Kết quả mô phỏng

3.3.1. Mô phỏng khi không có các trạm thu phát vô tuyến bên đƣờng.

Kịch bản mô phỏng sẽ là mô phỏng số lượng xe chạy liên tiếp nhau trên cạnh hình vuông 1000x1000m đi qua hai cạnh của hình vuông. Việc rẽ trên đường vuông góc 90o để giả thiết cho trường hợp chuyển hướng đột ngột sau đó đánh giá khả năng truyền giữa các xe với nhau. Ở đây ta sẽ mô phỏng truyền thông với các trường hợp:

- Khoảng cách truyền từ xe tới xe là 300m; - Khoảng cách truyền từ xe tới xe là 500m; - Khoảng cách truyền từ xe tới xe là 700m;

Hình 3.2. Mô phỏng AODV với VANET

70

Hình 3.3. Thông lượng truyền với khoảng cách 300m

Hình 3.4. Thông lượng truyền với khoảng cách 500m

Hình 3.5. Thông lượng truyền với khoảng cách 700m

Thông lượng trung bình khi truyền tin ở khoảng cách 300m là 700 gói/TIL (Hình 3.). Với khoảng cách 500m vẫn cho thấy thông lượng trung bình xấp xỉ được 700 gói/TIL song tại một số thời điểm như giây thứ 25, 38, 57, 65 thông lượng bị rớt đột ngột (Hình ). Khoảng cách là 700m nhìn thấy rõ gián đoạn đường truyền từ giây thứ 55 tới 60 (Hình 3.).

71

Hình 3.6. Thông lượng thu với khoảng cách 300m

Hình 3.7. Thông lượng thu với khoảng cách 500m

Hình 3.8. Thông lượng thu với khoảng cách 700m

Thông lượng nhận gói tin ở khoảng cách 300m (Hình ) tới 500m (Hình ) đạt yêu cầu, tuy nhiên khi nâng lên 700m thì có hiện tượng rớt đường truyền (Hình3.8).

72

Hình 3.9. Thông lượng gói tin rớt với khoảng cách 300m

Hình 3.10. Thông lượng gói tin rớt với khoảng cách 500m

Hình 3.11. Thông lượng gói tin rớt với khoảng cách 700m

Hiện tượng rới gói tin với khoảng cách 300m nhìn chung khá ít chỉ có thời điểm tại giây thứ 2 và giây thứ 29 là bị rớt gói tin, số gói tin bị rớt vào khoảng 300 gói/TIL. Với khoảng cách 500m, số lượng gói tin rớt tăng đáng kể, nhiều nhất là khoảng 400 gói/TIL. Với khoảng 700m, lượng gói tin bị rớt từ giây 23 tới giây 70 tăng đột ngột. Có thời điểm hơn 900 gói/TIL, cao hơn cả thông lượng gửi dẫn đến gián đoạn đường truyền.

73

Hình 3.12. Trễ trung bình với khoảng cách 300m

Hình 3.13. Trễ trung bình với khoảng cách 500m

Hình 3.14. Trễ trung bình với khoảng cách 700m

Trễ trung bình với khoảng cách 300m chỉ vào khoảng 0,24s khi thông lượng đạt 4x10e5 bit/TIL; với khoảng cách là 500m và 700m, lần lượt là 0,55s khi thông lượng đạt 2x10e5 bit/TIL và 0,7s khi thông lượng đạt 0,5x10e5 bit/TIL.

3.3.2. Mô phỏng khi sử dụng trạm thu phát vô tuyến bên đƣờng.

Kịch bản mô phỏng sẽ là mô phỏng số lượng xe chạy liên tiếp nhau trên cạnh hình vuông 1000x1000m đi qua hai cạnh của hình vuông và sẽ có một khúc cua rẽ trên đường

74

vuông góc 90o bên cạnh đó dọc đường sẽ gắn các trạm thu phát vô tuyến hỗ trợ truyền thông như các RSE trong hệ thống ITS tiên tiến.

