Mashhad là thành phố lớn thứ hai ở Iran và là một thành phố thánh trên thế giới với dân số khoảng 3 triệu ngƣời. Nó cách 850 km về phía đông của Tehran, tại trung tâm của tỉnh Khorasan Razavi gần biên giới Afghanistan và Turkmenistan. Mashhad là một trong những thành phố lớn nhất của Iran, có nền sản xuất, thƣơng mại và giao thông quan trọng, là trung tâm tôn giáo của khu vực. Các đền thờ Imam Reza thu hút hơn 20 triệu ngƣời hành hƣơng và khách du lịch mỗi năm. Thống kê về giao thông vận tải cho thấy Mashhad gồm 141 khu vực giao thông nội bộ, 16 khu vực ở các đô thị và 6 tuyến đƣờng liên bang. Với hệ thống giao thông hiện tại, Mashhad không thể quản lý đƣợc lƣu lƣợng ngƣời, xe cộ ra vào, làm giảm đáng kể hiệu quả của cơ sở hạ tầng giao thông, làm tăng thời gian đi lại, ô nhiễm không khí và tốn nhiều nhiên liệu. Do đó, việc triển khai các công nghệ ITS ở Mashhad đƣợc chú ý quan tâm. [8]
a) Mashhad “My Card”
Thành phố Mashhad đƣa ra hệ thống thẻ thông minh không tiếp xúc “My Card” vào năm 2010, và đã phát hành hơn 2.2 triệu thẻ. Mỗi ngày khoảng 1.1 triệu giao dịch đƣợc thực hiện trên hệ thống giao thông công cộng, chủ yếu dành cho vé xe buýt và vé tàu điện ngầm. Nó đƣợc coi là một hệ thống thẻ thông minh đa phƣơng thức ở Iran kết hợp tất cả các loại hình của hệ thống giao thông vận tải. Hệ thống này có khả năng xử lý lên đến 5 triệu lƣợt giao dịch mỗi ngày trên tất cả các phƣơng thức vận tải công cộng.
Về mặt công nghệ, Mashhad “My Card” đƣợc dựa trên một thẻ MIFARE DESFire EV1 có thể chứa đến 28 ứng dụng khác nhau và 32 file cho mỗi ứng dụng. Ngƣời sở hữu “My Card” có thể trải nghiệm việc sử dụng thẻ không
Cao Văn Đức – KTVT –K 52
tiếp xúc trong khi cũng có thể sử dụng các thiết bị tƣơng tự trong các ứng dụng nhƣ thanh toán tại các máy bán hàng tự động, quản lý truy cập hay các dịch vụ xã hội.
Hình 3.3. Thẻ Mashhad “My Card”. [8]
Bằng việc sử dụng hệ thống “My Card”, tiền mặt sẽ không đƣợc chấp nhận trong một số giao dịch nhƣ thanh toán tiền taxi và một số dịch vụ đô thị khác. Mỗi ngƣời có thể sử dụng thẻ để thanh toán cho các nhu cầu của mình, nhƣng hệ thống này không mang lại bất cứ lợi ích tài chính nào đối với thành phố Mashhad. Những ngƣời hành hƣơng và khách du lịch cũng có thể sử dụng thẻ này, hệ thống này sẽ đƣợc phát triển để công dân thành phố Mashhad có thể sử dụng nó ở các thành phố khác. “My Card” là hệ thống duy nhất ở Mashhad và Bộ Nội vụ Iran đề nghị các thành phố lớn nhƣ Tehran thay đổi hệ thống hiện có dựa trên hệ thống “My Card” đã thử nghiệm.
Cao Văn Đức – KTVT –K 52
Hình 3.4. Kiến trúc ứng dụng cho hệ thống Mashhad “My Card”.
Cao Văn Đức – KTVT –K 52
Trong dự án hệ thống quản lý Mashhad Bus, hơn 2000 xe buýt trên 1616 tuyến đƣờng đƣợc trang bị hệ thống thu tiền vé điện tử. Một mạng lƣới bán và thu vé rộng lớn đƣợc phân bổ trên tất cả các thành phố, cung cấp các dịch vụ nhƣ đăng ký thẻ cá nhân, nạp tiền thẻ và thẻ ghi nợ.
b) Ứng dụng RFID trong quản lý xe taxi ở Mashhad
Một loạt các công nghệ tiên tiến đƣợc sử dụng cho việc quản lý hoạt động của các xe taxi. Hệ thống công nghệ phổ biến nhất là hệ thống nhận dạng xe tự động AVI bao gồm cả công nghệ RFID. Hệ thống AVI có thể đƣợc sử dụng trong một khu vực trung tâm để tự động nhập các thông tin nhận dạng đến một hệ thống điều phối trung tâm, để thực thi các hạn chế truy cập, để giao nhiệm vụ cho các lái xe và để giám sát số lƣợng xe trong khu vực.
Những nhà quản lý taxi ở Mashhad đã có kế hoạch sử dụng hệ thống không dây dựa trên công nghệ RFID để quản lý các đội taxi ở sân bay Mashhad, ga tàu, bến xe buýt và tất cả các xe taxi trong thành phố. Với việc sử dụng công nghệ AVI, các nhà quản lý có thể xác định và quản lý cả xe và lái xe. Các nhà khai thác tại sân bay và nhà ga cũng sử dụng hệ thống để dự đoán nhu cầu của khách hàng và điều phối taxi. Giải pháp này sử dụng các kết nối truyền thông không dây GPRS. [8]
Cao Văn Đức – KTVT –K 52
Hình 3.6. Kiến trúc hệ thống quản lý xe taxi thanh toán bằng “My Card”.
Công nghệ RFID sẽ xác định xe và lái xe, đồng thời phân bổ taxi của các đại lý sử dụng các thiết bị cầm tay đƣợc kết nối với mạng không dây. Tất cả các hệ thống quản lý taxi mới đã đƣợc hoàn thành vào năm 2013. Hệ thống này cũng cung cấp thông tin quản lý quan trọng cho việc lập kế hoạch và thống kê. Một số kết quả quan trọng của hệ thống này là:
- Theo dõi nhanh và chính xác lịch sử hoạt động và việc vào/ra của taxi - Cập nhật thời gian thực một cách hiệu quả và các hồ sơ hoạt động - Kiểm tra nhanh chóng hoạt động vào/ra để giảm thời gian chờ đợi của
Cao Văn Đức – KTVT –K 52
- Thông tin chính xác về việc sử dụng xe và lịch hoạt động cho việc bảo trì, bảo dƣỡng xe
- Bản ghi của xe giúp việc quản lý hiệu quả
- Giảm sức lao động trong việc ghi lại dữ liệu và cập nhật hệ thống - Giảm việc trộm cắp và tăng độ an toàn
Một lợi ích của dự án này là khả năng của các điểm kiểm tra để thu thập dữ liệu thời gian thực về các chuyến đi. Dựa trên thông tin này, các nhà quản lý giao thông có thể hỗ trợ dự đoán thời gian đi lại và tối ƣu hóa các kế hoạch lƣu thông cho lái xe.
Hình 3.7. Thẻ, đầu đọc và các điểm truy cập được sử dụng trong hệ thống quản lý xe taxi ở Mashhad.
Cao Văn Đức – KTVT –K 52
3.2.1. RFID trong vận tải đường sắt
a) Ở Mỹ
Hơn 50 năm trƣớc, công ty đƣờng sắt Bắc Mỹ đã bắt đầu tìm kiếm một hệ thống nhận dạng tự động cho các phƣơng tiện đƣờng sắt. Nỗ lực đầu tiên là một hệ thống nhận dạng hình ảnh, nhƣng nó không làm việc vì các nhãn mã màu bị giảm chất lƣợng và chức năng do ô nhiễm môi trƣờng. Tuyến đƣờng sắt phía bắc Burlington là tuyến đƣờng sắt đầu tiên ở Bắc Mỹ đã đƣợc thử nghiệm công nghệ vô tuyến dựa trên việc triển khai thành công trong các công ty vận tải.
