Nghiên cứu dịch vụ web restful và ứng dụng trong hệ thống dữ liệu phân tán cho giao thông thông minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

DƯƠNG NGỌC TÂN

NGHIÊN CỨU DỊCH VỤ WEB RESTFUL VÀ ỨNG DỤNG TRONG HỆ
THỐNG DỮ LIỆU PHÂN TÁN CHO GIAO THƠNG THƠNG MINH

Chun ngành : Cơng Nghệ Thơng Tin

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS. Vũ Thị Hương Giang

Hà Nội – 2016


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan kết quả đạt được trong luận văn là sản phẩm nghiên
cứu, tìm hiểu của riêng cá nhân tơi. Trong tồn bộ nội dung của luận văn,
những điều được trình bày hoặc là của cá nhân tôi hoặc là được tổng hợp từ
nhiều nguồn tài liệu. Tất cả các tài liệu tham khảo đều có xuất xứ rõ ràng và
được trích dẫn hợp pháp.
Tơi xin hồn chịu trách nhiệm và chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy
định cho lời cam đoan của mình.

Hà Nội, tháng 10 năm 2016
TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Dương Ngọc Tân


LỜI CẢM ƠN
Để hồn thành chương trình cao học và viết luận văn này, tôi xin chân
thành cảm ơn đến q Thầy, Cơ trong Viện Cơng nghệ thơng tin và Truyền
thông, trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã nhiệt tình dạy bảo tơi trong thời
gian học tập và nghiên cứu.
Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến TS. Vũ Thị Hương Giang đã dành
rất nhiều thời gian và nhiệt huyết để hướng dẫn tơi hồn thành luận văn.
Nhân đây tôi cũng xin cảm ơn các Thầy, Cô trong Bộ Môn Công nghệ
phần mềm, Viện Công nghệ thông tin và Truyền thông đã tạo điều kiện thuận
lợi cho tôi trong q trình học tập và cơng tác.
Cuối cùng tơi xin gửi lời cám ơn đến gia đình, bạn bè cùng các bạn
đồng nghiệp đã động viên kịp thời, tạo mọi điều kiện giúp đỡ tơi trong q
trình thực hiện luận văn. Tuy nhiên, dù bản thân đã có nhiều cố gắng để hồn
thành luận văn, nhưng khơng thể tránh khỏi những hạn chế và thiếu sót. Kính
mong các Thầy, Cơ tận tình chỉ bảo, đồng thời góp ý kiến q báu để tơi có
thể hồn thiện luận văn của mình thêm.
Xin trân trọng cảm ơn.


MỤC LỤC
PHẦN MỞ ĐẦU .............................................................................................. 1
1. Lý do chọn đề tài ........................................................................................ 1
2. Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu ......... 3
3. Tóm tắt các nội dung chính ........................................................................ 5
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ........................................................................... 7
1.1

Tổng quan giao thông thông minh ....................................................... 7

1.1.1

Định nghĩa ...................................................................................... 7

1.1.2 Các giải pháp ứng dụng giao thông thông minh trong giao thơng
cơng cộng .................................................................................................. 11
1.1.3 Vai trị hệ thống dữ liệu phân tán trong giao thông thông minh .... 23
1.2. Hiện trạng ứng dụng giao thông thông minh tại Việt Nam .................. 25
1.2.1 Hệ thống giám sát hành trình EPS .................................................. 26
1.2.2 Hệ thống tra cứu đặt vé xe khách trực tuyến Hlinkbus ................... 28
1.2.3 Bài toán vận chuyển hành khách công cộng và đường bộ tại Việt
Nam ........................................................................................................... 29
1.3. Mục tiêu của luận văn ........................................................................... 32
1.4. Cơ sở lý thuyết và công nghệ ................................................................ 34
1.4.1 Tại sao lại sử dụng kiến trúc hướng dịch vụ ................................... 34
1.4.2 Phương pháp triển khai ứng dụng theo mơ hình SOA ..................... 37
1.4.3 Công nghệ dịch vụ Web Restful ....................................................... 41


CHƯƠNG 2. ĐỀ XUẤT MƠ HÌNH TÍCH HỢP DỊCH VỤ ĐẶT VÉ ĐI
NGAY CHO HỆ THỐNG TRA CỨU ĐẶT VÉ XE KHÁCH ĐƯỜNG
DÀI TRỰC TUYẾN HLINKBUS TẠI VIỆT NAM .................................. 46
2.1 Định hướng giải pháp............................................................................. 46
2.1.1 Tầng Cơ Sở ...................................................................................... 48
2.1.2 Tầng dịch vụ nghiệp Vụ(tích hợp) ................................................... 49
2.1.3 Tầng Giao Diện (Ứng dụng) ............................................................ 52
2.2 Mơ hình tích hợp dịch đặt vé xe khách đường dài đi ngay.................... 53

