BÁO cáo TỔNG kết đề tài đề tài NGHIÊN cứu KHOA học và CÔNG NGHỆ cấp bộ năm 2009 NGHIÊN cứu ỨNG DỤNG GIAO THÔNG THÔNG MINH (ITS) TRONG QUẢN lý KHAI THÁC, điều HÀNH GIAO THÔNG và THU PHÍ TRÊN hệ THỐNG ĐƯỜNG ô tô CAO tốc VIỆT NAM
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (6 MB, 92 trang )
BỘ GTVT
VIỆN KH&CN GTVT
BỘ GTVT
VIỆN KH&CN GTVT
BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI
VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ GTVT
BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI
VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ GTVT
BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ NĂM 2009
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG GIAO THÔNG THÔNG MINH (ITS)
TRONG QUẢN LÝ KHAI THÁC, ĐIỀU HÀNH GIAO THÔNG VÀ THU
PHÍ TRÊN HỆ THỐNG ĐƯỜNG Ô TÔ CAO TỐC VIỆT NAM
Mã số đề tài: DT094039
Cơ quan chủ quản Đề tài : Bộ Giao thông Vận tải
Cơ quan chủ trì Đề tài
: Viện Khoa học và Công nghệ GTVT
Chủ nhiệm Đề tài
: TS. Nguyễn Hữu Đức
Hà Nội, tháng 10 năm 2014
Nhóm nghiên cứu
Chủ nhiệm đề tài:
TS Nguyễn Hữu Đức
Các thành viên:
ThS Nguyễn Đình Khoa - Viện Khoa học và Công nghệ GTVT
TS Nguyễn Quang Tuấn - Viện Khoa học và Công nghệ GTVT
TS Bùi Xuân Ngó - Viện Khoa học và Công nghệ GTVT
KS Tạ Văn Giang - Chuyên gia Dự án JICA tại trưởng Cao đẳng giao thông
Nguyễn Hồng Phượng - ĐH Kinh doanh và Công nghệ Hà Nội
Nguyễn Thiên Hương - ĐH Southampton, UK
Thượng tá ThS. Phạm Hồng Sơn - dự án JICA tại Học viện Cảnh sát nhân dân
Đại úy TS. Nguyễn Thành Trung - dự án JICA tại Học việ n Cảnh sát nhân dân
Đại tá TS. Phạm Trung Hòa - dự án JICA tại Học việ n Cảnh sát nhân dân
Cộng tác viên:
GS TS Frank Rudolf - Khoa Toán-Tin, Đại học Kỹ thuật Leipzig, CHLB Đức
TS Saito Takeshi - Viện Nghiên cứu An toàn giao thông Nhật Bản
Takagi Michimasa - Tư vấn trưởng dự án JICA tại Học viện Cảnh sát nhân dân
GS TS Marcus Ingle - Princeton University, Hoa Kỳ
LỜI NÓI ĐẦU
Đề tài cấp Bộ GTVT “Nghiên cứu ứng dụng giao thông thông minh (ITS) trong
quản lý khai thác, điều hành giao thông và thu phí trên hệ thống đường ô tô cao tốc
Việt Nam” này lẽ ra đã được thực hiện mấy năm trước. Vì những lý do khác nhau, nay
mới được ti ến hành. Do vậy, bối cảnh đã thay đổi nhiều so với lúc đặt vấn đề ban đầu:
nhiều nghiên cứu và ứng dụng thực tế đã và đang được triển khai.
Để thực hiện đề tài, một nhóm nghiên cứu được Viện Khoa học và Công nghệ
GTVT thành lập với sự tham gia tự nguyện của nhiều chuyên gia quốc tế.
Nhằm cố gắng để kết quả nghiên cứu có thể hữu ích nhất, nhóm nghiên cứu định
hướng như sau:
Với những vấn đề mới lần đầu được đề cập đến: phân tích lựa chọn khả năng áp
dụng trong điều kiện Việt Nam,
Với những ứng dụng đã có: nêu lên các bài học thành công và chưa thành công;
Với các nghiên cứu khác đã / đang có: tập hợp và đưa ra một số đề xuất riêng;
Với các thông tin tản mản từ nhiều nguồn: tập hợp hệ thống để bạn đọc có một
cái nhìn tổng quan và có nhiều thông tin tham khảo .
Các đóng góp của Đề tài được hệ thống dưới dạng Kết luận / Kiến nghị và Bài học
kinh nghiệm chung.
Tuy đã có nỗ lực liên hệ, nhưng nhóm nghiên cứu không thể thu thập hết được các
thông tin về các nghiên cứu / công trình ứng dụng đã / đang có ở Việt Nam n ên có thể
còn sót một số nội dung liên quan.
Để có thể trao đổi rộng rãi, bản thảo đã được công bố trên trang học thuật
www.accademia.edu và cũng đã nhận được nhiều ý kiến/thông tin hữu ích.
Nhóm nghiên cứu xin chân thành cám ơn các đồng chí lãnh đạo, cán bộ nghiên
cứu, các đơn vị, cá nhân đã quan tâm ủng hộ và giúp đỡ, đặc biệt là Viện Khoa học và
Công nghệ GTVT và Học viện Cảnh sát nhân dân. Xin bầy tỏ cám ơn đặc biệt của
nhóm tới Trung tâm An toàn giao thông (Viện Khoa học và Công nghệ GTVT ) và các
bạn La Văn Ngọ, Bùi Tiến Mạnh và Nguyễn Kim Bích về những giúp đỡ quý báu
trong việc đáp ứng các thủ tục hành chính phức tạp.
Chúng tôi mong tiếp tục nhận được các ý kiến / nhận xét để để tài đạt kết quả tốt
hơn. Mọi ý kiến xin gửi về địa chỉ e-mail hay
Xin chân thành cám ơn.
TM Nhóm nghiên cứu
Chủ nhiệm đề tài
TS. Nguyễn Hữu Đức
i
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ ITS (HỆ THỐNG GIAO THÔNG
THÔNG MINH)
1
1.1. Tổng quan về ITS
1
1.1.1. ITS là gì......................................................................................................... 1
1.1.2. Tiêu thức phân loại cách tiếp cận hệ thống ITS. .......................................... 3
1.1.3. Sơ lược tình hình phát triển ITS ở các nước. .............................................. 15
1.1.4. Tổng quan về lợi thế của ITS ...................................................................... 20
1.2. Tình hình ứng dụng ITS nói chung và cho đường ô tô cao tốc nói riêng trên thế
giới.
21
1.3. Tình hình giao thông đường bộ hiện nay tại Việt Nam và xác định mục tiêu đối
với việc ứng dụng ITS.
29
1.3.1. Giao thông đường bộ: liên tục phát triển nhưng còn nhiều bất cập .......... 29
1.3.1.1. Liên tục phát triển
29
1.3.1.2. Nhưng còn nhiều bất cập, một các nguyên nhân là do không có thông
tin/ dữ liệu thực và kịp thời
33
1.3.1.3. ITS và sức mạnh của thông tin: Giải pháp?
34
1.3.2. Tình hình phát triển ITS tại Việt Nam: xác định mục tiêu ứng dụng .......... 35
1.3.2.1. Tình hình phát triển ITS tại Việt Nam
35
1.3.2.2. Mục tiêu ứng dụng
48
CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU VỀ KIẾN TRÚC ITS
51
2.1. Những vấn đề chung về kiến trúc ITS
51
2.1.1. Khái niệm .................................................................................................... 51
2.2.1.1. Thuật ngữ “Kiến trúc” trong Công nghệ
51
2.2.1.2. Kiến trúc của một hệ thống ứng dụng ITS
52
2.1.1.3. Kiến trúc ITS ở tầng quốc gia và tầng địa phương
53
2.1.2. Yêu cầu chung và tầm quan trọng của kiến trúc ITS .................................. 54
2.1.2.1. Đặc điểm chung
54
2.1.2.2. Yêu cầu xây dựng kiến trúc
54
2.1.2.3. Tầm quan trọng
55
2.1.3. Mức kiến trúc ITS ....................................................................................... 56
2.1.4. Các yếu tố cấu thành kiến trúc ITS ............................................................. 57
2.1.5. Việc xây dựng kiến trúc ITS quốc gia ......................................................... 61
2.1.5.1. Xây dựng kiến trúc ITS quốc gia: hai bài học
ii
61
2.1.5.2. Cách thức tiếp cận xây dựng “Kiến trúc ITS quốc gia”
62
2.2. Nghiên cứu kiến trúc ITS đã và đang được triển khai tại châu Âu và Hoa Kỳ 62
2.2.1. Kiến trúc ITS tại châu Âu .......................................................................... 63
2.2.2. Kiến trúc ITS tại Hoa Kỳ ........................................................................... 66
2.2.2.1. Giới thiệu chung
66
2.3. Nghiên cứu kiến trúc ITS đã và đang được triển khai tại Nhật Bản và Hàn Quốc
69
2.3.1. Kiến trúc ITS tại Nhật Bản ......................................................................... 70
2.3.1.1. Các giai đoạn phát triển ITS ở Nhật Bản
70
2.3.1.2. Kiến trúc ITS của Nhật Bản
72
2.3.1.3. Quan hệ giữa mức độ phát triển ITS với chất lượng cuộc sống Nhật
Bản: Tầm nhìn trong kiến trúc ITS
73
2.3.2. Kiến trúc ITS và Quy hoạch tổng thể ITS của Hàn Quốc.......................... 75
2.3.2.1. Phát triển ITS tại Hàn Quốc
75
2.4 . Nghiên cứu kiến trúc ITS đã và đang được triển khai tại Trung Quốc và một số
nước trong khu vực Đông Nam Á
78
2.4.1. Kiến trúc ITS tại Trung Quốc ..................................................................... 78
2.4.1.1. Nguyên tắc cơ bản việc thiết lập kiến trúc hệ thống ITS Trung Quốc 78
2.4.1.2. Mục tiêu chủ yếu của kiến trúc hệ thống ITS Trung Quốc
78
2.4.1.3. Tình hình chung về kiến trúc ITS Trung Quốc
79
2.4.2. Kiến trúc ITS tại một số nước trong khu vực Đông Nam Á ....................... 81
2.4.2.1. Malaysia: ITS đang phát triển đúng hướng
81
2.4.2.2. Thái Lan
86
2.4.2.3. Singapore
88
2.4.3. So sánh tình hình thực hiện một số nhóm dịch vụ trong Kiến trúc ITS quốc
gia ở một số quốc gia / vùng lãnh thổ................................................................... 91
2.5. Tổng hợp, phân tích và đề xuất kiến trúc ITS phù hợp với Việt Nam
98
2.5.1. Tổng hợp và phân tích các bài học kinh nghiệm của thế giới .................... 98
2.5.2. Hướng tới một kiến trúc ITS quốc gia của Việt Nam................................ 103
2.5.2.1. Đề xuất của VITRANSS 2 về Kiến trúc ITS cho mạng đường liên tỉnh
103
2.5.2.2. Kiến trúc hệ thống ITS quốc gia Việt Nam: Một phương thức xây dựng
kiến trúc ITS
106
iii
CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT KHUNG CÁC TIÊU CHUẨN CƠ BẢN CỦA
ITS CHO ĐƯỜNG Ô TÔ CAO TỐC
115
3.1. Nghiên cứu hệ thống tiêu chuẩn ITS trên thế giới
115
3.1.1. Ý nghĩa của việc tiêu chuẩn hóa ITS ........................................................ 115
3.1.2. Các Cơ quan / Tổ chức tiêu chuẩn hóa ITS.............................................. 116
3.1.2.1. Tổ chức Tiêu chuẩn hóa quốc tế ISO
116
3.1.2.2. Tiêu chuẩn hóa ITS châu Âu
118
3.1.2.3. Tiêu chuẩn hóa ITS Mỹ
119
3.1.2.4. Tiêu chuẩn hóa ITS Nhật
120
3.1.3. Tổng quan về các tiêu chuẩn ITS.............................................................. 120
3.1.3.1. Lĩnh vực tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật của các công nghệ để hình
thành dịch vụ ITS
121
3.1.3.2. Lĩnh vực tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật của các dịch vụ người sủ dụng
ITS
122
3.1.3.3. Lĩnh vực các tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật liên quan đến kiến trúc
ITS
123
3.2. Nghiên cứu, đề xuất phương pháp tiếp cận phù hợp đối với công tác tiêu chuẩn
hóa ITS tại Việt Nam
124
3.2.1. Xác định yêu cầu đối với tiêu chuẩn, quy chuẩn ..................................... 124
3.2.1.1. Các yêu cầu chung
124
3.2.1.2. Các yêu cầu riêng
125
3.2.2 Xây dựng tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật ................................................. 129
3.2.2.1. Xác định đối tượng tiêu chuẩn hóa: Công việc số 1 trong việc xây dựng
tiêu chuẩn ITS
130
3.2.2.2. Soạn thảo tiêu chuẩn, quy chuẩn
130
3.3. Nghiên cứu, đề xuất khung các tiêu chuẩn cơ bản của ITS cho đường ô tô cao
tốc Việt Nam bao gồm: cấu trúc chung của hệ thống tiêu chuẩn, các yêu cầu đối
việc tiêu chuẩn hóa
132
3.3.1. Khung tiêu chuẩn kỹ thuật của hệ thống ITS theo VITRANSS2 ............... 132
3.3.2. Hệ thống tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật cơ bản của hệ thống ITS cho
đường ô tô cao tốc: Cấu trúc chung ................................................................... 133
3.3.2.1. Tiêu chuẩn hóa lĩnh vực các công nghệ để hình thành dịch vụ ITS 133
3.3.2.2. Tiêu chuẩn hóa trong lĩnh vực các dịch vụ người sử dụng kiến trúc ITS
141
3.3.3 Về một số vấn đề liên quan đến tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật ITS đang
được triển khai thực hiện .................................................................................... 149
iv
3.4. Phân tích, lựa chọn và chuyển đổi một tiêu chuẩn từ hệ thống tiêu chuẩn quốc
tế về ITS.
154
3.4.1. Phân tích, lựa chọn ................................................................................... 154
3.4.2. Phần chuyển dịch tiêu chuẩn .................................................................... 154
CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ITS TRONG QUẢN LÝ, ĐIỀU HÀNH GIAO
THÔNG TRÊN ĐƯỜNG Ô TÔ CAO TỐC VIỆT NAM 182
4.1. Nghiên cứu tổng quan về mô hình quản lý điều hành đường ô tô cao tốc và hệ
thống đường cao tốc
182
4.1.1. Mục tiêu của việc quản lý và điều hành đường cao tốc ........................... 182
4.1.2. ITS và quản lý, điều hành giao thông trên đường ô tô cao tốc ................ 183
4.1.3. Mô hình quản lý, điều hành ...................................................................... 185
4.1.4. Tổng quan về hoạt động quản lý điều hành giao thông ........................... 186
4.2. Nghiên cứu ứng dụng ITS trong quản lý điều hành giao thông trên đường tô tô
cao tốc Việt Nam
187
4.2.1. Hệ thống theo dõi, giám sát trên đường cao tốc ...................................... 187
4.2.2. Hệ thống điều tiết dòng xe vào, ra đường cao tốc: điều tiết dòng xe trên làn
dẫn đường cao tốc .............................................................................................. 189
4.2.2.1.Yếu tố kỹ thuật
189
4.2.2.2. Công nghệ
192
4.2.3. Quản lý việc sử dụng làn xe trên đường cao tốc ...................................... 193
4.2.3.1. Điều hành giao thông ở làn cao tốc chính
193
4.2.3.2. Điều hành giao thông trên làn
194
4.2.4. Quản lý và xử lý các sự cố giao thông ...................................................... 198
4.2.4.1. Tổng quan
198
4.2.4.2. Thiết bị dò (detector)
200
4.2.5. Quản lý và xử lý các tình huống khẩn cấp ................................................ 203
4.2.6. Hệ thống thông tin cho người lái xe ......................................................... 204
4.2.6.1. Radio tư vấn trên đường cao tốc (HAR)
204
4.2.6.2. Truyền dẫn tin
204
4.2.6.3. Thông tin giao thông cho người đi đường thông qua DMS
207
4.2.6.4. Hệ thống định vị trên xe
207
v
CHƯƠNG 5: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ITS TRONG QUẢN LÝ THU PHÍ ĐIỆN TỬ
208
5.1. Tổng quan về các biện pháp th u phí trên đường cao tốc
208
5.1.1. Văn tắt quá trình lịch sử của việc thu phí đường bộ ................................ 208
5.1.2. Tổng quan về các biện pháp thu phí trên đường cao tốc ......................... 210
5.1.3. Thu phí tự động: tình hình hiện nay và các đòi hỏi trong tương lai ....... 217
5.2. Nghiên cứu ứng dụng ITS trong quản lý thu phí tự động trên đường cao tốc Việt
Nam
222
5.2.1. Khái quát................................................................................................... 222
5.2.2. Những yêu cầu chung đối với hệ thống .................................................... 224
5.2.3.Lựa chọn công nghệ................................................................................... 225
5.2.3.1. Lựa chọn công nghệ thông tin giữa Xe (thiết bị trên xe) và Đường 225
5.2.3.2. Công nghệ RFID
226
5.2.3.3. Công nghệ truyền thông tin cự ly ngắn dành riêng DSRC (Dedicated
Short Range Communications)
230
5.2.3.4. Công nghệ liên lạc không dây GSM (3G, 4G /WiMax) kết hợp công
nghệ GPS
234
5.2.3.5 Lựa chọn công nghệ thông tin đường – xe trong thu phí ETC
236
5.2.4. Những yêu cầu cơ bản đố i với thiết bị trên xe (OBU) .............................. 251
5.2.4.1. Yêu cầu kỹ thuật của Công nghệ Thông tin đối với khối OBU
251
5.2.4.2. Yêu cầu đối với hệ thống
253
5.2.5. Những yêu cầu cơ bản đối với hệ thống thiết bị bên đường (RSU).......... 259
5.2.5.1. Yêu cầu kỹ thuật đối với khối RSU (khối phát và khối thu)
259
5.2.5.2. Yêu cầu đối với hệ thống
263
5.2.6. Những yêu cầu cơ bản đối với hệ thống xử lý dữ liệu .............................. 267
5.2.6.1. Yêu cầu đối với hệ thống thu thập và xử lý dữ liệu tại Trạm thu phí 267
5.2.6.2. Yêu cầu đối với hệ thống xử lý dữ liệu tại Trung tâm
268
5.2.7. Những yêu cầu cơ bản đối Trung tâm kiểm soát thu phí .......................... 269
5.2.7.1. Yêu cầu về Tiêu chuẩn kỹ thuật
269
5.2.7.2. Yêu cầu về cấu hình
270
5.2.7.3. Yêu cầu về chức năng
270
5.3. Nghiên cứu sơ đồ bố trí lắp đặt hệ thống thu phí tự động dùng ITS trên đường
cao tốc, đề xuất cơ cấu vận hành
271
5.3.1. Công nghệ thu phí qua điện thoại di động (ý tường đề xuất cho áp dụng thí
điểm) 271
vi
5.3.2. Công nghệ RFID / DSRC ......................................................................... 274
5.3.2.1. Bố trí lắp đặt hệ thống
274
5.3.2.2. Cơ cấu vận hành hệ thống ETC
277
CHƯƠNG 6: MỘT SỐ KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
282
6.1. Ba kết luận
282
6.1.1. Kết luận 1: Các nhóm dịch vụ ưu tiên cho người sử dụng của ITS .......... 282
6.1.2. Kết luận 2: Hệ thống theo dõi, giám sát trên đường cao tốc ................... 282
6.1.3. Kết luận 3: ITS và việc quản lý điều hành đường cao tốc. ....................... 283
6.1.3.1. Hệ thống điều tiết dòng xe vào, ra đường cao tốc: điều tiết dòng xe
trên làn dẫn đường cao tốc
283
6.1.3.2. Quản lý việc sử dụng làn xe trên đường cao tốc
283
6.1.3.3. Quản lý sự cố
283
6.1.3.4. Quản lý và xử lý các tình huống khẩn cấp
284
6.1.3.5. Hệ thống thông tin cho người lái xe
284
6.2. Năm kiến nghị
284
6.2.1. Kiến nghị 1: Định nghĩa ITS ..................................................................... 284
6.2.2. Kiến nghị 2: Mục tiêu ứng dụng ITS ........................................................ 284
6.2.2.1. Mục tiêu chung
284
6.2.2.2. Mục tiêu ứng dụng ITS
285
6.2.3. Kiến nghị 3: Một phương thức xây dựng Kiến trúc tổng thể ITS ............. 285
6.2.4. Kiến nghị 4: Khung các tiêu chuẩn cơ bản của ITS cho đường ô tô cao tốc
286
6.2.4.1. Bảy mục tiêu và tiêu chí cho tiêu chuẩn, quy chuẩn ITS
286
6.2.4.2. Tính đầy đủ của hệ thống
287
6.2.4.3. Đối tượng tiêu chuẩn hóa
287
6.2.5. Kiến nghị 5: Phương thức thông tin Đường -Xe (V2I) trong thu phí điện tử
287
6.3. Hai bài học kinh nghiệm chung
288
6.3.1. Bài học 1: Kinh nghiệm từ các ứng dụng ITS chưa hiệu quả ................... 288
6.3.2. Bài học 2: Tổng hợp và phân tích các bài học kinh nghiệm của thế giới về
Kiến trúc ITS ....................................................................................................... 289
PHỤ LỤC
292
TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH 300
vii
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1.1. Các miền dịch vụ / nhóm dịch vụ ITS theo Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế
(ISO)................................................................................................................................ 5
Bảng 1.3.1. Hạ tầng đường bộ...................................................................................... 30
Bảng 1.3.2. Số lượng phương tiện cơ giới đường bộ đã đăng ký ................................. 31
Bảng 1.3.3. Vận tải đường bộ ....................................................................................... 32
Bảng 1.3.4. Tai nạn giao thông đường bộ .................................................................... 33
Bảng 2.1.1. Mô hình 4 cấp để phân tích kiến trúc ITS ................................................. 57
Bảng 2.1.2. Yếu tố cấu thành kiến trúc hệ thống ITS ................................................... 57
Bảng 2.2.1. Kiến trúc khung ITS ở Châu Âu (FRAME) ................................................ 65
Bảng 2.3.1. Kiến trúc hệ thống dịch vụ người dùng của ITS Nhật Bản ....................... 73
Bảng 2.4.1. Tình hình thực hiện một số dịch vụ người sử dụng trong kiến trúc ITS quốc
gia của Trung Quốc ...................................................................................................... 80
Bảng 2.4.2. Dịch vụ người sử dụng ITS ở Malaysia..................................................... 82
Bảng 2.4.3. Xây dựng kiến trúc ITS trong nghiên cứu kế hoạch tổng thể ................... 83
Bảng 2.4.4. Đề xuất về dịch vụ và nhóm dịch vụ cho người sử dụng ITS ở Thái Lan . 86
