Do đó, để giải quyết tình trạng này, chính quyền thành phố có thể xây dựng nhiều giải pháp trong đó có giải pháp phân luồng giao thông thông minh cho thành phố. Giải pháp này hướng tới 2 mục tiêu chính:
Đối với trung tâm điều hành và quản lý giao thông Thành phố:
- Thu thập và xử lý các loại thông tin giao thông trên các tuyến đường bao gồm: hình ảnh camera, vận tốc và mật độ lưu thông, thời tiết, thông tin phát hiện về sự cố, tai nạn hay các hành vi vi phạm giao thông của người điều khiển phương tiện
- Giám sát và quản lý thông tin đối với các sự kiện liên quan diễn ra trên tuyến đường dẫn đến ùn tắc giao thông, tai nạn, sự cố, thời tiết
- Cung cấp các loại thông tin chỉ dẫn có thể thay đổi theo thời gian cho người tham gia giao thông như: thời tiết, mật độ, tư vấn hành trình, thông tin về sự cố, tai nạn
- Tiếp nhận và xử lý kịp thời các thông tin về tình trạng trên các tuyến đường để điều động các lực lượng tham gia ứng cứu, phân luồng
- Chủ động thực hiện các biện pháp điều tiết giao thông từ xa
- Theo dõi hoạt động và bảo trì bảo dưỡng các thiết bị thuộc hệ thống quản lý giao thông
Đối với người tham gia giao thông:
- Có thể tra cứu hệ thống chỉ dẫn để tránh các đoạn đường hay tuyến phố ùn tắc
- Sử dụng các dịch vụ gia tăng của hệ thống và nâng cao ý thức chấp hành luật giao thông đường bộ.
b. Nguyên lý hoạt động
Để thực hiện giải pháp phân luồng giao thông trên nền tảng ITS, trung tâm điều hành và quản lý giao thông thành phố cần thu thập và xử lý các dữ liệu thu được từ hệ thống camera giám sát và hệ thống định vị GPS trên các phương tiện giao thông công cộng để từ đó đưa ra những cảnh báo về tình trạng ùn tắc giao thông cho người dân thông qua các thiết bị di động ho c hệ thống bảng điện tử thông minh. Ngoài ra, trung tâm và các doanh nghiệp có thể phát triên các dịch vụ gia tăng để người dân có thể sử dụng cho cuộc sống của họ như: dịch vụ cứu hộ, dịch vụ chỉ đường, dịch vụ tra cứu giao thông
c. Yêu cầu
Đối với các phương tiện di chuyển công cộng:
Ứng dụng công nghệ GPS trong các bài toán quản lý phương tiện giao thông đang trở nên phổ biến trên thế giới và nó mang lại giá trị gia tăng cao dựa trên công nghệ viễn thông và công nghệ thông tin. Việc áp dụng công nghệ GPS trong việc quản lý phương tiện sẽ đem lại hiệu quả cao, phù hợp với các phương thức quản lý tập trung hiện đại. Hiện nay, hầu hết các phương tiện kinh doanh vận tải đều được lắp đ t thiết bị giám sát hành trình theo quy chuẩn 31:2011/BGTVT.
Thiết bị giám sát hành trình có chức năng liên tục ghi, lưu trữ và truyền phát qua mạng internet về máy tính trung tâm của các doanh nghiệp (hình 3.2). Nó bao gồm:
- Thông tin về thời gian làm việc của lái xe: thời gian, tọa độ bắt đầu và kết thúc làm việc.
- Thông tin về số lần, tọa độ, thời điểm và thời gian dừng đỗ xe trong suốt hành trình của xe
- Thông tin về thời gian và số lần đóng mở cửa xe, bao gồm: tọa độ xe, tốc độ xe, thời điểm và thời gian đóng mở cửa xe
- Thông tin về hành trình của xe bao gồm: thời gian, tốc độ, quãng đường chạy
- Thông tin về đốc độ vận hành trung bình mỗi phút của xe tương ứng với thời gian thực trong suốt hành trình của xe; tốc độ xe tức thời từng giây trong suốt hành trình, cảnh báo lái xe khi chạy quá tốc độ
Những dữ liệu thu thập được từ các phương tiện giao thông công cộng có sử dụng thiết bị giám sát hành trình sẽ được chuyển về máy tính trung tâm của các doanh nghiệp đồng thời sẽ được tích hợp với trung tâm quản lý, điều hành giao thông thành phố để phục vụ cho việc xử lý và giải quyết trình trạng ùn tắc giao thông trong đó có việc tổ chức phân luồng giao thông trên các tuyến đường.
