Nằm trong kế hoạch giảm thiểu tai nạn giao thụng (đặc biệt trong khu vực nội thành), UBND thành phố Đà nẵng đó quyết định đầu tư xõy dựng hệ thống tớn hiệu và điều khiển giao thụng với tổng số vốn lờn đến 3,552 tr. EUR từ nguồn vốn ODA của Tõy ban nha (2,5 tr. EUR) và vốn đối ứng của ngõn sỏch địa phương. Trong đú, riờng chi phớ cho hệ thống thiết bị lờn đến trờn 2 tr. EUR.
Theo đú, sẽ xõy dựng một hệ thống điều khiển và theo dừi giao thụng bao gồm: nhà điều khiển, camera quan sỏt, hệ thống theo dừi, truyền dẫn, xử lý, giải quyết giao thụng, cỏc phần mềm, chương trỡnh quản lý và cụng tỏc đào tạo, chuyển giao cụng nghệ.
Theo dự ỏn này, trờn toàn địa bàn thành phố sẽ cú 77 vị trớ đặt chốt đốn và 20 vị trớ đặt camera quan sỏt. Cỏc vị trớ này sẽ được liờn kết với trung tõm điều khiển thụng qua hệ thống cỏp quang. Từ cỏc dữ liệu thu thập được ở cỏc chốt, cỏc phần mềm chuyờn ngành sẽ tiến hành tớnh toỏn và cung cấp cho trung tõm cỏc số liệu cần thiết để can thiệp và điều khiển kịp thời. (Vietnamnet 26/5/2008)
- Tớnh hiện đại: ỏp dụng được cỏc cụng nghệ mới, phự hợp với xu hướng phỏt triển của thế giới,
- Tớnh khả thi: phự hợp với điều kiện kinh tế, cơ sở hạ tầng và đặc thự giao thụng Việt nam, cú khả năng triển khai ngay hoặc trong tương lai rất gần.
- Phỏt huy được hiệu quả khai thỏc hệ thống đường giao thụng và mạng lưới phương tiện vận tải: giảm thiểu ỏch tắc, tối ưu húa khả năng thụng qua của mạng lưới giao thụng (mà khụng xột đến sự cải tiến cơ sở hạ tầng về đường xỏ), tăng cường khả năng giỏm sỏt. quản lý, điều hành cỏc phương tiện vận tải,
- Tăng tớnh tiện lợi cho người tham gia giao thụng: đảm bảo cung cấp cỏc thụng tin cần thiết kịp thời cho người tham gia giao thụng.
Trờn cơ sở xem xột cỏc hệ thống quản lý, điều hành tiờn tiến trờn thế giới một mụ hỡnh cấu trỳc tổng quỏt cú thể được thực hiện ở Việt nam .
Hỡnh 1.15 - Sơđồ cấu trỳc Hệ thống điều hành và quản lý giao thụng thành phố
Hệ thống gồm cú 4 phõn hệ chớnh:
quản lý thu phớ, điều khiển tớn hiệu, …
- Cỏc hệ thống thiết bị trờn đường: camera giỏm sỏt, đốn tớn hiệu, bảng thụng bỏo, … - Cỏc hệ thống thiết bị trờn xe: thiết bị thu thập thụng tin về trạng thỏi xe, màn hỡnh hiển thị … - Người tham gia giao thụng: cỏc bảng thụng bỏo lịch trỡnh xe, cỏc hệ thống thụng tin hỏi đỏp về giao thụng, điện thoại, …
Ngoài ra, mụi trường hệ thống ở đõy được coi là cỏc cơ quan bờn ngoài cú tỏc động qua lại với hệ thống như cụng an, ngoại giao, du lịch, …
Trong phạm vi nghiờn cứu của đề tài, từ mụ hỡnh cấu trỳc tổng quỏt hệ thống quản lý, điều hành giao thụng thành phố - trờn chỳng tụi lựa chọn một mụ hỡnh đơn giản, khả thi về hệ thống điều khiển giao thụng thành phố thụng minh sau, cựng cỏc cụm thiết bị nghiờn cứu thiết kế chế tạo:
Hỡnh 1.17 - Sơđồ chức năng Hệ thống điều hành quản lý giao thụng thành phố
