Hiện nay có một số ứng dụng dành cho hệ điều hành Android, iOS, BlackBerry và Windows Phone. Không phải dễ dàng lựa chọn ứng dụng tốt nhất, trừ khi xem xét chúng theo các tiêu chí như chất lượng của giao diện, tính chính xác của các bản đồ hoặc khả năng thực hiện theo lộ trình mà không cần kết nối điện thoại di động
Waze, ứng dụng thông tin giao thông. Bắt nguồn từ Israel, ứng dụng miễn phí này được Google mua lại rất hữu ích trong việc cảnh báo cho người sử dụng
những điểm ùn tắc giao thông, những vụ tai nạn và những tuyến đường thắt nút, chỉ dẫn cho họ các tuyến đường đi nhanh nhất.
Google Maps, ứng dụng bản đồ mặc định trên các phiên bản điện thoại thông minh chạy Android, Google Maps là một lựa chọn tốt thay thế ứng dụng bản đồ Maps trên iPhone. Với việc sử dụng đơn giản, ứng dụng này không chỉ hướng dẫn cho những tài xế xe ô tô, mà còn để chỉ đường cho xe đạp, người đi bộ hoặc người sử dụng các phương tiện giao thông công cộng.
Nokia Here, là sản phẩm được phát triển bởi Nokia cho các thiết bị chạy Windows Phone, ứng dụng định hướng này có sẵn cho một số sản phẩm của Samsung và sẽ được tích hợp trong mùa đông này trong một phiên bản dành cho Android và iPhone. Nhưng trong khi Here Maps cho Windows Phone thiết kế cho người dùng một tuyến đường đi bộ, đi xe ô tô hoặc giao thông công cộng, phiên bản dành cho Android chỉ giới hạn trong điều hướng xe ô tô. Tuy nhiên, nó rất dễ chịu để sử dụng vì thiết kế, chế độ offline và các thông tin giao thông.
1.7. Kết luận chƣơng
Qua việc giới thiệu chi tiết về công nghệ GNSS ta có thể thấy rõ được tầm quan trọng và ứng dụng của công nghệ GNSS trong cuộc sống chúng ta hiện nay.
Tại Việt Nam, GNSS từ lâu đã được ứng dụng cho các công việc quản lý hệ thống xe bus, hỗ trợ quản lý bãi gửi xe, hạ tầng giao thông, kiểm lâm, cứu nạn. Tuy nhiên các hệ thống mới chỉ dừng ở mức độ thu nhận thông tin về kinh độ, vĩ độ và cao độ, chưa triển khai ứng dụng trong lĩnh vực thiết bị dẫn đường vì chưa được tích hợp bản đồ số Việt Nam. Thời gian gần đây, việc tạo lập bản đồ số đã có kết quả và trên thị trường xuất hiện một số thiết bị dẫn đường dành cho ôtô trong giai đoạn vừa thăm dò vừa hoàn thiện sản phẩm.
CHƢƠNG II: CÁC CÔNG NGHỆ DÙNG TRONG HỆ THỐNG THU PHÍ ĐIỆN TỬ GIAO THÔNG
Chương II giới thiệu tổng quan về các công nghệ dùng trong hệ thống thu phí giao thông điện tử như RFID, APNR, DSRC. Bên cạnh đó, ứng dụng và các hướng triển khai của công nghệ GNSS trong tương lai cũng được giới thiệu.
Giới thiệu chung
Trong tương lai, sự phát triển mạnh mẽ cá phương tiện giao thông đòi hỏi sự quản lý các phương tiện giao thông rất khó khăn bởi vậy nghiên cứu sử dụng hệ thống thu phí điện tử đã được sử dụng từ nhiều thập kỷ nay. Trên thế giới, ngày càng nhiều hệ thống thu phí được đưa vào hoạt động, cung cấp phương tiện hiệu quả quản lý giao thông và tạo nguồn tài chính để xây dựng và bảo dưỡng cơ sở hạ tầng.
Hệ thống thu phí điện tử đã được sử dụng từ nhiều thập kỷ nay. Trên thế giới, ngày càng nhiều hệ thống thu phí được đưa vào hoạt động, cung cấp phương tiện hiệu quả quản lý giao thông và tạo nguồn tài chính để xây dựng và bảo dưỡng cơ sở hạ tầng.