Bảng 2.4.5. Điểm mạnh và điểm yếu của Thái Lan trong phát triển ITS ..................... 87
Bảng 2.4.6. Cơ hội và thách thức của Thái Lan trong phát triển ITS .......................... 88
Bảng 2.4.7. Tình hình thực hiện một số dịch vụ người sử dụng trong kiến trúc ITS quốc
gia của Singapore ......................................................................................................... 90
Bảng 2.4.8. So sánh tình hình thực hiện một số nhóm dịch vụ trong Kiến trúc ITS quốc
gia ở một số quốc gia / vùng lãnh thổ........................................................................... 92
Bảng 2.5.1. Các dịch vụ ITS và quy mô thành phố..................................................... 102
Bảng 2.5.2. Kết quả thử nghiệm đánh giá lựa chọn các dịch vụ cho Kiến trúc tổng thể
quốc gia về ITS Việt Nam ........................................................................................... 108
Bảng 3.1.1. Các tổ công tác của ISO/TC204.............................................................. 117
Bảng 3.1.2. Quan hệ tương ứng các tổ công tác CEN/TC278 và ISO/TC204 ........... 119
Bảng 3.1.3. Các tổ công tác Tiêu chuẩn hóa ITS Nhật Bản ....................................... 120
Bảng 3.3.1. Loại tiêu chuẩn công nghệ thông tin để hình thành dịch vụ ITS hiện hành
..................................................................................................................................... 133
Bảng 4.2.1. Phạm vi ứng dụng của 7 nhóm thiết bị dò............................................... 202
Bảng 5.2.1. Ký hiệu một vài loại thiết bị của các hãng sản xuất đã có ở Việt Nam .. 232
viii
Bảng 5.2.2. So sánh công nghệ thu phí....................................................................... 237
Bảng 5.2.3. So sánh công nghệ DSRC, RFID và một số công nghệ khác ................. 239
Bảng 5.2.4. Kinh nghiệm Sử dụng của Active RF-Tag cho Thu phí tại Mỹ .............. 242
Bảng 5.2.5. Áp dụng Passive RF-Tag biểu phí tương ứng chiều dài quãng đường ở Mỹ
..................................................................................................................................... 242
Bảng 5.2.6. So sánh các phương pháp vận hành làn thu phí ETC tại trạm thu phí.. 246
Bảng 5.2.7. Giới hạn độ nhạy của OBU ..................................................................... 252
Bảng 5.2.8. Các mức và tần số của tín hiệu nhiễu ..................................................... 252
Bảng 5.2.9. Giới hạn phát xạ giả của OBU............................................................... 253
Bảng 5.2.10. Điều kiện môi trường xung quanh đối với thiết bị trên xe (OBU) ........ 255
Bảng 5.2.11. Điều kiện môi trường xung quanh đối với máy chủ quản lý OBU........ 258
Bảng 5.2.12. Các giới hạn mặt nạ phổ ....................................................................... 260
Bảng 5.2.13. Giới hạn cho phát xạ giả dẫn và phát xạ giả bức xạ ............................ 260
Bảng 5.2.14. Các giới hạn mức loại bỏ cùng kênh..................................................... 261
Bảng 5.2.15. Giới hạn độ chọn lọc kênh kề ................................................................ 262
Bảng 5.2.16. Điều kiện môi trường xung quanh đối với thiết bị bên đường (RSU) ... 266
Bảng 5.3.1. Danh mục các thiết bị chính ở khu vực thu phí....................................... 276
Bảng 5.3.2. So sánh các phương thức trả phí khác nhau đối với ETC ..................... 281
ix
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1.1. ITS với 16 lĩnh vực ứng dụng chính........................................................... 10
Hình 1.1.2. Lịch sử phát triển của ITS.......................................................................... 11
Hình 1.2.1. Thông tin đa chức năng ............................................................................. 22
Hình 1.2.2. Thông tin thời gian thực ............................................................................ 22
Hình 1.2.3. Hệ thống thông tin hành khách tiên tiến.................................................... 23
Hình 1.2.4. Thu phí ùn tắc (giao thông đô thị) ............................................................. 24
Hình 1.2.5. Trung tâm kiểm soát phương tiện .............................................................. 24
Hình 1.2.6. Quản lý vận tải hàng hóa........................................................................... 25
Hình 1.2.7. Thanh toán điện tử ..................................................................................... 26
Hình 1.2.8. Trạm thu phí............................................................................................... 26
Hình 1.2.9. Hệ thống kiểm soát an toàn ....................................................................... 27
Hình 1.2.10. Hệ thống Camera giám sát (CCTV) ........................................................ 28
Hình 1.2.11. Hệ thống điện thoại khẩn cấp – eCall trên xe ô tô .................................. 28
Hình 1.3.1. Đề tài cấp bộ năm 1999 về Giao thông trí tuệ (ITS) ............................... 36
Hình 1.3.2. Hệ thống giám sát giao thông bằng hình ảnh trên tuyến Pháp Vân- Cầu
Giẽ................................................................................................................................. 38
Hình 2.1.1. Lưu đồ kiến trúc Logic............................................................................... 59
Hình 2.1.2. Chuyển đổi từ kiến trúc logic sang kiến trúc vật lý ................................... 60
Hình 2.2.1. Tiến trình nghiên cứu Kiến trúc ITS ở Châu Âu ........................................ 64
Hình 2.2.2. Ứng dụng Kiến trúc FRAME trong quá trình quy hoạch ITS.................... 64
Hình 2.2.3. Phát triển ITS trên cơ sở Kiến trúc tổng thể ở Hoa Kỳ ............................. 67
Hình 2.2.4. Sơ đồ kiến trúc Vật lý cấp cao của ITS Hoa Kỳ, phiên bản 7.0 (2012).... 69
Hình 2.3.1. Quá trình phát triển Kiến trúc ITS của Hàn Quốc .................................... 77
Hình 2.4.1. Thiết lập kiến trúc hệ thống ITS củaMalaysia........................................... 85
Hình 2.5.1. Gói công việc của VITRANSS 2............................................................... 103
Hình 2.5.2. Ba dịch vụ và các gói công việc do VITRANSS2 đề xuất ........................ 104
Hình 2.5.3. Kiến trúc ITS tổng thể do VITRANSS2 đề xuất cho mạng đường liên tỉnh
..................................................................................................................................... 106
Hình 3.1.1. Sản phẩm ITS cần được tiêu chuẩn hóa .................................................. 115
Hình 3.2.1. Tính tương hợp (Khả năng cộng tác) ...................................................... 128
x
Hình 3.2.2. Giải thích nghĩa h ẹp của “Tính tương thích” ......................................... 129
Hình 3.3.1. Khung tiêu chuẩn kỹ thuật của hệ thống ITS theo VITRANSS2 .............. 133
Hình 3.3.2. Sơ đồ kiến trúc Vật lý cấp cao của ITS Hoa Kỳ (2012)........................... 142
Hình 4.1.1. Các lĩnh vực và dịch vụ người dùng trong quản lý, điều hành đường cao
tốc................................................................................................................................ 184
Hình 4.1.2. Sơ đồ khối quá trình quản lý, điều hành đường cao tốc.......................... 186
Hình 4.2.1. Tín hiệu tại làn dẫn vào đường cao tốc ................................................... 189
Hình 4.2.2. Bảng phản xạ ........................................................................................... 197
Hình 4.2.3. Các nhóm dịch vụ và dịch vụ người dùng “Quản lý và xử lý các tình huống
khẩn cấp”.................................................................................................................... 203
Hình 5.1.1. Bốn thành phần chính của hệ thống thu phí ............................................ 210
Hình 5.2.1. Dịch vụ thu phí không dừng..................................................................... 224
