gian trung bình để lái xe dặm thành phố trước có hệ thống đèn giao thơng thơng minh 20 phút, sau có đèn giao thơng thời gian 17,2 phút Đối với thành phố Amsterdam Hà Lan sử dụng hệ thống SCM điều khiển đèn giao thông kết nối với hệ thống giao thông quốc gia [31] Ở Trung tâm giao thông Thành phố Trung tâm giao thông quốc gia xem xảy hình Như Trung tâm giao thơng tự động quản lý lưu lượng giao thông khu vực Hệ thống quản lý giao thơng thơng minh Amsterdam dễ dàng để kết nối với ô tô thiết bị điều hướng xe Do vậy, Amsterdam quản lý giao thông đường kỹ thuật số đại, giúp tối ưu hố lưu lượng giao thơng tồn vùng Internet of Things (IoT) mơ hình nghiên cứu lên năm gần Kevin Ashton xác định IoT “một cách chuẩn hố cho máy tính để hiểu giới thực” [31] Với tính tạo mơi trường thông minh với đáp ứng nhanh để hỗ trợ việc định hay hành động người Tại Việt Nam, Chính phủ đẩy nhanh việc xây dựng phủ điện tử, Bộ, Ban, Ngành đẩy mạnh việc ứng dụng công nghệ thông tin vào ngành mình, có ngành giao thơng vận tải Đặc biệt tình trạng giao thơng Thành phố Hà nội mức báo động ùn tắc giao thông vào cao điểm, tai nạn giao thông gia tăng, phương tiện giao thông cá nhân tăng cao, ô nhiễm môi trường phương tiện giao thông gây ngày nghiêm trọng sở hạ tầng giao thơng chậm phát triển chưa theo kịp tốc độ tăng dân số học, lực vận tải hành khách công cộng chất lượng dịch vụ chưa cao, giao thông tĩnh chưa đủ đáp ứng nhu cầu tăng dân số Thành phố Đây tốn giao thơng mà thành phố lớn giới phải đối mặt Từ kinh nghiệm triển khai hệ thống quản lý giao thông thông minh thành phố Los Angeles Amsterdam phân tích trên, cho thấy tốn thành phố Hà nội giải ứng dụng công nghệ thông minh IoT Do vậy, đề tài chọn hướng nghiên cứu nghiên cứu xu IoT ứng dụng vào toán quản lý giao thông Hà Nội Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: bao gồm khái niệm “Internet of Things” khái niệm liên quan; Hạ tầng công nghệ viễn thông thông tin Hà Nội nay; Chính sách quốc gia ứng dụng công nghệ thông tin vào lĩnh vực khác đời sống xã hội; Hạ tầng giao thông đường Thành phố Hà nội; Giải pháp ứng dụng IoT vào quản lý giao thông Hà nội Phạm vi nghiên cứu: luận văn tập trung xem xét, phân tích đánh giá yếu tố nằm phạm vi sau: - Tổng quan Internet of Things: khái niệm bản, IoT trở thành xu tương lai, vấn đề gặp phải áp dụng IoT, lĩnh vực ứng dụng IoT 46  Camera giám sát bên đường: chia sẻ hình ảnh lưu lượng tham gia giao thơng nút giao thông thời điểm xác định, video tình hình giao thơng  Người tham gia giao thơng: chia sẻ vị trí, chia sẻ tình trạng giao thông nút giao thông Tại Trung tâm quản lý điều hành giao thông cần:  Xử lý liệu thu từ Camera: thuật toán xử lý ảnh, hệ thống nhận diện hành vi, hệ thống phân tích video, liên tục tự động kiểm tra hình ảnh camera để xác định thơng số phương tiện vi phạm giao thông biển số xe, thời gian vi phạm gửi thông tin cho quan có thẩm quyền để xử lý vi phạm  Thu thập liệu người tham gia giao thơng chia sẻ: có đèn tín hiệu thông minh nên Trung tâm quản lý không cần thông tin để điều khiển chu kỳ đèn, mà nhằm xác định lưu lượng người tham gia