Giáo Trình Hệ Thống Giao Thông Thông Minh Và Ôtô Thông Minh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI HÀ NỘI
BỘ MÔN KỸ THUẬT AN TOÀN GIAO THÔNG

HỆ THỐNG GIAO THÔNG THÔNG
MINH VÀ Ô TÔ THÔNG MINH
Chủ biên: TS. Nguyễn Tuấn Anh

Hà Nội - 2014


HỆ THỐNG GIAO THÔNG
THÔNG MINH VÀ Ô TÔ THÔNG MINH


LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, với sự bùng nổ về khoa học kỹ thuật và công nghệ thông tin, tốc
độ đô thị hóa ngày càng phát triển, nhu cầu đi lại của con người ngày càng cao.
Tuy nhiên cơ sở hạ tầng, hệ thống giao thông hiện nay chưa đáp ứng đủ nhu cầu
đó. Hiện tượng ùn tắc xảy ra thường xuyên, liên tục trên hầu khắp các tuyến phố,
môi trường ngày càng ô nhiễm. Hàng ngày cũng xảy ra rất nhiều vụ tai nạn thương
tâm. Trước sự bức bách đó đòi hỏi phải có một giải pháp để giải quyết vấn đề và
Hệ thống giao thông thông minh – ITS (Intelligent Transport System) đã được ra
đời.
Tại các nước phát triển như Nhật Bản, Hàn Quốc, Singapore, Mỹ… khái
niệm “Hệ thống giao thông thông minh” không còn xa lạ. Cụ thể, đó là việc đưa
công nghệ cao của thông tin – truyền thông ứng dụng vào cơ sở hạ tầng và trong
phương tiện giao thông (chủ yếu là ô tô), tối ưu hóa quản lý, điều hành nhằm giảm
thiểu ùn tắc, tai nạn, tăng cường năng lực vận tải hành khách… Với mục đích cải
thiện rõ rệt tình hình giao thông, con người ngày càng thoải mái hơn khi tham gia
giao thông.

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GIAO THÔNG THÔNG
MINH
9
1.1.

Các khái niệm cơ bản............................................................................... 9

1.1.1.
1.1.2.

Định nghĩa hệ thống giao thông thông minh .................................... 9
Lợi ích của hệ thống giao thông thông minh .................................. 10

1.1.2.1. Tăng cường an toàn cho lái xe và người đi bộ ....................... 10
1.1.2.2. Cải thiện hiệu suất hoạt động của mạng lưới giao thông vận tải10
1.1.2.3. Nâng cao khả năng thông hành và tiện lợi. ............................ 12
1.1.2.4. Cung cấp các lợi ích về môi trường ....................................... 12
1.1.2.5. Tăng năng suất, kinh tế, và tăng trưởng việc làm ................... 13
1.1.3.

Cấu trúc hệ thống giao thông thông minh....................................... 14

1.1.2.1. Cấu trúc logic cho hệ thống giao thông thông minh ............... 14
1.1.2.2. Cấu trúc vật lý cho hệ thống giao thông thông minh .............. 25
1.1.4.

Các công nghệ cơ bản của hệ thống giao thông thông minh ........... 28

1.1.4.1. Hệ thống định vị toàn cầu (GPS – Global Positioning System)28
1.1.4.2. Truyền thông chuyên dụng trong phạm vi ngắn (DSRC –
Dedicated Short Range Communications) ........................................... 29
1.1.4.3. Mạng không dây.................................................................... 29
1.1.4.4. Điện thoại di động ................................................................. 29
1.1.4.5. Sóng radio hoặc hồng ngoại .................................................. 29
1.1.4.6. Camera giám sát bên đường .................................................. 30
1.1.4.7. Thiết bị hoặc phương tiện thăm dò ........................................ 30
1.2.

Một số ứng dụng điển hình của hệ thống giao thông thông minh ........... 30

1.2.1.

Cơ sở hạ tầng giao thông thông minh ............................................. 30

1.2.1.1. Hệ thống thông tin du lịch tiên tiến........................................ 30
1.2.1.2. Hệ thống quản lý giao thông vận tải tiên tiến ......................... 31
1.2.1.3. Hệ thống thu phí giao thông thông minh ................................ 32


1.2.1.4. Hệ thống giao thông vận tải công cộng tiên tiến .................... 33
1.2.2.

Phương tiện giao thông thông minh ............................................... 33

1.2.2.1. Hệ thống an toàn chủ động .................................................... 33
1.2.2.2. Hệ thống an toàn bị động....................................................... 36
1.2.3.
1.3.

Các hệ thống tích hợp giữa cơ sở hạ tầng và phương tiện ............... 37

Hệ thống giao thông thông minh trên thế giới ........................................ 38

1.3.1.
1.3.2.
1.3.3.
1.3.4.

Nhật Bản........................................................................................ 41
Hàn Quốc ...................................................................................... 46
Singapore....................................................................................... 50
Mỹ ................................................................................................. 59


DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT
STT
1.
2.
3.
4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.
11.
12.

13.

14.
15.
16.
17.

KÝ HIỆU
ITS
(Intelligent Transport System)
GTCC
GAO
(Government Accountability Office)
GPS
(Global Positioning System)
CVISN
(Commercial Vehicle Information
System and Networks)
VICS
(Vehicle Information and
Communications System)
NPA
(National Police Agency)

MIAC
(Ministry of Internal Affairs and
Communication)
MLIT
(Ministry of Land, Infrastructure,
Transport and Tourism)
ASV
(Advanced Safety Vehicle)
AHS
(Automated Highway Systems)
ETC
(Electronic Toll Collection)
MOCT
(Ministry of Construction and
Transportation)
ACC
(Adaptive Cruise Control)
LDW
(Lane Departure Warning System)
CSW
(Curve Speed Warning):
DSRC

TÊN GỌI
Hệ thống giao thông thông minh
Giao thông công cộng
Văn phòng chính phủ Hoa Kỳ
Hệ thống định vị toàn cầu
Hệ thống phương tiện thương mại
và mạng lưới thông tin

hệ thống truyền thông và thông tin
phương tiện
Cơ quan Cảnh sát Quốc gia Nhật
Bản
Bộ Nội vụ và Truyền thông Nhật
Bản

Bộ Xây dựng Nhật Bản

Phương tiện an toàn tiên tiến
Hệ thống hỗ trợ lái xe tự động trên
đường cao tốc
Hệ thống thu phí điện tử
Bộ Xây dựng và Giao thông vận tải
Hàn Quốc
Hệ thống điều khiển hành trình chủ
động
Hệ thống cảnh báo chệch làn
đường
Hệ thống cảnh báo tốc độ trong
đường cong
Truyền thông chuyên dụng phạm vi


18.

19.
20.
21.
22.

23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.

30.

31.
32.

33.

34.

(Dedicated Short Range
Communications)
ETMS
(Expressway Traffic Management
System)
LCA
(Lane Change Assistance)
IPA
(Parallel Parking Assist)
ACC
(Adaptive Cruise Control)
AFS
(Active Front Steering)

ESP
(Electronic Stability Program)
LKA
(Lane Keeping Assist Systems):
AFS
(Active Front Steering)
RCA
(Rollover collision avoidance
BAS
(Braking Assistant)
PDC
(Pedestrian Detection and Avoidance
ECU
(Electronic Control Unit)
FCC
(Federal Communications
Commission)
ALPR
(Automatic License Plate Recognition)
OCR
(Optical Character Recognition
ATIS
(Advanced Traveler Information
Systems)
ATM
(Advanced Transport Management

ngắn

Hệ thống quản lý đường cao tốc

giao thông của Hàn Quốc
Hệ thống giám sát và hỗ trợ chuyển
làn
Hệ thống hỗ trợ đỗ xe thông minh
Hệ thống điều khiển hành trình
thích ứng
Hệ thống lái chủ động
Hệ thống ổn định điện tử
Hệ thống hỗ trợ duy trì làn đường
Hệ thống lái chủ động
Hệ thống tránh va chạm lật ngang
cho xe tải hạng nặng
Trợ giúp phanh khẩn cấp
Hệ thống phát hiện và cảnh báo
người đi bộ
Bộ điều khiển điện tử
Ủy ban Truyền thông Liên bang
Mỹ
công nghệ tự động nhận dạng biển
số xe
công nghệ nhận diện đặc điểm
phương tiện bằng quang học
Hệ thống thông tin du lịch tiên tiến
Hệ thống quản lý giao thông vận
tải tiên tiến


35.
36.
37.