Đương nhiên, ở giai đoạn này, các ETC hoạt động khác nhau có cơ cấu nhập bảng giá thủ công và có thể bị thay thế. Phương pháp thường sử dụng hiện nay là đưa ra các rào chắn hoặc sử dụng các hình ảnh video để ngăn ngừa. Sự thay đổi công nghệ thu phí cho phép các nhà khai thác thu được nhiều lợi ích do giảm được đáng kể các chi phí hoạt động của trạm thu phí đồng thời giảm thời gia lưu thông qua trạm cho các phương tiện.
Khi việc sử dụng các ETC đã trở thành phổ biến, các trạm thu phí có thể đưa ra thêm nhiều phương án thu phí. Ví dụ như lệ phí thay đổi theo thời gian trong ngày, Miễn phí cho một đoạn đường hoặc một khoảng thời gian trong ngày, miễn phí cho nhóm sử dụng đặc biệt v...v. Để làm được điều này các kịch bản ETC cần
có các giải pháp cực kỳ mềm dẻo, có tính thích nghi cao và phải bao quát rộng toàn bộ các quốc gia. Vậy làm thế nào chúng ta có thể thấy điều này tiếp tục được?
Khi công nghệ đã phát triển, các trạm thu phí có các giải pháp mới để xác định trách nhiệm thanh toán. Việc sử dụng thiết bị gắn trên xe (OBU) để xác định một chiếc xe thông qua việc sử dụng một đầu đọc bên đường là một giải pháp khá phổ biến, máy đọc readout xác định chiếc xe qua biển kiểm soát (tự động nhận dang biển số hay ANPR). Việc sử dụng các công nghệ vệ tinh thông qua GPS / GNSS cũng là một cách để xác định trách nhiệm thanh toán phí đường bộ. Các công nghệ này đều có những ưu điểm riêng về chi phí đầu tư, chi phí vận hành và chức năng. Tuy nhiên trong nhiều trường hợp, trọng tâm vẫn rơi vào chi phí của hệ thống nhận dạng.
Trong hệ thống thu phí sử dụng OBU truyền thống thường được lắp đặt thêm các máy quay để nhận dạng các xe qua tram thu phí. Bất kỳ xe nào không chịu nộp phí cũng đều bị ghi các hình ảnh lại làm bằng chứng đồng thời cũng cung cấp hình ảnh cho hệ thống nhận dạng biển số ANPR.
Trong một hệ thống GPS / GNSS người ta loại bỏ các OBU và sử dụng vệ tinh để phát hiện một chiếc xe đang chạy trong khu vực phải thu phí. Tuy nhiên để bắt người lái xe phải nghiêm chỉnh thực thi việc nộp phí thì vẫn cần xây dựng, vận hành các cơ sở hạ tầng trên đường như các hệ thống ANPR/DSRC thông thường. Đối với mỗi hệ thống thu phí điện tử vấn đề quan trọng là nghiên cứu thiết kế toàn bộ hệ thống, cân bằng cả hệ thống thu phí và hệ thống giám sát. Duy trì quá cao tập trung vào hệ thống thu phí tiên tiến có thể trong một số trường hợp có thể khó khăn khi thực thi hiệu quả một số thủ tục bắt buộc nộp phí. Sau đây chúng ta sẽ đi vào nghiên cứu tổng quan các công nghệ thu phí cụ thể:
2.1. Công nghệ RFID
2.1.1 Giới thiệu về công nghệ RFID
RFID là công nghệ xác nhận dữ liệu đối tượng bằng sóng vô tuyến để nhận dạng, theo dõi và lưu thông tin trong một thẻ. Kỹ thuật RFID có liên quan đến hệ
không tiếp xúc trực tiếp ở khoảng cách xa, mà không thực hiện bất kì giao tiếp vật lý nào hoặc yêu cầu một sự nhìn thấy giữa hai thiết bị.
Các thành phần chính trong hệ thống RFID là thẻ, reader, phần dẻo và cơ sở dữ liệu.
Một hệ thống RFID toàn diện bao gồm các thành phần
Thẻ RFID ( RFID Tag, Transponder - bộ phát đáp ) được lập trình điện tử với thông
tin duy nhất.
Các reader
Host computer-server-database: nơi mà máy chủ và hệ thống phần mềm giao diện với
hệ thống được tải. Nó cũng có thể phân phối phần mềm trong các reader và cảm biến. Cơ sở hạ tầng truyền thông: là thành phần bắt buộc, nó là một tập gồm cả hai mạng có dây và không dây và các bộ phận kết nối tuần tự để kết nối các thành phần đã liệt kê ở trên với nhau để chúng truyền với nhau hiệu quả[2].
