hiện nay [6]
1.4.1 Điểm mạnh
- Thành Phố Biên Hòa là trung tâm của tỉnh công nghiệp lớn nhất nước nên luôn nhận được sự đầu tư của chính phủ và các doanh nghiệp nước ngoài. Đã bắt đầu phát triển nhanh và mạnh như các thành phố khác trên thế giới; Hiện tại Tỉnh Đồng Nai đưa ra một lộ trình phát triển hệ thống giao thông toàn diện nhằm tạo ra một môi trường lưu thông thuận tiện và an toàn cho người tham gia giao thông.
- Nghiên cứu được xây dựng phù hợp trên điều kiện tại Thành Phố Biên Hòa trong tương lai.
1.4.2 Điểm yếu
- Hệ thống giao thông thành phố Biên Hòa rất phức tạp, không phân cấp rõ ràng, phương tiện cá nhân chiếm quá nhiều; Cơ sở hạ tầng giao thông còn kém phát triển, phát tiển chưa đồng bộ dẫn đến hiệu quả của các giải pháp đưa ra chưa được cao
- Văn hóa giao thông hay thói quen giao thông công cộng của người dân nước ta chưa cao.
17
1.4.3 Cơ hội
- Xu thế phát triển giao thông theo hướng hiện đại là một xu thế đã đang và sẽ được áp dụng ở nước ta nói chung và Thành phố Biên Hòa sắp tới; Tỉnh Đồng Nai ngày càng quan tâm đến việc phát triển hạ tầng xã hội
- Chúng ta là nước đi sau học hỏi được nhiều mô ITS đã được áp dụng thành công trên thế giới; Ngày còn có nhiều doanh nghiệp đầu tư vào lĩnh vực hạ tầng và quản lý đô thị bằng hệ thống giao thông thông minh (ITS) với nhiều hình thức đầu tư khác nhau.
1.4.4 Thách thức
- Vốn đầu tư cho hệ thống giao thông ban đầu thường rất là lớn. Công nghệ hiện đại phức tạp; Mật độ xe cộ lưu thông tại Thành Phố Biên Hòa đã bắt đầu tăng cao.
- Văn hóa giao thông ở nước ta nói chung và tại Thành Phố Biên Hòa còn nhiều vấn đề để bàn; Còn nhiều tiêu cực trong lĩnh vực đầu tư cơ bản ở Việt Nam.
- Những vấn đề an ninh, bảo vệ các thiết bị cũng có nhiều chú ý: nạn trộm cắp các thiết bị đắt tiền.
18
CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 2.1 Mối quan hệ giữa quy hoạch giao thông và quy hoạch đô thị [5]
Hệ thống giao thông là một phần quan trọng và không thể thiếu được của đô thị: đảm bảo liên hệ giữa nội đô và ngoại vi, giữa các các bộ phận chức năng và liên chức năng với nhau, giữa đô thị với các vùng của đất nước.
2.1.1 Chức năng của hệ thống giao thông đô thị
a) Chức năng liên hệ và điều hoà giao thông: chức năng chủ yếu nhằm bảo đảm việc đi lại và vận chuyển hàng hoá trong đô thị, trên các đường phố. Trong các đô thị hiện đại, đường phố là công trình giao thông phức tạp, có nhiệm vụ thỏa mãn đến mức tối đa các nhu cầu giao thông, cụ thể là:
- Đảm bảo liên hệ giao thông thuận tiện, nhanh chóng với đoạn đường ngắn nhất và an toàn cao; Đảm bảo tổ chức các tuyến giao thông công cộng một cách hợp lý; Liên hệ tốt giữa các khu vực của đô thị như khu dân dụng với khu công nghiệp, các khu nhà ở với trung tâm đô thị, nhà ga công viên; Liên hệ mật thiết và thuận tiện với các đường ô tô và các khu vực bên ngoài đô thị.
- Có khả năng phân bố lại các luồng giao thông tại các đường phố trong trường hợp một số đoạn đường có sự cố hoặc đang sửa chữa; Thỏa mãn những điều kiện phát triển giao thông đô thị trong tương lai.
b) Chức năng kỹ thuật: Trong các thành phố hiện đại, giao thông bao gồm các công trình kỹ thuật phức tạp, gồm các công trình ngầm và các công trình trên mặt đất, trên cao.
c) Điều hoà vi khí hậu đô thị: không gian thoáng, dài của đường và quảng trường có tác dụng dẫn gió, tăng độ ẩm mát, hạ nhiệt độ nhờ các dải cây xanh và mặt nước dọc đường phố.