Đối với trung tâm quản lý, điều hành giao thông:
Hình 3.3: Trung tâm điều khiển tín hiệu giao thông Hà Nội
Để xây dựng trung tâm quản lý và điều hành giao thông, thành phố cần tập trung xây dựng:
Hệ thống máy chủ:
- Đây là hệ thống quan trọng nhất trong việc tích hợp các phương thức truyền thông, dữ liệu trong hệ thống ITS. Hầu hết các camera giám sát đều ghi nhận hình ảnh tham gia giao thông của phương tiện cũng như người tham gia ở độ phân giải cao (Full HD) cho nên hệ thống máy chủ cần có không gian lưu trữ lớn, tốc độ xử lý hình ảnh nhanh khi các hình ảnh được chuyển về cập nhật một cách liên tục trong thời gian ngắn. Bên cạnh đó, hệ thống máy chủ còn tích hợp dữ liệu về các phương tiện vận tải công cộng từ các doanh nghiệp nên đ i hỏi cấu hình máy chủ phải đáp ứng được các yêu cầu thực tế đề ra. Hình 3.4 mô tả quy trình xử lý thông tin của hệ thống máy chủ để đưa ra những cảnh báo cho người đi đường.
Hình 3.4: Quy trình xử lý thông tin giao thông Hệ thống truyền dẫn: Hệ thống truyền dẫn:
- Hệ thống truyền dẫn kỹ thuật số được xây dựng để đảm bảo hạ tầng truyền thông kết nối giữa các thiết bị trên đường, trong nhà dịch vụ và trung tâm quản lý điều hành giao thông.
- Hệ thống truyền dẫn cần được thiết kế theo cấu trúc phân lớp bao gồm: o Lớp đường trục: để kết nối giữa các trạm với trung tâm
o Lớp biên: để kết nối các thiết bị đ t bên đường với trung tâm như: camera giám sát, biển báo thông minh
o Lớp truy cập: để kết nối các thiết bị cục bộ như kết nối dữ liệu tích hợp với các trung tâm dữ liệu liên quan, kết nối các thiết bị định vị, thiết bị truy cập dịch vụ
- Khi thiết kế hệ thống truyền dẫn cần lưu ý áp dụng các dạng mạch vòng (Ring topology) có tính dự ph ng để có thể tự động phục hồi khi xảy ra đứt cáp tại một điểm kết nối trên mạch.
- Khi thiết kế hệ thống truyền dẫn cần kết nối với hệ thống quản trị, kiểm soát chất lượng dịch vụ (QoS), giám sát sự xuất hiện và phục hồi sự cố, ghi nhận và sửa chữa cấu hình hệ thống mạng
- Hạ tầng xây dựng cho các tuyến cáp của hệ thống truyền dẫn đáp ứng các tiêu chuẩn chung đối với hạ tầng mạng viễn thông.
Hệ thống camera giám sát giao thông:
- Hệ thống cung cấp hình ảnh trực quan về tình hình tuyến đường lưu thông trên tuyến xung quanh vị trí lắp đ t máy quay giúp cho người vận hành nắm rõ tình hình giao thông trên tuyến đường và đưa ra các xử lý kịp thời[7]. Các camera giám sát giao thông được sử dụng với hai mục đ ch:
o Quan sát trực quan d ng lưu thông và phát hiện các tai nạn, sự cố xảy ra trên tuyến đường;
o Phát hiện những thay đổi của thời tiết (có sương m , mưa lớn..) để đưa ra cảnh báo cho người tham gia đề phòng tai nạn.
