Nghiên cứu triển khai hệ thống ITS cho mạng lưới đường bộ tại phía bắc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SỸ CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI HỆ THỐNG ITS CHO MẠNG LƯỚI ĐƯỜNG BỘ TẠI PHÍA BẮC NGUYỄN HỒNG QUYẾT HÀ NỘI - 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SỸ NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI HỆ THỐNG ITS CHO MẠNG LƯỚI ĐƯỜNG BỘ TẠI PHÍA BẮC NGUYỄN HỒNG QUYẾT CHUN NGÀNH: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG MÃ SỐ: 60520208 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS.NGUYỄN TIẾN DŨNG HÀ NỘI – 2017 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ ITS 1.1 Tổng quan ITS 1.1.1 ITS 1.1.2 Tiêu chí phân loại cách tiếp cận hệ thống ITS 1.1.3 Tổng quan lợi ITS 15 Tình hình ứng dụng ITS nói chung cho đường tơ cao tốc nói riêng giới 15 1.3 Tình hình giao thơng đường Việt Nam 21 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU VỀ KIẾN TRÚC ITS 25 2.1 Khái Niệm 25 2.2 Yêu cầu chung tầm quan trọng kiến trúc ITS 27 2.3 Các yếu tố cấu thành kiến trúc ITS 30 2.4 Việc xây dựng kiến trúc ITS quốc gia 30 2.5 Tổng hợp, phân tích đề xuất kiến trúc ITS phù hợp với Việt Nam 34 2.5.1 Tổng hợp phân tích học kinh nghiệm giới 34 2.5.2 Hướng tới kiến trúc ITS quốc gia Việt Nam 34 CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG ITS ĐỀ XUẤT CHO MẠNG LƯỚI ĐƯỜNG BỘ CAO TỐC PHÍA BẮC 39 3.1 Mô hình quản lý điều hành đường tơ cao tốc hệ thống đường cao tốc 39 3.1.1 Mục tiêu việc quản lý điều hành đường cao tốc 39 3.1.2 Mơ hình quản lý, điều hành 40 3.2 Đề xuất ứng dụng ITS quản lý điều hành giao thông đường ô tô cao tốc phía Bắc 41 3.2.1 Các dịch vụ ưu tiên ITS dành cho người sử dụng 41 3.2.2 Ứng dụng ITS quản lý thu phí khơng dừng (ETC) 45 KẾT LUẬN 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 DANH MỤC BẢNG, HÌNH Danh mục hình Hình 1.1: Mô tả khái niệm hệ thống giao thông thông minh Hình 1.2: ITS với 16 lĩnh vực ứng dụng 13 Hình 1.3: Thơng tin đa chức 16 Hình 1.4: thơng tin thời gian thực 16 Hình 1.5 Hệ thống thông tin khách hàng 17 Hình 1.6 Hệ thống thơng tin khách hàng 17 Hình 1.7: Thu phí ùn tắc (giao thơng đô thị) 18 Hình 1.8: Trung tâm kiểm sốt phương tiện 18 Hình 1.9: Quản lý vận tải hàng hóa 19 Hình 1.10: Thanh tốn điện tử 19 Hình 1.11: Trạm thu phí 20 Hình 1.12: Hệ thống kiểm sốt an tồn 20 Hình 1.13: Hệ thống camera giám sát (CCTV) 21 Hình 1.14: Hệ thống điện thoại khẩn cấp – Ecall xe ô tô 21 Hình 2.1: Gói cơng việc VITRANSS 35 Hình 2.2: Gói dịch vụ đề xuất 36 Hình 3.1: Kiểm sốt/thơng tin giao thông 42 Hình 3.2: Dịch vụ thu phí khơng dừng 43 Hình 3.3: Dịch vụ kiểm soát xe tải nặng 43 Hình 3.4: Dịch vụ hỗ trợ xe buýt liên tỉnh 44 Hình 3.5: Dịch vụ hỗ trợ đỗ xe thuận tiện 44 Hình 3.6: Bốn thành phần hệ thống thu phí 45 Hình 3.7: Thiết bị thu phí tự động ETC 56 Hình 3.8: Sơ đồ thu phí theo cơng nghệ RFID hay DSRC 56 Hình 3.9: Cơng thu phí ETC OBU 78 Hình 3.10: Hệ thống phát thu bên đường xe 79 Hình 3.11: Sơ đồ bố trí lắp đặt hệ thống ETC 79 Danh mục bảng Bảng 1.1: Các miền dịch vụ / nhóm dịch vụ ITS theo tổchức Bảng 1.2: Tổng hợp mạng lưới đường toàn quốc 22 Bảng 1.3: Số vụ nạn theo nguyên nhân ( 2002-2005) 23 Bảng 2.1: Kiến trúc hệ thống ứng dụng its 26 Bảng 2.2: Vì cần có kiến trúc ITS quốc gia 27 Bảng 2.3: Yếu tố cấu thành kiến trúc hệ thống ITS 30 Bảng 2.4: So sánh tình hình thực số nhóm dịch vụ kiến trúc ITS quốc gia số quốc gia / vùng lãnh thổ 32 Bảng 3.1: Các yêu cầu chung hệ thống thu phí 51 Bảng 3.2: Bảng so sánh cơng