giao thông thời điểm định, khoảng thời gian định từ đưa biện pháp mở thêm đường, thông báo cho người tham gia giao thông đoạn đường ùn tắc…  Xử lý liệu lớn (Big Data) số lượng lớn người tham gia giao thơng chia sẻ vị trí, hình ảnh, liệu dạng phi cấu trúc sử dụng kỹ thuật phân tích liệu kiểm thử A/B, học máy xử lý ngôn ngữ tự nhiên + Quản lý thông tin người lái xe hỗ trợ lái xe an tồn: Thơng tin thu thập từ:  Phương tiện giao thơng cơng cộng: lắp camera hành trình, wifi chia sẻ thơng tin vị trí chúng tình hình xe khác tham gia giao thông  Phương tiện cá nhân tham gia giao thơng: chia sẻ vị trí di chuyển thơng qua điện thoại thơng minh có kết nối Internet  Camera giám sát bên đường: chia sẻ hình ảnh xe tham gia giao thông  Thiết bị giám sát đo nồng độ cồn, thiết bị đo nhịp tim, nhịp thở, độ chớp mắt, giám sát mặt thiết bị kết nối với gửi xử lý thông minh đặt xe, kịp thời cảnh báo, nhắc nhở lái xe Trung tâm quản lý điều hành giao thông tiến hành: 47  Thu thập hình ảnh từ Camera giám sát, video từ phương tiện giao thơng cơng cộng, video, vị trí phương tiện cá nhân tham gia giao thông  Xử lý liệu thu thông tin người lái xe: biển số xe, chủ phương tiện, tốc độ tại…  Cảnh báo cho phương tiện: gửi cảnh báo dạng tin nhắn SMS vào điện thoại di động Gửi thông tin người lái xe cho bên xử lý vi phạm, truy xuất thông tin từ quan quản lý phương tiện giới - Người tham gia giao thông phương tiện xe máy, ô tô, bộ:  Sử dụng thiết bị kết nối Internet điện thoại thông minh để chia sẻ hình ảnh, vị trí phương tiện tham gia giao thông  Kết nối với Trung tâm quản lý điều hành thông qua phần mềm Trung tâm viết, kết nối cảm biến bên đường phương tiện tham gia giao thông cảm biến kết nối Internet  Nhận thông báo từ Trung tâm quản lý, từ cảm biến biển báo điện tử đường - Phương tiện vận tải cơng cộng:  Thanh tốn điện tử:  Trên phương tiện vận tải công cộng lắp đặt thiết bị toán tự động, người sử dụng phương tiện với thẻ toán điện tử tiến hành quẹt thẻ, hệ thống tự động trừ phí  Thanh tốn qua điện thoại thông minh  Kết nối Trung tâm quản lý điều hành, ngân hàng người sử dụng phương tiện công cộng:  Trung tâm quy định mức phí với loại hình dịch vụ tham gia giao thông mức giá vé tháng với sinh viên, người làm…, vé với loại phương tiện vận tải công cụ taxi, xe bus…thông báo cho ngân hàng để tự động trừ phí người sử dụng tốn  Thơng báo đến người sử dụng mức phí tốn qua điện thoại thơng minh - Thiết bị bên đường: gồm camera giám sát CCTV; cảm biến lưu lượng giao thơng, ánh sáng, khí hậu…; bảng thơng báo đèn tín hiệu giao thơng Chức năng: 48  Thu thập, tự động phân tích, xử lý liệu cung cấp thông tin liên quan đến tình trạng mặt đường, tình trạng giao thơng điều kiện khí hậu thời tiết cho Trung tâm quản lý điều hành giao thông  Kết nối với người tham gia giao thông để tự động cảnh báo đoạn đường nguy hiểm, có tắc nghẽn nặng  Kết nối với trạm gốc nhà cung cấp mạng Viettel, Vina, Mobifone để truyền/nhận liệu, thông tin - Mơi trường bên ngồi: tương tác với hệ thống giao thông quan liên quan đến toán điện tử Ngân hàng, xử lý vi phạm giao thông Cảnh sát giao thông, Trung