b. Giảm ùn tắc giao thông
4.3 xuất phương án lắp đặt CAMERA IP
a) Hệ thống Camera:
Camera IP theo dõi hoạt động của các phương tiện giao thông trên đường phố được phân làm 2 loại theo mục đích sử dụng để tiện cho việc lắp đặt :
+ Một loại camera thu hình liên tục hoạt động của các phương tiện giao thông + Loại thứ hai là ghi và lưu lại các hình ảnh chứa các thông tin quan trọng (như
người, biển số,…) của phương tiện vi phạm hay các vụ tai nạn. Với khả năng lưu giữ hình ảnh này, tất cả những vụ vi phạm hay tai nạn đều được ghi lại, sau đó được chuyển tới trung tâm theo dõi giao thông và được xử lý trong khoảng thời gian nhanh chóng.
Các Camera được đặt tại các nút giao thông hoặc dọc theo các con đường chính tùy thuộc vào địa hình giao thông cụ thể sao cho quan sát được hết các đối tượng tham gia giao thông trên các làn đường. Vị trí lắp đặt có thể tại :
+ Lắt đặt trên cao, bên cạnh các thiết bị giao thông khác như đèn tín hiệu giao thông, loa giao thông, các cột điện, đèn chiếu sáng…
+ Lắp đặt ngay dưới đường tại các dải phân cách hay vỉa hè.
Việc kết nối các camera này với trung tâm xử lý được thực hiện quan sóng wifi hoặc qua đường cáp quang tùy thuộc vào vị trí lắp đặt camere.
b) Trung tâm xử lý số liệu :
Hiện tại Hà nội có một trung tâm điều khiển đèn tín hiệu giao thông tại 40 Hàng Bài. Trung tâm này mới dùng đểđiều khiển các đèn tín hiệu giao thông trong thành phố. Giải pháp là cần mở rộng trung tâm này thành trung tâm giám sát và điều khiển giao thông toàn thành phố. Có thể xây dựng thêm một trung tâm dự phòng tại một
địa điểm khác đểđiều khiển giao thông trong trường hợp tại 40 Hàng Bài gặp sự cố. Trung tâm giám sát và điều khiển giao thông sẽ thu nhận tín hiệu từ các thiết bị giao thông qua cả sóng wifi và mạng cáp quang. Tại trung tâm sẽđược trang bị :
+ Các thiết bị thu phát sóng, thiết bị mạng, thiết bị phát hiện nhiễu xạ
+ Các server đủ mạnh để thu nhận dữ liệu xử lý các bài toán + Hệ thống các màn hình kích thước nhỏ và kích thước lớn
+ Hệ thống phần mềm gồm nhiều modul để có thể phân tích và xử lý thông tin mà nó nhận được và sau đó sẽ kết hợp với bản đồ giao thông số hóa của thành phố để hiển thị tình trạng giao thông bằng giao diện đồ họa người dùng. Trung tâm cũng cần trang bị các phần mềm mô phỏng và đề xuất các giải pháp trên cơ sở căn cứ dữ
Hình 2.22 Một màn hình tại trung tâm giám sát giao thông
Hình 2.23 Tủ trung tâm của hệ thống camera giao thông
4.4 GIẢI PHÁP CAMERA ĐÈN ĐỎ CHO NÚT GIAO THÔNG
Việc phát hiện các vi phạm tại các nút giao thông có thể được thực hiện một cách hoàn toàn tựđộng nhờ việc kết hợp camera đèn đỏ với các thiết bị cảm ứng tại các vạch dừng. Các thiết bị sử dụng trong giải pháp này bao gồm :
+ Một camera giám sát mặt trước (Front View Digital Camera - FVDC) cho phép nhận dang biển sốđể xác định chủ sở hữu phương tiện. Camera này có chếđộ
xem lại
+ Một bộ CA-FR để điều khiển các vạch cảm ứng, các bảng thông báo và thiết bị giao tiếp mạng. Việc truyền tải có thể tự động thông qua giao tiếp truyền thông kiểu như ADSL hoặc có thể thự hiện thủ công bằng các thiết bị lưu trữ.
+ Một camera giám sát mặt sau (Rear View Video Camera - RVVC) ghi lại hình
ảnh tổng quát phía sau để chứng minh hành vi vi phạm Các thiết bị này được bố trí như hình sau :
Hình 2.24: Sơđồ bố trí vạch cảm ứng và camera tại ngã tư
4.4.1 Chức năng chính của Camera đèn đỏ :
Chức năng chính của hệ thống camera đèn đỏ là phát hiện và ghi lại hình ảnh của các phương tiện vi phạm tín hiệu đèn đỏ(vượt đèn đỏ, dừng sai quy định). Hình
ảnh vi phạm được chuyển về trung tâm xử lý lỗi. Ngoài ra hệ thông cũng có thể xác
định lỗi vượt quá tốc độ quy định để xử lý theo quy định.