2.2.1 Sơ đồ tích phối: Chọn Chuyến ......................................................... 54
2.2.1 Sơ đồ tích phối: Xác định điểm đón ................................................. 56
2.3 Sơ đồ tích phối: Đặt vé đi ngay trực tuyến ......................................... 60
CHƯƠNG 3. THỬ NGHIỆM VÀ TRIỂN KHAI HỆ THỐNG ............... 65
3.1

Cài đặt và thử nghiệm mơ hình dịch vụ đặt vé xe đi ngay ................. 65

3.1.1 Cài đặt .............................................................................................. 65
3.1.2 Kịch bản thử nghiệm ........................................................................ 65
3.2 Quy trình thử nghiệm chức năng của ứng dụng .................................... 67
3.2.1 Biểu đồ use case ............................................................................... 67
3.2.2 App User .......................................................................................... 68
3.2.3 App Driver ....................................................................................... 73
3.3 Đánh giá kết quả thử nghiệm ................................................................. 75
KẾT LUẬN .................................................................................................... 76
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 80


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Chữ Viết tắt

Ý nghĩa

XML

eXtensible Markup Language

RPC

Remote Procedure Call

EDI

Electronic Document Interchange

QoS

Quality of Service

UML

Unified Modeling Language

XML

eXtensible Markup Language

SOAP

Simple Object Access Protocol

XML

eXtensible Markup Language

HTML

HyperText Markup Language

WSDL

Web Sevice Description Language

HTTP

HyperText Transfer Protocol

ITS

lntelligent Transport System


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1. 1 Kiến trúc hệ thống giao thơng thơng minh ............................................ 7
Hình 1. 3 Mơ hình hoạt động hệ thống giám sát hành trình ................................ 10
Hình 1. 4 Tổng quát chức năng của ITS .............................................................. 14
Hình 1. 2 Hiện trạng giao thơng thơng minh tại Việt Nam ................................. 26
Hình 1. 5 Mơ hình hoạt động hệ thống GSHT EPS ............................................. 27
Hình 1. 6 Các đơn vị truyền dữ liệu ..................................................................... 27
Hình 1. 7 Mơ hình tra cứu đặt vé xe trực tuyến Hlinkbus ................................... 28
Hình 1. 8 Các thành phần trong định nghĩa SOA ................................................ 35
Hình 1. 9 Kiến trúc tổng thể SOA ........................................................................ 36
Hình 1. 10 Các bước cơ bản trong tiến trình bottom – up ................................... 38
Hình 1. 11 Các bước cơ bản trong tiến trình top – down..................................... 39
Hình 1. 12 Các phương thức REST API .............................................................. 44
Hình 1. 13 Mơ hình tổng thể kiến trúc Web RESTful ......................................... 45
Hình 1. 14 Mơ hình dịch vụ đặt vé xe khách đường dài đi ngay ......................... 46
Hình 1. 15 Mơ hình ánh xạ giải pháp theo kiến trúc SOA ................................. 47

Hình 1. 16 Tầng cơ sở (Các dịch vụ có sẵn) ........................................................ 48
Hình 1. 17 Tầng nghiệp vụ (Tầng tích hợp dịch vụ)............................................ 49
Hình 1. 18 Các chức năng của dịch vụ đặt vé xe khách đường dài đi ngay ........ 50
Hình 1. 19 Chức năng lựa chọn chuyến xe .......................................................... 50
Hình 1. 20 Chức năng lựa chọn xác định điểm đón ............................................. 52
Hình 1. 21 Tầng Giao Diện (ứng dụng giao tiếp với người dùng) ...................... 52
Hình 1. 22 Ứng dụng dành cho hành khách ......................................................... 53
Hình 1. 23 Ứng dụng dành cho nhà xe ................................................................ 53
Hình 1. 24 Sơ đồ tích phối chọn chuyến .............................................................. 54
Hình 1. 25 API GetTrip ........................................................................................ 55


Hình 1. 26 API GetMap ....................................................................................... 56
Hình 1. 27 Sơ đồ tích phối xác định điểm đón .................................................... 57
Hình 1. 28 API adduserposition ........................................................................... 58
Hình 1. 29 GetDrivers .......................................................................................... 59
Hình 1. 30 API addrequest ................................................................................... 59
Hình 1. 31 API addposition.................................................................................. 60
Hình 1. 32 Sơ đồ tích phối đặt vé đi ngay............................................................ 61
Hình 1. 33 updaterequest...................................................................................... 63
Hình 1. 34 API driverposition .............................................................................. 64
Hình 1. 35 Kịch bản thử nghiêm .......................................................................... 66
Hình 1. 36 Biểu đồ case hành khách .................................................................... 67
Hình 1. 37 Biểu đồ case lái xe.............................................................................. 67
Hình 1. 38 Chọn Vé đi ngay................................................................................. 68
Hình 1. 39 Tìm Chuyến ........................................................................................ 68
Hình 1. 40 Chọn điểm đón ................................................................................... 69
Hình 1. 41 u cầu xe .......................................................................................... 70
Hình 1. 42 Xác nhận yêu cầu ............................................................................... 71
Hình 1. 43 Thực hiện hành trình .......................................................................... 73

Hình 1. 44 App driver .......................................................................................... 73
Hình 1. 45 Danh sách nốt xe ................................................................................ 74
Hình 1. 46 Danh sách yêu cầu đón....................................................................... 74


PHẦN MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Ngày nay, với sự bùng nổ về khoa học kỹ thuật, công nghệ thơng tin
cùng với tốc độ đơ thị hố ngày càng phát triển dẫn đến nhu cầu đi lại của
người dân ngày càng gia tăng không ngừng. Việc áp dụng công nghệ tiên tiến
để hỗ trợ việc quản lý dòng phương tiện đã trở nên phổ biến trong hơn 70
năm qua, những công nghệ tiên tiến được áp dụng ngày càng nhiều trong việc
quản lý những mạng lưới giao thông công cộng và trong việc cập nhật thông
tin điểm đến của xe bus, xe khách cho hành khách. Trong lĩnh vực giao thông
vận tải, một loạt những công nghệ đã được áp dụng để quản lý và giám sát
việc di chuyển của các phương tiện trở nên dễ dàng hơn và các nhà xe, bến xe
dễ dàng quản lý và đáp ứng tốt nhu cầu của người dân.
Tuy nhiên cơ sở hạ tầng, hệ thống giao thông hiện tại vẫn chưa đáp ứng
cung ứng đủ nhu cầu hiện nay, hiện tượng ùn tắc vẫn thường xuyên xảy ra
trên khắp các tuyến phố, cung đường tại Việt Nam, tình trạng nhà xe chở quá
số người quy định, lừa đảo trên xe, hành khách đứng bắt xe dọc đường đã và
đang diễn ra hàng ngày, mơi trường ngày càng nhiều khói bụi, ơ nhiễm. Trước
những hiện trạng và bức bách đó địi hỏi phải có một giải pháp để giải quyết
vấn đề nói trên. Hệ thống giao thông thông minh được ra đời để đáp ứng hiện
thực đó.
Hệ thống giao thơng thơng minh (lntelligent Transport System - ITS) là
hệ thống giao thơng tích hợp giữa cơ sở hạ tầng giao thông vận tải hiện có
(cầu đường, đèn tín hiệu giao thơng, thiết bị giám sát hành trình) với cơng
nghệ thơng tin (ứng dụng giải pháp công nghệ thông tin: camera, điều khiển
tự động, quản lý hoạt động dừng đỗ, vi phạm tốc độ của các nhà xe, …) hỗ trợ

quản lý, vận hành hạ tầng giao thông một cách hiệu quả, đảm bảo an toàn giao
1


thơng, giảm thời gian và chi phí đi lại, bảo vệ môi trường, … tăng cường khả
năng liên kết 3 yếu tố: con người, phương tiện, đường xá tạo thành một hệ
thống giao thơng có trí tuệ, hiệu quả và an toàn.
Tại Việt Nam, đã bắt đầu xây dựng và phát triển hệ thống lưu trữ và
giám sát các thiết bị hành trình GPS để định vị và giám các hoạt động của các
nhà xe như: … để hỗ trợ giám sát và
theo dõi hành trình hoạt động của các nhà xe, lái xe và các đơn vị vận tải
tránh tình trạng vi phạm tốc độ, thực hiện sai hành trình nhằm hướng tới quản
lý tập trung tồn bộ phương tiện vận tải và đã những ứng dụng hỗ trợ hành
khách

đặt

vé

trực

tuyến

qua

mạng

như

/>

… để hỗ trợ hành khách tra cứu
và đặt vé trực tuyến nhằm tiếc kiệm thời gian cũng như chi phí cho hành
khách và người dân.
Tuy nhiên, bài tốn vận chuyển hành khách cơng cộng nói chung hay
tình trạng bắt khách dọc đường, chèn ép, nhồi nhét hành khách, xe chở khách
vượt rất nhiều số người quy định, hay vấn đề lừa đảo hành khách vẫn đang
tiếp diễn thường xuyên ngày này qua ngày khác, vượt khỏi tầm kiểm soát của
cá nhà quản lý vận tải. Vấn đề mấu chốt là làm thế nào để hành khách bắt
khách dọc dường có thể bắt xe ngay tại các điểm đón dọc tuyến đường vận
chuyển vẫn chưa được giải quyết. Trên thế giới, hiện cũng có nhiều ứng dụng
giải quyết bài tốn này, điển hình nhất là ứng dụng />của Ấn Độ. Bài toán tác giả đưa ra dựa trên mơ hình và cơ sở của ứng dụng
này và dựa trên dựa trên hệ thống cơ sở dữ liệu giám sát hành trình để triển
khai, khai thác và áp dụng tại Việt Nam.
Để giải quyết vấn đề này, cần hệ thống giao thông thông minh theo
hướng hỗ trợ hành khách bắt xe khách đường dài dọc đường tích hợp khai
thác dựa trên cơ sở hệ thống dữ liệu hành trình GPS để tra cứu chuyến xe mà
2