Năm 1988, với kết quả báo cáo nghiên cứu về một hệ thống thử nghiệm đạt độ chính xác 99.99% trong vòng 6 tháng đã yêu cầu Hiệp hội đƣờng sắt Hoa Kỳ (AAR ) phát triển các tiêu chuẩn tự động nhận dạng tài sản (các toa xe, đầu máy, khung xe, container…) cho ngành công nghiệp đƣờng sắt ở Bắc Mỹ, với một nhóm sẽ đƣợc xây dựng trên các khái niệm theo tiêu chuẩn ISO cho việc xác định các container. AAR đã yêu cầu việc dán nhãn cho tất cả các đầu máy bằng thẻ RFID, năm 1989 Amtech – Transcore đƣợc chọn làm nhà thầu đối với các hệ thống nhận dạng. [9]
Transcore đã cài đặt các thiết bị cho 25 quốc gia với khoảng 8.4 triệu thẻ và 28500 reader trong giao thông đƣờng sắt và vận tải đa phƣơng thức, chúng đƣợc đặt ở các vị trí nhƣ trên xe hơi, bãi đỗ tàu, cổng. Công ty vận tải có khả năng theo dõi số thứ tự của toa xe và chủ sở hữu của nó, loại toa xe, thông số trục và các đặc tính vật lý khác đƣợc lƣu trữ trong cơ sở dữ liệu của AAR.
Các thẻ thụ động đƣợc gắn vào cả 2 mặt của đầu tàu, các thiết bị đọc đƣợc đặt gần tuyến đƣờng sắt. Hệ thống giao tiếp ở tần số cao 902 – 922 MHz và có thể đọc thẻ ở khoảng cách 2m, với tốc độ di chuyển lên tới 128 km/h.
Cao Văn Đức – KTVT –K 52
Hình 3.8. Thiết bị đọc RFID đặt gần đường ray ở Mỹ.
b) Ở Nam Phi
Hệ thống nhận dạng tự động cho tàu hỏa ở châu Phi đã đƣợc giới thiệu vài năm trƣớc, nhƣng do việc lựa chọn không chính xác đã dẫn tới các vấn đề về nguồn năng lƣợng của thẻ. Giải pháp đƣợc đƣa ra là thay đổi công nghệ, sử dụng các thẻ thụ động UHF trong dải tần 915 MHz, khoảng cách đọc từ 1.5 – 3m mà không có sự xuất hiện của nhiễu không mong muốn. Nhà cung cấp của công ty vận tải đƣờng sắt Spoornet (nay là Transnet Rail) đại diện cho một mạng lƣới đƣờng sắt dài hơn 23000 km, đã trang bị cho các đoàn tàu của mình các phƣơng tiện nhận dạng tự động. Trong năm 2007, các thẻ RFID thụ động đƣợc dùng để nhận dạng cho khoảng 80000 toa xe.
c) Ở Úc
Các mạng tự động nhận dạng trong ngành đƣờng sắt Úc bao gồm các bộ xác định bánh xe đƣợc dùng để phân loại đầu máy và toa xe. Các cảm biến bánh xe mang các thông tin về loại xe.
Cao Văn Đức – KTVT –K 52
d) Ở Trung Quốc
RFID ở Trung Quốc ngoài việc sử dụng trong vận tải đƣờng sắt cũng hỗ trợ trong một số lĩnh vực bao gồm giao thông đô thị, bảo vệ Tổ quốc, tìm kiếm hàng hóa nguy hiểm, ứng dụng RFID mới xuất hiện trong ngành công nghiệp khai thác mỏ (than), chế biến thuốc lá, sản xuất và phân phối điện, quản lý an toàn thực phẩm…
Doanh thu của ngành đƣờng sắt Trung Quốc là hơn 28 triệu USD mỗi năm đối với hàng hóa và vận chuyển hành khách, điều này rõ ràng đã mang đến diện mạo hiện đại cho khu vực.