1- Các trạng thái ánh sáng màu đỏ được cung cấp bởi hệ thống điều khiển đèn giao thông
2- Phương tiện được phát hiện trên vạch dừng nhờ vào một vạch cảm ứng 3- Những hình ảnh video được ghi lại và trình tự video được đồng bộ
4- Những hình ảnh kỹ thuật số được chụp khi chiếc xe được phát hiện rời khỏi vạch cảm ứng thứ hai và được quan sát rõ ràng tại trung tâm nút giao thông.
5- Kết thúc các chuỗi video
6 - Mã hóa thông báo vi phạm được tạo ra (hai hình ảnh, một tùy chọn video, và một tệp văn bản)
7 - Các thông báo vi phạm được gửi đến các trạm / trung tâm xử lý vi phạm hoặc được lưu trữ trên đĩa cứng cho một trang web thu thập dữ liệu trên mạng.
4.4.3 Mô tả chức năng hệ thống
Các bước khác nhau của quá trình được thể hiện trong hình 2.25 sau đây. ¾ Phát hiện vi phạm:
Để phân định ranh giới của khu vực phát hiện vi phạm, những vạch cảm ứng
được sử dụng quanh các đèn tín hiệu giao thông của các giao lộ. Hình dưới đây là một minh họa đơn giản của các vị trí vòng lặp. Với các giao lộ phức tạp hơn có hướng rẽ bên phải và rẽ trái, nó thường được bố trí nhiều vạch cảm úng. Camera
đèn đỏđược sử dụng cho để phát hiện chuyển động, đếm xe, nếu cần thiết, có thể cả
trong các báo cáo thống kê (tỷ lệ so với lái xe vi phạm, lưu lượng xe,...).
Hình 2.25 Quy trình xử lý
Sử dụng hai vòng cảm ứng trên mỗi làn đường những ưu điểm sau: • Tính toán tốc độ xe
• Phân biệt hướng chuyển động để có thể chứng minh hữu ích trong trường hợp nhất định (Ví dụ như một chiếc xe đi ngược lại sau khi chồng chéo dòng ánh sáng màu đỏ),
• Công nhận phát hiện sai nếu một hai bánh đi qua các làn xe trên vôi và vượt qua các vòng cảm ứng.
4.4.4 Lợi ích của hệ thống camera đèn đỏ:
• Giảm thời gian cài đặt một camera kỹ thuật số do các thiết bị và chíp xử lý cục bộđặt trong cùng một hộp.
• Kết hợp với các hệ thống Camera khác, các thiết bị giao thông khác tạo ra bộ
dữ liệu đầy đủ về các phương tiện vi phạm giao thông.
• Nhận dạng biển số và xác định chủ phương tiện với độ chính xác cao dựa vào một camera (FVDC) có độ phân giải cao.
• Giảm thời gian trễ trong việc gửi thông tin bằng quá trình tựđộng.
4.5 PHƯƠNG ÁN XÂY DỤNG GIAO THÔNG “LÀN SÓNG XANH” Việc bố trí pha đèn tín hiệu điều khiển giao thông rất quan trọng, tính toán các pha phải chính xác, phù hợp với mật độ, lưu lượng xe trên mỗi ngảđường và những giờ cao điểm. Cụm đèn tín hiệu hoạt động tại nút giao thông Cửa Nam là một thí dụ điển hình của chu kỳ thời gian phù hợp. Nếu chu kỳ thời gian đèn tín hiệu không chuẩn, chẳng hạn đèn xanh bật sáng quá trễ, hay nói cách khác: đèn đỏ bật sáng quá lâu - sẽ gây phản tác dụng của đèn. Do đó, cần tránh chủ quan, vội vàng kết luận cụm đèn tín hiệu này “vô tích sự”, hay cụm đèn tín hiệu kia hết tác dụng, trong khi chưa xem xét chi tiết pha, chu kỳ thời gian của đèn... Thông thường, đèn xanh được tính toán, đồng bộ hoá như một làn sóng xanh để các phương tiện giao thông có thể đi thông suốt qua những trục đường chính trên thành phố mà không bịđèn đỏ. Tốc
độ của đèn xanh sẽ được điều chỉnh phù hợp với tốc độ di chuyển trên đường phố. Mục tiêu của phương án này là kết hợp camera giám sát và điều khiển các đèn tín hiệu để nâng cao mức độ phục vụ của tuyến đường, tăng độ an toàn, giảm chi phí thời gian dừng xe khi gặp đèn đỏ tại các nút giao thông. Tiêu chí là: làm sao cho xe lưu thông trên tuyến có áp dụng điều khiển này khi chạy từ đầu tuyến đến cuối tuyến ít gặp đèn đỏ nhất, số xe phải dùng trong làn tại một nút là nhỏ nhất.