2.1.2. Mô hình thu phí giao thông điện tử sử dụng công nghệ RFID
Hệ thống trạm thu phí tự động không dừng áp dụng công nghệ RFID sẽ tương tự như một hệ thống RFID active và gồm ba thành phần cơ bản như sau
Khối phát hành thẻ RFID
Box RFID trên mỗi xe - Box trạm
Hình 2.1: Mô hình hệ thống thu phí giao thông không dừng
Khối phát hành thẻ RFID
Phần này sẽ được đặt ở trung tâm quản lý của toàn hệ thống. Ở đây sẽ có các chức năng như sau:
Phát hành các loại thẻ có lưu thông tin về xe , người lái xe . Thực hiện việc nạp tiền vào tài khoản để qua trạm thu phí.
Hình 2.2: Quy trình đăng kí sử dụng một BOX RFID
Box RFID trên mỗi xe
Mỗi xe sẽ có một box(gồm hai thành phần chính là reader RFID,module thu phát RF,và một vi điều khiển) và một số loại thẻ RFID ghi thông tin về xe và chủ xe đang lưu thông.
Box trạm
Hình 2.4: Mô hình một BOX TRẠM trang bị ở trạm thu phí
Khi xe đi qua trạm thu phí thì vi điều khiển trên box sẽ nhận được lệnh từ hệ thống điều khiển trung tâm qua sóng vô tuyến và đọc những thông tin trên thẻ gửi về PC nhằm so sánh với cơ sở dữ liệu sẵn có.
Khối xử lý cơ sở dữ liệu
Hình 2.5: Mô hình giao tiếp giữa trạm và các xe
Từ BOX trạm, toàn bộ thông tin về xe mang RFID tag tương ứng sẽ được đọc về máy tính và hiển thị lên giao diện. Chương trình lúc này sẽ tự động đối chiếu các thông tin về xe và kiểm tra tài khoản của chủ xe. Nếu các thông tin là hợp lệ và số tiền trong tài khoản đủ cho chuyến đi thì chương trình sẽ tự động trừ số tiền qua
trạm của xe tương ứng và đồng thời sẽ trả về cho xe tín hiệu báo hiệu là đã có thể qua trạm.Ngược lại nếu vì một lý do nào đó mà xe vẫn chưa có các điều kiện cần thiết để qua trạm ( như tài khoản không đủ tiền, thông tin về xe không hợp lệ,…..) thì chương trình sẽ thông báo cho chủ xe biết.Khi đó chủ xe sẽ phải có nhiệm vụ đưa xe vào làn đường phụ để giải quyết những vấn đề phát sinh : như nạp thêm tiền vào tài khoản, kiểm tra sự hoạt động của box,….
Về cơ bản hệ thống sẽ chỉ có chức năng thu phí cho xe khi qua trạm. Bên cạnh đó ta
cũng có thể mở rộng thêm một số tính năng của hệ thống như sau:
Kiểm tra trọng tải của xe qua trạm. Việc này yêu cầu trước mỗi trạm thu phí phải có
một trạm cân xe tự động. Trạm này sẽ lưu những dữ liệu về trọng tải thật của mỗi xe vào RFID tag. Và khi qua trạm thu phí ta sẽ có được những dữ liệu chính xác đầy đủ về mỗi xe khi qua trạm, từ đó có những biện pháp xử phạt thích hợp đối với những xe chở quá trọng tải.
Trạm thu phí có thể tích hợp thêm tính năng quản lý xe cho một công ty cụ thể nhằm giám sát hoạt động của các phương tiện đi lại trong công ty. Từ đó ban quản lý của công ty sẽ biết được hiệu quả của việc sử dụng xe trong công ty có đúng chức năng, nhiệm vụ hay không.
Kiểm tra xử phạt đối với lái xe. Mỗi lái xe sẽ được cung cấp một thẻ RFID làm bằng lái.Khi đó cảnh sát giao thông với một thiết bị đọc RFID chuyên dụng sẽ có thể kiểm tra nhanh chóng, chính xác những thông tin về lái xe và xe đang lưu thông. Nếu người lái xe có vi phạm nặng thì cảnh sát giao thông sẽ thực hiện việc đánh dấu trên thẻ RFID như việc bấm lỗ bằng lái đang dùng. Và khi đủ số lần đánh dấu quy định thì bằng lái sẽ bị vô hiệu hóa, buộc người lái xe phải học lại,thi lại để lấy bằng lái.
2.1.3. Ưu điểm, nhược điểm của công nghệ RFID
Ƣu điểm
Việc nhận dạng không cần tiếp xúc trực tiếp cho phép nhiều Tag có thể được đọc và ghi gần như cùng lúc .