tâm đăng kiểm xe giới Trung tâm khí tượng thuỷ văn, hệ thống định vị GPS… 3.5 Một số giải pháp ứng dụng IoT vào quản lý giao thông Hà Nội 3.5.1 Mục tiêu ứng dụng IoT vào quản lý giao thông Hà nội - Nhằm tối ưu nhu cầu giao thông khả đáp ứng sở hạ tầng - Cải thiện tình trạng giao thơng đường cách đáng kể: giảm tình trạng tắc nghẽn giao thông, giảm tai nạn giao thông đường bộ, giảm phương tiện giao thông cá nhân, tăng việc sử dụng phương tiện giao thông công cộng, tìm kiếm đỗ xe dễ dàng, đèn tín hiệu giao thông hoạt động theo lưu lượng phương tiện tham gia giao thông; - Giảm lượng tiêu thụ cho giao thông: giảm việc tiêu thụ điện cho hệ thống chiếu sáng thành phố; - Giảm lượng khí thải cho môi trường phương tiện giao thông gây ra; - Chi phí quản lý thấp, có độ tin cậy cao: việc xây dựng thiết bị hệ thống quản lý có mức chi phí thấp đảm bảo độ tin cậy cao, thay nâng cấp hệ thống dễ dàng; - Tích hợp với hệ thống quản lý giao thơng có: thành phần hệ thống quản lý giao thông ứng dụng IoT cần tích hợp với hệ thống có để đảm bảo tính tiết kiệm chi phí hiệu sử dụng; - Thay phương thức toán toán điện tử 49 3.5.2 Một số giải pháp để ứng dụng IoT vào quản lý giao thơng Hà nội Từ phân tích thành phố lớn giới ứng dụng IoT vào quản lý giao thông thành phố; thực trạng giao thông thành phố Hà nội chương 2; mục tiêu ứng dụng IoT vào quản lý giao thông Hà nội, luận văn đưa số giải pháp để ứng dụng IoT vào quản lý giao thông Hà nội sau: 3.5.2.1 Giải pháp sách, quy định quản lý a Xây dựng đề án tổng thể hệ thống giao thông thông minh Hà Nội dựa tảng ứng dụng công nghệ thông tin, viễn thơng, tự động hố, bao gồm IoT Dựa [2], Thành phố Hà nội cần xây dựng đề án tổng thể hệ thống giao thông thông minh cho thành phố Như phân tích mục 3.3, cho thấy mối quan hệ chặt chẽ hệ thống giao thông thơng minh với IoT, từ cho thấy sở để xây dựng đề án giao thông thông minh thành phố dựa tảng IoT b Xây dựng quy định, quy phạm pháp luật để phục vụ công tác quản lý, phát triển giao thông thông minh Hà Nội - Quy định tất phương tiện vận tải công cộng hoạt động địa bàn Hà nội phải lắp đặt thiết bị quản lý, giám sát hoạt động (dạng hộp đen), giúp giám sát phạm vi, tuyến hoạt động theo quy định, đồng thời giúp lái xe tiếp nhận thông tin điều hành giao thông từ Trung tâm điều hành Các thiết bị IoT phục vụ công tác giám sát , quản lý phương tiện vận tải RFID, cảm biến theo dõi thời gian thực, camera giám sát…cần phải triển khai lắp đặt phương tiện vận tải công cộng Để thực cách thống việc triển khai, quản lý cần có quy định việc lắp thiết bị trên xe Ngồi ra, việc trao đổi thơng tin từ phương tiện vận tải công cộng với Trung tâm điều hành giúp lái xe nắm thông tin kịp thời đoạn đường bị tắc nghẽn, đoạn đường xảy tai nạn, dự báo thời tiết xấu xảy tuyến đường, điều chỉnh tốc đố lái xe…từ nâng cao chất lượng phục vụ phương tiện vận tải công cộng, thu hút nhiều người dân tham gia loại phương tiện này, giảm phương tiện cá nhân 50 - Quy định tất chủ sở hữu ô tô địa bàn Hà nội lắp đặt thiết bị phụ trợ để phục vụ công tác quản lý phương tiện điều tiết hệ thống giao thông (thiết bị thu phí tự động…), chủ xe giới đường phải mở tài khoản để thực thu phí tự động nộp phạt vi phạm giao thông Việc toán điện tử mục tiêu ứng dụng IoT vào quản lý giao thông Hà nội Để đảm bảo tính thống nhất, tính minh bạch tốn, cần có quy định việc lắp đặt thiết bị phụ trợ xe ô tơ thẻ thơng minh RFID phục vụ mục đích toán tự động Trong quy định cần rõ việc cung cấp tài khoản cho chủ sở hữu phục vụ việc thu phí tự động nộp phạt vi phạm giao thông 3.5.2.2 Giải pháp công nghệ a Thiết lập Trung tâm quản lý điều hành giao thông chung thành phố Hà nội, đảm bảo chia sẻ liệu quan liên quan để nâng cao hiệu lực, hiệu quản lý nhà nước giao thơng vận tải Như phân tích 3.2, hệ thống quản lý giao thơng có chức đơn lẻ, thiếu tích hợp việc khai thác, sử dụng liệu giao thông quan chức thiếu chia sẻ, tập trung phòng/ban định Trong thực trạng Big Data Việt Nam ra, sở hữu khối lượng liệu lớn chưa khai thác hiệu quả, chia sẻ để phục vụ mục đích định Do vậy, cần thiết lập Trung tâm quản lý điều hành giao thông chung thành phố quan đảm bảo việc chia sẻ liệu giao thông quan có liên quan Cảnh sát giao thơng phương tiện vi phạm giao thơng, Trung tâm khí tượng thuỷ văn khí hậu thời tiết, Ngân hàng, Trung tâm đăng kiểm xe giới thông tin chủ lái xe… b Xây dựng sở liệu hạ tầng giao thông phương tiện giao thông, phần mềm phục vụ công tác quản lý điều hành giao thông thông minh, điều hành tổ chức giao thông, xử lý vi phạm giao thông phần mềm giám sát hoạt động thiết bị IoT hệ thống Hệ thống giao thông thông minh dựa IoT bao gồm nhiều thành phần tương tác thành phần cần có phần mềm giám sát hoạt động thiết bị thực thông qua giao diện Trung tâm quản lý điều hành giao thông Hà nội 51 Cần xây dựng phần mềm phục vụ công tác: - Quản lý điều hành giao thông: nhằm theo dõi trực tuyến lưu lượng giao thông thu thập từ cảm biến đặt nút giao thông, camera giám sát để đưa cảnh báo tắc nghẽn kịp thời, tư vấn cho người tham gia giao thông đoạn đường không tắc nghẽn… - Quản lý điều hành tổ chức giao thơng, xử lý vi phạm giao thơng: có cố thời tiết, có tai nạn đường… liệu hình ảnh tình trạng thu thập từ camera giám sát, tự động cập nhật lên phần mềm, đưa cảnh báo tới bên liên quan biển thông báo điện tử, người tham gia giao thông, cảnh sát giao thông… điều tiết thời gian sáng đèn tín hiệu giao thơng Dựa hệ thống định vị điện thoại thơng minh có kết nối Internet đóng vai trò thiết bị IoT, người tham gia giao thơng chia sẻ vị trí họ cho Trung tâm quản lý điều hành, vào vận tốc trung bình phương tiện giao thông với đoạn đường để đưa cảnh báo tắc nghẽn đoạn đường theo thời gian thực, Luận văn viết chương trình demo cảnh báo tắc nghẽn, chi tiết Phụ lục c Triển khai đồng hệ thống kỹ thuật hỗ trợ điều hành, quản lý giao thông đô thị Các hệ thống kỹ thuật hỗ trợ điều hành, quản lý giao thông đô thị gồm: - Hệ thống đèn giao thông thơng minh, tự động điều chỉnh khoảng thời gian đèn tín hiệu theo lưu lượng phương tiện giao thông qua nút giao thông - Hệ thống giám sát cảm biến đo lưu lượng phương tiện giao thông nút giao thông nhằm thu thập liệu lưu lượng giao thông nút giao