- Vị trí lắp đặt có độ bao phủ tốt:
o Các điểm vào/ra, các điểm giao cắt giữa các tuyến đường trong thành phố;
o Những đoạn đường có nguy cơ xảy ra sự cố và tắc nghẽn giao thông, điểm có thể bị ngập lụt và bị ảnh hưởng của điều kiện thời tiết ; o Các tuyến đường có lưu lượng phương tiện lớn như: Đào Tấn, Kim
Mã, Nguyễn Trãi, Cầu Giấy
- Cấu trúc của hệ thống:
o Camera được lắp đ t tại các điểm vào/ra, các điểm giao cắt, các điểm có nguy cơ xảy ra sự cố cần dùng loại có khả năng quan sát toàn cảnh, điều khiển quay quét từ xa;
o Camrea được lắp đ t để theo dõi từng đoạn liên tục, khoảng cách mỗi đoạn camera có thể theo dõi trong khoảng 50-1000m
o Các dự liệu thu được từ camera cần được xử lý nén hình ảnh cũng như loại bỏ hình ảnh t nh để giảm thiểu dung lượng dữ liệu truyền thông và xử lý trung tâm sau đó truyền về trung tâm qua hệ thống truyền dẫn; o Các thiết bị lắp bên đường cần được đảm bảo nguồn điện;
o Tại trung tâm quản lý và điều hành giao thông: các dữ liệu truyền về cần được lưu trữ, giải mã và hiển thị tại các màn hình theo dõi trung tâm và được tự động xử lý để đưa ra các kết quả theo yêu cầu.
- Công nghệ áp dụng:
Các hệ thống camera giám sát thường sử dụng công nghệ truyền hình mạch kín (Closed-circuit television - CCTV). CCTV sử dụng các camera để truyền tín hiệu hình ảnh tại một địa điểm cụ thể đến các thiết bị điều khiển. Hiện nay, cùng với sự phổ biến của các camera IP thì hệ thống giám sát sử dụng camera IP đang dần tỏ ra ưu việt với những đ c tính và vai trò nổi bật hơn so với hệ thống giám sát sử dụng CCTV.
- Quy trình thực hiện:
o Theo dõi hình ảnh video trực tuyến thu nhận được từ các camera được hiển thị trên màn hình để nắm bắt tình trạng giao thông tại các điểm; o Khi nhận được thông báo về tai nạn, sự cố, kiểm tra khẳng định lại các
sự kiện tại hiện trường giao thông thông qua hình ảnh thu được từ camera. Từ đó đưa ra các phương án xử lý kịp thời;
o Tra cứu dữ liệu video đã được ghi hình lưu trữ để xem, tìm kiếm và xử lý;
o Hình ảnh video thu được sẽ được phân tích và xử lý bởi các thiết bị xử lý hình ảnh chuyên dụng để:
D đếm lưu lượng, đo tốc độ xe của dòng giao thông tại điểm mà camera quan sát được;
Phát hiện, cảnh báo các sự kiện có thể gây ảnh hưởng đến an toàn giao thông;
Nhận dạng biển số, kiểm soát chấp hành quy tắc an toàn giao thông của các phương tiện.
- Yêu cầu của hệ thống:
o Hệ thống phải đảm bảo yêu cầu quản lý giám sát từ xa của trung tâm điều hành giao thông nhằm tăng cường an toàn và sự thuận tiện cho các phương tiện tham gia giao thông;
o Tất cả các điểm giao cắt, tuyến giao thông quan trọng, hay xảy ra ùn tắc và tai nạn giao thông phải được lắp đ t camera giám sát giao thông.
Có thể quan sát rõ d ng phương tiện giao thông trong mọi điều kiện ánh sáng ban ngày và cả ban đêm;
o Thiết kế hệ thống có tính hiện đại, lựa chọn các thiết bị công nghệ phù hợp với điều kiện tại Việt Nam và đáp ứng chuẩn của thế giới;
o Hệ thống có tính mở, dễ dàng mở rộng và phát triển tích hợp với các hệ thống khác;
o Hệ thống lưu trữ, ghi hình video được quản lý lưu trữ tập trung, đảm bảo có dung lượng phù hợp và tính sẵn sàng cao để không làm mất hình ảnh trong thời gian lưu trữ;
o Hệ thống khi triển khai phải đảm bảo tính khả thi, phù hợp với điều kiện kinh tế, cơ sở hạ tầng và đ c thù giao thông ở Hà Nội.
- Thành phần của hệ thống:
o Hệ thống camera:
Các camera giám sát giao thông được lắp đ t trong điều kiện hoạt động ngoài trời;
Các thiết bị camera phải hoạt động 24/7, ngoại trừ thời gian bảo dưỡng hay sửa chữa. Hình ảnh thu nhận có thể quan sát rõ trong mọi thời điểm khác nhau;
Các camera được phân làm 2 loại: camera quay quét ho c camera t nh;
Lựa chọn lắp đ t camera k thuật số và cho hình ảnh có độ phân giải cao theo chuẩn HD. Mỗi camera được định danh bằng một địa chỉ IP trên mạng kết nối;
Ngày nay, nhiều loại camera có thể đo đếm được số người tham gia giao thông tại các điểm giao cắt ho c có thể t nh được vận tốc di chuyển trung bình của các phương tiện. Do vậy, việc lựa chọn camera không chỉ đảm bảo chất lượng hình ảnh mà còn có thể xử lý thông minh, hỗ trợ cho các hệ thống khác.