Việc gắn thêm các bộ thu phát ven đường nhằm đánh giá hai mặt. Thứ nhất là khả năng kết nối và tái kết nối khi di chuyển ở với tốc độ tương đối cao giữa hai nốt, thứ hai là khả năng hỗ trợ truyền thông của các trạm thu phát bên đường. Các trạm thu phát vô tuyến được lắp đặt dọc trục đường giao thông, cánh nhau 300m. Ở đây ta sẽ mô phỏng truyền thông với các trường hợp:

- Khoảng cách truyền từ xe tới xe là 700m; - Khoảng cách truyền từ xe tới xe là 1000m

75

Theo ước lượng trên mô phỏng khoảng cách các xe chạy trên đường vào khoảng 100m

Hình 3.16. Thông lượng truyền với khoảng cách 700m

Hình 3.17. Thông lượng truyền với khoảng cách 1000m

Thông lượng truyền tại khoảng cách 700m khá ổn định là 600 gói/TIL trong khoảng 70s đầu mô phỏng và tăng lên xấp xỉ 1100 gói/TIL (Hình ). Khi khoảng cách là 1000m, bắt đầu xuất hiện các điểm giảm thông lượng đột ngột tại giây thứ 32 và giây thứ 65 (Hình ). Thông lượng trung binh ở khoảng cách 1000m chỉ vào khoảng 600 gói/TIL.

76

Hình 3.19. Thông lượng thu với khoảng cách 1000m

Hình 3.20. Thông lượng gói tin rớt với khoảng cách 700m

Hình 3.21. Thông lượng gói tin rớt với khoảng cách 1000m

Thông lượng gói tin rớt với khoảng cách 700m và 1000m có thể nhìn thấy rõ rệt, tại nhiều thời điểm có khi lên tới 1200 gói /TIL.

77

Hình 3.22. Trễ trung bình với khoảng cách 700m

Hình 3.23. Trễ trung bình với khoảng cách 1000m

Trễ truyền tại 700m trung bình vào khoảng gần 0,15s (Hình ). Với khoảng cách 1000m, trễ truyền đầu cuối tăng lên khá đáng kể và rõ rệt hơn có khoảng lên tới 0,2s (Hình ).

3.4. Kết luận

Từ kết quả mô phỏng cho thấy việc áp dụng giao thức AODV vào VANET và ITS là chưa đáp ứng được nhu cầu. Hiện tượng rớt gói tin vẫn xảy ra tại nhiều thời điểm với số lượng gói tin bị rớt đáng kể. Nguyên nhân là tại các thời điểm xe chuyển hướng tại khúc cua bên cạnh đó hiện tượng còn xuất hiện khi vận tốc dịch chuyển lớn việc định tuyến chưa kịp thích ứng với vận tốc và việc xây dựng định tuyến lại chỉ được làm khi tuyến liên kết bị cắt đứt, quãng thời gian định tuyến lại sẽ bị gián đoạn đường truyền.

Mặt khác là giao thức thuộc nhóm đáp ứng truyền tin theo nhu cầu nên phần nào đáp ừng về mặt năng lượng cho hệ thống giao thông thông minh. Mặt này AODV vẫn đáp ứng được khá tốt. Ngoài ra với khả năng hỗ trợ truyền tin của các đơn vị bên đường cũng khiến cho khả năng truyền thông tăng lên đáng kể. VANET từ khả năng truyền với khoảng cách 700m tăng lên khoảng cách tới 1000m. Song với khoảng cách càng lờn thì

78

hiện tượng rớt gói tín xuất hiện rõ rệt hơn. Thời gian trễ ở đầu cuối chỉ vào khoảng 0,2s là một đáp ứng rất tốt ở các khoảng cách truyền này.