nghệ thu phí 56 Bảng 3.3: So sánh công nghệ DSRC, RFID số công nghệ khác 59 Bảng 3.4: Điều kiện môi trường xung quanh thiết bị xe (OBU) 64 Bảng 3.5: Điều kiện môi trường xung quanh thiết bị bên đường (RSU) 73 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập riêng Các số liệu sử dụng phân tích hình ảnh luận văn có nguồn gốc rõ ràng, cơng bố theo quy định Các kết nghiên cứu luận văn tơi tự tìm hiểu, phân tích cách trung thực, khách quan phù hợp với thực tiễn Việt Nam Các kết chưa công bố nghiên cứu khác Học viên Nguyễn Hoàng Quyết LỜI CẢM ƠN Trân trọng cảm ơn thầy giáo hướng dẫn, thầy cô khoa sau đại học, trường Đại học Mở Hà Nội tạo điều kiện tốt để tác giả thực luận án Đặc biệt, xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến quan, tổ chức mà tác giả có điều kiện gặp gỡ, khảo sát chuyên gia lĩnh vực liên quan, đóng góp thơng tin vơ q báu ý kiến xác đáng, để tác giả hoàn thành nghiên cứu Học viên Nguyễn Hoàng Quyết Bảng viết tắt ITS ISO RITA APIS ETC DSRC APNR CCTV TTATGT TTATXH QLHC TMC ETTM UTC GNSS VITRANSS RFID OBU EFC VES RSU V2I Intelligent Transport System Hệ thống giao thông thông minh International Organization for Standardization Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế Research and Innovative Technology Administration - U.S Department of Transportation Vụ Quản lý Nghiên cứu Sáng tạo công nghệ - Bộ Giao thông Hoa Kỳ Hệ thống thông tin hành khách tiên tiến Electronic Toll Collection Trạm thu phí điện tử Dedicated short-range communications giao tiếp sóng ngắn chuyên dùng cách nhận diện số thẻ tự động Closed-Circuit Television Hệ thống camera giám sát Trật tự an tồn giao thơng Trật tự an tồn xã hội Quản lý hành Traffic Management Center Trung tâm quản lý giao thông Electronic Toll and Traffic Management Quản lý giao thơng thu phí điện tử Trung tâm điều khiển giao thông đô thị Global Navigation Satellite System hệ thống định vị toàn cầu The Comprehensive StudyOn TheSustainable Development Of Transport System InVietnam Nghiên cứu toàn diện phát triển bền vững hệ thống giao thông vận tải Việt Nam Radio Frequency Identification Nhận dạng qua tần số vô tuyến On -Board Unit Thiết bị xe Electronic Fee Collection thu phí điện tử Violation Enforcement System Việc cưỡng chế vi phạm Road Side Unit Thiết bị bên đường Vehicle-to-Infrastructure phương thức thông tin xe thiết bị bên đường MỞ ĐẦU Sự cần thiết Theo Quy hoạch mạng lưới đường cao tốc Chính phủ phê duyệt Quyết định số 1734/QĐ-TTg ngày 1/12/2008 Quy hoạch điều chỉnh Bộ Giao thơng vận tải trình Thủ tướng Chính phủ đến năm 2020 nước ta dự kiến có khoảng 2.800Km, khu vực phía Bắc có tổng 1.547Km đường cao tốc với khoảng 15 tuyến cao tốc hướng tâm tuyến cao tốc vành đai Như thấy rằng, thời gian từ tới 2020 hệ thống đường cao tốc toàn quốc khu vực phía Bắc tăng trưởng nhanh hình thành hệ thống mạng lưới với tuyến cao tốc hướng tâm kết nối với tuyến vành đài Bên cạch việc xây dựng đưa tuyến đường cao tốc vào khai thác nhiều yêu cầu quản lý vận hành mạng lưới đường như: Quản lý vận hành hệ thống thu phí, đảm bảo hệ thống giám sát, điều hành giao thông đường cao tốc, hệ thống khống chế xe tải, hệ thống tăng cường hiệu vận hành Khi đưa hệ thống đường cao tốc vào khai thác, số tuyến nguy mức độ nghiệm tai nạn tăng cao tốc độ lưu thông đường cao tốc lớn Ngồi ra, có tai nạn xảy việc tìm đường rẽ để khỏi hành trình ách tắc giao thơng vấn đề cần đặc biệt quan tâm việc vận hành tuyến cao tốc Với việc phát triển nhanh chóng mạng lưới lưu lượng giao thông