d) Về phƣơng diện cảnh quan: Nơi thụ cảm phong cảnh, giao tiếp xã hội sinh động và phong phú… Đường phố là một bộ phận của tổng thể kiến trúc toàn đô thị. Đường phố như một không gian toàn diện, được kết hợp rất nhiều những yếu tố khác nhau trong đó có yếu tố giao thông, điều kiện khí hậu, điều kiện đất đai, lối sống và điều kiện lịch sử…
19
2.1.2 Quan hệ giữa quy hoạch giao thông và quy hoạch đô thị [5]
- Quy hoạch GTVT hợp lý là phần công tác quan trọng nhất trong quy hoạch đô thị: đáp ứng các yêu cầu giao thông hàng ngày tiện lợi, an toàn, kinh tế, nhanh chóng, kịp thời… Phát triển GTVT phải đi trước một bước là quy luật chung trong nền kinh tế, trong đô thị nó góp phần tạo nên bộ mặt của đô thị, là yếu tố quyết định sự thành công của đô thị hoá… Là cầu nối giữa sản xuất và lưu thông, tiêu dùng… mở rộng thị trường, giao lưu giữa các khu vực và các đô thị … Cần được ưu tiên đầu tư về kinh phí, thời gian…
- Sự khác nhau rõ rệt giữa đô thị và nông thôn thể hiện trong mức độ đầu tư cơ sở hạ tầng: GTVT, điện nước, thông tin liên lạc… Chú trọng đến diện tích đất dành cho giao thông trong đô thị: 15%-25%...
- Về bố cục đô thị: giao thông là một trong những yếu tố để tổ chức không gian đô thị. Trục của đường và vị trí quảng trường là khung bố trí quy hoạch đô thị. Thông thường bố cục quy hoạch tổng thể đô thị và các quần thể đều xoay quanh hệ thống giao thông. Các tuyến giao thông chính, quan trọng có vai trò quyết định trong việc xác định bố cục chính, phụ của đô thị…
- Các yêu cầu của giao thông có ảnh hưởng quyết định đến việc bố trí chỗ ở, nơi làm việc, nghỉ ngơi và các tiện ích phục vụ hàng ngày cho dân cư, ảnh hưởng trực tiếp đến quy mô khu công nghiệp và khu dân cư, tác động đến tiến trình hiện đại hoá đất nước.… Lưu lượng dòng xe có ảnh hưởng quyết định đến cấu trúc đường và nút giao thông. Quan hệ giữa phương tiện giao thông cá nhân và giao thông công cộng ảnhhưởng rất lớn đến quy hoạch thành phố: nếu không giải quyết tốt sẽ tăng tai nạn giao thông, tăng ùn tắc và phải tăng các bãi đậu xe, phải mở rộng đường phố …
- Việc hiện đại hoá giao thông cho phép mở rộng quy mô sản xuất, mở rộng thành phố, nâng cao tiện ích cuộc sống trong đô thị …
2.2 Quy hoạch hệ thống quản lý điều hành giao thông thông minh đô thị 2.2.1 Yêu cầu thiết kế hệ thống giao thông thông minh 2.2.1 Yêu cầu thiết kế hệ thống giao thông thông minh
20
Một hệ thống điều khiển giao thông thông minh trên các thành phố hiện đại là rất cần thiết, nhưng phải phù hợp với thực tế Việt Nam. Nói cách khác nó phải đạt được những yêu cầu sau:
- Tính hiện đại: áp dụng được các công nghệ mới, phù hợp với xu thế phát triển thế giới;
- Tính khả thi: phù hợp với điều kiện kinh tế, cơ sở hạ tầng và đặc thù giao thông Việt Nam, có khả năng triển khai ngay hoặc ở tương lai gần;
- Phát huy được hiệu quả khai thác đường giao thông và mạng lưới giao thông vận tải: giảm thiểu ách tắc tối ưu hóa khả năng thông qua của mạng lưới giao thông (mà không xét đến sự cải tiến cơ sở hạ tầng về đường xá), tăng cường khả năng giám sát, quản lý, điều hành các phương tiện vận tải;
- Tăng tính tiện lợi cho người tham gia giao thông: đảm bảo cung cấp các thông tin cần thiết cho người tham gia giao thông.
2.2.2 Phƣơng pháp quy hoạch giao thông đô thị a) Phƣơng pháp tiếp cận chung
- Xác định nhu cầu giao thông: Quy hoạch cho vận chuyển con người và hàng hóa.
- Xác định khả năng cung cấp: Vị trí, công suất và các tiện ích giao thông.
b) Phƣơng pháp tiếp cận chi tiết
- Trình bày các phương án thu thập thông tin.