Từ đây đề ra các thách thức để đưa ra một giao thức đáp ứng được các yêu cầu cao của mạng VANET và ITS. Các giao thức được đề xuất tại chương hai một phần nào đó cũng đáp ứng được các yêu cầu trên.

79

Chƣơng 4. Đề xuất giải pháp kết nối mạng trong hệ thống ITS của Việt Nam

4.1. Hiện trạng giao thông tại Việt Nam.

Việt Nam có tổng diện tích 331.212 km2 và dân số khoảng 84,12 triệu người. Trong suốt những thập kỷ qua, nền kinh tế đất nước đã duy trì mức tăng trưởng cao và ổn định khoảng 7,5% hàng năm và tỷ lệ đói nghèo giảm từ 51% vào năm 1990 xuống 8% trong năm 2005 (Tổng cục thống kê, 2007). Trong giai đoạn đó, ngành giao thông vận tải đã đạt được những thành quả đáng kể, có ý nghĩa quan trọng đóng góp một phần không nhỏ cho sự phát triển kinh tế xã hội của quốc gia và khu vực. Năng lực của hệ thống cơ sở hạ tầng hiện tại còn xa mới đáp ứng được yêu cầu của công cuộc xây dựng và phát triển đất nước theo hướng công nghiệp hóa và hiện đại hóa. [13]

Trong những thập kỷ qua, Việt Nam là một trong những nước dẫn đầu thế giới về tốc độ phát triển thông tin công nghệ và viễn thông. Năm 2007 tỷ lệ sở hữu điện thoại trên 1000 dân là 191, con số đó minh chứng cho sự nhảy vọt khi so sánh với tỷ lệ là 1 tại thời điểm năm 1990 (UNDP 2008). Một sự bùng nổ tương tự cũng đang diễn ra trên khía cạnh số người sử dụng internet ở nước ta. [13] Năm 2000, mới chỉ có 200 nghìn người Việt sử dụng internet, chiếm 0,3% dân số thì tính đến cuối tháng 6 năm 2008 đã có 20,16 triệu người, chiếm 23,6% dân số (VNNIC 2008). Được xem như thành tựu chính trong việc phát triển công nghệ ở Việt Nam, cơ sở hạ tầng thông tin và viễn thông là một nền tảng cơ bản vững chắc cho công cuộc phát triển ứng dụng công nghệ cao tới các lĩnh vực công nghiệp dịch vụ khác nhau bao gồm hệ thống logistics và giao thông vận tải.

Dưới áp lực của nhu cầu phát triển, Việt Nam đã dành những nỗ lực vô cùng to lớn trong việc phát triển hệ thống cơ sở hạ tầng đường bộ. Đến cuối năm 2006, quốc gia có 151.632 km mạng lưới đường bộ, trong đó 64.413 km đã được trải nhựa hoặc bê tông, chiếm khoảng 42,5%. Tỷ lệ đường quốc lộ được trải nhựa đã tăng từ 60% trong năm 1995 lên đến 92,5% trong năm 2006 (Tổng cục thống kê 2008). [13] Tuy nhiên, trong thời điểm hiện tại, Việt Nam còn thiếu những trục đường bộ có năng lực vận tải lớn. Vấn đề này đã được chính phủ và các ngành nhận thức một cách nghiêm túc rõ ràng đó chính là những rào cản để có thể đạt được một thời kỳ vàng về phát triển kinh tế.

4.1.1. Quan điểm phát triển giao thông của chính phủ .

1. Giao thông vận tải là một bộ phận quan trọng trong kết cấu hạ tầng kinh tế - xã hội, một trong ba khâu đột phá, cần ưu tiên đầu tư phát triển đi trước một bước với tốc độ nhanh, bền vững nhằm tạo tiền đề cho phát triển kinh tế - xã hội, bảo đảm quốc phòng, an ninh, phục vụ sự nghiệp công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước.