Hình 5.2.2. Biểu đồ áp dụng công nghệ DSRC tại 3 khu vực chính trên thế giới ...... 231
Hình 5.2.3. Thiết bị thu phí tự động ETC ................................................................... 232
Hình 5.2.4. Sơ đồ thu phí theo công nghệ RFID hay DSRC....................................... 233
Hình 5.2.5. Việc sử dụng chung hệ thống giữa các ĐVVH đường khác nhau tại Nhật
..................................................................................................................................... 241
Hình 5.2.6. Cải thiện độ chính xác bằng cách lặp lại thông tin liên lạc dữ liệu....... 243
Hình 5.2.7. Tính năng b ổ sung của DSRC (5.8GHz) và tần số vô tuyến (865 MHz) . 244
Hình 5.2.8. Kết hợp sử dụng ETC với Chạm & Đi.................................................... 245
Hình 5.2.9. Cách sử dụng kết hợp áp dụng cho mạng đường cao tốc....................... 245
Hình 5.2.10. Vận hành làn thu phí linh hoạt ............................................................. 245
Hình 5.2.11. Thế hệ ETC kế tiếp dựa trên công nghệ GPS và DSRC (hoặc IR) ........ 247
Hình 5.2.12. Nâng cấp thế hệ ETC kế tiếp ................................................................. 248
Hình 5.2.13. Các phương pháp kiểm tra tài khoản trả trước..................................... 249
Hình 5.2.14. Phân bổ tài khoản trả trước đến tất cả các làn thu phí........................ 249
Hình 5.2.15. Vấn đề do khoảng thời gian cập nhật tài khoản trả trước .................... 250
Hình 5.2.16. Các vấn đề gây ra do chất lượng viễn thông thấp................................ 250
Hình 5.2.17. Khe thời gian đo sai số tần số............................................................... 253
Hình 5.3.1. Quá trình thu phí qua đi ện thoại di động ................................................ 272
Hình 5.3.2. Công thu phí ETC và OBU ...................................................................... 274
Hình 5.3.3. Hệ thống phát và thu bên đường và xe ................................................... 275
xi
Hình 5.3.4. Sơ đ ồ bố trí lắp đặt hệ thống ETC .......................................................... 275
Hình 5.3.5. Sơ đồ bố trí antenna ở hai đầu trạm........................................................ 278
Hình 5.3.6 . Nguyên lí làm việc của RFID.................................................................. 279
Hình 5.3.7. Cấu tạo của modul reader ....................................................................... 279
Hình 5.3.8. Sơ đồ kết nối thiết bị ngoại vi với modul reader ..................................... 279
Hình 5.3.9. Module ASM ............................................................................................ 279
xii
DANH MỤC CÁC HỘP
Hộp 1.1.1. Quy mô và tăng trưởng của công nghệ thông tin ......................................... 2
Hộp 1.1.2. Các định nghĩa khác nhau về Giao thông thông minh (ITS) ........................ 2
Hộp 1.3.1. Trung tâm Điều khiển giao thông Hà Nội: Ứng dụng ITS đầu tiên ........... 37
Hộp 1.3.2. Giám sát trật tự an toàn giao thông bằng hình ảnh của Hải Châu............ 38
Hộp 1.3.3. Hệ thống Điều khiển giao thông tại Thành phố Hồ Chí Minh ................... 40
Hộp 1.3.4. Dự án thí điểm thẻ thông minh do Nhật Bản tài trợ ở Hà Nội .................. 42
Hộp 1.3.5. Đề tài cấp nhà nước KC.01.14/11-15 về giao thông thông minh............... 47
Hộp 2.1.1. Định nghĩa kiến trúc hệ thống .................................................................... 51
Hộp 2.1.2. Kiến trúc máy tính....................................................................................... 52
Hộp 2.1.3. Kiến trúc của một hệ thống ứng dụng ITS .................................................. 53
Hộp 2.1.4. Vì sao cần có kiến trúc ITS quốc gia .......................................................... 53
Hộp 2.1.5. Ví dụ về gói dịch vụ..................................................................................... 61
Hộp 2.2.1 Kiến trúc và đặc điểm của FRAME ............................................................. 64
Hộp 2.3.1. Mục tiêu cho từng lĩnh vực ITS trong kiến trúc ITS quốc gia Nhật Bản .... 72
Hộp 2.4.1. Một số ưu tiên trong phát triển ITS Trung Quốc ....................................... 79
Hộp 2.4.2. “i-Transport” Hệ thống giao thông tich hợp - một ví dụ trong thực hiện
kiến trúc ITS của Singapore.......................................................................................... 89
Hộp 3.1.1. Ý nghĩa của việc tiêu chuẩn hóa ITS......................................................... 116
Hộp 3.2.1. Những nguyên tắc chung trong tiêu chuẩn hoá....................................... 125
Hộp 3.2.2. Yêu cầu đối với sản phẩm của Công nghệ thông tin trong hệ thống ITS . 127
Hộp 3.2.3. Đối tượng tiêu chuẩn hóa đối với dịch vụ Thông tin / kiểm soát giao thông
..................................................................................................................................... 132
Hộp 3.3.1. Các Giao thức truyền thông tiêu biểu....................................................... 146
Hộp 4.1.1. Dịch vụ ITS cho người sử dụng ưu tiên thực hiện theo VITRANSS2........ 183
Hộp 4.2.1. Các dạng sự cố.......................................................................................... 199
Hộp 5.1.1. Văn bản pháp luật về chế độ thu, nộp và quản lý sử dụng phí sử dụng
đường bộ ..................................................................................................................... 208
Hộp 5.1.2. Ứng dụng hệ thống ETC ở các nước ........................................................ 210
Hộp 5.1.3. Điện thoại di động để thanh toán phí đường bộ: Một số thí điểm đầu tiên
..................................................................................................................................... 213
xiii
Hộp 5.1.4. Biểu khung mức thu phí ............................................................................ 213
Hộp 5.2.1. Những bất cập trong công tác thu phí hiện nay ...................................... 223
Hộp 5.2.2. Các yêu cầu chung đối với hệ thống thu phí............................................. 224
Hộp 5.2.3. Quy định về điều kiện kỹ thuật và khai thác đối với thiết bị nhận dạng vô
tuyến điện (RFID) được sử dụng có điều kiện............................................................ 233
Hộp 5.2.4. Phân tích so sánh các công nghệ thông tin Đường-Xe trong ETC........... 241
Hộp 5.2.5. Yêu cầu kỹ thuật của Công nghệ Thông tin đối với khối OBU................. 252
Hộp 5.2.6. Các yêu cầu kỹ thuật đối với khối phát RSU ............................................ 259
Hộp 5.2.7. Các yêu cầu kỹ thuật đối với khối thu RSU .............................................. 261
Hộp 5.2.8. Một sô tiêu chuẩn và quy chuẩn kỹ thuật áp dụng cho Trung tâm dữ liệu269
Hộp 5.3.1. Thẻ RFID .................................................................................................. 279
Hộp 5.3.2. Phần mềm cho hệ thống ETC ................................................................... 280
xiv
xv
CHƯƠNG 5: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ITS
TRONG QUẢN LÝ THU PHÍ ĐIỆN TỬ
5.1. Tổng quan về các biện pháp thu phí trên đường cao tốc
5.1.1. Văn tắt quá trình lịch sử của việc thu phí đường bộ
Việc thu phí sử dụng đường bộ có mục đích bù dắp một phần vốn đâu tư và / hoặc
vốn duy trì, bảo dưỡng đường. Từ năm 1962 với Nghị định số 83 -CP, ngày 01-8-1962;
Hội đồng Chính phủ cho phép thu lệ phí sửa chữa đường bộ. Trong t hời kỳ chiến tranh
phá hoại của Mỹ, việc thu phí giao thông đã bị ngừng lại. Từ năm 1991, việc thu tiền
sử dụng đường bộ lại tiếp tục thực hiện. Từ bước đầu dưới dạng thu thủ công trực tiếp
khi người sử dụng đi qua nơi thu phí cầu, đường bộ. Dần dần công v iệc được cải tiện
và hệ thống các trạm thu phí các loại đã hình thành từng bước. Năm 1998, Thủ tướng
Chính phủ phê duyệt mạng lưới các trạm thu phí đường bộ toàn quốc với 62 trạm. Cơ
chế thu phí tại các trạm này được thực hiện theo các Thông tư của Bộ Tài chính (xem
Hộp 5.1.1).
Hộp 5.1.1 . Văn bản pháp luật về chế độ thu, nộp và quản lý sử dụng phí sử dụng
đường bộ
Hiện hành: Thông tư số 159/2013/TT-BTC ngày 14/11/2013 của Bộ Tài chính hướng dẫn về chế độ
thu, nộp quản lý và sử dụng phí sử dụng đường bộ hoà n vốn đầu tư xây dựng đường bộ.
Văn bản trước đây:
Thông tư số 90/2004/TT-BTC ngày 07/9/2004 của Bộ Tài chính hướng dẫn chế độ thu, nộp và
quản lý sử dụng phí sử dụng đường bộ;
Thông tư số 109/2002/TT -BTC ngày 06/12/2002 của Bộ Tài chính quy định chế độ th u, nộp
và quản lý sử dụng phí sử dụng đường bộ;
Thông tư số 01/2003/TT-BTC ngày 07/01/2003 của Bộ Tài chính sửa đổi mức thu phí sử dụng
đường bộ đối với xe quân sự của Bộ Quốc phòng;
Thông tư số 12/2003/TT -BTC ngày 18/02/2003 của Bộ Tài chính hướng dẫn bổ sung Thông
tư số 109/2002/TT-BTC ngày 06/12/2002 của Bộ Tài chính quy định chế độ thu, nộp và quản
lý sử dụng phí sử dụng đường bộ;
Thông tư số 52/2003/TT-BTC ngày 30/5/2003 của Bộ Tài chính sửa đổi, bổ sung Thông tư
109/2002/TT-BTC về phí sử dụng đường b ộ;
Công văn số 4269 TC/TCT ngày 28/4/2003 của Bộ Tài chính về việc phát hành vé thu phí
đường bộ.
Do cần huy động nhiều nguồn lực và để phát triển kết cấu hạ tầng giao thông, nên
nước ta đã có những chính sách khuyến khích các nhà đầu tư theo hình thức BOT, cho
phép các nhà đầu tư được thu phí sau khi công trình cầu đường được hoàn thiện để
hoàn vốn. Vì vậy hiện có hai loại phí đường bộ khác nhau là thu theo công trình do
nhà nước đầu tư và thu theo công trình đầu tư theo BOT. Mức thu đối với BOT bằng
hai lần mức thu phí của nhà nước.
208
Đến 2004, trên hệ thống quốc lộ có 53 trạm thu phí các loại (RATSCO , “2004”)45.
Từ khi thực hiện Nghị định số 18/2012/NĐ-CP ngày 13/3/2012 của Chính phủ về Quỹ
bảo trì đường bộ, nhiều trạm thu phí trên quốc lộ đã được gỡ bỏ. Tuy nhiên, vẫn còn
một số trạm trên quốc lộ vì những lý do khác nhau và vẫn còn những đề nghị thu p hí
mới, ví dụ, thu phí trên Đại lộ Thăng Long.
Cùng với việc xuất hiện các đường cao tốc, việc thu phí lại đặt ra những yêu cầu
cao hơn so với thu phí trên đường quốc lộ. Do tốc độ cao, để bảo đảm giao thông
thông suốt và an toàn, cần công nghệ thu phí tốt hơn, hiệu quả hơn. Do vậy, công nghệ
ITS cần và đủ đế đưa vào sử dụng. Theo đà phát triển của mạng đường cao tốc, công
nghệ thu phí trên các tuyến khác nhau lại phải có sự hài hòa và tương thích để tránh
những vấn đề bất cập. Điều này lại đặt ra những yêu cầu mới cho việc lựa chọn công
nghệ thu phí.
Vì vậy việc xác định, lựa chọn các thiết bị công nghệ phù hợp với điều kiện Việt
Nam nhằm làm cơ sở cho việc xây dựng quy trình thu phí thuận tiện, an toàn và hiệu
quả cần phải được tiến hành ngay. Căn cứ vào đ ó triển khai việc thống nhất và đồng
bộ hóa thiết bị công nghệ cũng như quy trình thu trên toàn bộ mạng lưới trạm thu phí
quốc lộ đặc biệt là các tuyến quan trọng và các tuyến đối ngoại; làm sao trong một
tương lai gần, thu phí ở Việt Nam trở nên thuận tiện, văn minh và hiện đại.
Hệ thống thu phí điện tử (Electronic Toll Collection - ETC) là một trong những
hình thức được triển khai ứng dụng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới. Nhờ ưu điểm
“không dừng” nên hệ thống ETC góp phần giảm ùn tắc, giảm chi phí quả n lý và hạn
chế tiêu cực trong thu phí. Đây là một trong những biện pháp hiệu quả để giải quyết
bài toán thu phí giao thông đường bộ ở Việt Nam hiện nay.
Vì vậy, trong phát triển ITS, hệ thống ETC được chú trọng, là xu hướng phát triển
tất yếu trong giao thông đường bộ hiện đại. Tại một số nước phát triển, hệ thống ETC
đã được triển khai hàng chục năm nay và đạt được nhiều thành tựu. Những kết quả
trong việc ứng dụng ETC ở các nước trên thế giới là tiền đề cho ứng dụng ETC ở Việt
Nam.
45
Theo đó, có 43 trạm do các Khu Quản lý Đường bộ trực thuộc Cục Đường bộ Việt Nam (CĐBVN) quản
lý; 06 trạm do Cục ủy quyền cho các Sở GTVT/GTCC quản lý; 02 trạm do các UBND tỉnh quả n lý và 02 trạm
do các doanh nghiệp BOT quản lý. Trong số đó có 12 trạm đã được tự động hóa các khâu thu phí và kiểm soát,
cụ thể:
- 3 trạm: Chương Dương cũ (QL1), Bến Thủy (QL1) và T1 (QL51) do CĐBVN đầu tư trang bị;
- 3 trạm trên QL5: Phú Lương, Quán To an 1 và 2 do Ban Quản lý Dự án 5 bàn giao;
- Trạm Mỹ Thuận (QL1) do Ban Quản lý Dự án Mỹ Thuận bàn giao;
- Trạm Cỏ May (QL51) do doanh nghiệp Hải Châu đầu tư BOT;
- Trạm Bình Dương (QL13) do UBND tỉnh Bình Dương đầu tư và bán thương quyền;
- 3 trạm trên QL 10 (Tân Đệ, Đá Bạc và Tiên Cựu) do PMU18 bàn giao đưa vào sử dụng
209
Hộp 5.1.2 . Ứng dụng hệ thống ETC ở các nước
1. Mỹ
Nổi tiếng với hệ thống thu phí E -zPass. Sau khi hệ thống này được đi vào sử dụng tháng 7/1997
thì tăng mạnh mẽ đến tháng 12/1998 đã có 23 tuyến đường sử dụng thu phí điện tử, tỷ lệ sử dụng ETC
đạt 43%, giờ cao điểm đạt 55%-60%. Việc ứng dụng hình thức thu phí này tại Mỹ là một giải pháp
chính nhằm tạo nguồn kinh phí để xây dựng các tuyến đường mới, bảo trì các tuyến đường đã xây
dựng, hoàn trả các khoản vay.
2. Châu Âu
Hệ thống Via Varde là một trong những hệ thống thu phí điện tử tiêu biểu của châu Âu. Theo
thống kê, sử dụng hình thức thu phí thủ công trước đây lưu lượng xe bình quân qua trạm thu phí là 200
xe/h, khi sử dụng ETC lưu lượng xe bình quân qua trạm thu phí là 1.500 xe/h. Nếu không có hệ thống
này thì phải xây dựng hơn 2.000 trạm thu phí thủ công để giảm ách tắc tại các trạm thu phí.
3. Nhật Bản
ETC hiện nay ở Nhật Bản dùng chung cho tất cả các tuyến đường có thu phí. Tỷ lệ sử dụng ETC
đạt trên 73%. Từ khi sử dụng ETC, nạn ách tắc trước đó trên toàn bộ 18 trạm thu phí trên các trục
đường cao tốc đô thị của Nhật Bản cơ bản đã được giải quyết. Đồng thời, Nhật Bản đã giảm được
khoảng 140 nghìn tấn CO 2 mỗi năm (tức là giảm 38% CO 2 thải ra trên toàn đất nước Nhật Bản). ETC
là một trong những hệ thống thu phí có nhiều ưu điểm trong quá trình quản lý và khai thác đường bộ ở
một số nước tiên tiến trên thế giới.