Hệ thống nhận dạng tự động gồm 17000 reader và 565000 thẻ thụ động cho phép thu thập dữ liệu tự động, giám sát tàu với thời gian thực trong việc quản lý tài sản, cung cấp thông tin giao thông và thông tin cho khách du lịch, cũng nhƣ các dữ liệu liên quan đến hoạt động bảo trì. Việc sử dụng công nghệ RFID và các công nghệ hiện đại khác nhƣ xác định số tàu, tình trạng, vị trí và tốc độ tàu có vai trò quan trọng trong việc đánh giá các tình huống quan trọng.
Hệ thống đƣờng sắt Trung Quốc hiện đang hợp tác làm việc với Tagmaster là một trong những nhà sản xuất hàng đầu về công nghệ RFID. Hệ thống an ninh đƣợc cài đặt trên bảng điều khiển sẽ cảnh báo các cáp đầu máy về tốc độ và đặc điểm kỹ thuật của công trình trên đƣờng sắt. Cuối năm 2011, các thẻ RFID đƣợc thiết kế cho các điều kiện khắc nghiệt và các reader đƣợc trang bị trong ngành, cùng với các thành phần đặc biệt hình thành nên hệ thống an ninh RFID cho toàn bộ hệ thống đƣờng sắt Trung Quốc.
e) Ở châu Âu
Theo phó chủ tịch phụ trách khu vực Transcore quốc tế, có nhiều lý do tại sao các nƣớc châu Âu không đạt đến trình độ ứng dụng RFID trong vận tải
Cao Văn Đức – KTVT –K 52
hàng hóa đƣớng sắt đến mức nhƣ Mỹ, Trung Quốc, Úc và Nam Phi. Tần số trao đổi các toa xe giữa các nƣớc bị hạn chế, do thiếu các tiêu chuẩn quy định và phát triển của RFID trong ngành công nghiệp đƣờng sắt. Với sự xuất hiện của chuẩn ISO 18000 6C đã tiến một bƣớc về phía trƣớc, tuy nhiên không có quy mô lớn nhƣ ở Mỹ, Trung Quốc, Nam Phi và Úc.
f) Ở Thụy Điển
Hệ thống đƣờng sắt ở Thụy Điển hiện đang thử nghiệm công nghệ RFID cho các toa xe trong đoàn tàu trở hàng, với mục tiêu cuối cùng là phát triển một tiêu chuẩn để xác định xe và góp phần vào việc truy xuất nguồn gốc hàng hóa xuyên suốt châu Âu. Khoảng 60 – 70% số toa xe chở quặng sắt đến từ các nƣớc châu Âu khác.
Các giải pháp sử dụng các dự án RFID nhƣ:
- Các toa xe bƣu chính giữa Stockholm và Gothenburg đƣợc gắn thẻ thụ động với tốc độ lên đến 160 km/h;
- Hơn 1000 toa xe trở quặng sắt đƣợc đánh dấu bằng thẻ RFID tích cực của công ty Amtech Transcore;
- Hợp tác với công ty sắt Thụy Điển SSAB trong việc sử dụng một hệ thống tích cực cho các tấm thép trên toa xe;
- Gắn các thẻ bán chủ động trên các toa xe chở các cuộn giấy, 240 toa đã đƣợc đánh dấu với các thành phần RFID của công ty Tagmaster.