hành khách muốn đi, hiển thị danh sách chuyến xe đang gần tới điểm đón, số
chỗ trống trên xe, giá vé các chuyến xe tới điểm đón, xác định trước được địa
điểm đón của hành khách và tích hợp xác định thời điểm đón, khoảng cách
đến điểm đón dọc đường theo thời gian thực.
2. Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu
Mục đích nghiên cứu:
Đề xuất và xây dựng thử nghiệm mơ hình dịch vụ tra cứu đặt vé đi
ngay dành cho các hành khách bắt xe dọc đường dựa trên cơ sở hệ thống tra
cứu đặt vé xe khách đường dài trực tuyến Hlinkbus tại Việt Nam. Cụ thể:
- Tìm hiểu về:
o Lý thuyết hoạt động của kiến trúc hướng dịch vụ SOA và công

nghệ dịch vụ Web RESTful
o Các phương pháp tiếp cận trong triển khai kiến trúc hướng dịch
vụ và quy trình phát triển ứng dụng theo mơ hình SOA. Từ đó
xác định được phương pháp phù hợp để xây dựng và tích hợp
trong hệ thống.
Dịch vụ đích cung cấp các chức năng sau đây:


Đặt vé trực tuyến và hỗ trợ hiện thị vị trí đón của hành khách.



Dựa trên dịch vụ nền của Google Map chỉ giúp định vị 1 đối tượng sử
dụng GPS, từ đó tích hợp dịch vụ nền vào ứng giúp giúp xác định trước
được địa điểm đón của hành khách và tích hợp xác định thời điểm đón
của hành khách.



Dựa trên hệ thống lưu trữ dữ liệu hành trình:
o

Hỗ trợ hiển thị danh sách các xe khách chạy qua điểm đón và giá
vé ước tính thấp nhất đối với các xe.

3


o

Hiển thị danh sách lộ trình đi qua điểm bắt đầu và điểm kết thúc
hành trình.

Đề xuất mơ hình tích hợp các dịch vụ giao thơng thơng minh có sẵn
giải quyết bài tốn vận chuyển hành khách cơng cộng
Xây dựng ứng dụng cung cấp chức năng đặt vé đi ngay dành cho các
đối tượng tham gia tham gia bắt xe dọc đường.
Thử nghiệm dưới dạng dịch vụ độc lập dựa trên cơ sở hệ thống đặt vé
xe khách đường dài trực tuyến Hlinkbus.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
Luận văn tập trung nghiên cứu giao thông thông minh trong ngành vận
tải xe khách đường dài tại Việt Nam và nhu cầu thực tế của bài toán hành
khách bắt xe khách đường dài dọc tuyến đường vận chuyển. Đồng thời nghiên
cứu cơ sở lý thuyết của kiến trúc hướng dịch vụ SOA, dịch vụ web Restful,
ngôn ngữ đặc tả WSDL, các phương pháp tiếp cận trong triển khai mơ hình
soa, dựa trên nền yii framework để xây dựng hệ thống tra cứu đặt vé xe khách
đường dài trực tuyến HlinkBus dựa trên ứng dụng />Phương pháp nghiên cứu:
Luận văn tập trung nghiên cứu bài tốn giao thơng cơng cộng và thực
trạng của bài toán bắt xe khách đường dài dọc đường tại Việt Nam để thấy
được nhu cầu đặt vé, bắt xe đi ngay của các đối tượng tham gia giao thơng
cơng cộng. Từ đó luận văn đi tìm hiểu lý thuyết về việc đặt vé, bắt xe đi ngay
của hành khách, dịch vụ Web Restful, kiến trúc hướng dịch vụ qua đó đề xuất
và xây dựng thủ nghiệm mơ hình dịch vụ đặt vé đi ngay dành cho các hành
khách bắt xe dọc đường trên cơ sở hệ thống đặt vé xe khách đường dài trực
tuyến Hlinkbus tại Việt Nam.
Kiến trúc hướng dịch vụ SOA dựa trên 2 nguyên tắc quan trọng:
Mô - đun: Tách vấn đề lớn thành các vấn đề nhỏ.
4