80

2. Phát huy tối đa lợi thế về vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên của đất nước, đặc biệt là tiềm năng biển, để phát triển hệ thống giao thông vận tải hợp lý, tiết kiệm chi phí xã hội.

3. Phát triển kết cấu hạ tầng giao thông một cách đồng bộ, có trọng tâm trọng điểm, vừa có bước đi phù hợp vừa có bước đột phá theo hướng hiện đại tạo nên mạng lưới hoàn chỉnh, liên hoàn, liên kết giữa các phương thức vận tải, giữa các vùng lãnh thổ, giữa đô thị và nông thôn trên phạm vi toàn quốc. Coi trọng công tác bảo trì, áp dụng công nghệ tiên tiến, nâng cao năng suất lao động đảm bảo hiệu quả, bền vững trong khai thác kết cấu hạ tầng giao thông hiện có.

4. Phát triển vận tải theo hướng hiện đại, chất lượng ngày càng được nâng cao với chi phí hợp lý, an toàn, hạn chế ô nhiễm môi trường và tiết kiệm năng lượng; ứng dụng công nghệ vận tải tiên tiến, đặc biệt là vận tải đa phương thức và logistics.

5. Kết hợp đầu tư mới với cải tạo, nâng cấp, đầu tư theo chiều sâu phát huy hiệu quả của các cơ sở công nghiệp giao thông vận tải hiện có, nhanh chóng đổi mới và tiếp cận công nghệ hiện đại, đặc biệt là trong lĩnh vực đóng tàu, chế tạo ô tô và đầu máy, toa xe để sử dụng trong nước và xuất khẩu.

6. Phát triển hệ thống giao thông vận tải đối ngoại gắn kết chặt chẽ với hệ thống giao thông vận tải trong nước để chủ động hợp tác, hội nhập khu vực và quốc tế.

7. Nhanh chóng phát triển phương thức vận tải nhanh, khối lượng lớn đối với các đô thị lớn (trước mắt là Thủ đô Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh); phát triển vận tải ở các đô thị theo hướng sử dụng vận tải công cộng là chính, đảm bảo hiện đại, an toàn, tiện lợi; phát triển hệ thống giao thông tĩnh; kiểm soát sự gia tăng phương tiện cá nhân; giải quyết ùn tắc giao thông và bảo đảm trật tự an toàn giao thông đô thị.

8. Phát triển giao thông vận tải địa phương, gắn kết được mạng lưới giao thông vận tải địa phương với mạng giao thông vận tải quốc gia, tạo sự liên hoàn, thông suốt, hiệu quả.

9. Đẩy mạnh xã hội hóa việc đầu tư phát triển kết cấu hạ tầng giao thông. Huy động tối đa mọi nguồn lực để đầu tư phát triển kết cấu hạ tầng giao thông. Người sử dụng kết cấu hạ tầng giao thông có trách nhiệm đóng góp phí sử dụng để bảo trì và tái đầu tư xây dựng kết cấu hạ tầng giao thông.

10. Dành quỹ đất hợp lý để phát triển kết cấu hạ tầng giao thông và đảm bảo hành lang an toàn giao thông. Quy hoạch đất sử dụng cho kết cấu hạ tầng giao thông cần có sự thống nhất và phối hợp chặt chẽ, thực hiện đồng bộ giữa các Bộ, ngành và địa phương. [11]

81

4.1.2. Tầm nhìn đến năm 2030

Đến năm 2030, cơ bản hoàn thiện mạng lưới giao thông vận tải trong cả nước, đảm bảo sự kết nối và phát triển hợp lý giữa các phương thức vận tải. Chất lượng vận tải và dịch vụ được nâng cao, đảm bảo: nhanh chóng, an toàn, tiện lợi.

Cơ bản hoàn thành xây dựng các tuyến đường bộ cao tốc; triển khai xây dựng một số đoạn trên tuyến đường sắt tốc độ cao Bắc - Nam. Hệ thống đường bộ, đường sắt Việt Nam đồng bộ về tiêu chuẩn kỹ thuật, kết nối thuận lợi với hệ thống đường bộ ASEAN, Tiểu vùng Mê Công mở rộng và đường sắt xuyên Á.