Tốc độ đọc và ghi nhanh chính xác, tiết kiệm thời gian xử lý.
Bộ nhớ và lưu trữ dữ liệu của một thẻ RFID có thể lưu trữ từ 96 bits đến nhiều Kbyte vì thế có thể ứng dụng làm thành một cơ sở dữ liệu di động.
Thẻ RFID bền hơn mã vạch. Chúng được chế tạo từ các hợp chất đặc biệt để chống lại sử phá hủy của hóa chất và nhiệt độ.
Thẻ RFID không những có thể đọc mà còn có thể ghi thông tin. Mã vạch chỉ chứa thông tin cố định, không thay đổi được.
Kích thước nhỏ gọn. Nhƣợc điểm
Dễ bị ảnh hƣởng: có thể làm tổn hại hệ thống RFID bởi việc phủ vật liệu bảo vệ từ 2 đến 3 lớp kim loại thông thường để ngăn chặn tín hiệu radio. Cũng có thể tổn hại hệ thống RFID bởi việc đặt hai item đối ngược với cái khác để một thẻ che cái khác. Điều đó có thể hủy các tín hiệu. Điều này đòi hỏi kiến thức về kỹ thuật và sự canh thẳng hàng cẩn thận.
Việc thủ tiêu các thẻ: các thẻ RFID được dán bên trong bao bì và được phô ra dễ thủ tiêu. Điều này có nghĩa là sẽ có nhiều vấn đề khi người sử dụng biết rõ hơn về vai trò của thẻ.
Giá cả vẫn còn khá cao: Những thẻ RFID giá rẻ thường đi đôi với việc có rất nhiều lỗ hổng về bảo mật, ngược lại những thẻ có bảo mật tốt thì lại khá đắt. Vì thế ta phải cân đối giữa 2 vấn đề bảo mật và giá cả. Ta không thể gắn 1 chip RFID có giá 5USD lên 1 cuốn sách giá chỉ có 50.000VNĐ.
Vấn đề bảo mật: Các thông tin bên trong RFID của sản phẩm có thể đọc được ở khoảng cách xa. Vì thế phát sinh các vấn đề nhƣ thông tin cá nhân bị
lộ, bị giới hacker lợi dụng. Không chỉ đe dọa thông tin cá nhân của người tiêu dùng, các lỗ hổng công nghệ của RFID còn có thể "tiếp tay" cho những kẻ bất lương đánh lừa người bán hàng chỉ bằng cách đơn giản là thay đổi mã hàng, giá sản phẩm... hacker có thể sử dụng thiết bị như PDA hay Pocket PC có trang bị đầu đọc RFID để quét thẻ gắn trên sản phẩm và ghi lại một giá mới có lợi cho anh ta. Hacker có thể thay thế thông tin trên đó bằng dữ liệu cùng loại rồi ghi lại vào thẻ trên sản phẩm mà không hề bị phát hiện. Các quầy thanh toán tự động không thể phát hiện được những thay đổi trên của hacker[4].
2.2. Công nghệ ANPR
2.2.1. Giới thiệu về công nghệ ANPR
Hệ thống tự động nhận dạng biển số xe, Automatic Number Plate Recognition (ANPR), là hệ thống sử dụng camera để thực hiện việc kiểm tra, xác định biển số của phương tiện một cách tự động, từ đó có khả năng hỗ trợ truy vấn các thông tin chi tiết cấp cao hơn như tên chủ phương tiện, thông tin đăng kí, ... Hệ thống này được ứng dụng nhằm giải quyết các vấn đề liên quan tới an ninh, thống kê khảo sát, giám sát và theo vết…
Các thành phần chính của hệ thống nhận dạng biển số xe:
Phần cứng: camera thu nhận hình ảnh, máy tính hay bộ xử lý chuyên dụng
Phần mềm: hệ thống xử lý hình ảnh thu được từ camera và cho ra kết quả. Những khó khăn mà một hệ thống ANPR thông thường phải vượt qua để đạt độ chính xác được chấp nhận đó là: điều kiện tự nhiên của không gian và thời gian áp dụng hệ thống, điều kiện bối cảnh, điều kiện quy định định dạng của biển số, điều kiện hiện trạng của biển số và điều kiện về cách thức bố trí thiết bị.
Bắt hình từ Camera
So khớp biển số xe với các biển số có trong cơ sở dữ liệu để truy vấn thông tin
Tiền xử lý ảnh nhằm chuẩn bị cho các bƣớc sau
Xử lý trích xuất vùng biển số xe
Cô lập các ký tự trong biển số xe