Đóng gói: Che đi dữ liệu và lơ-gic trong từng mơ-dun (hay ‘hộp đen’) đối với
truy cập từ ngồi.
Trong phạm vi của đề tài, tác giả đưa ra các mô hình dựa trên các
ngun tắc như sau: Mơ hình đặt vé đi ngay dựa trên ngun tắc Mơ- đun từ
đó với mơ hình bài tốn lớn đặt vé đi ngay đã tách thành các mơ hình vấn đề
nhỏ hơn như: mơ hình xác định điểm đón, mơ hình chọn chuyến xe,... Cịn đối
mơ hình xác định điểm đón, mơ hình lựa chọn chuyến xe dựa trên nguyên tắc
đóng gói để che đi dữ liệu và logic trong từng dịch vụ đối với những truy cập
từ hành khách và đối tượng bên ngồi.
Dịch vụ trên phải được tích hợp và thử nghiệm trên hệ thống tra cứu
đặt vé xe khác đường dài trực tuyến và máy chủ của hệ thống cung cấp dịch
vụ Hlinkbus.
3. Tóm tắt các nội dung chính
Luận văn gồm phần mở đầu, 3 chương chính và phần kết luận, cụ thể:
 CHƯƠNG 1 - Tổng quan, cơ sở lý thuyết và cơng nghệ: Chương mở
đầu trình bày về tổng quan giao thông thông minh, các giải pháp ứng
dụng giao thơng thơng minh. Tiếp đó giới thiệu chung về hiện trạng
ứng dụng giao thông thông minh và hệ thống dữ liệu giám sát hành
trình tại Việt Nam. Giới thiệu về kiến trúc hướng dịch vụ SOA và công
nghệ Web Restful sử dụng và tích hợp trong luận văn
 CHƯƠNG 2 – Đề xuất mơ hình tích hợp dịch vụ đặt vé xe khách đi
ngay dành cho hành khách bắt khách dọc đường: Dựa trên cơ sở
nền tảng lý thuyết kiến trúc hướng dịch vụ, công nghệ dịch vụ Web
Restful và định hướng mơ hình giải quyết đã tìm hiểu trong chương 1,
tác giả đề xuất mơ hình dịch vụ tra cứu đặt vé đi ngay dành cho hành
khách bắt xe dọc đường. Từ đó xây dựng xây dựng dịch vụ tra cứu đặt
5


vé đi ngay nhằm mục đích hỗ trợ, phục vụ, tiếc kiệm thời gian bắt xe,

đặt vé cho hành khách có nhu cầu bắt xe.
 CHƯƠNG 3 – Thử nghiệm và đánh giá: Giới thiệu về kết quả cài đặt
và thử nghiệm dịch vụ đặt vé đi ngay dựa trên nền cơ sở hệ thống tra
cứu đặt vé xe khách trực tuyến Hlinkbus. Cuối chương là quy trình và
một số kết quả xây dựng ứng dụng hỗ trợ hành khách đặt vé xe khách
đường dài đi ngay.

6


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
Chương mở đầu trình bày về tổng quan giao thông thông minh, các giải
pháp ứng dụng giao thơng thơng minh. Tiếp đó giới thiệu chung về hiện trạng
ứng dụng giao thông thông minh tại Việt Nam. Cuối chương người viết nêu rõ
mục tiêu, nhiệm vụ của luận văn.
1.1 Tổng quan giao thông thông minh
1.1.1 Định nghĩa
Hệ thống giao thông thông minh (lntelligent Transport System - ITS) là
hệ thống giao thông vận dụng và tổng hợp các thành quả khoa học, công nghệ
tiên tiến vào giao thông vận tải đặc biệt là công nghệ điện tử, thông tin, truyền
thông, khoa học quản lý, … tăng cường khả năng liên kết giữa cơ sở hạ tầng
GTVT với công nghệ thông tin hỗ trợ quản lý vận hành hạ tầng giao thơng
một cách hiệu quả, đảm bảo an tồn giao thơng, giảm thời gian và chi phí đi
lại, bảo vệ môi trường [3]. Những thành tựu và kinh nghiệm quý giá đó rất
đáng để chúng ta nghiên cứu, học tập và vận dụng phù hợp với điều kiện Việt
Nam.

Hình 1. 1 Kiến trúc hệ thống giao thông thông minh

7

Đối với hoạt động vận chuyển hành khách đường dài thì giao thơng
thơng minh có nghĩa là nhân viên quản lý bến xe, các lái xe và đối tượng tham
gia giao thông dựa và sự “thông minh” của hệ thống để nắm rõ tình hình luân
chuyển xe cộ trên đường. Các nhà quản lý bến xe, đơn vị vận tải dễ dàng theo
dõi hoạt động của các lái xe, lịch trình cũng như điểm dừng đỗ của xe, tránh
những trường hợp bắt khách sai điểm đón, xe chạy rùa bị để bắt khách dọc
đường gây ảnh hưởng giao thông công cộng. Còn đối với hành khách, người
dân bắt xe khách thì dựa vào sự thơng minh của hệ thống an tâm, tin tưởng
hơn các nhà xe, doanh nghiệp vận tải tránh tình trạng bị các nhà xe lừa đảo,
tăng giá vé bất thường. Từ đó giao thơng đường bộ, phương tiện vận tải, hành
khách có sự kết hợp chặt chẽ với nhau nhằm cải thiện môi trường, nâng cao ý
thức tránh nhiệm của người tham gia giao thông, phương tiện hoạt động.
Tuy nhiên ITS không phải là liều thuốc cho mọi vấn đề trong ngành
giao thông vận tải của các vùng và trong đô thị. ITS không thể thay thế hầu
hết nhu cầu mà cần có chính sách giao thơng đúng đắn với sự chuẩn bị của
các cơ quan có thẩm quyền và hệ thống cơ sở hạ tầng tương ứng. Tại Việt
Nam đã và đang bắt đầu ứng dụng một phần ITS vào trong việc quản lý và
giám sát các phương tiện giao thơng nhằm mục đích tổ chức quản lý giám sát
hành trình đồng nhất về lái xe – đơn vị vận tải – đơn vị sản xuất thiết bị giám
sát hành trình, về phương tiện vận tải – bến đỗ - trạm dừng – tuyến đường –
biển báo tồn quốc. Hệ thống giám sát hành trình này sẽ là cơ sở và nền tảng
cho việc xây dựng và phát triển ứng dụng giao thông thông minh trong các
thành phố và đô thị.
Hệ thống quản lý, giám sát hành trình là hệ thống ứng dụng cơng nghệ
định vị vệ tinh (GPS - xác định tọa độ) kết hợp với công nghệ GSM/GPRS
(truyền dữ liệu), hệ thống thông tin địa lý (GIS - giám sát vị trí xe trên bản
đồ) và cơ sở dữ liệu giúp cho các tổ chức, công ty và cá nhân giám sát từ xa
8