g) Ở Thụy Sỹ
Thụy Sỹ là quốc gia hàng đầu trong việc nghiên cứu xử lý công nghệ RFID ở châu Âu. Bằng chứng là số lƣợng các dự án thí điểm nhƣ:
- EasyRide (2000) – Vé điện tử: thí điểm với kết quả thành công, nhƣng đƣợc thực hiện quy hoạch đến năm 2017;
Cao Văn Đức – KTVT –K 52
- SBB-CFF-FFS là các dự án thí điểm áp dụng nhận dạng RFID thụ động và kiểm soát các bánh xe;
- Một công ty con của SBB Cargo cũng tiến hành các thử nghiệm cới thẻ thụ động HF và UHF vào năm 2010, nhƣng vì vấn đề về nhiễu (do nƣớc, tuyết) đã quyết định hệ thống HF;
- Xác định đối với phƣơng tiện di chuyển với tốc độ lên đến 220 km/h;
- Công ty vận tải Thụy Sỹ là công ty sở hữu mạng lƣới đƣờng sắt tƣ nhân lớn nhất ở Thụy Sỹ, đã thử nghiệm nhận dạng tự động đầu máy xe lửa, sử dụng GPS và GSM-R, và các toa xe bằng thẻ và đầu đọc RFID tích cực có tuổi thọ cao. Việc truyền thông đƣợc thực hiện ở tốc độ 160 km/h.
h) Ở Cộng hòa Séc
Công ty Czech Dense có hoạt động sản xuất tập trung vào sắt thô và chế tạo thép, đang vận chuyển phần lớn sản phẩm của mình bằng đƣờng sắt. Theo yêu cầu ở ArcelorMittal Ostrava’s, một hệ thống cân hoàn toàn tự động cho việc xác định khối lƣợng và các dây chuyền vận chuyển sử dụng công nghệ RFID đã đƣợc phát triển.
Hệ thống kỹ thuật số đảm bảo vận hành trôi chảy quá trình cân các xe ô tô và sau đó chuyển các dữ liệu vào hệ thống thông tin mà không xử lý bổ sung, nhập thông tin hay tạo thêm tài liệu. Thông tin về trọng lƣợng của xe, loại xe, số seri và trong lƣợng ở tốc độ tức thời đƣợc lƣu trữ trong hệ thống quản lý cho quá trình xử lý sau.
Thông tin rất quan trọng để bổ sung các dữ liệu đã đƣợc gán trọng số để xác định xe. Vì thế, công ty Barco đã đƣợc chọn để chuyên về việc tích hợp công nghệ RFID vào hệ thống thông tin doanh nghiệp. Với hệ thống công
Cao Văn Đức – KTVT –K 52
nghệ RFID hiện tại sử dụng để cân khối lƣợng toa xe đƣợc gán một mã duy nhất và các dữ liệu đƣợc truyền đến hệ thống cân. Việc lắp đặt hệ thống đã đƣợc tiến hành vào tháng 12 năm 2007.
i) Ở Đức
Hochbahn là nhà điều hành mạng lƣới giao thông công cộng ở Humburg, đƣa ra sự chuyển động của xe lửa qua đầu đọc RFID đƣợc lắp đặt trên tà vẹt và các thẻ bán thụ động đƣợc gắn vào phía dƣới mỗi toa xe. Khi tàu đi ngang qua các đầu đọc, dữ liệu đƣợc thu thập và đƣợc gửi đến hệ thống điều phối và thông báo cho nhà điều hành của các con tàu về thời gian và hƣớng di chuyển tại một khoảng thời gian xác định.
Hình 3.9. Đầu đọc được lắp đặt trên tà vẹt của đường ray.
Công ty DB Schenker của Đức sử dụng RFID để giám sát các hao phí nhạy nhiệt trong toa xe. Hàng hóa nhƣ thuốc cần phải đƣợc duy trì ở nhiệt độ không đổi. Thẻ tích cực RFID đƣợc tích hợp cảm biến nhiệt độ cung cấp
Cao Văn Đức – KTVT –K 52
thông tin quan trọng về tình trạng của sản phẩm. Nếu nhiệt độ tăng lên hoặc