5.1.2. Tổng quan về các biện pháp thu phí trên đường cao tốc
Hệ thống thu phí gồm 4 thành phần chính như sau:
a. Nhận dạng xe;
b. Phân loại xe;
c. Giao dịch thanh toán;
d. Cưỡng chế các vi phạm.
Mỗi thành phần lại có thể có những công nghệ khác nhau. Lựa chọn được một tổ
hợp công nghệ thích hợp luôn luôn là một câu hỏi đặt ra cho nhà quản lý.
Hình 5.1.1. Bốn thành phần chính của hệ thống thu phí
Các thành phần này về mặt logic (thông tin) có quan hệ chặt chẽ với nhau, thành
phần sau dựa vào đầu ra của thành phần trước, nhưng về mặt vật lý, lại tương đối độc
lập với nhau và có thể mua sắm theo các gói hợp đồng riêng.
210
a. Nhận dạng xe tự động
Nhận dạng xe tự động (Automated vehicle identification - AVI) là quá trình xác
định xem một phương tiện giao thông có chịu phí cầu đường hay không. Phần lớn các
trạm thu phí ghi lại việc đi đến của xe tại một số không nhiều cổng thu phí. Tại đó, các
thiết bị có nhiệm vụ l à nhận dạng chiếc xe trong khu vực trước cổng. Có các công
nghệ sau:
+ Mã vạch;
+ RFID;
+ DRSC;
+ Nhận dạng biển số tự động;
+ GPS;
+ Điện thoại di động.
+ Mã vạch
Một số hệ thống AVI ở giai đoạn đầu sử dụng mã vạch gắn liền với mỗi chiếc xe,
ể
được
đọc nhờ hệ thống quang học tại trạm thu phí. Hệ thống đọc quang học có độ
đ
tin cậy thấp, đặc biệt là nếu thời tiết khắc nghiệt và xe bẩn.
+ RFID (Radio Frequency Identification)
Hầu hết các hệ AVI hiện tại dựa vào công nghệ RFID (xem hộp 5.1.3). Đây là
một phư ơng pháp nhận dạng tự động dựa trên việc lưu trữ dữ liệu từ xa, sử dụng thiết
bị thẻ RFID và một đầu đọc RFID qua sóng vô tuyến. Một ăng-ten tại trạm thu phí liên
lạc với một đầu phát đáp (transponder) gắn trên xe qua sóng ngắn chuyên dụng
(DSRC). Thẻ RFID đã được chứng minh có độ chính xác tuyệt vời, và có thể được đọc
ở mọi tốc độ đường cao tốc. Những bất lợi chính là chi phí của mỗi chiếc xe trang bị
với một bộ đầu phát đáp (transponder), đây có thể là một khoản chi phí không nhỏ.
Công nghệ RFID đã được hoàn thiện và đưa vào sủ dụng từ năm 1973. Đến nay, đây
được xem là một công nghệ khá phổ biến trong lĩnh vực nhận dạng điện tử.
+ DSRC (Dedicated Short Range Communications)
Đây là hệ thống thông tin vô tuyến di động cự ly ngắn dành riêng cho các phương
tiện giao thông đang di chuyển trên đường. Ứng dụng của DSRC không chỉ cho thu
phí điện tử, mà còn nhiều việc nữa như phí đỗ xe, tiền nhiên liệu, thông tin lưu lượng,
quản lý các phương tiện giao thông thương mại và phương tiện giao thông công cộng,
quản lý các đoàn xe, thông tin thời tiết, thu thập dữ liệu chính xác, cảnh báo các đoạn
đường ray giao nhau, hoặc các dịch vụ khác. Đây cũng được xem là một công nghệ
khá phổ biến trong lĩnh vực nhận dạng điện tử.
+ Nhận dạng biển số tự động
Để tránh sự cần thiết cho bộ thu , một số hệ thống, ví dụ như hệ ETR 407
(Electronic Toll Route ) gần Toronto, sử dụng nhận dạng biển số tự động. Ở đây, một
hệ thống camera chụp hình ảnh của xe đi qua khu vực thu phí, và hình ảnh của biển số
211
được trích xuất và sử dụng để xác định chiếc xe. Điều này cho phép xe đi qua mà
không cần bất kỳ sự tương tác trước với bộ phận thu phí. Điểm lợi là công nghệ nhận
hoàn toàn tự động nhưng bất lợi là cần nhiề u thiết bị máy móc phức tạp, có tỷ lệ lỗi
đáng kể, dẫn đến sai sót thanh toán và chi phí xử lý giao dịch (trong đó yêu cầu định vị
và tương ứng với khách hàng) có thể là đáng kể. Hệ thống có thể kết hợp dùng nhân
công quan sát có tỷ lệ lỗi thấp hơn nhiều, nhưng đòi hỏi một chi phí nhân sự tiếp tục.
+ GPS
Trên thế giới, vài cơ sở thu phí có thể bao gồm một khu vực rất rộng, trong đó
đoạn thu phí xen lẫn với đoạn không thu. Rõ ràng là thu phí theo từng đoạn thì sẽ tốn
kém thời gian hơn là cứ để xe ra vào các đoạn có thu rồi sau một thời gian (ví dụ h àng
ngày, hàng tuần…) mới tổng hợp lại và khấu trừ phí cần thu một lần. Muốn như vậy,
cần ghi lại tự động các lần xe ra vào đoạn thu phí. Việc này có thể thực hiện bằng cách
sử dụng tín hiệu vệ tinh định vị toàn cầ u GPS (Global Position System). Máy tự động
xác định chính xác vị trí của xe và liên tục so sánh thông tin này với các dữ liệu bản đồ
khu vực thu phí đã lưu trữ. Nếu xe không đi trên đoạn đường thu phí, vị trí của xe sẽ
không được hiển thị. Khi xe vào đoạn đường có thu phí, hệ thống tự động phát hiện.
Máy sẽ tính phí dựa trên quy định trước như quãng đường đi và/hoặc tải trọng xe, một
số nước tính phí cả theo cấp khí thải của xe. Thông tin này được chuyển đến các Trung
tâm thu phí và báo cáo định kỳ được g ửi đến người sử dụng.làm cho trạm thu cố định
không thực tế. Đáng chú ý nhất trong số này là một hệ thống xe thu phí qua công nghệ
GPS ở Đức từ 31/12/2001 trên khoảng 12.000 km đường ô tô thu phí .
+ GSM/GPRS: Điện thoại di động
Nhờ việc sử dụng điện thoại với kết nối 3G hay 4G ngày càng trở nên phổ biến
hơn, rẻ hơn nên không có gì ngạc nhiên khi các nhà phát triển công nghệ bắt đầu nghĩ
tới việc dùng điện thoại di động để thanh toán phí. Đây tuy mới ở bước đầu nhưng đã
có thể co i như một phương án công nghệ đột phá cho tương lai gần. Về nguyên tắc, tài
khoản của chủ nhân điện thoại có thể dùng để thanh toán phí cầu đường, vấn đề chỉ là
giải pháp kỹ thuật. Có nhiều phương án đặt ra như thanh toán qua tin nhắn gửi về một
số điện thoại dành riêng cho trạm thu phí, hoặc trừ tiền tự động… Một số ứng dụng
đầu tiên được nêu ở Hộp 5.1.3. Trở ngại lớn nhất hiện nay là không phải mọi lái xe
đều có điện thoại và giải pháp kỹ thuật cho việc thu tiền chưa chặt chẽ. Tuy nhiên, với
đà phát triển hiện nay, có thể hy vọng nhưng vấn đề này sẽ sớm được giải quyết.