Hệ thống cảng biển đáp ứng tốt nhu cầu thông qua về hàng hóa xuất nhập khẩu và nội địa. Các cảng cửa ngõ quốc tế tại các vùng kinh tế trọng điểm gắn liền với hệ thống trung tâm phân phối hàng hóa, hệ thống giao thông kết nối đảm bảo tạo thành mạng lưới cơ sở hạ tầng logistics hiện đại, hiệu quả ngang tầm các nước tiên tiến trong khu vực.

Hoàn thành đưa vào cấp kỹ thuật, đảm bảo chạy tầu 24/24h các tuyến đường thủy nội địa. Cơ giới hóa bốc xếp và hoạt động có hiệu quả tại các cảng, bến thủy nội địa. Phát triển mạnh các tuyến đường thủy nội địa ra các đảo.

Cơ bản hoàn thiện mạng lưới cảng hàng không trong cả nước với quy mô hiện đại; cảng hàng không quốc tế Nội Bài, Long Thành có vai trò và quy mô ngang tầm với các cảng hàng không quốc tế lớn trong khu vực. Hệ thống quản lý hoạt động bay hiện đại, đảm bảo tầm phủ của các trang thiết bị liên lạc, dẫn đường và giám sát theo yêu cầu nhiệm vụ trong toàn bộ vùng FIR của Việt Nam theo đúng kế hoạch không vận của ICAO.

Phát triển giao thông đô thị hướng tới văn minh, hiện đại. Từng bước xây dựng các tuyến vận tải hành khách khối lượng lớn tại các đô thị loại I. Tiếp tục phát triển mạng lưới đường sắt đô thị tại Thủ đô Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh để đảm bảo tỷ lệ vận tải hành khách công cộng đạt 40 ÷ 45%. [12]

4.2. Khuyến nghị áp dụng hệ thống ITS vào Việt Nam.

4.2.1. Khuyến nghị về kiến trúc và giao thức sử dụng.

Việc truyền thông giữa các xe, giữa xe và hệ thống các đơn vị bên đường … là các kênh truyền thông chính trong hệ thống ITS, các ứng dụng trong hệ thống ITS đều sử dụng hạ tầng truyền thông này để thực hiện truyền nhận thông tin. Vấn đề xây dựng hạ tầng truyền thông là vấn đề quan trọng cần có sự kết hợp giữa Bộ Thông Tin Truyền Thông, Bộ Giao Thông Vận Tải, và các nhà mạng cung cấp đường truyền và dịch vụ đường truyền và di động hiện nay như Viettel, Vinaphone, Fpt…

Việc chọn lựa và sử dụng sẽ được liên Bộ nghiên cứu và đưa ra để thực hiện phù hợp với tình hình hạ tầng truyền thông hiện tại của nước ta. Các đơn vị nhà mạng cần có

82

những ý kiến tham mưu hỗ trợ cho liên Bộ và cũng xem đây là một thị trường mới cần khai thác trong thời gian sắp tới.

Vấn đề hạ tầng truyền thông là vấn đề mấu chốt trong hệ thống ITS nên cần có sự nghiên cứu tìm hiểu đúng mức của các đơn vị nghiên cứu hoặc thực hiện đi tắt đón đầu sử dụng các công nghệ có sẵn của các nước đã thực hiện trước.

Hình 4.13. Cấu trúc truyền thông ITS khuyến nghị [1].

Khuyến nghị sử dụng cấu trúc hạ tầng truyền thông theo chuẩn Châu Âu làm hạ tầng cho các hê ̣ thống nằm trong hệ thống giao thông thông minh, giao thức cũng được đồng bộ hóa sử dụng giao thức CALM.

Lý do áp dụng: