BÀI TẬP LỚN: ĐƯỜNG ĐÔ THỊ VÀ TỔ CHỨC GIAO THÔNG CHUYÊN ĐỀ: HỆ THỐNG GIAO THÔNG THÔNG MINH TRÊN CAO TỐC VIỆT NAM

ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
PHÂN HIỆU TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ
MINH

BÀI TẬP LỚN:
ĐƯỜNG ĐƠ THỊ VÀ TỔ CHỨC GIAO
THƠNG

CHUN ĐỀ: HỆ THỐNG GIAO THÔNG THÔNG MINH
TRÊN CAO TỐC VIỆT NAM

I.GIỚI THIỆU VỀ CƠNG NGHỆ ITS
1.Giơí thiệu về hệ thống giao thông thông minh.
Hệ thống Giao thông Thông minh (lntelligent Transport System - ITS) là việc
ứng dụng kỹ thuật công nghệ, bao gồm các thiết bị cảm biến, điều khiển, điện
1


tử, tin học và viễn thông trong lĩnh vực giao thông để điều hành và quản lý hệ
thống giao thông vận tải.
ITS là công nghệ mới phát triển trên thế giới, được sử dụng để giải quyết các
vấn đề của giao thông đường bộ, bao gồm tai nạn và ùn tắc giao thông. ITS sử
dụng các tiến bộ của công nghệ thông tin và viễn thông để liên kết giữa con
người, hệ thống đường giao thông và phương tiện giao thông lưu thông trên
đường thành một mạng lưới thông tin và viễn thông phục vụ cho việc lưu thông
tối ưu trên đường cao tốc.

2.Các thành phần của hệ thống ITS
ITS bao gồm: Con người, phương tiện tham gia giao thông, cơ sở hạ tầng giao
thơng là các thành phần chính của hệ thống, được liên kết chặt chẽ với nhau.

Ảnh: VEC E

3. Mục tiêu của hệ thống ITS
Mục tiêu của ITS giúp hoàn thiện kết cấu hạ tầng đường bộ, hiện đại hóa các
trạm thu phí và trạm cân điện tử, giảm tai nạn, giảm ùn tắc giao thông, giảm ô
nhiễm môi trường, quản lý các đường giao thông chính và điều tiết các luồng
giao thông, tạo ra hệ thống thơng tin cho người đi đường, phổ cập văn hóa giao
2


thơng, hỗ trợ điều hành giao thơng, góp phần sản xuất các thiết bị giao thông
thông minh, giảm ô nhiễm môi trường, hỗ trợ người tham gia giao thông.

II. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ITS TRONG QUẢN LÝ ĐƯỜNG
CAO TỐC Ở VIỆT NAM
1.1

Thực trạng đường cao tốc ở Việt Nam

Hệ thống đường cao tốc ở nước ta là hệ thống mới được đưa vào sử dụng , ứng
dụng nhiều công nghệ tiên tiến hiện đại, với mục tiêu nhanh chóng hình thành
mạng đường bộ cao tốc quốc gia, bảo đảm kết nối các trung tâm kinh tế trọng
điểm, các cửa khẩu chính, các đầu mối giao thơng quan trọng có nhu cầu vận tải
lớn, tốc độ cao.
Do vậy việc quản lý, giám sát hệ thống đường cao tốc ở nước ta đang là một
trong những vấn đề được đặt ra.

Ảnh: VEC E

1.2

Phương thức vận hành

Các cảm biến sẽ được lắp đặt trên mặt đường để thu thập các thông tin về luồng giao
thơng, khí hậu, thời tiết,…các thơng tin này được hệ thống máy tính phân tích và xử lý,
sau đó cung cấp trở lại cho tài xế về tình hình giao thông trên đường (tai nạn, ùn tắc giao
thông, thời tiết…) để tài xế chọn giải pháp giao thông tối ưu, giúp hạn chế tối đa tai nạn
và ùn tắc giao thông, đảm bảo thời gian3 đi lại ngắn nhất và an tồn nhất cho các phương
tiện đang lưu thơng trên đường.