Với mục địch như trên, phương án cần thu thập đầy đủ các thông số sau từ hệ
thống camera IP của thành phố :
+ Các thông số về điều kiện đường bao gồm số làn đường, độ dốc, bề rộng
đường
Dựa vào các thông tin này kết hợp với sơ đồ tổ chức giao thông của thành phố, hệ thống lựa chọn sẽ lựa chọn phương pháp tính toán điều khiển phù hợp và đưa ra các hệ số hiệu chỉnh của chu kỳ đèn, của tốc độ dòng xe, độ lùi bật đèn xanh giữa các nút để bài toán cho kết quả sát với thực tế nhất. Đối với dòng xe hỗn hợp, bài toán tối ưu còn liên quan đến nhiều yếu tố nhưđặc điểm dòng xe, điều kiện đường, ý thức người tham gia giao thông,… Các bước thực hiện phương án này như sau :
B1 : Dựa vào hệ thống Camera IP thu nhập các số liệu làm đầu vào cho bài toán
B2: Xác định chu kỳđèn tại các nút trên tuyến thiết kế
B3: Áp dụng các phương pháp tính toán điều khiển để giải bài toán liên kết các
đèn tín hiệu
B4. Đánh giá hiệu quả bài toán.
Ta biết chu kỳ đèn là hàm của thời gian tổn thất và hệ số mức độ phục vụ. Do
đó, để tính được chu kỳ đèn cần xác định được tổn thất thời gian và hệ số mức độ
phục vụ.
4.5.1 Thu thập số liệu :
Các số liệu cần thiết khi thiết kế điều khiển làn song xanh đó là : tốc độ trung bình dòng xe, lưu lượng dòng xe lưu thong trên tuyến, bề rộng nhánh dẫn, khoảng cách giữa các nút. Để thu thập được các thông số trên ta có thể tiến hành bằng nhiều phương pháp. Tốc độ trung bình của dòng xe là tốc độ dảm bảo 85% xe chạy bằng hoặc thấp hơn trị sốđã chọn. Để xác định được V tính toán từ thì số liệu quan trắc ta dựng nên biểu đồ quan hệ giữa tốc độ và tần số tích luỹ
Hình 2.27 Biểu đồ quan hệ V-tần số tích luỹ
4.5.2 Xác định chu kỳđèn :
Với đặc điểm của dòng xe lưu thong hiện nay thường là dòng hỗn hợp không phải là dòng thuần, vì vậy để xác định đươc hay chỉ tiêu trên (TL ,Z) ta cần đi xác
định phương pháp và hệ số quy đổi từ dòng hỗn hợp về dòng thuần; xác định năng lực thong hành của nhánh dẫn.
a) Phương pháp quy đổi dòng xe hỗn hợp về dòng thuần .
Hiện nay trên thế giới cũng như trong nước đang tồn tại nhiều phương pháp quy đổi dòng hỗn hợp về dòng thuần. Mỗi phương pháp đều dựa trên những đặc
điểm nhất định của dòng xe nghiên cứu, và từđó rút ra được hệ sốđổi xe phù hợp. Theo kết quả nghiên cứu của tác giả [2] đối với đặc điểm dòng xe trong đô thị
nước ta, tác giảđã kiến nghịđưa ra hai hình thức quy đổi, đổi về xe máy hay xe con là phụ thuộc vào hai điều kiện :
• Điều kiện thành phần dòng xe mà chủ yếu là lượng xe ôtô qua nút với ngưỡng trên 15%.
• Điều kiện thứ hai là điều kiện về cấp đường giao nhau, được chia thành 4 loại : + Đường phố chính khu vực gia với đường phố chính toàn thành.
+ Đường phố chính khu vực giao với đường phố chính khu vực. + Đường phố chính khu vực giao với đường phố.
+ Đường phố giao với đường phố.
Cụ thể kiến nghị sử dụng các hệ số quy đổi theo bảng và phương pháp quy
Hệ số quy đổi về dòng xe thuần nhất
Ghi chú : Các loại xe buýt và xe tải của cả hai phương pháp quy đổi được lấy tương ứng theo tiêu chuẩn 20TCN 104-83.
• Khi nút đơn giản giữa đường phố với đường phố hoặc đường phố với đường phố chính khu vực có tỷ lệ xe ôtô<15% tổng lưu lượng xe qua nút thì kiến nghị đổi dòng xe hỗn hợp về dòng xe máy.
• Khi nút giao giữa đường phố chính khu vực với đường phố chính khu vực hay nút giao giữa đường phố chính khu vực với đường phố mà có tỷ lệ xe ôtô chiếm >15% tổng lưu lượng xe qua nút thì quy đổi dòng xe hỗn hợp về dòng xe con đẻ tính toán.
Một phương pháp khác là không dùng cách quy đổi dòng xe hỗn hợp về
dòng xe thuần tuý mà chia dòng xe hỗn hợp thành các thành phần có đặc tính riêng (phương pháp tách dòng) như :
C1-Thành phần xe cơ giới - Thành phần xe thô sơ
(Xe ôtô,xe máy) (Xe đạp,xe ba gác)
C2-Thành phần xe ôtô – Thành phần xe máy – Thành phần xe đạp.
Việc chọn cách 1 hay cách 2 tuỳ thuộc vào tỷ lệ xe ôtô nhiều hay ít, nếu thành phần xe ôtô quá ít có thể xét cho xe máy và xe đạp còn ôtô đổi về xe máy. Kết quả nghiên cứu này tác giảđề nghị chỉ áp dụng cho điều kiện thành phố Hà nội. Tuy nhiên ta nhận thấy phương pháp tách dòng vẫn còn một sốđiều bất cập, đó là trong
dòng xe hỗn hợp nhiều thành phần, các loại xe có ảnh hưởng trực tiếp lẫn nhau (sự
lưu thông xe thô sơ trên đường có ảnh hưởng đến sự vận động của các loại xe cơ
giới và ngược lại). Nếu dùng phương pháp tách dòng, xem như các loại xe lưu thong trong dòng không chịu ảnh hưởng lẫn nhau thì rõ ràng là không hợp lý lắm.Thiết nghĩ rằng phương pháp này chỉ thực sự thích hợp khi có sự phân chia sử
dụng các làn trên tuyến bằng các dải phân cách cốđịnh.
b) Xác định năng lực thông hành của nhánh dẫn trong nút có đèn điều khiển.
Nút giao thông điều khiển bằng tín hiệu đèn là loại nút được sử dụng rộng rãi trong hầu hết các đô thị hiện nay.Phạm vi sử dụng nút điều khiển bằng tín hiệu đèn thong thường căn cứ vào cường độ xe chạy qua nút trên cả 2 hướng tuyến chính và phụ. Để xác định được chu kỳđèn hợp lý thì cần thiết phải xác định được khả năng thông hành của nhánh dẫn phù hợp với điều kiện giao thông hiện tại.
Đã có nhiều nghiên cứu trong và ngoài nước về khả năng thông hành của nút
điều khiển bằng tín hiệu đèn. Hầu hết đều xuất phát từ quan điểm cường độ dòng bão hoà và thời gian đèn xanh có hiệu.
Với dòng bão hoà được định nghĩa là dòng luôn có xe dự trữ trong hàng xe trước vạch dừng. Còn thời gian xanh có hiệu là khoảng thời gian đèn xanh đảm bảo số xe thông qua nút với cường độ dòng bão hoà.
Dựa trên quan điểm đó, một số tác giả ở trên thế giới đã thiết lập công thức xác
định năng lực thông hành của nhánh dẫn như : R.M Kimber(1986) , … Tuy nhiên các kết quả này áp dụng cho điều kiện giao thong ở nước ta không phù hợp. Do đó,
để xác định được năng lực thông hành của nhánh dẫn phù hợp với đặc điểm giao thông nước ta cần phải xuất phát từ thực nghiệm giao thông ở Việt Nam.
Năm 2004, với nghiên cứu của mình vềđặc điểm dòng xe trong đô thị Việt Nam và bằng các quan trắc thực nghiệm tại Hà Nội, Ts.Phan Cao Thọđã đưa ra kết quả
xác định khả năng thông hành của nhánh dẫn trong nút điều khiển bằng đèn tín hiệu như sau :
+ Khả năng thông hành của nhánh dẫn với bề rộng từ 7-15m, dòng xe hỗn