o Hệ thống lưu trữ, xem hình tại trung tâm:
Cho phép thực thi toàn bộ quy trình quản lý theo dõi, kiểm tra, tra cứu và tìm kiếm hình ảnh lưu trữ của các camera giám sát giao thông tại trung tâm. Hệ thống thành phần này sử dụng các thiết bị bao gồm các máy chủ, máy lưu trữ hình ảnh, máy tính trạm, màn hình hiển thị, thiết bị điều khiển camera, phần mềm quản lý video
Thiết bị ghi hình video là loại sử dụng k thuật số cho phép lưu lại một số tệp video được tiếp nhận trực tiếp từ các camera qua mạng truyền dẫn dữ liệu IP;
Hình ảnh thu được từ camera có thể được hiển thị theo dõi trên màn hình giám sát của người vận hành ho c trên màn hình khổ lớn. Các camera sẽ được kiểm soát, điều khiển từ xa việc quay quét, thu phóng ống kính camera với bàn phím, chuột ho c thiết bị điều khiển chuyên dụng;
Phần mềm quản lý video cho phép kiểm soát việc ghi hình, lưu trữ và hiển thị hình ảnh trên các màn hình giám sát. Phần mềm cung cấp giao diện trực quan, dễ sử dụng cho người quản trị.
o Hệ thống truyền dẫn hình ảnh và tín hiệu điều khiển:
Mạng truyền dẫn kết nối trực tuyến giữa các camera giám sát với hệ thống thiết bị tại trung tâm quản lý điều hành để đảm bảo yêu cầutruyền tải dữ liệu hình ảnh thời gian thực;
Mạng truyền dẫn được xây dựng trên nền tảng của công nghệ mạng IP với phương thức truyền dẫn hữu tuyến ho c vô tuyến.
- Yêu cầu kỹ thuật:
Thiết bị camera IP: Các camera IP sử dụng cho mục đ ch giám sát giao thông cần đạt được các thông số kỹ thuật chung tối thiểu như:
o Khả năng quan sát cả ngày lẫn đêm với độ nhạy sáng tối thiểu 0,5 lux; o Hình ảnh cung cấp có độ phân giải tối thiểu chuẩn HD 720p
(1280x720) với 25 khung hình/giây;
o Cung cấp luồng video quan sát đầu ra quang mạng IP;
o Sử dụng ống kính có tiêu cự phù hợp với góc quan sát của camera; o Có thể tự động điều chỉnh lấy nét hình ảnh;
o Có khả năng điều chỉnh bằng tay và tự động mở ống k nh để phù hợp với độ sáng;
o Có khả năng xử lý tự động hình ảnh thu nhận được; o Có hộp bảo vệ tránh mưa, nắng và chống bụi;
o Hoạt động ổn định trong điều kiện thời tiết và môi trường Việt Nam; o Các camera có khả năng quay quét cần quay được ít nhất 350 độ quay
o Có thể phóng to để nhìn r phương tiện cách xa trên 1000m
o Phải được hỗ trợ các t nh năng thông minh như tự động phát hiện chuyển động, cảnh báo hình ảnh bị mờ ho c che khuất, có khả năng đo đếm phương tiện chuyển động
o Thiết bị phải có t nh năng tiết kiệm năng lượng với công suất không vượt quá 50W với camera t nh, và 100W với camera quay quét;
o Các camera phải cung cấp giao diện cho phép cấu hình và xem hình ảnh trực tuyến trên Web. Các thiết bị trung tâm có thể giao tiếp và điều khiển camera qua mạng IP theo chuẩn ONVIF;
Thiết bị ghi hình mạng: Hình ảnh video mà camera IP thu được sẽ truyền tải về các thiết bị ghi hình mạng để lưu trữ và xử lý nên cần có các chức năng tối thiểu sau:
o Ghi hình các tệp dữ liệu video;
o Cho phép ghi hình cùng lúc luồng video của nhiều camera IP khác nhau;
o Quản lý việc ghi hình liên tục, ghi theo thời gian đ t lịch trước ho c ghi theo sự kích hoạt của các sự kiện bên ngoài;
o Cho phép thực hiện tìm nhanh hình ảnh;