38.

39.

Systems)
TOC
(Traffic Operation Centers)
HOT
(Higt Occupancy Toll)
VMT
(Vehicle Miles Traveled).
APTS
(Advanced Bublic Transportation
Systems)
AVL
(Automatic Vehicle Location)

Trung tâm điều khiển giao thông
Làn đường ưu tiên
Hệ thống thu phí theo số km lái xe
đã đi
Hệ thống giao thông vận tải công
cộng tiên tiến
Tự động định vị vị trí xe


HỆ THỐNG GIAO THÔNG THÔNG MINH VÀ Ô TÔ THÔNG MINH

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GIAO THÔNG
THÔNG MINH VÀ Ô TÔ THÔNG MINH
1.1. Các khái niệm cơ bản
1.1.1.

Định nghĩa hệ thống giao thông thông minh

Hệ thống giao thông thông minh ITS (Intelligent Transport Systems) là hệ
thống kết hợp kĩ thuật cao như điện tử/kiểm soát, công nghệ thông tin trong các
phương tiện, trang thiết bị giao thông nhằm cung cấp dịch vụ và thông tin giao
thông, qua đó xây dựng khoa học/tự động hóa trong quản lý và điều hành hệ thống
giao thông, đồng thời tăng cường tính hiệu quả và an toàn trong giao thông.
Đến nay hệ thống ITS đã được triển khai trong nhiều lĩnh vực như: Hệ thống
quản lý và giám sát hành trình phương tiện, hệ thống điều khiển tín hiệu giao
thông thích ứng có khả năng tự động thay đổi tín hiệu theo lưu lượng xe thực tế,
hệ thống cung cấp thông tin giao thông thực tế và dẫn đường NAVIGATION, hay
hệ thống thu phí tự động không dừng trên đường cao tốc,...
Ở Mỹ chương trình ITS Quốc gia bao gồm 4 lĩnh vực:
Cơ sở hạ tầng ITS khu vực đô thị.
Các thành phần đô thị của chương trình ITS Quốc gia tập trung vào việc đáp
ứng các mục tiêu cho việc triển khai tích hợp của ITS bao gồm cả quản lý giao
thông tiên tiến, thông tin du lịch, và các hệ thống giao thông công cộng trong các
khu vực đô thị lớn.
Cơ sở hạ tầng ITS khu vực nông thôn.
Chương trình cơ sở hạ tầng ITS triển khai ở khu vực nông thôn không tiến
triển một cách nhanh chóng như trong khu vực đô thị. Phần lớn là do hạn chế về
nhận thức ở các khu vực nông thôn, cơ sở hạ tầng hiện tại và thiếu kinh phí tài trợ
của nhà nước. Ngoài ra, các ứng dụng ITS tại khu vực nông thôn không giống như
các ứng dụng cho khu vực đô thị và các phương tiện thương mại. Đa số ITS ở

nông thôn tập trung vào việc áp dụng công nghệ thông tin để cải thiện sự an toàn
và khả năng thông hành của hành khách ở nông thôn.
Cơ sở hạ tầng ITS cho phương tiện thương mại
Các chương trình cơ sở hạ tầng ITS cho phương tiện thương mại tập trung
vào việc đảm bảo an toàn cho người lái và phương tiện thương mại cải thiện hiệu
quả hoạt động cho các cơ quan nhà nước và các hãng xe. Mục đích chính của
Nguyễn Tuấn Anh

9


HỆ THỐNG GIAO THÔNG THÔNG MINH VÀ Ô TÔ THÔNG MINH

chương trình này là triển khai các Hệ thống phương tiện thương mại và mạng lưới
thông tin CVISN (Commercial Vehicle Information System and Networks), trong
đó liên kết các hệ thống thông tin hiện có và cho phép trao đổi các thông tin điện
tử.
Chương trình sáng tạo phương tiện thông minh.
Trọng tâm của chương trình này là nhằm phát triển các hệ thống ngăn ngừa
tai nạn, hệ thống thông tin trong xe, và hệ thống đường cao tốc tự động với các
phương pháp an toàn mới và các giải pháp đầy hứa hẹn có thể làm giảm đáng kể
tai nạn xe cơ giới. Những công nghệ tích hợp có thể được kết nối với màn hình
điều khiển trong xe đáp ứng các nhu cầu của người dùng. Tập trung vào các ngành
công nghiệp để thúc đẩy thương mại sẵn có của công nghệ ô tô thông minh và
đảm bảo sự an toàn của các hệ thống bên trong xe.
1.1.2.

Lợi ích của hệ thống giao thông thông minh

Ứng dụng công nghệ thông tin cho mạng lưới giao thông của một quốc gia

mang lại 5 lợi ích: 1) tăng độ an toàn cho lái xe và người đi bộ, 2) cải thiện hiệu
suất hoạt động của mạng lưới giao thông vận tải, đặc biệt là giảm ùn tắc, 3) tăng
cường khả năng thông hành và tiện nghi, 4) mang lại các lợi ích về môi trường, và
5) tăng năng suất và tăng trưởng kinh tế, việc làm.
1.1.2.1.

Tăng cường an toàn cho lái xe và người đi bộ

Hệ thống giao thông thông minh có thể mang lại lợi ích an toàn quan trọng.
Mỗi năm trên thế giới có 1,2 triệu người tử vong. Năm 2007, tại Hoa Kỳ cứ 5 giây
có một vụ tai nạn giao thông xảy ra (tổng cộng hơn 6 triệu tai nạn), 13 phút có
một tử vong giao thông xảy ra, làm chết 41.059 người và khoảng 2,6 triệu người
bị thương. (Năm 2008, 5,8 triệu tai nạn dẫn đến tử vong 37.261 người). Các nước
Liên minh châu Âu có số vụ tai nạn và tử vong tương tự, với 42.943 ca tử vong
trên đường bộ trong năm 2006. Nhật Bản có 887.000 tai nạn giao thông trong năm
2006, làm bị thương 1,1 triệu người và gây ra 6.300 vụ tử vong.
Một loạt các ứng dụng ITS giúp cung cấp các thông tin về giao thông theo
thời gian thực, phòng tránh va chạm, các hệ thống trên xe như chống bó cứng
phanh, cảnh báo chệch làn đường, phòng tránh va chạm, và các hệ thống thông
báo tai nạn. Một nghiên cứu về hệ thống quản lý đường gom ở Minneapolis cho
thấy các ứng dụng ITS đã làm giảm tổng số tai nạn trên đường bộ từ 15 đến 50%.
1.1.2.2.

Cải thiện hiệu suất hoạt động của mạng lưới giao thông vận tải

Việc phát huy tối đa năng lực thông hành của đường là rất quan trọng vì ở
hầu hết tất cả các nước, công suất sử dụng đường ngày càng tăng. ITS góp phần
nâng cao hiệu quả hoạt động của mạng lưới giao thông của một quốc gia bằng

Nguyễn Tuấn Anh

10


HỆ THỐNG GIAO THÔNG THÔNG MINH VÀ Ô TÔ THÔNG MINH

cách khai thác tối đa năng lực của các cơ sở hạ tầng hiện có, giảm sự cần thiết
phải xây dựng thêm quốc lộ.
Một số ứng dụng của ITS góp phần nâng cao hiệu suất hoạt động của mạng
lưới giao thông vận tải. Ví dụ, đèn tín hiệu giao thông có thể cải thiện đáng kể lưu
lượng giao thông, giảm 40% số điểm dừng, giảm tiêu hao 10% nhiên liệu, giảm
22% lượng khí thải, và giảm thời gian đi lại 25%. Ứng dụng truy cập dữ liệu giao
thông theo thời gian thực có thể nâng cao 10% hiệu quả của tín hiệu giao thông,
tiết kiệm 1,1 triệu gallon xăng mỗi ngày trên toàn quốc và giảm 9.600 tấn khí thải
carbon dioxide hàng ngày. Hệ thống quản lý đường gom có thể tăng 8-22% số
lượng xe đi trong một làn đường và tăng 8-60% tốc độ xe đi trên đường. Khi ùn
tắc trên đường cao tốc lên đến 30% tại các điểm dừng thu phí, triển khai hệ thống
thu phí điện tử có thể làm giảm đáng kể ùn tắc.
Đánh giá tác động của các hệ thống giao thông thông minh, bao gồm Hệ
thống quản lý đường gom, Hệ thống quản lý sự cố, Hệ thống điều khiển tín hiệu
giao thông, quản lý lưu lượng các con đường chính, tháng 9 năm 2005 Văn phòng
chính phủ GAO (Government Accountability Office) nghiên cứu cho thấy rằng
việc triển khai ITS đến nay đã giảm bớt 9% thời gian trễ trong 85 khu vực đô thị
(336 triệu giờ), dẫn đến giảm 5.6 tỷ USD chi phí hàng năm do tiêu thụ nhiên liệu
và thời gian trễ. Giảm ùn tắc giao thông là một trong những lợi ích chính của ITS.
Hành khách người Mỹ trung bình năm ngày trong một năm (một tuần làm việc
đầy đủ) bị kẹt xe, tổng cộng là 4,2 tỷ giờ mỗi năm, gây lãng phí hơn 2,8 tỷ gallon
nhiên liệu. Bộ trưởng Bộ Giao thông vận tải Mỹ kết luận rằng tổn thất do tắc
nghẽn của nền kinh tế Mỹ lên đến 168 tỷ USD mỗi năm. Tại Hoa Kỳ, phí ùn tắc
tăng 8% mỗi năm. Trong 20 năm tới, phí ùn tắc có thể lên tới 890,5 tỷ USD, hay

4,3% giá trị của toàn bộ nền kinh tế quốc dân. Ở mức giá hiện tại, tình trạng ùn tắc
tại Hoa Kỳ dự kiến sẽ trở nên nghiêm trọng vào năm 2030, các khu vực đô thị sẽ
có mức độ ùn tắc cao.
Các nước Liên minh châu Âu ước tính có 7.500 km ùn tắc giao thông mỗi
ngày trên các tuyến đường, với 10% mạng lưới đường bộ của EU bị ảnh hưởng
bởi sự ùn tắc. Trong thực tế, 24% thời gian lái xe của người châu Âu trong tình
trạng tắc nghẽn giao thông, với chi phí hàng năm khoảng 1% GDP của Liên minh
châu Âu. Hàng năm, Úc mất 12,5 tỷ USD chi phí do ùn tắc giao thông đô thị. Tại
Nhật Bản, chi phí tắc nghẽn trị giá gần 11 nghìn tỷ ¥ (109 tỷ USD) mỗi năm.
Triển khai hệ thống giao thông thông minh đã được chứng minh là có ảnh
hưởng đáng kể và trực tiếp vào việc giảm ùn tắc. Hàn Quốc phát hiện ra rằng ở
các thành phố được triển khai hệ thống giao thông thông minh, tốc độ xe trung
bình tăng 20% và thời gian trễ tại nút giao thông quan trọng đã giảm 39%. Các
chuyên gia dự đoán rằng, tại Hoa Kỳ, ùn tắc giao thông có thể giảm đến 20% vào
Nguyễn Tuấn Anh

11


HỆ THỐNG GIAO THÔNG THÔNG MINH VÀ Ô TÔ THÔNG MINH

năm 2011 trong khu vực sử dụng ITS. Thu phí tự động hoặc thu phí ùn tắc ITS có
thể làm giảm tình trạng tắc nghẽn. Theo nghiên cứu gần đây, nếu kết hợp thu phí
với nhu cầu du lịch (như chi phí ùn tắc) có thể cung cấp những lợi ích đáng kể từ
ùn tắc giao thông. Một nghiên cứu ước tính rằng thu phí tắc nghẽn khu vực rộng
lớn có thể giảm cao nhất 8-2% ùn tắc, giảm tổng số km du lịch bằng đường bộ 1119%.
ITS cũng cho phép các cơ quan giao thông vận tải thu thập các dữ liệu thời
gian cần thiết để đo lường và cải thiện hiệu suất của hệ thống giao thông vận tải.
Ví dụ, ITS cho phép các cơ quan giao thông vận tải thu thập dữ liệu trước và sau
khi xây dựng dự án để đánh giá hiệu quả của chúng trong việc làm giảm tắc

nghẽn. Nhật Bản, tiến hành thăm dò dữ liệu để tạo ra các bản đồ ba chiều cho thấy
tổn thất thời gian do ùn tắc giao thông và tỷ lệ tai nạn gây tử vong trên mỗi đoạn
của đường cao tốc lớn. Hệ thống này nhằm cải cách hệ thống giao thông vận tải để
các nhà cung cấp dịch vụ giao thông (ví dụ, các Sở Giao thông vận tải nhà nước)
có trách nhiệm hơn trong việc đưa ra các chính sách.
1.1.2.3.

Nâng cao khả năng thông hành và tiện lợi

ITS giúp lái xe nâng cao khả năng thông hành và tiện lợi bằng cách: Giảm
ùn tắc và tối đa hóa hiệu quả hoạt động của hệ thống giao thông vận tải; Cung cấp
cho lái xe và người sử dụng giao thông công cộng thông tin về thời gian giao
thông, các lựa chọn tuyến đường và khả năng chuyển hướng.
Trong thực tế, có lẽ hệ thống giao thông thông minh quen thuộc nhất là viễn
thông qua các ứng dụng như chuyển hướng xe dựa trên vệ tinh hoặc các dịch vụ
khác cung cấp thông tin về giao thông theo thời gian thực để lái xe thu nhận thông
tin khi đang di chuyển hoặc khi lập kế hoạch cho chuyến đi của họ. Những dịch
vụ này giúp lái xe xác định kế hoạch và hướng đi hiệu quả nhất, biết được thông
tin về các con đường không thu phí, con đường đang xảy ra sự cố để giảm các tổn
thất về thời gian di chuyển.
1.1.2.4.

Cung cấp các lợi ích về môi trường

Giao thông vận tải là một nguyên nhân chính gây phát thải khí nhà kính. Hệ
thống giao thông thông minh được sử dụng để mang lại lợi ích về môi trường
bằng cách giảm ùn tắc, giúp giao thông hoạt động thông suốt hơn, giúp lái xe điều
khiển phương tiện một cách hiệu quả nhất, và giảm sự cần thiết phải xây dựng các
con đường bổ sung thông qua việc tối đa hóa năng lực của những cơ sở hạ tầng
hiện có.

Ở Anh, ngành giao thông chiếm khoảng một phần tư lượng khí thải CO2 của
đất nước 93% trong số đó là do vận tải đường bộ. Tại Pháp, giao thông chiếm
31% của mức tiêu thụ năng lượng và 26,4% phát thải khí nhà kính. Giao thông
Nguyễn Tuấn Anh

12


HỆ THỐNG GIAO THÔNG THÔNG MINH VÀ Ô TÔ THÔNG MINH

vận tải chiếm
m 25% phát th
thải khí nhà kính trên toàn thế giới,
i, và 33% ở Hoa Kỳ.
Tắc nghẽnn giao thông gây ra một
m số lượng quá lớn các khí thảii CO2. M
Một nghiên
cứu cho thấy rằng hoạtt động
đ
của 40 tín hiệu giao thông trong cộng
ng đồng Tysons
Corner Bắcc Virginia giúp làm giảm
gi 135.000 kg khí phát thảii hàng nă
năm như carbon
monoxide, nitrogen oxide,…(c
oxide,…(cải thiện mức tiêu thụ nhiên liệuu 9%).
“Lái xe sinh thái”
hái” là một ứng dụng ITS nhằm tối ưuu hóa hành vi lái xe mang
lại lợi ích cho môi trườ
ờng. Phương tiện được trang bị các tính năng

ăng lái xe sinh thái
cung cấpp các thông tin phản
ph hồi tới người lái làm thế nào để vậnn hành xe ở tốc độ
tiết kiệm nhiên liệu nhấất trong tất cả các tình huống
ng lái xe; các phiên bbản hiện đại
nhất sẽ hướng dẫn trựcc quan hoặc
ho bằng tiếng nói cho lái xe biết cầần lái xe thế nào
để tăng tốc nhưng vẫnn tiết
ti kiệm nhiên liệu. Tại Nhật Bản, Đức,
c, và Hoa K
Kỳ, nhiều
người đã đăng tải hồ sơ về hành vi lái xe từ phương tiện của họ đếnn các trang web
để thảo luận đưaa ra các kinh nghiệm
nghi lái xe hiệu quả nhất.
Như vậy, hệ thống
ng giao thông thông minh làm giảm
gi
ùn tắcc và ccải thiện lưu
lượng giao thông đãã tác động vào môi trường đáng kể.. Ngoài ra, có th
thể đào tạo
các lái xe để cải thiện
n điều
đi kiện giao thông.
1.1.2.5.

Tăng năng
ăng suất,
su kinh tế, và tăng trưởng việc làm

Hệ thống

ng giao thông thông minh tăng
t
năng suất và mở rộng
ng tă
tăng trưởng kinh
tế và việc làm. Bằng
ng cách ccải thiện hiệu suất của hệ thống
ng giao thông ccủa một
quốc gia, do đó đảm bảảo rằng người dân và hàng hoá đến nơi chỉỉ định một cách
nhanh chóng và hiệu
u quả
qu nhất có thể, ITS có thể nâng cao năng suấất của người lao
động
ng và các doanh nghiệp
nghi và tăng cường khả năng cạnh
nh tranh kinh ttế của một
quốc gia. Nhiều cơ quan giao thông vận
v tải đã sử dụng ITS hiệuu qu
quả để giảm ùn
tắc giao thông và ướcc tính huy động được gần 200 tỷ USD hàng năm.
ăm.

Hình 1. 1: ITS đóng góp một phần vào GDP quốc gia

Nghiên cứuu cho th
thấy rằng việc giảm ùn tắcc xung quanh khu đô th
thị và ngoại ô
chính trong tám thành phố
ph Atlanta-Mỹ,, Charlotte, Dallas, Denver, Detroit, Salt

HỆ THỐNG GIAO THÔNG THÔNG MINH VÀ Ô TÔ THÔNG MINH

Lake City, khu vực Vịnh San Francisco, và Seattle có thể thúc đẩy các nền kinh tế
trong những thành phố này 135,7 tỷ USD và tạo ra gần 9 tỷ USD trong doanh thu
thuế mới. ITS cung cấp các lợi ích kinh tế khác như có thể giúp giảm thiểu 230 tỷ
USD kinh tế hàng năm tương đương gần 2,3% GDP của Mỹ trong vụ tai nạn giao
thông và thương tích liên quan.
Ủy ban Eddington ở Anh đã ước tính tác động của chi phí ùn tắc và thấy
rằng các ngành công nghiệp dịch vụ thương mại cũng sẽ được hưởng lợi. ITS
cũng sẽ là một ngành công nghiệp phát triển quan trọng trong 25 năm tiếp theo.
Các học giả dự đoán rằng, trong vòng 20 năm (1997-2017), các sản phẩm và dịch
vụ liên quan đến ITS sẽ đạt 420 tỷ USD. Một số quốc gia, trong đó có Hàn Quốc,
Đức và Nhật Bản, xem hệ thống giao thông thông minh là một ngành công nghiệp
trọng điểm, có khả năng tạo ra tăng trưởng kinh tế và việc làm đáng kể.
Các lĩnh vực của ITS có thể tạo ra gần 600.000 việc làm mới trong vòng 20
năm tới. Một nghiên cứu ITIF năm 2009 cho thấy một dự án đầu tư 5 tỷ bảng Anh
trong hệ thống giao thông thông minh tại Vương quốc Anh sẽ hỗ trợ khoảng
188.500 việc làm mới một năm. Các quốc gia dẫn đầu trong việc triển khai ITS
cũng có thể sẽ là nhà lãnh đạo quốc tế trong giải quyết việc làm, kinh tế xuất khẩu
và lợi thế cạnh tranh cho mình.
1.1.3.

Cấu trúc hệ thống giao thông thông minh

Cấu trúc ITS Quốc gia cung cấp một quy định chung cho việc lập kế hoạch,
định nghĩa và tích hợp các hệ thống giao thông thông minh.
1.1.3.1.

Cấu trúc logic hệ thống giao thông thông minh

Cấu trúc logic hệ thống giao thông thông minh được định nghĩa là tập hợp
các chức năng (hoặc quá trình) và các luồng thông tin (hoặc dữ liệu) để đáp ứng
các yêu cầu dịch vụ mà người dùng lựa chọn. Các quy trình và dữ liệu được nhóm
lại để tạo thành các chức năng quản lý giao thông vận tải đặc biệt (ví dụ, quản lý
giao thông) và được biểu diễn bằng biểu đồ luồng dữ liệu (DFDS) hoặc biểu đồ
tròn. Được xây dựng dựa trên việc phân tích dịch vụ người dùng, xác định chức
năng cụ thể chủ yếu của hệ thống, nhằm biến chức năng thành chức năng hệ
thống, quá trình, quá trình con,… Đồng thời, tiến hành phân tích kết cấu logic của
ITS và quan hệ qua lại giữa các chức năng, xác định tin tức chủ yếu trao đổi giữa
các chức năng và quá trình, để có thể định nghĩa hình thức luồng dữ liệu tin tức
qua lại.

•

Luồng dữ liệu

Luồng dữ liệu logic là thông tin tương tác giữa các chức năng và giữa chức
năng với các đầu cuối nhằm đảm bảo thực hiện chức năng.

Nguyễn Tuấn Anh

14


HỆ THỐNG GIAO THÔNG THÔNG MINH VÀ Ô TÔ THÔNG MINH

Các luồng dữ liệu logic sẽ được đặt tên theo một quy tắc thống nhất khi thể
hiện trên lưu đồ dữ liệu và được định nghĩa cụ thể, trong đó thể hiện điểm đầu và
điểm cuối.

Bảng 1: Luồng dữ liệu trong cấu trúc Logic
STT

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19

Luồng dữ liệu
Điểm đầu
Điểm cuối
Thông tin liên quan đến Quản lý và điều hành giao
Thanh toán điện tử
thu phí
thông

Thông tin thu phí và xác
Quản lý và điều hành
Thanh toán điện tử
nhận
giao thông
Quản lý và điều hành giao
Cập nhật GTCC
Hỗ trợ vận tải công cộng
thông
Quản lý và điều hành
Thông tin lịch trình GTCC Hỗ trợ vận tải công cộng
giao thông
Yêu cầu dịch vụ khẩn cấp Hỗ trợ hoạt động xe cứu Quản lý và điều hành
và thông tin sự kiện
hộ
giao thông
Quản lý và điều hành giao Hỗ trợ hoạt động xe cứu
Thông báo sự kiện
thông
hộ
Các thông tin liên quan
Quản lý và điều hành
Thông tin giao thông
đến quản lý giao thông
giao thông
Tin tức liên quan đến giao Quản lý và điều hành giao
Thông tin giao thông
thông
thông
Quản lý và điều hành

Dữ liệu xe cho QLĐH
Hỗ trợ lái xe an toàn
giao thông
Quản lý và điều hành giao
Tình trạng GT cho xe
Hỗ trợ lái xe an toàn
thông
Tin tức cùng yêu cầu Nâng cao hiệu quả hoạt Quản lý và điều hành
quyền ưu tiên điều khiển
động xe thương mại
giao thông
Tin tức điều kiển và giao Quản lý và điều hành giao Nâng cao hiệu quả hoạt
thông
thông
động xe thương mại
Yêu cầu thu phí
Hỗ trợ vận tải công cộng
Thanh toán điện tử
Thu phí đối với vận tải
Thanh toán điện tử
Hỗ trợ vận tải công cộng
công
Hỗ trợ hoạt động xe cứu
Thu phí đối với xe cứu hộ Thanh toán điện tử
hộ
Hỗ trợ hoạt động xe cứu
Yêu cầu thu phí
Thanh toán điện tử
hộ
Thu phí đối với xe thương

Nâng cao hiệu quả hoạt
Thanh toán điện tử
mại
động xe thương mại
Nâng cao hiệu quả hoạt
Yêu cầu thu phí
Thanh toán điện tử
động xe thương mại
Yêu cầu thu phí
Thông tin giao thông
Thanh toán điện tử

Nguyễn Tuấn Anh

15


HỆ THỐNG GIAO THÔNG THÔNG MINH VÀ Ô TÔ THÔNG MINH

20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30

31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41

Kết quả thu phí
Thanh toán điện tử
Thông tin giao thông
Thu phí điện tử dành cho
Thanh toán điện tử
Hỗ trợ lái xe an toàn
xe
Dữ liệu xe để thu phí
Hỗ trợ lái xe an toàn
Thanh toán điện tử
Nâng cao hiệu quả hoạt
Yêu cầu thông tin tuyến
Thông tin giao thông
động xe thương mại
Nâng cao hiệu quả hoạt
Thông tin tuyến
Thông tin giao thông
động xe thương mại

Hỗ trợ hoạt động xe cứu
Yêu cầu dữ liệu tai nạn
Thông tin giao thông
hộ
Luồng dữ liệu về tai nạn Hỗ trợ hoạt động xe cứu
Thông tin giao thông
giao thông
hộ
Dữ liệu điều tra từ xe
Hỗ trợ lái xe an toàn
Thông tin giao thông
Thông tin xe
Hỗ trợ lái xe an toàn
Thông tin giao thông
Dữ liệu xe
Thông tin giao thông
Hỗ trợ lái xe an toàn
Xác nhận yêu cầu xe cứu Hỗ trợ hoạt động xe cứu
Hỗ trợ lái xe an toàn
hộ
hộ
Hỗ trợ hoạt động xe cứu
Thông báo yêu cầu cứu hộ Hỗ trợ lái xe an toàn
hộ
Cung cấp các yêu cầu của
Thông tin giao thông
Hỗ trợ vận tải công cộng
GTCC
Dữ liệu về vận tải công
Hỗ trợ vận tải công cộng

Thông tin giao thông
cộng
Hỗ trợ hoạt động xe cứu
Điều phối xe cứu hộ
Hỗ trợ vận tải công cộng
hộ
Hỗ trợ hoạt động xe cứu
Yêu cầu cấp cứu
Hỗ trợ vận tải công cộng
hộ
Nâng cao hiệu quả hoạt Hỗ trợ hoạt động xe cứu
Yêu cầu cứu hộ
động xe thương mại
hộ
Hỗ trợ hoạt động xe cứu Nâng cao hiệu quả hoạt
Điều hành xe cứu hộ
hộ
động xe thương mại
Yêu cầu điều hành xe Nâng cao hiệu quả hoạt
Hỗ trợ lái xe an toàn
thương mại
động xe thương mại
Nâng cao hiệu quả hoạt
Điều hành xe thương mại Hỗ trợ lái xe an toàn
động xe thương mại
Điều hành xe công cộng
Hỗ trợ lái xe an toàn
Hỗ trợ vận tải công cộng
Yêu cầu điều hành xe
Hỗ trợ vận tải công cộng

Hỗ trợ lái xe an toàn
công cộng

Nguyễn Tuấn Anh

16


HỆ THỐNG GIAO THÔNG THÔNG MINH VÀ Ô TÔ THÔNG MINH

•

Phân tầng chức năng logic

Cấu trúc logic hệ thống giao thông thông minh bao gồm các chức năng hệ
thống (được phân chia thành các tầng chức năng từ cao đến thấp), các luồng thông
tin trao đổi, tương tác giữa các chức năng.
Trong quá trình phát triển, kiến trúc logic có thể loại bỏ hoặc bổ sung chức
năng mới phù hợp với điều kiện, hoàn cảnh và mục đích khác nhau.
Một chức năng trong hệ thống có thể tương tác với nhiều chức năng khác
nhau. Một chức năng có thể thực hiện một dịch vụ người dùng hoặc kết hợp với
các chức năng khác để thực hiện dịch vụ người dùng.
Cấu trúc logic của hệ thống giao thông thông minh bao gồm 07 nhóm chức
năng cơ bản:
-

Chức năng quản lý, điều hành giao thông;
Chức năng cung cấp thông tin giao thông;
Chức năng hỗ trợ hoạt động xe cứu hộ;
Chức năng hỗ trợ hoạt động giao thông công cộng;

Chức năng thanh toán điện tử;
Chức năng nâng cao hiệu quả hoạt động xe thương mại;
Chức năng hỗ trợ lái xe an toàn.
Chức năng quản lý, điều hành giao thông

Chức năng quản lý, điều hành giao thông dựa trên hoạt động của hệ thống
thu thập, phân tích, lưu trữ thông tin. Các chức năng trong nhóm này bao gồm:
-

Chức năng hỗ trợ lập kế hoạch giao thông;
Chức năng quản lý, bảo dưỡng cơ sở hạ tầng;
Chức năng điều khiển giao thông;
Chức năng quản lý sự cố giao thông;
Chức năng quản lý nhu cầu giao thông;
Chức năng hỗ trợ chấp hành luật giao thông.
• Chức năng Hỗ trợ lập kế hoạch giao thông: Trên cơ sở thu thập, phân tích
các thông tin, dữ liệu thu thập, chức năng này sẽ cung cấp các báo cáo, kế hoạch
khai thác cụ thể theo yêu cầu người dùng. Các chức năng bao gồm:
- Chức năng tổng hợp dữ liệu giao thông: Cung cấp các giao diện nhập dữ
liệu, tổng hợp dữ liệu từ các nguồn theo yêu cầu;
- Chức năng phân tích dữ liệu giao thông: Cung cấp công cụ xử lý thông tin
dữ liệu thu thập được theo yêu cầu nhà quản lý, điều hành;
- Chức năng lập kế hoạch giao thông: Cung cấp công cục tự động chiết xuất
báo cáo, kế hoạch, quy hoạch, chiến lược;