Đặc điểm của mụ hỡnh đề ra ra tạo được chu trỡnh kớn về thụng tin trong hệ thống. Dũng thụng tin này được bắt đầu từ việc thu thập dữ liệu về trạng thỏi thực hệ thống giao thụng, bao gồm: thụng tin về lưu lượng, vận tốc dũng xe trờn đường (thụng qua giải phỏp đếm xe bằng camera), thụng tin về vị trớ, vận tốc của xe (trờn cơ sở sử dụng cụng nghệ định vị toàn cầu GPS). Cỏc thụng tin này được truyền về trung tõm điều hành. ở đõy với sự trợ giỳp của một số cỏc thiết bị khỏc như bản đồ điện tử, phần mềm mụ phỏng, cơ sở dữ liệu GIS, cỏc thuật toỏn điều khiển giao thụng, … người quản lý, điều hành giao thụng cú thể nhanh chúng đưa ra cỏc phương ỏn điều khiển giao thụng tối ưu như phõn luồng, điều khiển chu kỳ đốn tớn hiệu, …
Cuối cựng những thụng tin điều khiển đú được đưa đến người tham gia giao thụng dưới cỏc hỡnh thức như thụng bỏo bằng cỏc bảng quang bỏo điện tử đặt trờn đường, điện thoại di động, màn hỡnh đặt trước người lỏi xe, đốn tớn hiệu, …
Phương ỏn truyền thụng sử dụng ở đõy được lựa chọn trờn cơ sở tận dụng tối đa cỏc cơ sở hạ tầng truyền thụng đó cú trong nước như mạng điện thoại di động và cố định, hệ thống cỏp quang, … nhằm giảm thiểu chi phớ đầu tư xõy dựng.
1.3.2 Cỏc nhúm thiết bị chức năng
1.3.2.1 Hệ thống giỏm sỏt dũng xe trờn đường bằng camera
Thu thập cỏc thụng tin về dũng xe trờn đường (lưu lượng, vận tốc, …) là yờu cầu quan trọng đầu tiờn để quản lý và điều hành giao thụng. Trờn thế giới vấn đề này đó được quan tõm từ rất lõu và cú nhiều hướng giải quyết như sử dụng ra da, súng vi ba (cực ngắn), thiết bị ống cảm ứng, cảm ứng vũng dõy, …, trong đú hiện đại nhất là sử dụng cụng nghệ xử lý ảnh camera. Tuy nhiờn, tất cả cỏc phương ỏn sẵn cú trờn đều khụng cú tớnh khả thi ở Việt nam do thực tế khụng phõn làn đường (trừ một số điểm đặc biệt như trạm thu phớ, …) và dũng xe đa phương tiện của chỳng ta.
Chớnh vỡ vậy trong nước cú thể coi như chưa cú thiết bị giỏm sỏt dũng xe trờn đường, cỏc camera giỏm sỏt lắp đặt tại một số nỳt giao thụng mới chỉ đơn thuần cung cấp cho người điều hành bức tranh về trạng thỏi giao thụng mà chưa thể cho biết thụng tin về lưu lượng, tốc độ dũng xe. Hậu quả là khụng thể đưa ra ra được cỏc biện phỏp điều khiển giao thụng chớnh xỏc, kịp thời, chẳng hạn như việc đặt chu kỳ đốn tớn hiệu là hoàn toàn cưỡng bức, khụng phự hợp với trạng thỏi thực của hệ thống giao thụng.
Giải phỏp hợp lý đề ra ở đõy là khai thỏc cụng nghệ xử lý ảnh camera để chế tạo thiết bị giỏm sỏt dũng xe. Về mặt cấu trỳc thiờt bị gồm: camera cụng nghiệp để thu hỡnh và một mỏy tớnh nhỳng tốc độ cao làm nhiệm vụ xử lý ảnh, truyền cỏc thụng tin kết quả (lưu lượng từng loại xe, vận tốc dũng xe, …) về trung tõm qua hệ thống cỏp quang. Thiết bị được đặt trờn đường, ở độ cao 15-25m, vuụng gúc với mặt đường.