tuyến cao tốc, thường xuất nguy tắc nghẽn giao thông Thông thường điểm tắc nghẽn thường xảy quanh nút giao liên thông có kết nối đường cao tốc với tuyến đường khác Bên cạnh việc thu phí tuyến cao tốc với hình thức thu phí kín đòi hỏi có nhiều trạm thu phí lối vào Nếu sử dụng cơng nghệ thu phí truyền thống gây tượng ùn tắc giao thông vị trí trạm thu phí Ngồi ra, Việt Nam mạng lưới đường cao tốc xây dựng theo đoạn tuyến từ nhiều nguồn vốn khác nhau, điều đặt vấn đề lớn làm để vận hành hiệu mạng lưới chia nhiều đoạn vậy? + Yêu cầu hiệu suất hoạt động - Phạm vi hoạt động ăng-ten bên đường từ mặt đường lên tới độ cao 1m, 4,0m phía hướng xe chạy, 3,5m hướng phía đường - Thiết bị cần có khả giao tiếp với OBU xe di chuyển với tốc độ lớn 50km/h; - Thiết bị cần có khả truyền sóng mang, liệu tới “OBU” - Thiết bị cần có khả điều khiển việc truyền liệu tới “OBU” theo lệnh “Bộ điều khiển bên đường”; - Hệ thống cần phải phù hợp với tiêu chuẩn quốc tế; - Về khả lỗi đường truyền ăng-ten bên đường OBU, tỷ lệ lỗi bít (Bit Error Rate - BER) phải thấp 10-6; - Thiết bị cần có khả trang bị biện pháp để đảm bảo truyền dẫn nhanh tin cậy, biện pháp “phát sóng gọi liên tiếp”; - Hệ thống cần có khả xác định vị trí xảy lỗi hệ thống đường truyền liệu; - Hệ thống cần có khả ghi vào “OBU” thông tin Nút giao thông xe vào để tính tốn tiền phí trạm thu phí xe + Yêu cầu Giao diện thông tin liên lạc - Hệ thống cần có khả điều khiển tín hiệu để truyền hình ảnh mạng Ethernet sử dụng giao thức TCP/IP - Hệ thống cần trang bị giao diện thông tin liên lạc sau thiết bị truyền dẫn: Bit phân bố, bit cần để thiết kế truyền liệu thiết bị truyền dẫn; quy trình truyền bit; quy trình truyền liệu ; Biểu đồ thời gian chi tiết khác giao diện tiêu chuẩn; - Để đảm bảo tính tương kết, thơng tin cần thiết quy cách kỹ thuật thiết bị cần cơng bố Ngồi ra, quy cách kỹ thuật cần công bố có yêu cầu, kể nội dung không đề cập + Yêu cầu Lắp đặt - Ăng-ten bên đường cần lắp đặt độ cao 4,75m; - Phần mềm cần có khả cài đặt hệ điều hành sử dụng rộng rãi nhiều 70 quốc gia, Microsoft Windows Linux; - Thiết bị cần đặt gần ca-bin thu phí để thực việc đọc/ghi liệu từ/vào OBU theo thị thiết bị cấp b Đối với điều khiển bên đường + Yêu cầu chức - Thiết bị cần có khả truyền nhận thơng tin cần thiết thu phí Ăng-ten bên đường; - Thiết bị cần có khả điều khiển ăng-ten bên đường truyền liệu cần thiết liên quan đến xử lý thu phí theo liệu nhận từ Máy chủ đường; - Thiết bị cần có khả truyền liệu thu phí theo lệnh điều khiển từ Máy chủ đường; - Thiết bị cần có khả đồng thời gian với “Máy chủ Giám sá/Điều khiển giao thông” khởi động; - Thiết bị cần có khả hoạt động liên tục 24 ngày, 365 ngày năm, ngoại trừ thời gian thực công việc bảo dưỡng sửa chữa + Yêu cầu cấu tạo - Thiết bị cần có khả cho phép người sử dụng dể dàng thực thao tác với “Thẻ IC’ ngang qua thiết bị bố trí gần ca-bin thu phí; - Thiết bị cần có cấu tạo, hình dáng, kích thước, trọng lượng độ chắn phù hợp; - Thiết bị cần bảo vệ biện pháp đề phòng bão lớn, hỏa hoạn, động đất, bão cát sét đánh; - Thiết bị cần bảo vệ biện pháp đề phòng nước, han rỉ, bụi, nước mặn lắp đặt trời; - Hộp bảo vệ thiết bị cần có có cấu tạo phù hợp để khơng bị mở dễ dàng nắp hộp cần có khố; - Hộp bảo vệ thiết bị cần có cấu tạo phù hợp để dễ dàng thực công việc bảo dưỡng từ bên hơng phía sau, tránh hướng quay đường giao thông, để hạn chế tối đa ảnh hưởng đến hoạt động giao thông đường; - Hộp bảo vệ thiết bị cần có khả hấp thụ nhiệt độ sản sinh từ thiết bị bên 71 từ xạ mặt trời; - Thiết