Ảnh: VEC E

4


2.Hệ thống quản lý giao thông thông minh ITS gồm 3 giai đoạn
chính là thu thơng tin, xử lý thơng tin, đưa thông tin đến người
tham gia giao thông.
2.1 Thu thập thông tin
Các cảm biến sẽ được lắp đặt trên mặt đường, xe cộ, các nút giao thơng, cơng
trình phụ trợ để thu thập các thông tin về luồng giao thơng, xe cộ ,tình trạng
tuyến đường, khí hậu, thời tiết,…các thơng tin này được hệ thống máy tính phân
tích và xử lý, và đưa thông tin đến người tham gia giao thơng, nhằm đảm bảo
tính trung thực, nhanh gon, chính xác , khi thu thập thông tin trên đường cao
tốc, các cảm biến được liên kêt với nhau thông qua hệ thống mạng cap quang và
hệ thống thông tin vệ tinh.
- Có 8 phương thức thu thập thơng tin chính trên đường cao tốc bao gồm:
 Hệ thống camera
 Hệ thống thu phí tự động

 Hệ thống GPS
 Hệ thống kiểm sốt an tồn
 Hệ thống theo dõi thời tiết
 Hệ thống đếm xe tự động
 Hệ thống cân tải trọng
 Hệ thống biển báo và thông báo trên đường

5


Thứ nhất: Hệ thống camera giám sát
Các camera được lắp đặt trên các tuyến đường cao tốc để theo dõi tuyến đường,
các phương tiện lưu thông, các điểm ùn tắc, tai nạn giao thơng, tại các trạm thu
phí, trạm cân điện tử, các nối vào ra của đường cao tốc...
Các camera được thiết kế chịu được điều kiện thời tiết khắc nhiệt, có thể hoạt
động liên tục 24/24 trong mọi điều kiện thời tiết, các camera có thể nhận biết
phương tiện, theo dõi và giám sát phương tiện lưu thông trên đường. Mỗi
camera được lắp đặt cách nhau từ 1 đến 2 km để đảm bảo khả năng nhận biết và
theo dõi phương tiện giao thông, các hệ thống camera có hệ thống điện dự
phịng nếu hệ thống cung cấp chính bị hư hại, hệ thống truyền dẫn thơng tin
bằng cáp quang đảm bảo thông tin luôn được thông suốt.

Thứ 2: hệ thống thu phí tự động
Dịch vụ thu phí tự động đường bộ được áp dụng công nghệ RFID (Radio
Frequency Identification) sử dụng sóng radio để nhận diện tự động phương tiện
xe cơ giới. Công nghệ RFID là công nghệ mới nhất được sử dụng phổ biến trên
thế giới trong lĩnh vực nhận diện điện tử và đã khẳng định được vị thế số 1
trong lĩnh vực thu phí tự động.
-Mơ hình hoạt động
1. Phương tiện cần được gắn thẻ thu phí và một tài khoản kích hoạt.

2. Khi phương tiện di chuyển vào làn thu phí, hệ thống tại trạm phát ra tín
hiệu rađio để anten trên thẻ nhận và phản hồi, từ đó xác định tình trạng
phương tiện.
3. Nếu thẻ không hợp lệ, sẽ không áp dụng cho thu phí tự động mà chuyển
sang thu phí thủ công.Nếu thẻ hợp lệ thông tin sẽ được gửi đến để kiểm
tra số dư trong tài khoản và tiến hành trừ thanh toán.

6


Ảnh: VEC E

Thứ 3: Hệ thống GPS
Phương tiện được trang bị GPS và đồng hồ công tơ mét để xác định vị trí theo
thời gian thực và truyền trở lại một hệ thống xử lí trung tâm thơngqua
GPRS/3G/ Wifi.
–Hệ thống trung tâm dựa vào vị trí hiện tại của xe sẽ tính tốn xem thời gian xe
đến bến nhanh hay chậm. Thời gian tới nơi được hiển thị trên các bảng thông
báo ở các trạm dừng, hoặc gửi trực tiếp tới hành khách thông qua SMS hoặc
mạng Internet.

Thứ 4: hệ thống kiểm sốt an tồn
Bao gồm hệ thống cảm biến, hệ thống CCTV để xác định điều kiện môi trường
cũng như tình trạng giao thơng. Các dữ liệu cảm biến được thơng tin tới thiết bị
xử lí trung tâm qua mạng không dây.
–Hệ thống trung tâm sẽ quyết định việc gửi cảnh báo, làn xe nào tiếp tục được
sử dụng hay tốc độ giới hạn là bao nhiêu qua tin nhắn hoặc thông báo FM hoặc
các biển báo.