Nguyễn Tuấn Anh

17

HỆ THỐNG GIAO THÔNG THÔNG MINH VÀ Ô TÔ THÔNG MINH

- Chức năng lưu trữ dữ liệu, báo cáo: Cung cấp công cụ, thiết bị lưu trữ dữ
liệu.
• Chức năng quản lý, bảo dưỡng cơ sở hạ tầng giao thông: Chức năng này
cung cấp các công cụ giám sát, quản lý hệ thống cơ sở hạ tầng giao thông, bao
gồm các chức năng con:
- Chức năng giám sát điều kiện mặt đường: Cung cấp các công cụ thực hiện
việc giám sát điều kiện mặt đường (camera, cảm biến, các xe khảo sát,…);
- Chức năng giám sát hành lang an toàn gia thông: Cung cấp các công cụ để
thực hiện việc giám sát khu vực hành lang an toàn giao thông.
- Chức năng giám sát công trường: cung cấp các công cụ để theo dõi, giám
sát hoạt động của các công trường;
- Chức năng giám sát môi trường;
- Chức năng xử lý thông tin giám sát: Cung cấp các công cụ hỗ trợ để tổng
hợp, phân tích, xử lý các tình huống liên quan đến quản lý cơ sở hạ tầng giao
thông.
• Chức năng điều khiển giao thông: Cung cấp các công cụ để điều khiển giao
thông phù hợp với điều kiện đường, điều khiển ưu tiên. Bao gồm:
- Chức năng giám sát, thu thập thông tin thực tế;
- Chức năng điều khiển tín hiệu giao thông.
• Chức năng quản lý sự cố giao thông xây dựng: xây dựng cơ sở dữ liệu tai
nạn giao thông, cung cấp các giao diện nhập dữ liệu, kiểm tra thông tin, dự báo và
lưu trữ thông tin tai nạn giao thông.
• Chức năng quản lý nhu cầu giao thông: thu thập dữ liệu, dự báo nhu cầu
giao thông, kết hợp với chức năng điều khiển giao thông để điều phối lưu lượng
giao thông phù hợp.
• Chức năng hỗ trợ chấp hành luật giao thông: Cung cấp các công cụ hỗ trợ
việc chấp hành luật giao thông, các chức năng con bao gồm:
- Chức năng hướng dẫn chấp hành tốc độ giới hạn đường: Cung cấp công cụ

hỗ trợ và xử lý việc chấp hành tốc độ giới hạn đường.
- Chức năng hỗ trợ chấp hành tín hiệu giao thông: Cung cấp công cụ hỗ trợ
và xử lý việc tuân thủ tín hiệu giao thông;
- Chức năng hỗ trợ đỗ xe theo quy định: Cung cấp công cụ hỗ trợ và xử lý
việc đỗ xe.
- Chức năng phát hiện vi phạm giao thông: Cung cấp các công cụ giám sát,
tự động phát hiện các vi phạm để xử lý.
Chức năng cung cấp thông tin giao thông
Thông tin giao thông trợ giúp hành khách và lái xe đưa ra những quyết định
tốt hơn về chuyến đi của họ, đồng thời cung cấp thông tin tỉ mỉ hơn về dự kiến

Nguyễn Tuấn Anh

18


HỆ THỐNG GIAO THÔNG THÔNG MINH VÀ Ô TÔ THÔNG MINH

thời gian đến nơi và nguyên nhân của sự chậm trễ trong mỗi hành trình. Thông tin
giao thông được thu thập từ nhiều nguồn khác nhau, được xử lý, lưu trữ và cung
cấp cho người sử dụng cũng như sử dụng trong nhiều mục đích khác nhau.
Chức năng cung cấp thông tin giao thông bao gồm 05 gói chức năng con:
- Chức năng thu thập thông tin giao thông;
- Chức năng xử lý thông tin;
- Chức năng lưu trữ, quản lý thông tin;
- Chức năng cung cấp thông tin cho người tham gia giao thông ( thông tin
trước và trong khi tham gia giao thông);
- Chức năng dẫn đường.
• Chức năng thu thập thông tin giao thông: Thông tin thu thập từ nhiều
nguồn khác nhau và từ nhiều hệ thống thiết bị khác nhau. Nguồn thông tin có thể

từ các camera giám sát, các cảm biến, từ người tham gia giao thông, thông tin từ
các cơ quan quản lý, lực lượng chức năng, các công ty vận tải,… Các quy trình
thực hiện chức năng này bao gồm:
- Quy trình thu thập thông tin từ các camera giám sát (giám sát giao thong,
giám sát trên xe, giám sát tại các bãi đỗ, trạm, bến xe,…);
- Quy trình thu thập thông tin từ các cảm biến giám sát (cảm biến trên xe,
cảm biến trên đường, thiết bị định vị,…);
- Quy trình thu thập thông tin từ thiết bị quan trắc thời tiết, điều kiện môi
trường;
- Quy trình thu thập thông tin từ các xe khảo sát;
- Quy trình thu thập thông tin từ hệ thống tổng đài điện thoại;
- Quy trình thu thập thông tin từ các nguồn khác (các cơ quan quản lý, các
công ty vận tải và các nguồn khác chủ yếu lấy từ hệ thống kế hoạch, chính sách,
dự án,…).
• Chức năng xử lý thông tin: cung cấp các công cụ xử lý thông tin.
• Chức năng lưu trữ thông tin: cung cấp công cụ, thiết bị lưu trữ.
• Chức năng cung cấp thông tin cho người tham gia giao thông: Các thông
tin được thu thập, xử lý sẽ cung cấp cho nhiều đối tượng khác nhau như người
tham gia giao thông (lái xe, người đi bộ, người sẽ tham gia giao thông,…), các
đơn vị vận tải, các cơ quan quản lý, các lực lượng chức năng (công an, cấp cứu,
cứu hỏa, thanh tra giao thông), các nhà nghiên cứu, hoạch định chính sách, chiến
lược… Cung cấp thông tin giao thông qua nhiều hình thức khác nhau, bao gồm
các quy trình sau:
- Quy trình chức năng cung cấp thông tin quy radio;
- Quy trình chức năng cung cấp thông tin qua VMS;
- Quy trình chức năng cung cấp thông tin qua internet;

Nguyễn Tuấn Anh

19

HỆ THỐNG GIAO THÔNG THÔNG MINH VÀ Ô TÔ THÔNG MINH

-

Quy trình chức năng cung cấp thông tin qua hệ thống trực tiếp;
Quy trình chức năng cung cấp thông tin qua SMS.
• Chức năng dẫn đường: Chức năng dẫn đường bao gồm chức năng thu thập,
lưu trữ và xử lý thông tin (nguồn dữ liệu dẫn đường), thu thập thông tin thời gian
thực,… Ngoài ra, còn có một số quy trình chức năng riêng như sau:
- Cập nhật bản đồ: Cung cấp các công cụ thực hiện việc cập nhật bản đồ
thường xuyên.
- Xác định tuyến đường và Tính toán khoảng cách: Cung cấp các công cụ
xác định tuyến và tự động tình toán thời gian, khoảng cách.
Chức năng hỗ trợ hoạt động xe cấp cứu
Nhóm dịch vụ hỗ trợ hoạt động xe cấp cứu tập trung vào công tác phát hiện,
cảnh báo sự cố và ứng cứu tai nạn nhằm giảm thiểu tối đa hậu quả. Để đảm bảo
chức năng này, các quy trình chức năng trong nhóm bao gồm:
-

Chức năng phát hiện và xác nhận sự cố;
Chức năng cảnh báo sự cố;
Chức năng điều hành hoạt động xe cấp cứu;
Chức năng báo hiệu sự cố với hàng hóa nguy hiểm.
• Chức năng phát hiện và xác nhận sự cố: Cung cấp các công cụ, thiết bị để
phát hiện và xác nhận thông tin sự cố, bao gồm:
- Phát hiện sự cố thông qua hệ thống giám sát giao thông;
- Thông tin sự cố từ tổng đài điện thoại;
- Xác nhận sự cố qua hệ thống giám sát.