thông thành phố Hà nội để điều khiển đèn tín hiệu giao thơng, giảm ùn tắc giao thông can thiệp cảnh sát giao thơng - Hệ thống thơng tin giao thơng qua sóng ngắn (radio), lắp đặt phương tiện vận tải công cộng xe bus, taxi, ô tô - Hệ thống biển báo tình trạng giao thơng nút giao thơng lân cận bảng thông báo điện tử, đồ số trạm dừng xe bus 52 Cần triển khai hệ thống cách đồng nhằm quản lý, điều hành có hiệu giao thơng Thành phố Hà nội Luận văn đưa số giải pháp để ứng dụng IoT vào quản lý giao thông gồm phần Giải pháp sách là: Xây dựng đề án tổng thể hệ thống giao thông thông minh Hà Nội dựa tảng ứng dụng công nghệ thơng tin, viễn thơng, tự động hố, bao gồm IoT; Xây dựng quy định, quy phạm pháp luật để phục vụ công tác quản lý, phát triển giao thông thông minh Hà Nội Giải pháp công nghệ: Thiết lập Trung tâm quản lý điều hành giao thông chung thành phố Hà nội, đảm bảo chia sẻ liệu quan liên quan để nâng cao hiệu lực, hiệu quản lý nhà nước giao thông vận tải; Xây dựng sở liệu hạ tầng giao thông phương tiện giao thông, phần mềm phục vụ công tác quản lý điều hành giao thông thông minh, điều hành tổ chức giao thông xử lý vi phạm giao thông; Triển khai đồng hệ thống kỹ thuật hỗ trợ điều hành, quản lý giao thông đô thị Với giải pháp phần giải vướng mắc ứng dụng IoT vào quản lý giao thông Hà nội 53 Kết luận chương Từ nghiên cứu Tổng quan Internet of Things Chương đánh giá thực trạng điều kiện để áp dụng IoT Việt Nam tình trạng giao thơng thành phố Hà nội Chương 2, Chương luận văn tập trung phân tích kinh nghiệm số thành phố lớn giới triển khai IoT thành công vào hệ thống quản lý giao thông Thành phố, mối quan hệ IoT hệ thống giao thông thông minh, mơ hình ứng dụng IoT vào quản lý giao thơng, số giải pháp để ứng dụng IoT vào quản lý giao thơng Hà Nội trọng vào nhóm giải pháp sách nhóm giải pháp cơng nghệ 54 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Như luận văn phân tích, IoT trở thành xu tương lai, không ứng dụng chúng vào giao thơng vận tải mà nhiều lĩnh vực khác Để làm điều này, Bộ, ban, ngành liên quan cần nghiên cứu kỹ lợi ích mà IoT đem lại cho ngành từ đề xuất áp dụng triển khai IoT vào quản lý hệ thống Đối với ngành giao thông vận tải, gần đẩy mạnh ứng dụng công nghệ vào giải tốn giao thơng tương lai có nhiều sản phẩm giao thơng vận tải mà có góp mặt cơng nghệ thơng tin viễn thông đặc biệt lĩnh vực IoT Do thời gian nghiên cứu có hạn nên luận văn đề cập đến: - Tổng quan IoT - Thực trạng điều kiện để áp dụng IoT Việt Nam - Thực trạng giao thông thành phố Hà Nội - Một số giải pháp ứng dụng IoT vào quản lý giao thông Hà Nội Với kết bước đầu nghiên cứu IoT giải pháp đưa nhằm ứng dụng IoT vào quản lý giao thông Hà nội tác giả mong muốn góp phần nhỏ vào việc xây dựng hệ thống giao thơng thơng minh Hà nội nhằm giảm tình trạng ùn tắc giao thông vào cao điểm, hạn chế tai nạn giao thông giảm ô nhiễm môi trường phương tiện giao thông gây Kiến nghị Để triển khai IoT vào quản lý giao thông Hà nội cần kết hợp nhiều quan, ban ngành tâm thực giao thông thông minh Thành phố Hà nội Trước mắt giai đoạn nghiên cứu ứng dụng IoT vào quản lý giao thông, cần thu hút đội ngũ công nghệ thông tin chuyên nghiệp, tăng cường giáo dục ý thức người dân tham gia giao thông để giảm thiểu tắc nghẽn giao thông Thành phố Hà nội 55 PHỤ LỤC : Chương trình demo Ứng dụng IoT vào cảnh báo tắc nghẽn giao thông Hà Nội Do thời gian nghiên cứu hạn chế, việc thu thập liệu vị trí người tham gia giao thơng chưa nhiều Do đó, luận văn đưa chương trình demo thể phần ứng dụng IoT vào cảnh báo tắc nghẽn: người tham gia giao thơng chia sẻ vị trí qua điện thoại thơng minh đóng vai trò thiết bị IoT có kết nối Internet, Trung tâm quản lý điều hành giao thơng đóng vai trò máy chủ thu thập liệu vị trí người tham gia giao thơng xử lý liệu thu nhằm đưa cảnh báo tắc nghẽn hiển thị điện thoại di động theo thời gian thực Dữ liệu cụ thể: thu thập liệu từ người dùng đoạn đường, với thời gian từ 21h07’ ngày 24 tháng 11 năm 2017 đến 21h13’ ngày 24 tháng 11 năm 2017 Trường hợp 1: User với vận tốc : 0.1 km/h User với vận tốc: 0.1 km/h User với vận tốc: 17.1 km/h User với vận tốc: 0.4 km/h Vận tốc trung bình: 4.4 km/h, cảnh báo đoạn đường tắc nghẽn nặng Giao diện chương trình sau: Hình 3.2 Cảnh báo đoạn đường tắc nghẽn nặng 56 Trường hợp 2: User với vận tốc : 1.2 km/h; User với vận tốc: 11.1 km/h; User với vận tốc: 6.0 km/h; User với vận tốc: 6.0 km/h Vận tốc trung bình: 6.1 km/h, cảnh báo đoạn đường tắc nghẽn nhẹ Giao diện chương trình sau: Hình 3.3 Cảnh báo đoạn đường tắc nghẽn nhẹ Trường hợp 3: User với vận tốc : 26.1 km/h; User với vận tốc: 22.0 km/h User với vận tốc: 23.8 km/h; User với vận tốc: 0.4 km/h Vận tốc trung bình: 18 km/h, cảnh báo đoạn đường không bị tắc nghẽn Giao diện chương trình sau: 57 Hình 3.4 Cảnh báo đoạn đường khơng tắc nghẽn 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt Vân Anh (2017), FPT đầu tư 1.700 tỷ đồng xây dựng hệ thống giao thông thông minh Hà nội Bộ giao thông vận tải (2017), Dự thảo tiêu chuẩn giao thông thông minh 2017, Hà Nội Bộ thông tin truyền thông (2016), Báo cáo số sẵn sáng cho phát triển ứng dụng công nghệ thông tin truyền thông Việt Nam Bộ thông tin truyền thông (2017), Danh mục công nghệ thông tin trọng điểm 2017, Hà Nội Bộ thông tin truyền thông (2009), Sách trắng công nghệ thông tin truyền thông, Nhà xuất thông tin truyền thông Chính phủ Việt Nam (2008), Luật Giao thơng đường bộ, Hà Nội DTT IoT Solution, http://iot.dtt.vn/InternetofThings.html Dự án REMON, http://www.remon-hanoi.net Đèn LED gì, Sự khác đèn LED đèn thường nào, http://fulllight.com.vn/ 10 Nguyễn Hà, Thành Nam (2017), Cần thực tế tiêu chí xác định ùn tắc giao thơng 11 KS Nguyễn Công Hoan, Tổng quan liệu lớn (Big Data) 12 Nguyễn Đức Khiêm, Nghiên cứu Tiếp cận vấn đề ùn tắc giao thông nước giới 13 Nguyễn Chí Khơn, Nghiên cứu thiết kế hệ thống đèn giao thông thông minh 14 Nguyễn Tồn Thắng (2016), Giải pháp Giao thơng thơng minh cho đô thị xu hướng IoT- Phần 15 Nguyễn Việt Thắng (2015), Dữ liệu lớn kiến trúc hạ tầng IoT 16 TS Vũ Hồng Trường, Th.S Hàn Thanh Tùng (2016), Phát triển hệ thống giao thông công cộng – kinh nghiệm từ thực tiễn hoạt động xe buýt Hà nội 17 Ngân Tuyền (2017), Hà nội số hố