Hạt nhõn của hệ thống là phần mềm xử lý ảnh. Phần mềm này cho phộp đếm và phõn loại cỏc xe (xe buýt, xe tải, ụ tụ con, xe mỏy), tớnh toỏn vận tốc trung bỡnh của dũng xe dự cỏc xe chạy khụng theo làn cố định. Ngoài ưu điểm chớnh này, so với cỏc phương thức đếm xe phổ biến khỏc như cảm ứng vũng từ, phương ỏn sử dụng camera cũn cú một số cỏc ưu điểm khỏc như: rẻ, ớt bị hỏng húc, dễ lắp đặt và bảo dưỡng, …
1.3.2.2 Thiết bị giỏm sỏt hành trỡnh xe
Đõy là thiết bị đặt trờn xe nhằm mục đớch thu thập cỏc thụng tin về vị trớ và tốc độ xe sử dụng cụng nghệ định vị toàn cầu GPS. Những thụng tin này cho phộp người quản lý giỏm sỏt được chớnh xỏc hành trỡnh xe để cú thể đề ra cỏc biện phỏp quản lý, điều hành hợp lý. Thiết bị gồm cỏc phần chớnh là ăng ten GPS (cú thể đặt trong xe hoặc trờn núc xe), cỏc mạch điện tử và phần mềm thu thập, xử lý, truyền thụng tin. Nguồn điện cho thiết bị đặt trờn xe được lấy từ nguồn điện sẵn cú trờn xe thụng qua phớch cắm.
Tựy theo phương thức truyền thụng tin thiết bị được chế tạo dưới 2 dạng: off- line (khụng trực tuyến) và on line (trực tuyến).
a) Thiết bị giỏm sỏt hành trỡnh off-line (kiểu hộp đen)
Thiết bị thu thập cỏc thụng tin núi trờn với chu kỳ lấy mẫu mặc định là 10s (hoặc cú thể lựa chọn từ 1 đến 300s) và lưu trữ được 6144 lần (cú thể mở rộng đến 12288 lần). Sau khi kết thỳc hành trỡnh cỏc thụng tin này được đổ ra mỏy tớnh qua cổng COM hoặc thiết bị truyền vụ tuyến (trong phạm vi 50-60m) nhờ phần mềm đi kốm. Nhờ đú, người sử dụng cú thể dễ dàng ra lệnh đọc dữ liệu, phõn tớch cỏc trạng thỏi hoạt động của xe trong suốt hành trỡnh, ghi lại những trạng thỏi vượt quỏ mức độ cho phộp.
Ngoài ra, phần mềm này cũn cú một số chức năng khỏc tạo sự thõn thiện với người sử dụng như cho phộp đặt lại cỏc định dạng thời gian lưu, xúa cỏc thụng tin khụng cần thiết.
b) Thiết bị giỏm sỏt hành trỡnh on-line (trực tuyến). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Thiết bị cho phộp truyền cỏc thụng tin về vị trớ và tốc độ xe trực tiếp về trung tõm điều hành thụng qua mạng điện thoại di động. Thiết bị cú 2 phần: trờn xe và tại trung tõm. Thụng tin được truyền dưới dạng tin nhắn SMS hoặc chuyển mạch gúi GPRS. Chế độ truyền là liờn tục với chu kỳ đặt trước hoặc theo chỉ thị từ trung tõm. Tại trung tõm người quản lý cú thể giỏm sỏt hành trỡnh xe trực tiếp trờn bản đồ số.
Cỏc thiết bị giỏm sỏt hành trỡnh núi trờn đó được lắp đặt thử nghiệm trờn tuyến xe buýt số 7 (xe số 29N-2332) của Tổng cụng ty vận tải Hà nội từ ngày 22/6/2005 đến ngày 28/7/2005 và được đỏnh giỏ tốt, đạt cỏc yờu cầu đề ra.