7

Thứ 5: Hệ thống theo dõi thời tiết
Bao gồm các cảm biến thời tiết nhằm theo dõi tình trạng thời tiết gần đường
hoặc khu vực xung quanh, đánh giá môi trường giao thơng trên đường cao tốc.
• Nếu phát hiện điều kiện thời tiết nguy hiểm, cảnh báo được phát đến trung tâm
điều hành, và thông báo tới tài xế qua hệ thống VMS.
• Chức năng chính: đo nhiệt độ, hướng gió, tốc độ gió, lượng mưa.

Thứ 6: Hệ thống đếm xe tự động
Có nhiều phương pháp khác nhau để phát hiện một đối tượng chuyển động
trong file video. Đơn giản nhất là trừ nền giữa các frame ảnh. Mặc dù phương
pháp này thực hiện nhanh nhưng độ chính xác khơng cao do khơng có khả năng
phân biệt các loại đối tượng chuyển động khác nhau để nhận biết đâu là đối
tượng thật sự cần xử lý.
Việc thống kê được số lượng xe ô tô từ dữ liệu video trên đường cao tốc là một
điều cần thiết cho các cấp quản lý có chiến lược phân luồng giao thơng. và mở
rộng đường thích hợp. sử dụng một phương pháp được gọi là “bộ dò ảo” để thực
hiện chức năng này.
Phương pháp này dựa trên bộ lọc Kalman để dò vết đối tượng chuyển động là
xe ôtô được phát hiện ở bước trước. Tiếp theo, chọn một khu vực hình chữ nhật
được gọi là bộ dò ảo trên mỗi làn đường. Vị trí của đặt bộ dị ảo trên khung nhìn
sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác việc đếm số lượng xe. Vì vậy, để đếm được số
lượng xe, phải chọn vị trí thích hợp cho việc đặt bộ dị ảo. Sau đó tính tốn tỉ số
giữa số pixel của xe chiếm trong vùng phạm vi của mỗi bộ dò ảo và tổng số
pixel của bộ dò ảo cho từng frame ảnh.

Thứ 7: Hệ thống cân tải trọng
Hệ thống cân tự động là một giải pháp tiên tiến cho nhiều ứng dụng tốc độ cao
và tốc độ thấp theo các tiêu chuẩn quốc tế .Nó đo lường và ghi lại trọng lượng

của bánh xe, trục và phương tiện (tổng) đi qua các cảm biến cân được nhúng
trong vỉa hè đường. Tất cả các phép đo được thực hiện ở tốc độ giao thơng bình
thường, vì vậy cân xe hồn chỉnh (bánh xe, trục, tổng) có thể được thực hiện mà
khơng có bất kỳ sự xáo trộn dịng giao thơng nào.
Khi xe có trọng tải vượt quá mức cho phép sẽ bị đuổi khỏi tuyến đường đang
lưu thông,hoặc tạm giữ, sử lý vi phạm, nhằm đảm bảo chất lượng tuyến đường
được lâu dài.
8


Thứ 8: Hệ thống biển báo và thông báo trên đường
Các hệ thống biển báo được lắp đặt dọc theo bên đường cao tốc, nhằm cung cấp
cho người tham gia giao thông thông tin cần thiết như, số cứu hộ, hướng đi, lộ
trình , ngã tư, ngã dẽ, điểm hay sảy ra tai nạn giao thơng, tình trạng thời tiết trên
tuyến đường....các hệ thống biển báo được kết nối với trung tâm điều hành
thông qua hệ thống thông tin, cáp quang.

2.2 Xử lý thông tin
Thông tin sau khi được thu thập sẽ được gửi đến các trung tâm điều hành giao
thơng, để phân tích đánh giá về tình trạng đườg, tình trạng thời tiết , mật độ
phương tiện, lưu lượng xe, sự cố giao thơng , các trạm thu phí, trạm cân điện tử,
từ đó có cái nhìn tổng quan về tuyến đường đang theo dõi , giám sát...
Tại trung tâm nhân viên điều hành có thể theo dõi trực tiếp từ hiện trường nhờ
hệ thống camera theo dõi...