- Phát triển các mô hình giao thông, các phương thức giao trên cơ sở các thông tin thu thập được.
21
Hình 2.1: Quy trình quy hoạch giao thông đô thị
a) Xác lập mục tiêu
Xác định mục đích của việc làm quy hoạch, các việc cần làm, thời gian hoàn thành; Xác định các vần đề và các ràng buộc; Giảm thiểu tai nạn giao thông; Giảm chấn thương và tử vong do tai nạn giao thông; Tăng cường an toàn giao thông cho từng đối tượng sử dụng đường.
b) Thu thập số liệu
Thu thập số liệu; Quan trắc
c) Phƣơng pháp phân tích
Phân tích số liệu; Phát triển mô hình phù hợp hệ thống giao thông hiện tại và tương lai.
d) Dự đoán
Dự đoán tình hình tương lai; Yêu cầu: Dự đoán về dân số, các hoạt động kinh tế, xã hội,…
e) Thiết lập phƣơng án
Nhiều phương án đưa ra để so sánh, đánh giá trên cơ sở đó lựa chọn một phương án phù hợp nhất.
22
Trình bày các phương án; Đánh giá các phương án: Khảo sát và thử tất cả các phương án nhằm chọn ra phương án tốt nhất thỏa mản mục tiêu đề ra như tính khả thi về kỹ thuật và kinh tế, môi trường và xã hội.
g) Thực thi
Dự trù kinh phí hoạt động: thiết kế chi tiết; đầu tư; tài chính.
2.2.4 Mô hình cấu trúc hệ thống giao thông thông minh [11]
Hình 2.2: Sơ đồ cấu trúc logic Hình 2.3: Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển giao thông thành phố thông minh Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài, từ mô hình cấu trúc tổng quát của hệ thống quản lý, điều hành giao thông thành phố, chúng tôi lựa chọn một mô hình đơn giản, khả thi về hệ thống điều khiển giao thông thành phố thông minh sau, cùng các cụm thiết bị nghiên cứu thiết kế chế tạo:
Đặc điểm của mô hình đề ra tạo được chu trình kín về thông tin trong hệ thống. Dòng thông tin được bắt đầu từ việc thu nhập dữ liệu về trạng thái thực hệ thống giao thông bao gồm: thông tin về lưu lượng, vận tốc dòng xe trên đường (thông qua giải pháp đếm xe bằng camera), thông tin về vị trí, vận tốc của xe (trên cơ sở sử dụng cộng nghệ định vị toàn cầu GPS). Các thông tin này được truyền về
23
trung tâm điều hành. Ở đây với sự trợ giúp của một số thiết bị khác như bản đồ điện tử, phần mềm mô phỏng, cơ sở dữ liệu GIS, các thuật toán điều khiển giao thông,… người quản lý, điều hành giao thông có thể đưa ra các phương án điều khiển giao thông tối ưu, như phân luồng, điều khiển chu kỳ đèn tín hiệu,…
2.3 Cơ sở pháp lý nhà nƣớc
- Luật quy hoạch đô thị của Quốc hội khóa XII, kỳ họp thứ 5 số 30/2009/QH12 ngày 17/6/2009.
- Quyết định số 162/2002/QĐ-TTg ngày 15/11/2002 của Thủ tướng Chính phủ về phê duyệt Quy hoạch phát triển ngành GTVT đường bộ Việt Nam đến năm 2010 và định hướng đến 2020.
- Quyết định số 33/2003/QĐ-TTg ngày 04/3/2003 của Thủ tướng Chính phủ về phê duyệt điều chỉnh quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội Đồng Nai thời kỳ 2001-2010.
- Công văn số 1717/TB-UBT ngày 25/4/2003 của UBND tỉnh Đồng Nai về việc rà soát lại Quy hoạch GTVT Đồng Nai đến năm 2010, lập quy hoạch GTVT có định hướng đến năm 2020.
2.4 Cơ sở thực tiễn
Hệ thống giao thông tại các thành phố lớn hiện nay ngày càng trở nên phức tạp: mạng lưới đường xá rộng, lưu lượng giao thông lớn, thành phần các phương tiện tham gia giao thông hiện đại và nhất là yếu tố phục vụ con người, giữ gìn môi trường ngày càng được quan tâm. Vì vậy vấn đề xây dựng các hệ thống quản lý, điều hành giao thông đô thị trở nên bức xúc hơn bao giờ hết. Trong đó không thể thiếu được vai trò ứng dụng các công nghệ khoa học kỹ thuật tiên tiến.