• Chức năng cảnh báo sự cố: Cung cấp các công cụ, thiết bị thực hiện việc
cảnh báo sự cố tới các đối tượng liên quan.
• Chức năng điều hành hoạt động xe cấp cứu: Tự động thông báo sự cố tới
đơn vị cấp cứu, dẫn đường xe cấp cứu và hỗ trợ hoạt động cấp cứu. Bao gồm các
quy trình chức năng sau:
- Tự động cảnh báo tai nạn tới đơn vị cấp cứu: Thông tin tai nạn được cảnh
báo từ phương tiện tai nạn, hệ thống thiết bị cảnh báo bên đường, từ hệ thống tổng
đài, từ trung tâm giám sát giao thông.
- Dẫn đường xe cấp cứu: thu thập thông tin thực và định vị phương tiện cấp
cứu để dẫn đường và ưu tiên phương tiện cấp cứu, đảm bảo nhanh chóng và an
toàn.
- Hỗ trợ cứu hộ: Hỗ trợ từ xa hoạt động cứu hộ tại hiện trường và chuẩn bị
cấp cứu tại bệnh viện.
• Chức năng báo hiệu sự cố đối với hàng hóa nguy hiểm: bao gồm các quy
trình chức năng:
- Giám sát hàng hóa nguy hiểm;
Nguyễn Tuấn Anh

20


HỆ THỐNG GIAO THÔNG THÔNG MINH VÀ Ô TÔ THÔNG MINH

-

Tự động phát hiện/hỗ trợ phát hiện hàng hóa nguy hiểm trong các sự cố;
Cảnh báo sự cố hàng hóa nguy hiểm tới lái xe và người dân;
Chức năng hỗ trợ xử lý sự cố hàng hóa nguy hiểm.
Chức năng hỗ trợ vận tải công cộng

Chức năng hỗ trợ vận tải công cộng cung cấp các thiết bị, hệ thống và các
công cụ hỗ trợ hoạt động của hệ thống giao thông công cộng, trong đó, thông tin
giao thông công cộng được thực hiện chung trong chức năng thông tin giao thông.
Quản lí giao thông công cộng theo hướng đa phương thức để đảm bảo thực hiện
đúng lịch trình, giảm thấp nhất tác động của sự ùn tắc giao thông trong quá trình
hoạt động và tăng hiệu quả khai thác phương tiện.
Chức năng hỗ trợ vận tải công cộng bao gồm các gói chức năng:

• Hỗ trợ quản lý, điều hành giao thông công cộng: Cung cấp các công cụ hỗ
trợ công tác quản lý, điều hành giao thông (quản lý thông tin lái xe, phương tiện,
hành trình, kế hoạch khai thác,…).
• Giám sát hoạt động phương tiện vận tải công cộng: Cung cấp các công cụ
để theo dõi, giám sát quá trình hoạt động của phương tiện công cộng, theo dõi an
ninh bến, bãi, điểm dừng đỗ.
• Điều hành giao thông công cộng: Cung cấp các công cụ để phối hợp, điều
hành hoạt động của các phương tiện/phương thức giao thông công cộng.
• Ưu tiên phương tiện công cộng: Cung cấp các công cụ xác định vị trí và ưu
tiên cho phương tiện công cộng.
• Xác định thông tin theo thời gian thực: Cung cấp các công cụ xác định thời
gian thực và cung cấp cho người sử dụng.
Chức năng thanh toán điện tử
Thanh toán điện tử là một chức năng tổng hợp liên quan đến việc thanh toán
tự động các giao dịch bằng điện tử. Thanh toán điện tử cũng được ứng dụng trong
vé giao thông đa phương thức, ví dụ như tích hợp sử dụng thẻ thông minh và trạm
thu phí, ô tô và xe đạp nhưng cũng như thu phí ùn tắc để nâng cao hiệu quả và sự
thoải mái, thuận tiện. Các nội dung chính liên quan đến chức năng này bao gồm:
-

Hệ thống phải hoạt động liên tục, có thể tự động;
Quá trình thanh toán phải thuận tiện và hiệu quả đối với người sử dụng;

Có thể trả trước;
Có quy trình giám sát chặt chẽ;
Góp phần nâng cao văn minh.
Các chức năng giúp đảm bảo thực hiện thanh toán điện tử bao gồm:

Nguyễn Tuấn Anh

21


HỆ THỐNG GIAO THÔNG THÔNG MINH VÀ Ô TÔ THÔNG MINH

• Chức năng phát hành thẻ thanh toán/OBU: Cung cấp các công cụ thực hiện
việc đăng ký, phát hành thẻ thanh toán.
• Chức năng tự động kết nối, trao đổi thông tin và tính phí: Cung cấp các
công cụ thực hiện việc kết nối và trao đổi thông tin, tính phí giữa trạm thu phí và
phương tiện.
• Chức năng kiểm tra thông tin phương tiện: Cung cấp các công cụ nhằm xác
định, kiểm tra thông tin phương tiện qua trạm thu phí.
• Chức năng giám sát hệ thống: Cung cấp các công cụ giám sát toàn bộ hoạt
động hệ thống.
• Chức năng cung cấp dịch vụ thanh toán điện tử tích hợp: Cung cấp các
công cụ tích hợp hoạt động hệ thống thanh toán.
Chức năng hỗ trợ lái xe an toàn
Chức năng hỗ trợ lái xe an toàn có trách nhiệm đảm bảo hỗ trợ công tác lái
xe an toàn thông qua việc đảm bảo thông tin, cảnh báo nguy hiểm, hỗ trợ lái xe xử
lý tình huống và bảo vệ lái xe trong các tai nạn. Chức năng lái xe tự động là một
nội dung mới, hiện đại và tổng hợp rất nhiều chức năng không chỉ trên phương
tiện mà còn đối với hệ thống đường, hệ thống quản lý, điều hành. Các chức năng
chính trong nhóm chức năng này bao gồm:

-

Chức năng cung cấp thông tin cho lái xe;
Chức năng cảnh báo nguy hiểm;
Chức năng hỗ trợ lái xe;
Chức năng lái xe tự động.
• Chức năng cung cấp thông tin cho lái xe: Chức năng này có trách nhiệm
cung cấp đầy đủ thông tin cho lái xe trong quá trình di chuyển. Các thông tin bao
gồm: thông tin về tình trạng đường, thông tin điều kiện môi trường, thông tin tình
trạng phương tiện, thông tin nguy hiểm phát sinh trên đường. Để đảm bảo cung
cấp các thông tin này, các chức năng cần thiết như sau:
- Chức năng cung cấp thông tin về điều kiện đường: Thực hiện việc giám sát,
thu thập thông tin và cung cấp cho lái xe. Bao gồm:
+ Quy trình cung cấp thông tin điều kiện đường qua camera giám sát trên xe;
+ Quy trình cung cấp thông tin điều kiện đường qua các cảm biến giám sát
trên xe;
+ Quy trình cung cấp thông tin điều kiện đường qua hệ thống kết nối xe – xe,
xe – đường;
- Chức năng cung cấp thông tin tình trạng xe: Thông qua hệ thống giám sát
trang bị trên xe để theo dõi tình trạng phương tiện, bao gồm:
+ Quy trình cung cấp thông tin qua hệ thống cảm biến giám sát trên xe.

Nguyễn Tuấn Anh

22


HỆ THỐNG GIAO THÔNG THÔNG MINH VÀ Ô TÔ THÔNG MINH

• Chức năng cảnh báo nguy hiểm: Thực hiện việc giám sát và cảnh báo các

nguy hiểm phát sinh trong quá trình lái xe, bao gồm các chức năng chính:
- Chức năng cảnh báo nguy hiểm theo chiều ngang xe: Cảnh báo nguy cơ va
chạm và nguy hiểm khu vực hai bên xe. Thực hiện việc giám sát và cảnh báo lái
xe, bao gồm:
+ Chức năng giám sát khu vực điểm mù và cảnh báo nguy hiểm tại các điểm
mù (cảnh báo điểm mù);
+ Chức năng giám sát và cảnh báo chệch làn đường.
- Chức năng giám sát và cảnh báo va chạm theo chiều dọc xe: Thực hiện
việc giám sát và cảnh báo va chạm đầu, cuối xe, bao gồm:
+ Chức năng giám sát và theo dõi khoảng cách với phương tiện phía trước;
+ Chức năng cảnh báo va chạm với chướng ngại vật trên đường;
- Chức năng cảnh báo va chạm tại nút giao thông: Cảnh báo va chạm trong
nút giao thông như cảnh báo xe từ các hướng, người đi bộ, tín hiệu giao thông,
bao gồm:
+ Chức năng giám sát môi trường xung quanh phương tiện;
+ Quy trình tính toán, cảnh báo từ các hệ thống thiết bị trên xe;
+ Quy trình cảnh báo nguy hiểm qua hệ thống kết nối xe – xe, xe – đường.
- Chức năng cảnh báo nguy hiểm từ xa: Hỗ trợ phát hiện các nguy cơ va
chạm từ xa nhờ tăng cường giám sát và cảnh báo, bao gồm:
+ Quy trình hỗ trợ quan sát từ xa;
+ Quy trình tính toán và cảnh báo nguy hiểm từ xa.
- Chức năng cảnh báo tình trạng đường: Thực hiện giám sát tình trạng đường
và cảnh báo nguy hiểm trên đường, bao gồm:
+ Chức năng giám sát điều kiện đường;
+ Chức năng xử lý thông tin và cảnh báo nguy hiểm.
- Chức năng cảnh báo tình trạng lái xe: Thực hiện việc giám sát và cảnh báo
tình trạng lái xe, bao gồm:
+ Chức năng giám sát lái xe;
+ Chức năng xử lý thông tin và cảnh báo nguy hiểm;
+ Chức năng hỗ trợ/xử lý tình huống.

