BÀI TẬP LỚN:ĐƯỜNG ĐÔ THỊ VÀ TỔ CHỨC GIAO THÔNGBÀI TẬP LỚN: ĐƯỜNG ĐÔ THỊ VÀ TỔ CHỨC GIAO THÔNG CHUYÊN ĐỀ: HỆ THỐNG GIAO THÔNG THÔNG MINH TRÊN CAO TỐC VIỆT NAM................................................................................................................................................................................
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI PHÂN HIỆU TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÀI TẬP LỚN: ĐƯỜNG ĐƠ THỊ VÀ TỔ CHỨC GIAO THÔNG CHUYÊN ĐỀ: HỆ THỐNG GIAO THÔNG THÔNG MINH TRÊN CAO TỐC VIỆT NAM I.GIỚI THIỆU VỀ CƠNG NGHỆ ITS 1.Giơí thiệu hệ thống giao thông thông minh Hệ thống Giao thông Thông minh (lntelligent Transport System - ITS) việc ứng dụng kỹ thuật công nghệ, bao gồm thiết bị cảm biến, điều khiển, điện tử, tin học viễn thông lĩnh vực giao thông để điều hành quản lý hệ thống giao thông vận tải 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 2.Các thành phần hệ thống ITS ITS bao gồm: Con người, phương tiện tham gia giao thông, sở hạ tầng giao thông thành phần hệ thống, liên kết chặt chẽ với Ảnh: VEC E Mục tiêu hệ thống ITS Mục tiêu ITS giúp hoàn thiện kết cấu hạ tầng đường bộ, đại hóa trạm thu phí trạm cân điện tử, giảm tai nạn, giảm ùn tắc giao thông, giảm ô nhiễm môi trường, quản lý đường giao thơng điều tiết luồng giao thông, tạo hệ thống thông tin cho người đường, phổ cập văn hóa giao thơng, hỗ trợ điều hành giao thơng, góp phần sản xuất thiết bị giao thông thông minh, giảm ô nhiễm môi trường, hỗ trợ người tham gia giao thơng II ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ ITS TRONG QUẢN LÝ ĐƯỜNG CAO TỐC Ở VIỆT NAM 1.1 Thực trạng đường cao tốc Việt Nam Hệ thống đường cao tốc nước ta hệ thống đưa vào sử dụng , ứng dụng nhiều công nghệ tiên tiến đại, với mục tiêu nhanh chóng hình thành mạng đường cao tốc quốc gia, bảo đảm kết nối trung tâm kinh tế trọng điểm, cửa chính, đầu mối giao thơng quan trọng có nhu cầu vận tải lớn, tốc độ cao Do việc quản lý, giám sát hệ thống đường cao tốc nước ta vấn đề đặt Ảnh: VEC E 1.2 Phương thức vận hành Các cảm biến lắp đặt mặt đường để thu thập thông tin luồng giao thông, khí hậu, thời tiết,…các thơng 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…) để tài xế chọn giải pháp giao thông tối ưu, giúp hạn chế tối đa tai nạn ùn tắc giao thông, đảm bảo thời gian3 lại ngắn an toàn cho phương tiện lưu thông đường Ảnh: VEC E 2.Hệ thống quản lý giao thông thông minh ITS gồm giai đoạn thu thơng tin, xử lý thơng tin, đưa thông tin đến người tham gia giao thông 2.1 Thu thập thông tin Các cảm biến lắp đặt mặt đường, xe cộ, nút giao thông, cơng trình phụ trợ để thu thập thơng tin luồng giao thơng, xe cộ ,tình trạng tuyến đường, khí hậu, thời tiết,…các thơng tin hệ thống máy tính phân tích xử lý, đưa thơng tin đến người tham gia giao thông, nhằm đảm bảo tính trung thực, nhanh gon, xác , thu thập thông tin đường cao tốc, cảm biến liên kêt với thông qua hệ thống mạng cap quang hệ thống thông tin vệ tinh - Có phương thức thu thập thơng tin đường cao tốc bao gồm: Hệ thống camera Hệ thống thu phí tự động Hệ thống GPS Hệ thống kiểm sốt an tồn Hệ thống theo dõi thời tiết Hệ thống đếm xe tự động Hệ thống cân tải trọng Hệ thống biển báo thông báo đường Thứ nhất: Hệ thống camera giám sát Các camera lắp đặt tuyến đường cao tốc để theo dõi tuyến đường, phương tiện lưu thông, điểm ùn tắc, tai nạn giao thơng, trạm thu phí, trạm cân điện tử, nối vào đường cao tốc Các camera thiết kế chịu điều kiện thời tiết khắc nhiệt, hoạt động liên tục 24/24 điều kiện thời tiết, camera nhận biết phương tiện, theo dõi giám sát phương tiện lưu thông đường Mỗi camera lắp đặt cách từ đến km để đảm bảo khả nhận biết theo dõi phương tiện giao thơng, hệ thống camera có hệ thống điện dự phịng hệ thống cung cấp bị hư hại, hệ thống truyền dẫn thông tin cáp quang đảm bảo thông tin thông suốt Thứ 2: hệ thống thu phí tự động Dịch vụ thu phí tự động đường áp dụng cơng nghệ RFID (Radio Frequency Identification) sử dụng sóng radio để nhận diện tự động phương tiện xe giới Công nghệ RFID công nghệ sử dụng phổ biến giới lĩnh vực nhận diện điện tử khẳng định vị số lĩnh vực thu phí tự động -Mơ hình hoạt động Phương tiện cần gắn thẻ thu phí tài khoản kích hoạt Khi phương tiện di chuyển vào thu phí, hệ thống trạm phát tín hiệu rađio để anten thẻ nhận phản hồi, từ xác định tình trạng phương tiện Nếu thẻ không hợp lệ, không áp dụng cho thu phí tự động mà chuyển sang thu phí thủ cơng.Nếu thẻ hợp lệ thơng tin gửi đến để kiểm tra số dư tài khoản tiến hành trừ toán Ảnh: VEC E Thứ 3: Hệ thống GPS Phương tiện trang bị GPS đồng hồ công tơ mét để xác định vị trí theo thời gian thực truyền trở lại hệ thống xử lí trung tâm thơngqua GPRS/3G/ Wifi –Hệ thống trung tâm dựa vào vị trí xe tính tốn xem thời gian xe đến bến nhanh hay chậm Thời gian tới nơi hiển thị bảng thông báo trạm dừng, gửi trực tiếp tới hành khách thông qua SMS mạng Internet Thứ 4: hệ thống kiểm soát an toàn Bao gồm hệ thống cảm biến, hệ thống CCTV để xác định điều kiện mơi trường tình trạng giao thông Các liệu cảm biến thông tin tới thiết bị xử lí trung tâm qua mạng không dây –Hệ thống trung tâm định việc gửi cảnh báo, xe tiếp tục sử dụng hay tốc độ giới hạn qua tin nhắn thông báo FM biển báo Thứ 5: Hệ thống theo dõi thời tiết Bao gồm cảm biến thời tiết nhằm theo dõi tình trạng thời tiết gần đường khu vực xung quanh, đánh giá môi trường giao thông đường cao tốc • Nếu phát điều kiện thời tiết nguy hiểm, cảnh báo phát đến trung tâm điều hành, thơng báo tới tài xế qua hệ thống VMS • Chức chính: đo nhiệt độ, hướng gió, tốc độ gió, lượng mưa Thứ 6: Hệ thống đếm xe tự động Có nhiều phương pháp khác để phát đối tượng chuyển động file video Đơn giản trừ frame ảnh Mặc dù phương pháp thực nhanh độ xác khơng cao khơng có khả phân biệt loại đối tượng chuyển động khác để nhận đối tượng thật cần xử lý Việc thống kê số lượng xe ô tô từ liệu video đường cao tốc điều cần thiết cho cấp quản lý có chiến lược phân luồng giao thơng mở rộng đường thích hợp sử dụng phương pháp gọi “bộ dò ảo” để thực chức Phương pháp dựa lọc Kalman để dò vết đối tượng chuyển động xe ôtô phát bước trước Tiếp theo, chọn khu vực hình chữ nhật gọi dò ảo đường Vị trí đặt dị ảo khung nhìn ảnh hưởng đến độ xác việc đếm số lượng xe Vì vậy, để đếm số lượng xe, phải chọn vị trí thích hợp cho việc đặt dị ảo Sau tính tốn tỉ số số pixel xe chiếm vùng phạm vi dò ảo tổng số pixel dò ảo cho frame ảnh Thứ 7: Hệ thống cân tải trọng Hệ thống cân tự động giải pháp tiên tiến cho nhiều ứng dụng tốc độ cao tốc độ thấp theo tiêu chuẩn quốc tế Nó đo lường ghi lại trọng lượng bánh xe, trục phương tiện (tổng) qua cảm biến cân nhúng vỉa hè đường Tất phép đo thực tốc độ giao thông bình thường, cân xe hồn chỉnh (bánh xe, trục, tổng) thực mà khơng có xáo trộn dịng giao thơng Khi xe có trọng tải vượt mức cho phép bị đuổi khỏi tuyến đường lưu thông,hoặc tạm giữ, sử lý vi phạm, nhằm đảm bảo chất lượng tuyến đường lâu dài Thứ 8: Hệ thống biển báo thông báo đường Các hệ thống biển báo lắp đặt dọc theo bên đường cao tốc, nhằm cung cấp cho người tham gia giao thông thông tin cần thiết như, số cứu hộ, hướng đi, lộ trình , ngã tư, ngã dẽ, điểm hay sảy tai nạn giao thơng, tình trạng thời tiết tuyến đường hệ thống biển báo kết nối với trung tâm điều hành thông qua hệ thống thông tin, cáp quang 2.2 Xử lý thông tin Thông tin sau thu thập gửi đến trung tâm điều hành giao thơng, để phân tích đánh giá tình trạng đườg, tình trạng thời tiết , mật độ phương tiện, lưu lượng xe, cố giao thông , trạm thu phí, trạm cân điện tử, từ có nhìn tổng quan tuyến đường theo dõi , giám sát Tại trung tâm nhân viên điều hành theo dõi trực tiếp từ trường nhờ hệ thống camera theo dõi Trung tâm quản lý điều hành giao thông (ITS) gồm hệ thống camera, hệ thống liên lạc không dây, trạm cân tự động, thu phí kín - Ảnh: VEC E 2.3 Đưa thông tin đến người tham gia giao thông Thông tin sau xử lý phân loại, đánh giá mức độ ưu tiên, tai nạn giao thơng , cố đường hay tình trạng phương tiện, vi phạm giao thông, đường xá, thời tiết vv từ thơng tin gửi đến người tham gia giao thơng, nhân viên có liên quan để xử lý Thông tin đường,thời tiết thông qua hệ thống biển báo kỹ thuật số (Ảnh: VEC E) - Yêu cầu kĩ thuật đưa thông tin đến người tham gia giao thơng • Nhanh chóng, xác, nhằm xử lý cố thông báo kịp thời cho người tham gia, nhân viên điều hành, xử lý cố giao thơng • Đưa thơng tin nhiều kênh phương thức truyền tin đa dạng :vd thông báo qua radio, email, điện thoại, biển báo điện tử ; • Thơng tin cần phân loại trước đưa đến với người tham gia giao thông, nhân viên sử lý cố , giám sát đường cao tốc • Ngắn gọn dễ hiểu 10 - Yêu cầu kĩ thuật với trung tâm điều hành giao thông TTDHGT nơi tiếp nhận xử lý thông tin từ hệ thống cảm biến hệ thống thu thập thông tin trải khắp tuyến đường, nhằm kiểm soát,phối hợp xử lý liệu giao thơng Một trung tâm kiểm sốt hợp chia sẻ liệu thông tin kiểm sốt •Kiểm sốt phương tiện thơngqua hệ thống GPS •Hệ thống CCTV, kiểm sốt cố •Thơng tin nhận từ hànhkháchtrongcác cố •Hệ thống thơng tin hành khách thời gian thực (RTPI), •Kiểm sốt thơng tin từ hệ thống cảm biến •Hiển thị điểu khiển hệ thống giao thơng(đèn tín hiệu, biển báo…) III Khảo sát cao tốc Thành phố HCM – Long Thành – Dầu Giây 1.Khảo sát Đường cao tốc dài tổng cộng 55,7 km Đường dẫn đường cao tốc bắt đầu điểm giao cắt với Đại lộ Mai Chí Thọ Thành phố Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh Đường cao tốc chạy hướng đông km cắt đường Vành đai II nút giao lớn hình loa kèn trumpet đôi Qua khỏi cầu Long Thành, đường tiếp tục chạy hướng Đông Nam giao cắt với Quốc lộ 51 huyện Long Thành, tỉnh Đồng Nai Từ đây, đường cao tốc chạy song song với Đường tỉnh 769 qua vùng nông nghiệp rộng lớn huyện Long Thành cắt Quốc lộ 1A nút giao hình loa kèn trumpet, km hướng Đông ngã tư Dầu Giây, huyện Thống Nhất, tỉnh Đồng Nai Hiện CT không cho phép xe gắn máy lưu thơng đoạn đường Trong tồn chiều dài, đường cao tốc qua phường An Phú,Phước Long B, Phú Hữu, Long Trường , Trường Thạnh, Long Phước (thành phố Thủ Đức) Thành phố HCM; xã Phước Thiên (huyện Nhơn Trạch), Tam An, An Phước, thị trấn Long Thành, Long An, Bình Sơn, Bình An (huyện Long Thành), Sông Nhạn, Xuân Quế (huyện Cẫm Mỹ), Lộ 25 thị trấn Dầu Giây (huyện Thống Nhất ) tỉnh Đồng Nai ( nguồn Wikipedia) 11 Ảnh cao cao tốc Tp.HCM-Long Thành-Dầu Giây ( Ảnh:VnExpress) Tìm hiểu hệ thống Hệ thống camera lắp đặt sẵn sàng để "phạt nguội,giám sát giao thông"vi phạm ATGT tuyến cao tốc,( Ảnh:baogiaothong.vn ) 12 Trạm thu phí tự động Long Phước cao tốc Tp.HCM-Long Thành-Dầu Giây, (Ảnh:baogiaothong.vn) Hệ thống cân tải trọng cao tốc Tp.HCM-Long Thành-Dầu Giây (Ảnh: baogiaothong.vn) 13 Hệ thống biển báo tốc độ, thông tin cao tốc ( Ảnh:baogiaothong.vn) Trung tâm điều khiển giao thông thông minh cao tốc TPHCM – Long Thành - Dầu Giây ( Ảnh: VEC E ) 14 Trường hợp vi phạm bị hệ thống xử lý vi phạm phát ( Ảnh baogiaothong.vn) 15 ... ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ITS TRONG QUẢN LÝ ĐƯỜNG CAO TỐC Ở VIỆT NAM 1.1 Thực trạng đường cao tốc Việt Nam Hệ thống đường cao tốc nước ta hệ thống đưa vào sử dụng , ứng dụng nhiều công nghệ tiên tiến đại,... 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. .. thơng tin đường cao tốc bao gồm: Hệ thống camera Hệ thống thu phí tự động Hệ thống GPS Hệ thống kiểm sốt an tồn Hệ thống theo dõi thời tiết Hệ thống đếm xe tự động Hệ thống cân