2.4.1 Ngoài nƣớc
a) Hệ thống giao thông thông minh ở thành phố Luân Đôn
Các giải pháp giao thông thông minh ở thành phố Luân đôn bao gồm: đèn đỏ và tốc độ, ưu tiên phương tiện vận tải công cộng, thông tin cho người tham gia giao thông, quản lý bến đỗ xe, điều khiển nút, trung tâm điều hành và điều khiển
24
giao thông thành phố, quản lý sự cố, trợ giúp người tàn tật, hệ thống thông tin cho người lái xe, mạng các camera giám sát, làn xe riêng cho xe buýt.
Hình 2.4: Hệ thống giao thông thông minh ITS ở Luân Đôn
25
b) Hệ thống giao thông thông minh ở Nhật Bản
Nhật Bản là một trong các nước đầu tiên trên thế giới nghiên cứu và triển khai hệ thông điều khiển giao thông thông minh (ITS), từ năm 1973. Hệ thống ITS là một tổng thể hệ thống lớn bao gồm các thành phần chính như đường, xe, người và các trung tâm điều hành, được liên kết bằng các luồng thông tin xử lý trên nền tảng các công nghệ hiện đại như công nghệ thông tin, công nghệ điện tử, … Qua nhiều giai đoạn hoàn thiện, nâng cấp, bức tranh về cấu trúc tổng quát hệ thống ITS có dạng như sơ đồ sau:
Hình 2.6: Hệ thông giao thông thông minh ở Nhật Bản.
c) Hệ thống điều hành giao thông ở thành phố Munich
Hệ thống điều hành giao thông ở thành phố Munich (CHLB Đức) được triển khai thông qua dự án có tên là MOBINET do Bộ Giáo dục và Nghiên cứu tài trợ. Dự án MOBINET xây dựng một cấu trúc hệ thống mở để điều khiển giao thông đường phố theo chiến lược điều hành sau:
- Ở mức độ cục bộ, sử dụng các phương pháp điều khiển thích nghi đáp ứng với những thay đổi ngắn hạn về lượng các sự kiện giao thông có thể (chẳng hạn, yêu cầu ưu tiên với giao thông công cộng) theo các mục tiêu định trước. Các
26
phản ứng này tiến hành trong khuôn khổ định trước ở mức chiến thuật. Đồng thời các số liệu vi mô thu thập được theo từng giây ở mức này sẽ được truyền lên mức chiến thuật.
- Trên cơ sở các thông tin thu thập được về dòng giao thông các phương pháp điều khiển thích nghi ở mức chiến thuật được sử dụng để đánh giá quan hệ giữa các điểm xuất phát và đến trên mạng giao thông, đưa ra những dự báo ngắn hạn và trung hạn về lưu lượng giao thông. Trên cơ sở đó kết hợp với các mô hình công tác tương ứng xác định phương án tổng quát tối ưu theo mục tiêu đã định.
- Mức chiến lược có nhiệm vụ giám sát việc điều khiển và tình hình giao thông đã thiết lập. Tại đây cần có các công cụ phần mềm trợ giúp cho người quản lý ra các quyết định điều hành. Có thể phân chia ở đây ra các hệ thống con làm từng nhiệm vụ riêng biệt như vận tải công cộng, giao thông thành phố, quản lý đường xá, … Điều quan trọng là phối hợp được hoạt động của các hệ thống này để đạt được hiệu quả của chính sách giao thông tổng quát và tối ưu hoá các khả năng thông qua của toàn bộ hệ thống giao thông.
Hình 2.7: Hệ thống điều hành giao thông ở thành phố Munich
d) Các dự án ITS ở Canada
Các ITS nhận được sự quan tâm rất lớn ở Canada. Từ năm 1999 Bộ giao thông Canada đã hỗ trợ 18 triệu USD cho các dự án và nghiên cứu ITS. Tổng
27
số các dự án được hỗ trợ là 25 và mỗi dự án được hỗ trợ 250.000 USD. Ví dụ, dự án lắp đặt và tích hợp công nghệ video vào hệ thống quản lý giao thông sẵn có ở thành phố Burlington có chi phí là 525.800 USD, được hỗ trợ 246.640 USD, dự án tích hợp hệ thống quản lý bằng video để tự động phát hiện sự cố trên đường vào hệ thống điều hành giao thông hiện tại ở thành phố Toronto có chi phí 325.000 USD được hỗ trợ 150.000 USD, dự án “Societe de transport de Laval” về ứng dụng công nghệ GPS trong tăng cường cung cấp dịch vụ thông tin thời gian thực cho người tham gia giao thông có chi phí 3.500.000 USD được hỗ trợ 250.000 USD …
e) Các hệ thống giao thông thông minh ở Ailen