Kiến trúc hệ thống quản lý giám sát PTGT bằng camera trên cao tốc

LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, với sự bùng nổ về khoa học kỹ thuật và công nghệ thông tin,
tốc độ đô thị hoá ngày càng phát triển, nhu cầu đi lại của con người ngày càng
cao, chính vì vậy đường cao tốc được xây dựng ngày càng nhiều, và việc giám sát trên
đường cao tốc là vấn đề quan trọng. Nhóm chúng em đã cùng tìm hiểu và nhận thấy
đường cao tốc Hà Nội- Hải Phòng là đường cao tốc đầu tiên của Việt Nam xây dựng
theo tiêu chuẩn quốc tế và là một đường cao tốc rất hiện đại. Vì vậy, nhóm em đã
quyết định chọn đề tài “ Xây dựng kiến trúc hệ thống giám sát PTGT bằng camera
trên cao tốc Hà Nội- Hải Phòng”
Nội dung bài báo cáo gồm 2 phần:
Phần 1: Khảo sát hiện trạng và mô tả hệ thống giám sát phương tiện giao
thông bằng camera trên đường cao tốc Hà Nội- Hải Phòng.
Phần 2: Xây dựng kiến trúc hệ thống giám sát phương tiện giao thông
bằng camera trên đường cao tốc Hà Nội- Hải Phòng.
Với sự hạn hẹp về kiến thức tổng hợp cũng như là kinh nghiệm thực tế nên bài báo
cáo bài tập lớn của nhóm không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được sự
đóng góp ý kiến của Thầy để bài báo cáo của nhóm được hoàn thiện hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!

1


MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU...............................................................................................................1
BẢNG THUẬT NGỮ VIẾT TẮT.................................................................................3
DANH MỤC HÌNH.......................................................................................................4
DANH MỤC BẢNG.....................................................................................................5
PHẦN I: KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG VÀ MÔ TẢ HỆ THỐNG GIÁM SÁT
PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG BẰNG CAMERA TRÊN ĐƯỜNG CAO TỐC HÀ
NỘI – HẢI PHÒNG......................................................................................................6
I.1. Khảo sát hiện trạng...............................................................................................6

I.1.1. Giới thiệu tổng quan......................................................................................6
I.1.2. Khảo sát.........................................................................................................6
I.2. Mô tả hệ thống.....................................................................................................7
I.2.1. Chức năng nhiệm vụ:.....................................................................................7
I.2.2. Thành phần hệ thống......................................................................................7
I.2.3. Mô tả hoạt động.............................................................................................8
PHẦN II: XÂY DỰNG KIẾN TRÚC HỆ THỐNG GIÁM SÁT PHƯƠNG TIỆN
GIAO THÔNG BẰNG CAMERA TRÊN ĐƯỜNG CAO TỐC HÀ NỘI – HẢI
PHÒNG.......................................................................................................................10
II.1. Mô hình hệ thống..............................................................................................10
II.2. Kiến trúc logic..................................................................................................10
II.3. Kiến trúc vật lý.................................................................................................12
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................14

2


BẢNG THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

Ký hiệu
HT
PTGT
GT

CCTV

Viết tắt

Giải thích

Hệ thống
Phương tiện giao thông
Giao thông

Closed-circuit television

Camera quan sát hay camera giám
sát, camera an ninh

Video Distribution
System

Hệ thống phân phối video

Global System for

Hệ thống toàn cầu về truyền thông

Mobile Communications

di động

LCD

Liquid crystal display

Màn hình tinh thể lỏng

KTS

Kỹ thuật số

VDS

GMS

GTVT
ĐCT
HN-HP

DSRC

Giao thông vận tải
Đường cao tốc
Hà Nội – Hải Phòng
Dedicated Short Range

Truyền thông tầm ngắn chuyên
dụng

Communications

3


CSGT

Cảnh sát giao thông

4

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Màn hình LCD tại trung tâm điều hành………………………………………
8
Hình 1.2. Chuyển hàng ngay trên cao tốc………………………………………………
9
Hình
1.3.
Kéo
xe
trên
……………………………………………….9

đường

Hình
1.4.
Chụp
ảnh
tốc………………………………………………..10

trên

Hình 2.1. Kiến trúc
HP…………………….11

giám

logic

HT

Camera

Hình
2.2.
Camera
giám
sát
xe……………………………………..12

đã

cao

tốc…...

đường
sát

chụp

cao

trên

ĐCT

HN-

rõ

biển

số

Hình 2.3. Kiến trúc vật lý của hệ thống camera giám sát trên ĐCT HN-HP……………
12

5


DANH MỤC BẢNG
Bảng
1.1.
Bảng
phân
công
I…………………………………………...10

công

việc

Phần

Bảng
2.1.
Bảng

phân
công
II…………………………………………..13

công

việc

Phần

6


PHẦN I: KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG VÀ MÔ TẢ HỆ THỐNG GIÁM SÁT
PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG BẰNG CAMERA TRÊN ĐƯỜNG CAO TỐC
HÀ NỘI – HẢI PHÒNG
I.1. Khảo sát hiện trạng
I.1.1. Giới thiệu tổng quan
Đường cao tốc Hà Nội - Hải Phòng (ký hiệu toàn tuyến là CT.04), là một trong
6 tuyến cao tốc được xây dựng theo quy hoạch tại miền Bắc Việt Nam.
Dự án được khởi công, giải phóng mặt bằng tháng 9/2008 với tổng đầu tư 45.487 tỷ
đồng từ nguồn vốn vay của Ngân hàng Phát triển Việt Nam. Đây là dự án đường ô-tô
cao tốc loại A dài 105,5 km từ Thủ đô Hà Nội qua Hưng Yên, Hải Dương tới thành
phố cảng Hải Phòng.
Đây là công trình trọng điểm quốc gia, là đường cao tốc đầu tiên của Việt Nam xây
dựng theo tiêu chuẩn quốc tế. Ðiểm đầu của tuyến đường nằm trên đường vành đai 3
của Hà Nội, điểm cuối là đập Ðình Vũ, quận Hải An (Hải Phòng). Phần qua Hà Nội
dài 6 km, phần qua Hưng Yên dài 26 km, phần qua Hải Dương dài 40 km, phần qua
Hải Phòng dài 33 km.
Toàn tuyến có chiều rộng mặt cắt ngang bình quân 100 m, mặt đường rộng từ

32,5 đến 35m với 6 làn xe chạy theo tốc độ thiết kế lên tới 120 km/giờ, hai làn dừng xe
khẩn cấp, dải phân cách cứng ở giữa, dải cây xanh hai bên cùng với một số đường gom
ở những chỗ cần thiết. Các loại xe ô-tô có tốc độ thiết kế dưới 60 km/giờ và xe máy
không được đi vào đường này, toàn tuyến có sáu điểm giao cắt với các quốc lộ thì đều
là liên thông khác mức, ngoài ra còn có 9 cầu vượt lớn, 21 cầu vượt loại trung, 22 cầu
vượt và cống chui đường dân sinh.
Theo thiết kế này, các loại xe ô-tô, đặc biệt các xe công-ten-nơ siêu trường, siêu trọng
có thể chạy thẳng luồng tới cảng biển lớn nhất vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ. Tổng
chi phí giao thông của các phương tiện, nhất là hao phí thời gian sẽ giảm mạnh.
Ngày 2 tháng 2 năm 2009, công việc thi công tuyến đường được đồng loạt khởi
công tại Hà Nội, Hưng Yên, Hải Dương, Hải Phòng. Ngày 5 tháng 12 năm 2015, toàn
bộ tuyến đường cao tốc Hà Nội - Hải Phòng đã được thông xe toàn tuyến.
I.1.2. Khảo sát
a, Cơ sở hạ tầng
Hệ thống camera quan sát dọc tuyến gồm 58 camera tự động quay quét có bán
kính quan sát trên 1km, có thể phóng to 32 lần, có cơ chế chống rung, giúp quan sát tất
cả các hoạt động trên đường cao tốc từ Trung tâm điều hành tuyến đường.
7


Với 12 điểm giám sát bằng camera dò xe được đặt tại các vị trí có mật độ lưu
lượng giao thông lớn, có thể tự động phát hiện mật độ xe dòng xe, tắc nghẽn hoặc có
sự cố, cảnh báo kịp thời tới nhân viên vận hành và lái xe. Vì vậy, có thể theo dõi quản
lý trực tuyến trên toàn bộ tuyến cao tốc.
b, Tình hình lưu thông
Theo thống kê của đơn vị quản lý cao tốc Hà Nội - Hải Phòng, trong 8 tháng
đầu đưa vào khai thác, đã có 120 lần xe khách dừng đỗ đón trả khách, 3.800 lần xe
máy đi vào đường cao tốc, 60 lần xe đi ngược chiều và đi lùi trên đường cao tốc, 6 vụ
ném đá. Ngoài ra còn có rất nhiều lần người dân đi xe đạp, đi bộ trên cao tốc, ném tiền
vàng từ xe tang ra cao tốc.

Với tốc độ tối đa cho phép là 120 km/giờ, những vi phạm trên rất nguy hiểm, đã
có 2 người chết trong các vụ tai nạn trên cao tốc, do người điều khiển phương tiện đi
ngược chiều và dừng xe không đúng cách. Tuy nhiên, tình trạng này đang giảm dần.
Trong năm 2017, có 275 trường hợp vi phạm, nhưng trong 8 tháng năm 2018 có 122
trường hợp vi phạm. Kết quả này một phần là nhờ sự đóng góp của hệ thống "mắt
thần" trên đường cao tốc.
Những trường hợp vi phạm đều được camera ghi lại rất nét và cụ thể, sau đó
được kèm vào hồ sơ để chuyển Cục Cảnh sát giao thông Bộ Công an xử lý. Thậm chí,
một số video hình ảnh vi phạm còn được đưa lên trang mạng xã hội Facebook của cao
tốc Hà Nội - Hải Phòng để tuyên truyền cho người tham gia giao thông.
I.2. Mô tả hệ thống
I.2.1. Chức năng nhiệm vụ:
Hệ thống giám sát bằng camera trên đường cao tốc là HT được thiết lập để:
 Hỗ trợ công tác giám sát hoạt động của các PTGT và các sự cố, tai nạn GT trên
đường cao tốc (tai nạn, phương tiện hư hỏng, người đi bộ, xe dừng đỗ, đi ngược
chiều,...);
 Hỗ trợ xử lý các tình huống phát sinh xảy ra trên cao tốc;
I.2.2. Thành phần hệ thống
 Hệ thống camera quay quét CCTV
 Camera dò xe VDS, hệ thống biển báo GMS
 Trung tâm điều hành tuyến
Tại đây sẽ luôn có 4 kỹ sư trực trước bức tường màn hình – map screen wall,
nơi hiển thị thông tin từ nhận được từ hệ thống camera. Được biết, để quản lý

8


105km đường cao tốc này 24/24, Trung tâm có tất cả 12 kỹ sư chia làm 3 ca
trực thường xuyên.
Về bức tường màn hình, gồm 32 màn hình LCD được ghép nối với nhau với

khoảng cách mép nối không quá 1mm và cong 3 độ.

Hình 1.1. Màn hình LCD tại trung tâm điều hành
 Hệ thống phụ trợ:
- Hệ thống truyền dẫn KTS: bao gồm hơn 120km cáp quang dọc tuyến, có thể
truyền tải được song song cả hàng chục cuộc gọi hotline, gọi nội bộ và truyền
tải dữ liệu camera.
- Hệ thống cung cấp nguồn
 Hệ thống bổ sung như camera giám sát cầu vượt.
Trong đó, quan trọng nhất là hệ thống dò xe VDF.
I.2.3. Mô tả hoạt động
1. Hệ thống VDF sẽ tự động phát hiện những điểm bất thường trên đường như ùn
tắc, tai nạn, … sau đó đối chiếu với các thông tin từ hệ thống camera CCTV
truyền về, sẽ đưa ra các cảnh báo sớm cho kỹ thuật viên tại Trung Tâm điều
hành tuyến các phương án xử lý.
2. Tại đây, tất cả những thông số mà kỹ sư yêu cầu, từ thông tin của hệ thống
camera đến thông số xe sẽ được hiển thị trên màn hình LCD.
Các thông số này được hệ thống VDF dò tự động các loại xe lưu thông trên
đường, đối chiếu với các thông số kỹ thuật của xe đăng ký tại Bộ GTVT để xác
nhận thông tin.
3. Tất cả những thông tin được VDF xử lý được xuất ra tại 8 hệ thống biển báo
GMS để thông tin đến những xe đang lưu thông trên đường.
VD:
9


Hình 1.2. Chuyển hàng ngay trên cao tốc

Hình 1.3. Kéo xe trên đường cao tốc

10


Hình 1.4. Chụp ảnh trên đường cao tốc
***
Bảng 1.1. Bảng phân công công việc Phần I
STT
1
2
3
4

Tên công việc
Giới thiệu tổng quan
Khảo sát hiện trạng
Mô tả chức năng, thành phần hệ thống
Mô tả hoạt động

Thành viên thực hiện
Bùi Thị Bích
Trần Thu Hiền
Đặng Thu Hường
Nguyễn Bá Lương

PHẦN II: XÂY DỰNG KIẾN TRÚC HỆ THỐNG GIÁM SÁT PHƯƠNG TIỆN
GIAO THÔNG BẰNG CAMERA TRÊN ĐƯỜNG CAO TỐC HÀ NỘI – HẢI
PHÒNG
II.1. Mô hình hệ thống
Từ mô tả hệ thống, xác định được 3 nhóm chức năng chính:
1. Hỗ trợ giám sát hoạt động của các PTGT và các sự cố, tai nạn GT trên đường

cao tốc (tai nạn, phương tiện hư hỏng, người đi bộ, xe dừng đỗ, đi ngược
chiều, ...);
2. Phân tích phát hiện những điểm bất thường trên đường (như ùn tắc, tai nạn, …
hay nhận dạng PTGT) và đưa ra các cảnh báo sớm;
3. Báo cáo, thống kê.
II.2. Kiến trúc logic
Từ các chức năng chính của HT, kiến trúc logic như sau:

Hình 2.1. Kiến trúc logic HT Camera giám sát trên ĐCT HN-HP
11


Các luồng dữ liệu:





Thông tin hình ảnh hiện trường
Thông tin giám sát PTGT
Thông tin về các sự kiện bất thường
Thông tin tổng hợp về giám sát, cảnh báo.

VD: Luồng dữ liệu xử lý xe đi ngược chiều trên đường cao tốc HN – HP:

Hình ảnh từ
camera giám
sát

1

Xe ô tô đi
ngược chiều
trên đường
cao tốc

2

Nhận dạng
phương tiện, thời
gian, quãng
đường vi phạm,
hướng di
chuyển,..

3

Khóa thẻ, yêu cầu
dừng lại tại trạm
thu phí; CSGT
chặn lại

Cụ thể:
Vụ việc được ghi lại lúc 12h20 ngày 27/4 qua hệ thống camera giám sát của Trung tâm
điều hành cao tốc Hà Nội - Hải Phòng.
Thời điểm trên, ôtô Ford EcoSport biển số 30E-87708 phóng ngược chiều gần 10 km
(từ km 30 về trạm thu phí quốc lộ 39) hướng Hà Nội đi Hải Phòng.

Hình 2.2. Camera giám sát đã chụp rõ biển số xe.

12


Do quá nút giao Yên Mỹ, tài xế chạy ngược chiều để quay lại. Nhưng khi rẽ vào nút
giao, xe bị nhân viên trạm thu phí quốc lộ 39 yêu cầu dừng lại.
Không chấp hành yêu cầu, tài xế lùi xe quay lại cao tốc rồi chạy thẳng đến trạm thu
phí quốc lộ 38B. Tại đây, tài xế bị chặn lại và bàn giao cho Cục CSGT (C08) xử lý.
II.3. Kiến trúc vật lý
Từ kiến trúc logic, kiến trúc vật lý được xác định như sau:

Hình 2.3. Kiến trúc vật lý của hệ thống camera giám sát trên ĐCT HN-HP
Trong mô hình này:
- Khối trung tâm: bao gồm các hệ thống có chức năng phân tích, xử lý và cung
cấp thông tin cho người dùng như lái xe, cơ quan quản lý,…và lưu trữ thông tin.
- Khối thiết bị trên đường: Bao gồm các hệ thống cần thiết được lắp đặt trên
đường hoặc bên đường. Các thiết bị này thực hiện chức năng thu thập, phân tích và
cung cấp các thông tin liên quan đến đường cho phương tiện và người điều khiển
phương tiện.
- Khối phương tiện GT: Bao gồm các hệ thống được lắp đặt trên phương tiện
nhằm kiểm soát hoạt động của phương tiện; thu thập dữ liệu liên quan đến phương tiện
và thu thập, cung cấp thông tin cho người điều khiển phương tiện.
- Khối người dùng: bao gồm các hệ thống có liên quan đến người dùng được lắp
đặt tại nhà, cơ quan và khu công cộng.
- Khối kết nối truyền thông: làm nhiệm vụ kết nối, truyền dẫn dữ liệu.
 Thông tin liên lạc giữa trung tâm với đường được liên lạc thông qua thông tin
vô tuyến diện rộng (Cáp quang, WLan, Wifi).
13


 Thông tin liên lạc giữa xe và đường được liên lạc thông qua thông tin vô tuyến

chuyên dụng tầm ngắn (DSRC).
 Thông tin liên lạc giữa xe và xe được liên lạc thông qua thông tin chuyên dụng
tầm ngắn (DSRC).
 Thông tin liên lạc giữa người tham gia giao thông và trung tâm được liên lạc
thông qua thông tin vô tuyến diện rộng (WLAN, Wifi, 3G, 4G).
***
Bảng 2.1. Bảng phân công công việc Phần II
STT
1
2
3

Tên công việc
Mô hình hệ thống
Kiến trúc logic
Kiến trúc vật lý

Thành viên thực hiện
Đặng Thu Hường
Bùi Thị Bích
Trần Thu Hiền
Nguyễn Bá Lương

14


TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Website: />%E1%BB%91c_H%C3%A0_N%E1%BB%99i_%E2%80%93_H%E1%BA%A3i_Ph
%C3%B2ng
[2] Website: />

15