phương tiện của mình theo thời gian thực với mục đích tối ưu thời gian, tiết
kiệm chi phí, tăng khả năng điều phối, quản lý. Hệ thống bao gồm thiết bị
giám sát hành trình và phần mềm giám sát hành trình.
❖ Thiết bị hành trình được lắp đặt trên đối tượng cần được giám sát, đối
tượng giám sát như: ô tô, xe máy, tàu thuyền, vali/ két sắt tài sản,
❖ Phần mềm chạy trên nền website giúp người giám sát biết được các
thông tin của đối tượng được lắp thiết bị. Các thông tin của đối tượng
giám sát gồm: vị trí(kinh độ, vĩ độ), vận tốc di chuyển, các trạng thái
khác, …
Cụ thể các thành phần trong hệ thống:
Thiết bị giám sát hành trình là gì?
Thiết bị giám sát hành trình là một thiết bị đóng gói hồn chỉnh tạo
thành còn gọi là hộp đen. Cấu tạo của thiết bị gốm các bộ phận:
 Bộ phận GPS: Nhiệm vụ là xác định vị trí (kinh độ, vĩ độ) hay cịn gọi
là tọa độ GPS, vận tốc di chuyển của thiết bị. Vì thiết bị lắp trên đối
tượng nên thơng tin về vị trí, vận tốc của đối tượng và thiết bị là như
nhau.
 Bộ phận 2G: Truyền, nhận dữ liệu giữa thiết bị giám sát hành trình và
máy chủ phần mềm giám sát hành trình bằng sóng vơ tuyến di động
 Bộ xử lý, điều khiển, thu thập tín hiệu, lưu trữ dữ liệu: Thu thập, xử
lý, điều khiển, lưu trữ, truyền, nhận dữ liệu.
Nguyên lý hoạt động: Khi thiết bị giám sát hành trình nhận tọa độ GPS,
vận tốc GPS từ vệ tinh GPS, thiết bị giám sát hành trình gửi tồn bộ thơng tin
về máy chủ phần mềm giám sát hành trình. Thiết bị giám sát hành trình cũng
có khả năng nhận lệnh từ máy chủ, như: lệnh tắt động cơ/hú còi cảnh báo…
9

Phần mềm giám sát hành trình là gì?
Phần mềm giám sát hành trình là phần mềm được thiết kế nhằm phục
vụ nhu cầu quản lý, giám sát đối tượng có thiết bị. Vị trí đối tượng được giám
sát hiển thị trên bản đồ số Google để người giám sát dễ dàng hình dụng đối
tượng mình đang giám sát nằm tại ví trí nào.
Phần mềm giám sát hành trình cũng bao gồm nhiều tính năng, nhiều
báo cáo hỗ trợ nhu cầu quản lý tương ứng với từng đối tượng khác nhau.
Phần mềm giám sát hành trình được thiết kế thân thiện với người dùng,
bảo mật, không tiết lộ thông tin của khách hàng.
Mơ hình hoạt động hệ thống
Giám sát hành trình cơ bản sử dụng một thiết bị được gọi là thiết bị
giám sát hành trình gắn vào xe. Thiết bị giám sát hành trình làm nhiệm vụ ghi
nhận thơng tin từ xe và truyền dữ liệu về máy chủ trung tâm qua sóng điện
thoại di động (GPRS). Máy chủ trung tâm ghi lại tất cả dữ liệu trả về. Người
dùng được cung cấp một tài khoản Web truy cập vào máy chủ trung tâm xem
lại tất cả hoạt động của xe.

Hình 1. 2 Mơ hình hoạt động hệ thống giám sát hành trình

10


1.1.2 Các giải pháp ứng dụng giao thông thông minh trong giao thông công
cộng
a. Mô tả về ứng dụng cho người sử dụng của ITS
Giao thông và các hệ thống liên kết ITS bao gồm 3 bộ phận hợp thành sau:
 Cơ sở hạ tầng – Cả trên và dưới bề mặt (như là hệ thống tín hiệu giao
thơng, liên lạc, điện tốn, trạm thu phí, cảm biến);
 Phương tiện – các loại phương tiện, đặc trưng an toàn, mức độ sử dụng
điện tử và điện toán tiên tiến.

 Yếu tố con người – các hành vi, sở thích và việc sử dụng các loại hình
giao thơng, và những quy tắc bắt buộc.
Một kiến trúc giao thông thông minh là bộ khung cho sự phát triển, quy
hoạch triển khai và vận dụng hợp nhất. Cấu trúc quốc gia theo logic ITS của
Mỹ định nghĩa những hoạt động và chức năng được yêu cầu cho những dịch
vụ cho người sử dụng của ITS là 9 nhánh chức năng. Chúng bao gồm chức
năng của: Quản lý giao thông, quản lý phương tiện, kiểm soát và giám sát
phương tiện, dịch vụ khẩn cấp, dịch vụ cho hành khách và lái xe, dịch vụ chi
trả điện tử, lưu trữ dữ liệu và quản lý xây dựng và bảo dưỡng. Danh sách của
44 dịch vụ cho người sử dụng trong 11 nhóm dịch vụ cho người sử dụng được
định nghĩa bởi Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế (ISO) [3]. Người sử dụng bao
gồm cá nhân, chứa các đoàn xe, chủ doanh nghiệp, chủ hệ thống cơ sở hạ tầng
giao thông. Phần lớn những dịch vụ cho người sử dụng này hay là các ứng
dụng thường khơng thực hiện một cách tách biệt do tính điều phối và phụ
thuộc lẫn nhau giữa chúng (Chen và Miles 2004). Dưới đây là danh sách
những dịch vụ cho người sử dụng liên quan đến các yếu tố về cơ sở hạ tầng,
phương tiện, con người:
Dịch vụ cho người sử dụng của ITS
11


 Dịch vụ thông tin hành khách
o Thông tin trước chuyến đi
o Thông tin trong chuyến đi
o Thông tin dịch vụ chuyến đi
o Xác định vị trí và hướng dẫn lộ trình - Trước chuyến đi.
o Xác định vị trí và hướng dẫn lộ trình - Trong chuyến di
o Hỗ trợ lập kế hoạch cho chuyến đi
 Dịch vụ vận hành và quản lý giao thơng
o Kiểm sốt và quản lý giao thông

o Quản lý biến cố liên quan tới vận tải
o Quản lý nhu cầu
o Quản lý bảo dưỡng cơ sở hạ tầng giao thơng
o Duy trì trật tự/ Cưỡng chế
 Dịch vụ phương tiện
o Nâng cao tầm nhìn
o Tự động hóa vận hành phương tiện
o Tránh sự va chạm, xung đột.
o Đảm bảo an toàn
o Hạn chế trước sự cố
 Dịch vụ vận tải hàng hóa
o Các quá trình hành chính liên quan tới phương tiện thương mại
o Thanh tra an toàn bên đường một cách tự động hóa
o Giám sát an tồn các phương tiện thương mại
o Quản lý đồn vận tải hàng hóa
o Quản lý thơng tin vận tải liên hợp
o Quản lý và kiểm soát các trung tâm vận tải liên hợp
o Quản lý những hoạt động vận tải nguy hiểm
12


 Dịch vụ giao thông công cộng
o Quản lý giao thông công cộng
o Giao thông chia sẻ và giao thông yêu cầu
 Dịch vụ khẩn cấp
o Giao thông liên quan tới những cảnh báo khẩn cấp và an ninh cá
nhân
o Khôi phục sau khi xe bị trộm
o Quản lý phương tiện dùng trong trường hợp khẩn cấp
o Cảnh báo sự cố và những vật liệu nguy hiểm

 Dịch vụ chi trả điện tử có liên quan tới giao thơng
o Giao thơng liên quan tới những dịch vụ tài chính điện tử
o Sự hợp nhất của giao thông liên qun tới dịch vụ chi trả điện tử
 An toàn cá nhân có liên quan đến giao thơng đường bộ
o An ninh di chuyển chung
o Nâng cao an tồn cho người có thể bị hại tham gia giao thông
o Nâng cao an tồn cho người tàn tật tham gia giao thơng
o Cung cấp an toàn cho người đi bộ bằng việc sử dụng ngã tư và
đường dẫn thông minh
 Dịch vụ giám sát các điều kiện môi trường và thời tiết
o Giám sát thời tiết
o Giám sát điều kiện môi trường
 Dịch vụ liên kết và quản lý phản ứng lại các thảm họa
o Quản lý số liệu thảm họa
o Quản lý phản ứng lại thảm họa
o Sự hợp tác với các cơ quan khẩn cấp
 Dịch vụ an ninh quốc gia
o Giám sát và kiểm soát các phương tiện khả nghi
13


o Giám sát các tiện ích, kết cấu và hệ thống đường ống
Từ danh sách của các dịch vụ cho người sử dụng trong các nhóm dịch
vụ cho người sử dụng được định nghĩa bởi Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế
(ISO) thì dựa trên thơng tin thu thập được trên hệ thống dữ liệu giám sát hành
trình như: Thơng tin lái xe, thông tin chuyến xe, thông tin lịch trình của các
nhà xe, doanh nghiệp kinh doanh vận tải và các thơng tin thu thập từ dữ liệu
hành trình được khai thác và tích hợp phục vụ giải quyết bài toán tra cứu đặt
vé xe khách dọc đường theo hướng hướng hỗ trợ hành khách bắt xe khách
đường dài dọc đường khai thác dựa trên cơ sở hệ thống dữ liệu giám sát hành

trình để tra cứu chuyến xe mà hành khách muốn đi, hiển thị danh sách chuyến
xe đang gần tới điểm đón, số chỗ trống trên xe, giá vé các chuyến xe tới điểm
đón, xác định trước được địa điểm đón của hành khách và tích hợp xác định
thời điểm đón, khoảng cách đến điểm đón dọc đường theo thời gian thực.

Hình 1. 3 Tổng quát chức năng của ITS

14


b. Ví dụ
Bảng dưới đây đưa ra chi tiết về những ứng dụng phổ biến của từng
dịch vụ trong nhóm dịch vụ đã được xác định trong nhóm dịch vụ đã được
xác định ở trên và hình 3 cũng miêu tả một chút về mục đích và nguyên lý
làm việc của các hệ thống ITS được ứng dụng tại đất nước phát triển trên thế
giới. Cụ thể:
Dịch vụ ưu tiên
cho

người

Mục đích và ngun lý làm việc

sử

dụng

Thơng tin thực
đa chức năng
Mục đích: Trợ giúp du khách đưa ra những lựa chọn

thơng minh và làm cho giao thông công cộng đáng để
chọn hơn. Ví dụ : Thành phố Stockholm, London,
Singapore
Nguyên lý làm việc: thông tin từ nhiều hệ thống giao
thông công cộng được trao đổi với nhau. Chia sẻ lộ trình
và thời gian được sử dụng để lên kế hoạch cho các chuyến
đi qua nhiều loại hình vận tải. Thơng tin thời gian thực
15


được chia sẻ ở các điểm kết nối và được hiển thị cho hành
khách. Thông tin này được sử dụng để trì hỗn việc khởi
hành nếu một dịch vụ kết nối ở gần. Mỗi hệ thống có thể
thu thập thơng tin khác nhau bằng các công nghệ khác
nhau nhưng thông tin được chia sẻ theo một phương thức
chung.

Thông tin thời
gian thực

Mục đích: Thơng tin hành khách thời gian thực được thiết
kế để tăng mức sử dụng giao thông công cộng bằng cách
tăng sự tin cậy của dịch vụ và xóa bỏ hồi nghi về các
dịch vụ tiếp theo
Ví dụ: Hệ thống E-Traffic Scan của Singapore
Nguyên lí làm việc: xe bus sử dụng GPS và đồng hồ công
tơ mét để xác định vị trí của chúng dọc theo chuyến đi.
Thơng tin về vị trí được truyền trở lại một hệ thống sử lí
trung tâm có sử dụng kết nối khơng dây ví như GPRS. Hệ
thống trung tâm sử dụng vị trí hiện tại của xe bus và vị trí

nó muốn đến và tính tốn xem xe bus đó sẽ muộn bao
16


nhiêu. Khoảng sớm hay muộn đó được sử dụng để cập
nhật dự đoán lúc nào xe sẽ tới những trạm khác dọc tuyến
đường. Thời gian tới nơi được hiển thị trên các tín hiệu tin
nhắn thay đổi ở các trạm dừng, và có thể được gửi trực
tiếp tới hành khách thông qua SMS or mạng Internet. Để
trợ giúp những chuyến xe bus muộn, việc đếm thời gian
của tín hiệu kiểm sốt giao thơng có thể được điều chỉnh
theo thời gian thực cho phép 1 chiếc xe bus có thể có thời
gian đèn xanh lâu hơn.

Hệ thống thông
tin hành khách
tiên tiến

Mục đích: mục đích của APIS là tác động tới hành vi của
người lái bằng việc cung cấp thông tin về thời gian
chuyến đi theo các lựa chọn tuyến đường. Sử dụng thơng
tin này, người lái xe có thể tránh những nơi tắc nghẽn
nặng, giảm ách tắc và giúp sử dụng hiệu quả hơn năng lực
của các nhánh đường còn lại Ví dụ: Nhật Bản, châu Âu,
Mĩ, một phần của châu Á. Ngun lí hoạt động: Dịng
phương tiện trên các nhánh đường được xác định bằng
17