• Chức năng hỗ trợ lái xe: Thực hiện việc hỗ trợ lái xe trong quá trình điều
khiển phương tiện, bao gồm hỗ trợ hoạt động lái, hỗ trợ quan sát, xử lý các tình
huống nguy hiểm. Bao gồm các gói chức năng như:
- Hỗ trợ hoạt động của hệ thống phanh: Thực hiện hỗ trợ lái xe trong các tình
huống nguy hiểm, phanh gấp, phanh đường dài, bao gồm:
+ Chức năng giám sát, phát hiện các tình huống khẩn cấp.
+ Chức năng xử lý phù hợp với tình huống.

Nguyễn Tuấn Anh

23


HỆ THỐNG GIAO THÔNG THÔNG MINH VÀ Ô TÔ THÔNG MINH

- Hỗ trợ quá trình điều khiển phương tiện: Thực hiện hỗ trợ lái xe an toàn
trong trường hợp cua, gấp khúc, hoạt động lái, bao gồm:
+ Chức năng giám sát, phát hiện các tình huống khẩn cấp;
+ Chức năng xử lý phù hợp với tình huống.
- Hỗ trợ lái xe điều khiển tốc độ theo quy định: xác định tốc độ giới hạn của
đường và giúp lái xe duy trì tốc độ phù hợp.
+ Chức năng xác định tốc độ giới hạn đường;
+ Chức năng điều chỉnh/cảnh báo/nhắc nhở tốc độ phù hợp.
- Chức năng hỗ trợ chiếu sáng (ban đêm, trong mưa);
- Chức năng bảo vệ lái xe và hành khách trong các tình huống tai nạn, bao
gồm:
+ Chức năng phát hiện tình huống tai nạn;
+ Chức năng bảo vệ lái xe, hành khách trong tai nạn.
• Chức năng lái xe tự động: Chức năng tổng hợp của các chức năng cảnh báo
nguy hiểm, hỗ trợ lái xe và kết nối xe với đường, trong đó yêu cầu cả hệ thống

đường cũng phải đảm bảo trang bị hệ thống hiện đại, tiên tiến.
Chức năng nâng cao hiệu quả hoạt động xe thương mại
Chức năng này phục vụ riêng cho hệ thống vận tải hàng hóa, hỗ trợ công tác
quản lý, giám sát, đảm bảo an toàn trong quá trình vận chuyển hàng hóa.
Chức năng nâng cao hiệu quả hoạt động xe thương mại bao gồm việc hỗ trợ
công tác quản lý và hỗ trợ hoạt động phương tiện trên đường, thể hiện qua 2 gói
chức năng:
Chức năng hỗ trợ quản lý hoạt động xe thương mại;
Chức năng tự động lập đoàn xe thương mại.
• Chức năng hỗ trợ quản lý hoạt động xe thương mại: Thực hiện hỗ trợ công
tác quản lý như quản lý thông tin, quản lý tải trọng, hỗ trợ báo cáo, kế hoạch, hỗ
trợ thủ tục hành chính, hỗ trợ kiểm tra trên đường, quản lý giám sát hàng hóa,…
bao gồm các chức năng cụ thể như sau:
- Hỗ trợ quản lý thông tin vận tải: Bao gồm thông tin về lái xe, lịch sử
phương tiện,…
- Hỗ trợ công tác lập kế hoạch, báo cáo:
+ Chức năng tổng hợp tài liệu;
+ Xử lý thông tin và chiết xuất báo cáo.
- Chức năng giám sát hành trình:
+ Chức năng định vị phương tiện;
+ Chức năng theo dõi, giám sát phương tiện.
- Chức năng hỗ trợ thủ tục hành chính;
- Hỗ trợ kiểm soát tải trọng;
-

Nguyễn Tuấn Anh

24

HỆ THỐNG GIAO THÔNG THÔNG MINH VÀ Ô TÔ THÔNG MINH

- Chức năng kiểm tra an toàn bên đường: Thực hiện việc kết nối thông tin
với hệ thống các thiết bị giám sát trên xe, thực hiện việc kiểm tra an toàn đối với
phương tiện;
- Chức năng giám sát hàng hóa nguy hiểm: Trang bị hệ thống giám sát trên
xe đối với hàng hóa nguy hiểm trong quá trình vận chuyển, bao gồm:
+ Chức năng giám sát hàng hóa trên xe (quy trình giám sát bằng camera,
cảm biến);
+ Giám sát định vị quá trình vận chuyển hàng hóa nguy hiểm;
+ Tự động cảnh báo tai nạn với hàng hóa nguy hiểm.
• Chức năng tự động lập đoàn xe thương mại: Thực hiện lập các đoàn xe vận
tải (cùng loại hàng hoặc cùng khu vực đến) để dễ dàng quản lý, hỗ trợ lẫn nhau
trong quá trình vận tải hàng hóa, bao gồm:
- Chức năng quản lý đăng ký hành trình vận tải;
- Chức năng kết nối, lập đoàn xe trong quá trình vận tải.
1.1.3.2.

Cấu trúc vật lý của hệ thống giao thông thông minh

Mô hình cấu trúc vật lý của hệ thống giao thông thông minh gồm có:
- Khối trung tâm (Center) bao gồm có hệ thống quản lý và điều hành giao
thông, hệ thống thông tin giao thông, hệ thống hỗ trợ hoạt động xe cứu hộ, hệ
thống hỗ trợ vận tải công cộng, hệ thống thanh toán điện tử, hệ thống nâng cao
hiệu quả hoạt động xe thương mại và hệ thống hỗ trợ lái xe an toàn;
- Khối đường (Roadside) bao gồm quản lý thu phí, quản lý thông tin giao
thông, quản lý kế hoạch đường bộ, quản lý giám sát điều tiết giao thông, dự báo
sự kiện giao thông và cổng giao tiếp người dùng;
- Khối xe (Vehicle) bao gồm xe, giao diện người dùng, thông tin giao thông
và sự cố đối với xe, con người;

- Khối người tham gia giao thông (Traveller) bao gồm hỗ trợ hành khách và
hỏi đáp các thông tin cá nhân.
- Khối kết nối truyền thông: làm nhiệm vụ kế nối, truyền dẫn dữ liệu.
Hệ thống con trong cấu trúc vật lý hệ thống giao thông thông minh là kết quả
tập hợp hoặc tiến hành tổ hợp các chức năng xác định trong cấu trúc logic và các
thông tin xử lý chức năng. Cấu trúc vật lý nhằm xác định tác dụng tương hỗ và
quan hệ thống tin mong muốn giữa người đi đường, hệ thống và các bộ phận quản
lý giao thông với nhau, do vậy chức năng của các hệ thống con trong cấu trúc vật
lý định nghĩa như sau:
- Hệ thống quản lý và điều hành giao thông: Hệ thống thực hiện các chức
năng khác nhau bao gồm lập kế hoạch giao thông dài hạn; mô hình hóa và báo cáo
công tác quản lý bảo dưỡng cơ sở hạ tầng giao thông; điều khiển giao thông; quản

Nguyễn Tuấn Anh

25