1.3.2.3 Thiết bị hiển thị thụng tin trờn xe
Thiết bị hiển thị thụng tin trờn xe nhằm nhiệm vụ thể hiện cỏc thụng tin điều hành cần thiết được gửi tới từ trung tõm cho người lỏi xe. Thiết bị gồm màn hỡnh tinh thể lỏng, bản đồ số, thiết bị thu thập thụng tin qua mạng điện thoại di động và
1.3.2.4 Một số phần mềm trợ giỳp cụng tỏc điều hành và quản lý thụng tin
Trong khuụn khổ đề tài KC.03.21, cỏc cụm thiết bị ngoại vi núi trờn, cú xõy dựng một số phần mềm trợ giỳp cụng tỏc quản lý, điều hành giao thụng ở trung tõm nhằm minh họa hoạt động của hệ thống. Đú là:
a) Phần mềm mụ phỏng hệ thống giao thụng đụ thị VTSIM.
Để phõn tớch, đỏnh giỏ, lựa chọn cỏc phương ỏn điều hành giao thụng như phõn luồng, tổ chức nỳt, đặt chu kỳ đốn tớn hiệu, …một cỏch khoa học trước khi đưa ra ỏp dụng thực tế khụng thể khụng sử dụng cỏc cụng cụ mụ phỏng. Phần mềm mụ phỏng VTSIM được thiết kế gồm 2 module cú khả năng hoạt động độc lập: thiết kế mụ hỡnh mạng giao thụng và mụ phỏng quỏ trỡnh giao thụng.
Module thiết kế mụ hỡnh mạng giao thụng cung cấp cỏc cụng cụ và thư viện cho phộp người sử dụng thiết kế mụ hỡnh mạng giao thụng cần mụ phỏng trờn mỏy tớnh.
Bắt đầu quỏ trỡnh thiết kế, người sử dụng xõy dựng hỡnh ảnh đồ họa của mạng giao thụng bằng cỏch đưa vào cỏc thụng tin về hỡnh dạng, kớch thước của cỏc tuyến đường và cỏc nỳt trong mạng. Bước tiếp theo là đưa cỏc thụng tin giỳp xỏc định nguyờn tắc giao thụng, cỏc đặc trưng hoạt động của dũng phương tiện giao thụng trờn mụ hỡnh mạng như chiều chuyển động, tốc độ cho phộp, thành phần dũng phương tiện, phương thức hoạt động của đốn tớn hiệu, … Hoàn thành quỏ trỡnh thiờt kế mụ hỡnh mạng, kết quả được lưu vào một file theo định dạng XML. Bằng cỏch này, bản thiết kế cú thể sử dụng được nhiều lần và mở ra khả năng tương thớch với cỏc ứng dụng khỏc.
Module mụ phỏng quỏ trỡnh giao thụng nhằm tạo ra một quỏ trỡnh giao thụng ảo trờn mụ hỡnh mạng giao thụng được thiết kế trước đú. Quỏ trỡnh giao thụng ảo này cần được đảm bảo sao cho sỏt thực nhất với thực tế. Để đạt được điều này, phần mềm đó sử dụng một số cụng cụ toỏn học sau:
+ lý thuyết xỏc suất thống kờ trong việc tạo ra số lượng và thời điểm xuất hiện xe trong mạng,
+ cỏc phương trỡnh động lực học xe trong việc xỏc định quỹ đạo chuyển động xe, + lý thuyết logic mờ để mụ phỏng quỏ trỡnh suy diễn, ra quyết định (bỏm xe, vượt trỏi, trỏnh phải, …) của người lỏi xe.
Mụ phỏng hệ thống giao thụng là một bài toỏn phức tạp, đũi hỏi khả năng xử lý thụng tin khối lượng lớn mà lại phải đỏp ứng yờu cầu về thời gian nờn một giải phỏp được đề ra, đú là sử dụng mỏy tớnh bú (cluster). Đõy là mụ hỡnh tớnh toỏn song song trờn cơ sở sử dụng kết hợp sức mạnh tớnh toỏn của nhiều mỏy tớnh được nối mạng với nhau. Hiện tại phần mềm VTSIM được thiết kế để chạy trờn hệ thống tớnh toỏn song song cluster gồm 5 CPU, sử dụng giao diện truyền thụng điệp MPICH. Đõy là một phần mềm mó nguồn mở thiết kế cho hệ điều hành Linux và MS Windows, nú cú ưu điểm là dễ sử dụng và hoạt động khỏ tin cậy. Phần mềm được xõy dựng bằng ngụn ngữ lập trỡnh Visual C++, 6.0.
b) Phần mềm quản lý phương tiện giao thụng cụng cộng Traffman.
Traffman là phần mềm được thiết kế theo mụ hỡnh Client/Server. Thành phần Server là giao diện kết nối hệ thụng mạng mỏy tớnh tại trung tõm điều hành với cỏc thiết bị gắn trờn xe. Chức năng chớnh của phần này là thu thập, lưu trữ dữ liệu nhận từ cỏc xe. Kết nối giưa hệ thống mỏy tớnh và xe được thực hiện trờn cơ sở khai thỏc cỏc dịch vụ truyền số liệu SMS/GPRS, đõy là cỏc dịch vụ được cung cấp bởi mạng thụng tin di động GSM. Thành phần Client cung cấp giao diện đồ hoạ hỗ trợ người điều hành thực hiện cỏc tỏc vụ quản lý. Trong quỏ trỡnh hoạt động Client sẽ thụng qua Server để nhận dữ liệu gửi về từ xe. Dư liệu này bao gồm vị trớ và trạng thỏi hoạt động của xe.
Thụng tin về vị trớ của xe được Client cập nhật liờn tục và hiển thị trờn nền bản đồ số đảm tớnh trực quan đối với người điều hành. Cỏc lệnh điều hành được người sử dụng nhập vào Client sau đú thụng qua Server sẽ được gửi tới xe hỗ trợ kịp thời lỏi xe giải quyết cỏc tỡnh huống giao thụng.
Việc ỏp dụng thuật toỏn này cựng thiết bị giỏm sỏt dũng xe bằng camera mở ra một triển vọng mới trong nõng cao hiệu quả điều khiển nỳt giao thụng bằng đốn tớn
• Dung lượng dữ liệu rất lớn.
• Phõn bố dàn trải rộng trờn khắp thành phố. • Loại hỡnh đa dạng bao gồm :
+ Cỏc thụng tin thu thập dữ liệu từ cỏc cảm biến xỏc định lưu lượng và loại hỡnh vận chuyển trờn đường
+ Cỏc thụng tin điều khiển chu kỳ đốn tớn hiệu
+ Cỏc thụng bỏo cho người tham gia giao thụng trờn đường như cỏc nguy cơ ựn tắc tại cỏc nỳt giao thụng, chỉ dẫn …
Nguyờn tắc chung thiết kế cỏc phương phỏp truyền thụng thực hiện trờn mụ hỡnh mạng quản lý nhiều cấp dạng cấu hỡnh Server – Clien.
Việc truyền thụng tin cú thể thực hiện bởi cỏc hỡnh thức như: Cỏc kờnh điện thoại cố định như sẵn cú như PSTN, ISDN hoặc mạng điện thoại di động GSM, mạng Internet hay truyền hỡnh.
Hỡnh 1.19 - Sơđồ tổ chức trao dổi dữ liệu với trung tõm điều hành
1.3.3.2 Phương phỏp truyền dữ liệu qua mạng di động
CSD (Circuit Switch Data) cho phộp một modem điện thoại di động kết nối với một modem khỏc theo cỏc kờnh được qui định ở mạng di động, sau khi kết nối cú thể trao đổi dữ liệu theo phương phỏp điểm – điểm ( point to point). Với kiểu kết nối này thời gian kết nối lõu (cú thể lờn đến 1 phỳt), giỏ cước điện thoại tớnh theo thời gian kết nối và tốc độ truyền tối đa đạt 14400 bps.
Hỡnh 1.20 - Sơđồ kết nối truyền dữ liệu sử dụng phương phỏp CSD
Để tiến tới cụng nghệ thụng tin di động thế hệ thứ ba (3G) cũng như tiến vào kỷ nguyờn Internet di động, cỏc nhà khai thỏc GSM ở Việt nam cũng như trờn thế giới đều mong muốn giữ lại mạng lừi của mỡnh trong khi tiến hành chuyển đổi, nõng cấp lờn mạng 3G và vẫn duy trỡ được cỏc dịch vụ hiện đang cung cấp. Vấn đề cần cõn nhắc chớnh là cỏc khớa cạnh kinh tế và kỹ thuật cho việc nõng cấp, điều này (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});