212
Hộp 5.1.3. Điện thoại di động để thanh toán phí đường bộ: M ột số thí điểm đầu tiên
Trên đường cao tốc Alabama, điện thoại di động được sử dụng để giao dịch với các tài khoản
của khách hàng. Việc giao dịch diễn ra trong thời gian thực qua một hệ thống xử lý giao dịch cơ sở
chuyên xác định và ghi nợ tài khoản khách hàng.
Sử dụng tin nhắn điện thoại di động cho thu phí đã được thử nghiệm trên Cầu Bosphorous số 1 ở
Thổ Nhĩ Kỳ. Hệ thống dựa trên hệ video kèm dịch vụ tin nhắn (SMS) theo tiêu chuẩn điện thoại di
động GSM của châu Âu để thực hiện thanh toán phí qua cầu. Trong tin nhắn văn bản có thông tin về
biển đăng ký xe và loại phương tiện để nhân viên vận hành kiểm soát. Trong thí điểm này, xe không
cầm gắn bộ phát đáp (transponder). Biển đăng ký xe được đọc bởi một máy ảnh PolicScan và hệ
thống nhận dạng ký tự quang học Vitronic từ Weisbaden Đức kèm phần mềm phân loại xe với
thương hiệu TollCheckerAVC. Người lái xe sẽ nhận tin nhắn dạng text x ác nhận của "Đã trả phí" khi
giao dịch đã thức hiện. (Nguồn: -phones-demonstrated-fortoll-collection-with-cameras-in-turkey).
b. Phân loại xe tư động (Automated vehicle classification)
Việc phân loại xe có quan hệ chặt chẽ với việc nhận dạng xe nêu trên. Mục đích
của việc phân loại xe là xác định xem xe thuộc mức phí nào. Theo Thông tư số
159/2013/TT-BTC ngày 14/11/2013 của Bộ Tài chính hướng dẫn về chế độ thu, nộp
quản lý và sử dụng phí sử dụng đường bộ hoàn vốn đầu tư xây dựng đường bộ quy
định 5 khung mức phí tùy theo số ghế ngồi hoặc tải trọng theo thiết kế (xem Hộp
5.1.4).
Hộp 5.1.4. Biểu khung mức thu phí
1. Mức thu phí được thực hiện theo Biểu khung sau:
Đơn vị tính: đồng/vé/lượt
Số
thứ tự
1
2
3
4
5
Phương tiện chịu phí
Xe dưới 12 ghế ngồi, xe tải có tải trọng dưới 2 tấn; các loại xe
buýt vận tải khách công cộng.
Xe từ 12 ghế ngồi đến 30 ghế ngồi; xe tải có tải trọng từ 2 tấn
đến dưới 4 tấn
Xe từ 31 ghế ngồi trở lên; xe tải có tải trọng từ 4 tấn đến dưới
10 tấn
Xe tải có tải trọng từ 10 tấn đến dưới 18 tấn; xe chở hàng
bằng Container 20 fit
Xe tải có tải trọng từ 18 tấn trở lên; xe chở hàng bằng
Container 40 fit
Khung mức phí
15.000 - 52.000
20.000 - 70.000
25.000 - 87.000
40.000 - 140.000
80.000 - 200.000
Ghi chú:
- Tải trọng của từng loại phương tiện áp dụng mệnh giá trên là tải trọng theo thiết kế (trọng tải
hàng hoá), căn cứ vào Giấy chứng nhận đăng ký xe do cơ quan có thẩm quyền cấp.
- Mức thu phí đối với xe chở hàng bằng Container (bao gồm cả đầu kéo moóc chuyên dùng): áp
dụng mức thu theo trọng lượng toàn bộ của xe, không phân biệt có chở hàng hay không chở hàng.
2. Lộ trình áp dụng
- Năm 2014 áp dụng mức thu tối đa không quá 2,5 lần mức thu tối thiểu khung (riêng mức thu xe
nhóm 5 tối đa không quá 2 lần mức thu tối thiểu khung);
213
- Năm 2015 áp dụng mức thu tối đa không quá 3 lần mức thu tối thiểu khung (riêng mức thu xe
nhóm 5 tối đa không quá 180.000 đồng/vé lượt);
- Từ năm 2016 trở đi mức thu thực hiện theo khung mức thu nêu trên và quy định tại khoản 1
Điều 6 Thông tư số 159/2013/TT-BTC ngày 14/11/2013 của Bộ Tài chính.
Nguồn: Thông tư số 159/2013/TT -BTC ngày 14/11/2013 của Bộ Tài chính.
Việc phân loại xe tự động có những khó khăn sau:
+ Để phân loại xe, các công nghệ thường dựa trên những tiêu chí theo kích thước
hình học (Chiều dài, chiều rộng, chiều cao, cự ly các trục thuộc cụm trục) và / hoặc tải
trọng tĩnh của xe (số ghế ngồi, trọng lượng trục đơn, cụm trục đôi hay cụm trục ba,
tổng trọng lượng xe, tổ hợp xe) là những đại lượng đo kiểm được. Mức phí dựa trên
“số ghế ngồi hoặc tải trọng theo thiết kế”, ta gọi là “dữ liệu mức phí”. Dữ liệu này
thường khác với số ghế / tải trọng thực tế lúc thu phí.
+ Mức phí và tiêu chuẩn phân loại xe theo mức phí thường tha y đổi sau một số
năm nên công nghệ phân loại xe cần cho phép đưa các thay đổi này vào hệ thống một
cách dễ dàng.
Công nghệ nhận dạng và phân loại xe nói chung có 4 loại như:
+ Phương án phân loại xe bán tự động theo thông tư hiện hành của Bộ Tài chính
Việt Nam. Loại hình xe thu phí sẽ được xác định bằng trực quan của nhân viên thu phí
khi phát hành thẻ vào đường cao tốc hoặc theo thông tin chứa sẵn trong thẻ trả trước
khi đăng ký mua thẻ. Các thông số đo đạc xác định bằng thiết bị cùng hình ảnh xe sẽ
được t ự động kiểm chứng phân loại xe của nhân viên để thông báo khi có hiện tượng
chênh lệch và lưu trữ xử lý trong quy trình hậu kiểm thu phí.
+ Tự động đo đếm đặc trưng vật lý của xe bao gồm: đặc trưng khung từ, số trục,
loại bánh đơn/kép và chiều cao xe. Hệ thống phức tạp này sử dụng một loạt các cảm
biến. Cảm biến cảm ứng gắn vào bề mặt đường có thể xác định khoảng cách giữa các
xe, cung cấp thông tin cơ bản về sự hiện diện của một chiếc xe. Thiết bị cho phép đếm
số lượng các trục khi một chiếc xe đi qua, và cũng phát hiện xe với lốp đôi. Dùng tia
laser dạng màn có thể ghi lại hình dạng của chiếc xe, từ đó giúp phân biệt xe tải và xe
kéo. Dễ thấy là hệ thống này đắt tiền và khó sử dụng.
+ Chụp Video Camera dưới các góc độ khác nhau rồi áp dụng công nghệ thu và xử
ảnh
để tìm ra đặc trưng hình dạng của xe;
lý
+ Thu thập thông tin đăng ký lưu trữ trên thanh nhớ (memory) gắn sẵn trên xe
(trên chíp gắn ở kính xe hoặc trên thiết bị OBU (On -Board Unit) gắn cứng trên xe) qua
Sóng ngắn dành riêng (DSRC - Dedicated Short-Range Communications)46.
Dễ thấy là chỉ có loại sau cùng đảm bảo được yêu cầu nhận dạng xe chính xác
100% như trong quy định phân loại xe đối với thu phí của Việt Nam bởi vì việc nh ận
dạng và phân loại chỉ thuần túy là đọc các thông tin về loại xe đã đăng ký ban đầu.
Cách làm này cần chi phí thấp, nhưng vẫn có giới hạn trong sử dụng. Ví dụ, khi chủ xe
46
Chi tiết xem trình bầy ở các mục sau
214