bị cần bảo vệ biện pháp để tránh bị can nhiễu từ thiết bị điện tử khác + Yêu cầu hiệu suất hoạt động - Thiết bị đọc/ghi thẻ IC cần có khả điều khiển việc truyền liệu tới “Ăng-ten bên đường” theo lệnh “Máy chủ đường”; - Hệ thống cần phù hợp với tiêu chuẩn quốc tế; - Về khả xảy lỗi đường truyền ăng-ten bên đường OBU, tỷ lệ lỗi bít (Bit Error Rate - BER) phải thấp 10 -6; - Thiết bị cần có khả trang bị biện pháp để đảm bảo truyền dẫn nhanh tin cậy, biện pháp “phát sóng gọi liên tiếp”; - Hệ thống cần có khả xác định vị trí xảy lỗi hệ thống đường truyền liệu; - Hệ thống cần có khả ghi vào “OBU” thông tin nút giao thơng xe vào để tính tiền phí trạm thu phí xe ra; + Yêu cầu Giao diện thơng tin liên lạc - Hệ thống cần có khả điều khiển tín hiệu để truyền hình ảnh mạng Ethernet sử dụng giao thức TCP/IP - Hệ thống cần trang bị giao diện thông tin liên lạc sau thiết bị truyền dẫn: Bit phân bố, bit cần để thiết kế truyền liệu thiết bị truyền dẫn; quy trình truyền bit; quy trình truyền liệu ; biểu đồ thời gian chi tiết khác giao diện tiêu chuẩn - Để đảm bảo tính tương kết, thông tin cần thiết quy cách kỹ thuật thiết bị cần cơng bố Ngồi ra, quy cách kỹ thuật cần công bố có yêu cầu, kể nội dung không đề cập + Yêu cầu Lắp đặt - Phần mềm cần có khả cài đặt hệ điều hành sử dụng rộng rãi nhiều quốc gia, Microsoft Windows Linux - Thiết bị cần đặt gần ca-bin thu phí để thực việc đọc/ghi liệu từ/vào ăng-ten bên đường theo thị thiết bị cấp 72 c Yêu cầu Điều kiện môi trường xung quanh - Thiết bị đặt phòng làm việc, ca-bin thu phí, ngồi trời bảo vệ biện pháp để tránh bị can nhiễu từ thiết bị điện tử khác; - Thiết bị cần có khả vận hành bình thường điều kiện mơi trường xung quanh nêu Bảng 3.5 Bảng 3.5: Điều kiện môi trường xung quanh thiết bị bên đường (RSU) Nhiệt độ Độ ẩm tương đối Trung tâm Trung tâm quản lý thu phí Phòng thu phí Trung bình Trung bình 25 +/- độ C 20 – 80 % Ngoài trời -0 độ C < +50 độ C Trung bình > 95 % d Yêu cầu Nguồn cấp điện + Nguồn cấp điện dòng điện AC 220V, pha tần số 50 Hz; + Hệ thống cần có Bộ lưu điện dự phòng (UPS) để đề phòng cố điện Bộ lưu điện cần có khả cấp điện cho hệ thống tiếng e Yêu cầu Khả bảo dưỡng + Hệ thống cần có khả cho phép thực việc kiểm tra bảo dưỡng thuận tiện đơn giản; + Hệ thống cần có khả dễ dàng nhận dạng lỗi phát lỗi, việc thay phụ tùng cần có khả thực dễ dàng; + Phụ tùng dự phòng cho thiết bị cần dự phòng cho tối thiểu năm (5) năm tính từ sau thiết bị bàn giao cho quan quản lý đường bộ, nhà sản xuất phải đảm bảo việc cung cấp thiết bị dự phòng giai đoạn này; + Nhà sản xuất thiết bị cần đệ trình tài liệu cần thiết liên quan đến công tác vận hành bảo dưỡng, cẩm nang hướng dẫn danh mục kiểm tra thiết bị, cung cấp khoá đào tạo cần thiết cho nhân viên vận hành bảo dưỡng thiết bị liên quan; + Nhà sản xuất thiết bị cần ký hợp đồng với quan quản lý đường dịch vụ hỗ trợ kỹ thuật cho công tác vận hành bảo dưỡng liên quan đến thiết bị cung cấp, cung cấp dịch vụ cần thiết theo nội dung hợp đồng 73 f Yêu cầu kiểm soát chất lượng + Nhà sản xuất thiết bị cần có chứng ISO 9001 cho phận như: phận sản xuất thiết bị cung cấp cho dự án phận kiểm định cuối trước giao hàng; + Nhà sản xuất cần phải đệ trình tài liệu Chứng ISO 9001 nêu vào hồ sơ dự thầu hồ sơ dự sơ tuyển 3.3.4.5 Những yêu cầu hệ thống xử lý liệu Những yêu cầu tổng hợp từ tài liệu khác (xem danh sách tài liệu tham khảo) trình bày lại theo hệ thống, gồm: + Yêu cầu hệ thống thu thập xử lý liệu Trạm thu phí; + Yêu cầu hệ thống xử lý liệu Trung tâm; + Yêu cầu đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật liên quan Công nghệ Thông tin 3.3.4.5.1 Yêu cầu hệ thống thu thập xử lý liệu Trạm thu phí + Hiển thị trực tiếp chỗ thơng tin xử lý lúc xe (như số hiệu xe; số hiệu ca làm việc; mã số nhân viên thu phí; kiểu xe; số tiền xe phải nộp; thời gian xử lý; loại hình xử lý đặc biệt; sai sót thao tác nhân viên thu phí v.v ), đồng thời hiển thị trạng thái xe (như: mở, đóng, cố, tu,…) mã số nhân viên thu phí nhân viên tu Thực việc thu thập liệu trực tiếp chỗ liệu lưu lượng giao thông xe; liệu thu phí ghi chép xử lý loại tình đặc biệt Các điều khiển xe độc lập với nhau, thông tin xử lý thu phí xe phải trực tiếp, chỗ xác truyề n đến trạm thu phí + Có thể thơng qua hệ thống camera xe (camera cabin thu phí, camera quảng trường thu phí) để thực theo dõi giám sát tình trạng cơng tác nhân viên thu phí tình hình đặc biệt khu vực thu phí, đồng thời tiến hành g hi hình tình hình đặc biệt xảy ra, yêu cầu hình ảnh truyền đến hệ thống phải trực tiếp, chỗ, xác, rõ nét + Thơng qua hệ thống ghi chụp hình để tiến hành ghi chụp lại xe bị xử lý đặc biệt Hệ thống ghi chụp hình ảnh tình bảo đảm hình ảnh ghi chụp cách rõ nét, xác khơng bị sót ảnh 74 + Tiến hành phân loại thống kê, tổng hợp lưu giữ liệu lưu lượng giao thông liệu nghiệp vụ thu phí trạm + In bảng tình hình thu phí, bảng biểu lưu lượng giao thông bảng biểu quản lý + Quản lý ca làm việc xe: Tiến hành điều hành quản lý tình hình vào ca làm việc nhân viên thu phí tình hình mở xe xe + Trạm thu phí quản lý bảng tổng hợp thu phí lần thu phí truyền lên trung tâm quản lý thu phí + Chức lưu khôi phục liệu: Khi thiết bị trạm quản lý công tác hay điều khiển xe trạm thu phí phát si nh cố bị gián đoạn thơng tin với trạm quản lý cơng tác thu phí hay gián đoạn thông tin với điều khiển xe khơng xẩy tình trạng bị liệu tình trạng liệu bị phá hoại + Dùng phương thức mạng LAN nối trạm quản lý cơng tác thu phí điều khiển xe, kết cấu topo mạng dùng kết cấu hình sao, khơng truyền dẫn liệu điều khiển xe mà thông tin liên lạc với trạm thu phí + Có chức tự kiểm tra chướng ngại hư hỏng thiết bị, kiể m tra phát cố cảnh báo tiếng nói + Để sẵn cổng liệu hệ thống máy tính tài vụ hệ thống máy tính tự động hố văn phòng + Nhận biết số biển xe, đối chiếu danh sách lưu CSDL, nhận dạng kiểu loại xe trạng thái thu phí 3.3.4.5.2 Yêu cầu hệ thống xử lý liệu Trung tâm + Truyền dẫn xác đến làn, trạm thu phí tồn tuyến thơng tin thống giấc; biểu mức phí; biểu phân loại xe v.v + Tiếp nhận xử lý cách xác tất loại liệu chuyển lên từ trạm thu phí tồn tuyến, đồng thời lưu trữ vào kho liệu Tiến hành xử lý xác tất liệu u cầu kiểm sốt trạm thu phí tồn tuyến + Định kỳ tiến hành lưu liệu lịch sử + Có thể vào thao tác bàn phím chuột nhân viên thao tác, tạo 75 nên cách xác tất yêu cầu mệnh lệnh điều khiển liệu cần thiết tryền xuống làn, trạm thu phí + Theo nhu cầu người sử dụng, phần mềm xác định trước điều kiện kích hoạt theo chu kỳ thời gian định trước, đưa tác động thông tin + Tự động thủ công in báo cáo thống kê tình hình thu phí; báo cáo tình hình lưu lượng giao thông báo cáo quản lý theo ngày, tháng, quý, năm + Có sẵn cổng nối liệu hệ thống máy tính tài vụ tự động hố văn phòng làm việc + Có chức tự kiểm tra cố thiết bị, kiểm tra phát có cố tiến hành nhắc nhở âm + Có thể tiến hành quản lý tình hình sử dụng tu tất thiết bị thu phí đoạn đường + Theo dõi tổng hợp tất giao dịch thu phí trạm Xử lý đối chiếu liệu giao dịch thu phí + Giám sát tình trạng vận hành hệ thống thu phí tất trạm Có thể tiến hành quản lý tình hình đóng mở xe tình hình vào ca làm việc nhân viên thu phí đoạn đường + Quản trị liệu tài khoản khách hàng (vé thu phí, vé tháng, thẻ trả trước) hệ thống mã khóa bảo mật thẻ thu phí In ấn, phát hành quản lý thẻ tài khoản trả trước thẻ sử dụng theo lần 3.3.4.6 Những yêu cầu đối Trung tâm kiểm sốt thu phí 3.3.4.6.1 Yêu cầu Tiêu chuẩn kỹ thuật Hệ thống trung tâm phải tuân thủ theo tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật quốc gia, quốc tế ISO / IEC tiêu chuẩn quốc tế khác Yêu cầu nhằm đảm bảo tảng kỹ thuật kỹ thuật chung cho toàn quốc, tất nước khu vực mà hệ thống sử dụng 3.3.4.6.2 Yêu cầu cấu hình + Cấu hình phải đảm bảo khả kết nối tất thiết bị xử lý liệu, thiết bị + Phát hành thẻ IC máy kiểm soát số dư tài khoản, hệ thống tốn phí cổng/trạm thu phí nơi liên quan khác 76 + Do yêu cầu này, mạng thông tin cần xây dựng Đây mạng diện rộng Nếu mạng thông tin liên lạc không triển khai, triển khai mà không hoạt động lý đó, gửi nhận liệu thiết bị nêu phải thực off-line cách sử dụng vật lưu trữ bên (như USB, ổ cứng External HDD…) + Cấu trúc dự phòng thiết lập cần thiết, để đảm bảo độ tin cậy hệ thống Dữ liệu thu thập hệ thống trung tâm phải quản lý cách chuẩn mực Việc có mục đích: - Để phòng việc khơng mong muốn xảy ra, ví dụ người dùng từ chối toán sau sử dụng dịch vụ; - Để cho phép giao dịch toán nhiều nhà khai thác, Theo đó, cần thiết, hệ thống trung tâm đòi hỏi cấu trúc cần thiết 3.3.4.6.3 Yêu cầu chức + Giao diện với thiết bị xử lý liệu, thiết bị phát hành thẻ IC thiết bị kiểm soát tài khoản nên sử dụng mạng lưới thông tin liên lạc riêng quan thu phí hay đường liên lạc viễn thơng công cộng hỗ trợ WAN, cần xây dựng theo cấu trúc hình với giao thức truyền tải TCP / IP IEEE802.3 + Hệ thống phải có khả lưu trữ liệu từ thiết bị gửi (dữ liệu tính tốn phí, file kiểm soát giao dịch, liệu phát hành thẻ IC bảng cân đối tài khoản liệu khác) khoảng thời gian xấp xỉ hai tháng (tháng trước tại) + Mọi thay đổi, bổ sung mức phí, biểu phí cần lưu trữ cập nhật thiết bị xử lý liệu + Các hệ thống trung tâm phải có khả thực tối thiểu khơng giới hạn phân tích sau dựa biểu phí liệu lưu lượng gửi từ thiết bị xử lý liệu - Tổng thu hàng ngày tổng tích lũy hàng tháng; - Lưu lượng giao thông hàng giờ; - Lưu lượng giao thơng theo loại xe (kích thước tiêu chuẩn, kích thước lớn); - Số lượng xe tốn bình thường bất thường (khơng có chèn thẻ)… 77 + Để phòng trường hợp điện đột ngột, hệ thống UPS (Uninterruptible Power Supply) cần cung cấp tùy chọn Đồng thời, để giúp ngăn chặn hệ thống sụp đổ, máy chủ tự động gửi tín hiệu để chấm dứt ứng dụng chạy tắt hệ điều hành theo cách chuẩn mực thơng thường Ngồi ra, máy ổn áp (AVR AutomaticVoltage Regulator) cần cung cấp để phòng trường hợp có biến động điện áp đáng kể + Cần có chức tự chẩn đốn để tự động phát lỗi có trục trặc phát sinh 3.3.5 Nghiên cứu sơ đồ bố trí lắp đặt hệ thống thu phí tự động dùng ITS đường cao tốc 3.3.5.1 Công nghệ RFID / DSRC Cũng giống nước, giai đoạn đầu, cần áp dụng hai quy trình: + ETC: quy trình thu "khơng dừng" (xe qua cồng thu phí khơng dừng giữa) Quy trình sử dụng cơng nghệ RFID + MTC: quy trình thu "một dừng" (xe dừng lần để thực thủ tục giao dịch lại) Quy trình dùng Thẻ thông minh, thẻ từ, thẻ mã vạch 3.3.5.2 Bố trí lắp đặt hệ thống Sơ đồ bố trí lắp đặt nêu hình 3.10 – 3.11 Cơng thu phí ETC OBU Hình 3.9: Cơng thu phí ETC OBU 78 Hình 3.10: Hệ thống phát thu bên đường xe Hình 3.11: Sơ đồ bố trí lắp đặt hệ thống ETC 79 KẾT LUẬN Kết luận 1: Các nhóm dịch vụ ưu tiên cho người sử dụng ITS Để tiện cho việc hoạch định sách cho quốc gia, nhiều nghiên cứu thống liệt kê nhóm dịch vụ ưu tiên cho người sử dụng ITS nước phát triển Việt Nam, (trong có nhiều loại dịch vụ ứng dụng nhóm) cho giao thông đô thị cho đường ô tô cao tốc sau: + Thông tin cho hành khách: để trợ giúp hành khách đưa định tốt chuyến họ biết mức độ thoải mái xe bus hay tàu cung cấp thông tin tỉ mỉ dự kiến thời gian đến nơi ngun nhân trì hỗn, có; + Quản lý nhu cầu giao thơng (và vận tải) để giảm việc lại xe giới hóa ưu tiên cho xe bus, phương tiện thô sơ (Non Motorized Vehicle - NMV) người bộ; + Quản lý vận tải hàng hóa để tăng hiệu việc vận chuyển hàng hóa giảm tác động vận tải hàng hóa đến cộng đồng; + Quản lý giao thông công cộng theo hướng đa phương thức để đảm bảo làm theo lịch trình, để giảm thấp tác động tắc nghẽn đơng đúc q trình hoạt động để đạt hiệu việc sử dụng nhân viên tài nguyên; + Thanh toán điện tử việc bán vé giao thơng đa phương thức (ví vé tích hợp sử dụng thẻ thơng minh trạm thu phí, kế hoạch chia sẻ tơ xe đạp bao gồm ứng dụng thu phí ùn tắc để nâng cao hiệu thoải mái, thuận tiện); + An toàn an ninh bao gồm cơng tác quản lí trường hợp khẩn cấp Kết luận 2: Hệ thống theo dõi, giám sát đường cao tốc Đây phần chủ yếu hệ thống quản lý giao thơng ITS Nó giúp cho việc tổng hợp thơng tin giao thơng xác đáng tin cậy; xác định xác nhận ách tắc thường xuyên không thường xuyên; xác định mức độ nghiê m trọng khu vực có vấn đề; vận hành giao thông liên tục thông qua mạng lưới, đánh giá 80 hiệu cải thiện vận hành giao thơng Hệ thống thường có thành phần sau: + Hệ thống đếm lưu lượng giao thông; + Hệ thống giám sát CCTV; + Hệ thống giám sát tải; + Hệ thống truyền vô tuyến; + Biển thông báo điện tử (DMS - Dynamic Message Signs); + Hệ thống quan trắc thời tiết; + Hệ thống điều hành giao thông Kết luận 3: ITS việc quản lý điều hành đường cao tốc - Hệ thống điều tiết dòng xe vào, đường cao tốc: điều tiết dòng xe dẫn đường cao tốc Điều tiết dòng xe dẫn vào đường cao tốc cách quản lý giao thông đường cao tốc thơng dụng Mục tiêu điều tiết số lượng phương tiện vào đường cao tốc, cho nhu cầu không vượt lực đường Các kỹ thuật/chiến lược điều tiết dòng xe dẫn bao gồm: + Tín hiệu vào cao tốc; + Đóng dẫn - Quản lý việc sử dụng xe đường cao tốc Kiểm soát cao tốc gồm quy định, cảnh báo, hướng dẫn cho giao thông đường, nhằm: đạt dòng giao thơng quy củ ổn định theo lực hạ tầng sở; giảm khả va chạm đầu cuối có ùn tắc; tạo điều kiện xử lý tình khơi phục sau ùn tắc; chuyển hướng giao thông đường cao tốc sang đường thay để tận dụng lực đường hành lang; thay đổi lực theo hướng đường cao tốc cách sử dụng đảo chiều - Quản lý cố Quy trình quản lý cố gồm: + Phát có cố Xác định thông tin cố (sự cố gì, vị trí xác nơi có cố, quy mô…); + Giải cố Các quan quản lý quy định phương án xử lý loại 81 cố Thông tin cố giao thông yếu tố ảnh hưởng tới giao thông hệ thống ITS chuyển tới người tham gia giao thông từ Trung tâm điều hành giao thông đường cao tốc khu vực biển báo với nội dung động VMS Việc phát cố thông tin liên quan thông thường thực cách: + Quan sát (bằng mắt) hình CCTV Phòng/Trạm/Trung tâm Điều hành; + Sử dụng thiết bị dò (detector): Hệ thống dò điện tử đường cao tốc cung cấp thông tin giao thông tức thời nhiều mặt: cố, lưu l ượng, tốc độ, độ bao phủ đường cao tốc…Tắc nghẽn xác định thuật toán sử dụng liệu từ máy dò liên tục Với thơng tin xác, quan quản lý giao thơng triển khai chiến lược quản lý, dò điều khiển gi ao thơng có cố, kích hoạt hệ thống thơng tin cho người điều khiển để nâng cao chất lượng hoạt động mạng lưới giao thơng - Quản lý xử lý tình khẩn cấp Đây 16 lĩnh vực ITS Điều đáng lưu ý đây, với “Dịch vụ cấp cứu y tế”, lĩnh vực bao gồm “Vận chuyển hàng hóa nguy hiểm” (chất dễ cháy, nổ chẳng hạn) Với điều kiện Việt Nam, có lẽ hai dịch vụ sau: “Thông báo yêu cầu cấp cứu”, “Ưu tiên xe cấp cứu” cần thiết phải đượ cđáp ứng - Hệ thống thơng tin cho người lái xe Có nhiều dạng khác Một số dạng là: + Radio tư vấn đường cao tốc (HAR); + Truyền dẫn tin; + Thông tin giao thông cho người đường thông qua DMS; + Hệ thống định vị xe; 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO Aldona J (2008) Estimation of Importance of Intelligent Transport Systems (ITS) Architecture, The 8th International Conference “Reliability and Statistics in Transportation and Communication - 2008”, Riga, Latvia Bộ GTVT (2010) Thuyết minh dự án đầu tư Đoạn đường cao tốc Pháp Vân – Cầu Giẽ – Ninh Bình: Hệ thống thu phí, Hà Nội, Việt Nam Bộ TTTT (2011a) Báo cáo kết nghiên cứu đề tài Xây dựng quy chuẩn kỹ thuật quốc gia thiết bị truyền dẫn liệu tốc độ cao tốc độ thấp dải tần 5,8GHz, Hà Nội, Việt Nam DRVN (2004) Báo cáo đề xuất định hướng đại hóa mạng lưới trạm thu phí hệ thống quốc lộ đến năm 2010 E-FRAME (2011) The FRAME Architecture and the ITS Action Plan, EC-FP7IST Program ISO/TC 204 (2010) ISO TC 204 - Intelligent Transport Systems: Global ITS standards with a focus on Cooperative Communication on Cooperative Communication Systems, 2nd ETSI TC ITS Workshop Sophia Antipolis JICA (2009) The Comprehensive StudyOn TheSustainable Development Of Transport System InVietnam (VITRANSS 2) - Appendix: ITS Master Plan, Hà Nội, Việt Nam JICA (2010) Nghiên cứu hỗ trợ xây dựng tiêu chuẩn ITS kế hoạch thực thí điểm Việt Nam Báo cáo đầu kỳ Oriental Consultants Co., Ltd; Nexco East Co., Ltd Almec Corporation (1,2) Hà Nội, Việt Nam JICA (2012) Nghiên cứu hỗ trợ triển khai dự án tích hợp ITS đường quốc lộ khu vực đô thị Hà Nội Báo cáo (dự thảo), Hà Nội, Việt Nam 10 Raman K.P and Edwin R (2014) An Overview of ITS Standards and Protocols, Institute of Transportation Engineers in http://www.ite.org/standards/Its_stdp.asp, Washington D.C USA 83 11 RITA (Research and Innovative Technology Administration - U.S Department of Transportation) (2000) Intelligent Transportation Systems: Applications Overview, http://www.itsoverview.its.dot.gov/default.asp 12 RITA (Research and Innovative Technology Administration - U.S Department of Transportation) (2013) Intelligent Transportation Systems: High Level Architecture Diagram Description - http://www.its.dot.gov/arch/arch_longdesc.htm, Washington D.C USA 13 TP32 (2014) Đề cương Thí điểm trả phí sử dụng đường điện thoại di động Dự án hỗ trợ kỹ thuật vốn JICA “Tăng cường lực đào tạo cảnh sát giao thông Học viện Cảnh sát nhân dân” 84 ... 1: Nghiên cứu tổng quan ITS Chương 2: Nghiên cứu kiến trúc ITS Chương 3: Nghiên cứu ứng dụng ITS quản lý điều hành đường giao thông đường cao tốc phía Bắc CHƯƠNG NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ ITS ITS...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SỸ NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI HỆ THỐNG ITS CHO MẠNG LƯỚI ĐƯỜNG BỘ TẠI PHÍA BẮC NGUYỄN HỒNG QUYẾT CHUN NGÀNH:... kiến trúc ITS quốc gia Việt Nam 34 CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG ITS ĐỀ XUẤT CHO MẠNG LƯỚI ĐƯỜNG BỘ CAO TỐC PHÍA BẮC 39 3.1 Mơ hình quản lý điều hành đường ô tô cao tốc hệ thống đường cao