giao thơng 18 Ngọc Yến (2016), Hạ tầng giao thông Hà nội mức báo động 59 19 PC Word VN (04/2015), Mạng 4G ưu vượt trội 20 Phan Đăng Khoa (2017), Nghiên cứu ứng dụng BigData xử lý liệu IoT 21 Phạm Văn Trung (2015), Hạ tầng trung tâm liệu IoT 22 Trung tâm Internet Việt Nam, Các đặc điểm, lợi ích IPv6 23 Vietnamnet (2017), Camera giao thông Hà nội bắt lỗi kiểu khác lạ 24 VTVnews (2017), Giao thông thông minh: Xu tất yếu Tiếng Anh 25 Daniele Miorandi, Sabrina Sicari, Francesco De Pellegrini, Imrich Chlamtac (2012), Internet of Things: Vision, applications and research challenges 26 Forbes List of most traffic cities in the world, 2015 27 How Smart City Barcelona Brought the Internet of Things to life, http://datasmart.ash.harvard.edu/news/article/how-smart-city-barcelona-brought-theinternet-of-things-to-life-789 28 J.Paul, S.Dale, Baljeet Malhotra, Meng Qiang (2013), RFID based vehicular networks for smart cities 29 Jayavardhana Gubbi, Rajkumar Buyya, Slaven Marusic, Marimuthu Palaniswami (2012), Internet of Things(IoT): A vision, architectual elements, and future directions 30 Laisheng Xiao (2011), Internet of Things: A new application for Intelligent Traffic Monitoring System, Journal of Networks 31 Mahesh Lakshminarasimhan, Advanced Traffic Management Systems Using IoT 32 Monica Almeida and Noah Gilbert, To Fight Gridlock, Los Angeles Synchronizes Every Red Light New York Times, 2013 33 N.Choosri, Y.Park, S.Grudpan, P.Chuarjedton, and A.Ongvisesphaiboon (2015), IoT-RFID Testbed for Supporting Traffic Light Control 34 Raul Mariano Cardoso, Niederauer Masrelari, Murilo Froonio Bassora (2013), Internet of Things architectue in the context of intelligent transport systems – a case study towards a web-based application development 60 35.Road-Testing the Internet of Things in Kansan City, http://datasmart.ash.harvard.edu/news/article/road-testing-the-internet-of-things-inkansas-city-816 36 Sasan Mohammadi, Abolfazl Rajabi and Mostafa Tavassoli (2012), Controlling of Traffic lights using RFID technology and neural network 37 Syed Zaeem Hosain (2016), The Internet of Things for Business, Aeris 38 The smartest cities of the world that have taken traffic intelligence a step ahead,http://trafficinfratechexpo.com/blog/2016/08/16/smartest-cities-world-takentraffic-intelligence-step-ahead/ 39 Why Cloud Computing is the Foundation of the Internet of Things, https://www.thorntech.com/2017/02/cloud-computing-foundation-internet-things/ ... ứng dụng IoT vào quản lý giao thông Hà nội: kinh nghiệm ứng dụng IoT vào hệ thống giao thông số thành phố lớn giới, mơ hình ứng dụng IoT vào quản lý giao thơng Hà nội số giải pháp ứng dụng IoT vào. .. trạng giao thông ứng dụng công nghệ thông tin vào giao thơng Thành phố Hà Nội: tồn tại, khó khăn giao thông Hà nội mức độ ứng dụng công nghệ thông tin vào giao thông Hà nội - Một số giải pháp ứng. .. QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NGUYỄN THỊ HUYỀN TRANG NGHIÊN CỨU VỀ XU THẾ IoT (INTERNET OF THINGS) VÀ ỨNG DỤNG VÀO BÀI TOÁN QUẢN LÝ GIAO THƠNG TẠI HÀ NỘI Ngành: Cơng nghệ thông tin Chuyên