Trung tâm quản lý điều hành giao thông (ITS) gồm hệ thống camera, hệ thống
liên lạc không dây, trạm cân tự động, thu phí kín - Ảnh: VEC E

9

2.3 Đưa thông tin đến người tham gia giao thông
Thông tin sau khi được xử lý sẽ được phân loại, đánh giá mức độ ưu tiên, như
tai nạn giao thông , sự cố trên đường hay tình trạng phương tiện, vi phạm giao
thơng, đường xá, thời tiết vv...từ đó thơng tin sẽ được gửi đến người tham gia
giao thông, và các nhân viên có liên quan để xử lý.

Thơng tin trên đường,thời tiết thông qua hệ thống biển báo kỹ thuật số
(Ảnh: VEC E)

- Yêu cầu kĩ thuật khi đưa thơng tin đến người tham gia giao
thơng
• Nhanh chóng, chính xác, nhằm xử lý sự cố hoặc thông báo kịp thời cho
người tham gia, cũng như nhân viên điều hành, xử lý sự cố giao thơng
• Đưa thơng tin bằng nhiều kênh và phương thức truyền tin đa dạng :vd
như thông báo qua radio, email, điện thoại, biển báo điện tử....;
• Thơng tin cần được phân loại trước khi đưa đến với người tham gia giao
thông, hoặc nhân viên sử lý sự cố , giám sát trên đường cao tốc
• Ngắn gọn và dễ hiểu
10


- Yêu cầu kĩ thuật với trung tâm điều hành giao thông
TTDHGT là nơi tiếp nhận và xử lý thông tin từ các hệ thống cảm biến và các hệ
thống thu thập thông tin trải khắp các tuyến đường, nhằm kiểm sốt,phối hợp và
xử lý dữ liệu giao thơng.
Một trung tâm kiểm soát hợp nhất sẽ chia sẻ dữ liệu thơng tin và kiểm sốt
•Kiểm sốt phương tiện thơngqua hệ thống GPS
•Hệ thống CCTV, kiểm sốt sự cố
•Thơng tin được nhận từ hànhkháchtrongcác sự cố

•Hệ thống thơng tin hành khách thời gian thực (RTPI),
•Kiểm sốt thơng tin từ các hệ thống cảm biến
•Hiển thị và điểu khiển hệ thống giao thơng(đèn tín hiệu, biển báo…)

III. Khảo sát cao tốc Thành phố HCM – Long Thành –
Dầu Giây
1.Khảo sát
Đường cao tốc dài tổng cộng 55,7 km.
Đường dẫn đường cao tốc bắt đầu tại điểm giao cắt với Đại lộ Mai Chí Thọ tại
Thành phố Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh. Đường cao tốc chạy về hướng
đông 4 km và cắt đường Vành đai II tại nút giao lớn hình loa kèn trumpet đôi.
Qua khỏi cầu Long Thành, con đường tiếp tục chạy về hướng Đông Nam và
giao cắt với Quốc lộ 51 tại huyện Long Thành, tỉnh Đồng Nai. Từ đây, đường
cao tốc chạy song song với Đường tỉnh 769 qua vùng nông nghiệp rộng lớn của
huyện Long Thành và cắt Quốc lộ 1A tại một nút giao hình loa kèn trumpet,
3 km về hướng Đông ngã tư Dầu Giây, huyện Thống Nhất, tỉnh Đồng Nai. Hiện
tại CT không cho phép xe gắn máy lưu thông trên đoạn đường này.
Trong toàn bộ chiều dài, đường cao tốc đi qua các phường An Phú,Phước Long
B, Phú Hữu, Long Trường , Trường Thạnh, Long Phước (thành phố Thủ Đức)
của Thành phố HCM; các xã Phước Thiên (huyện Nhơn Trạch), Tam An, An
Phước, thị trấn Long Thành, Long An, Bình Sơn, Bình An (huyện Long
Thành), Sông Nhạn, Xuân Quế (huyện Cẫm Mỹ), Lộ 25 thị trấn Dầu
Giây (huyện Thống Nhất ) của tỉnh Đồng Nai. ( nguồn Wikipedia)

11


Ảnh trên cao của cao tốc Tp.HCM-Long Thành-Dầu Giây ( Ảnh:VnExpress)

2. Tìm hiểu hệ thống

Hệ thống camera được lắp đặt và sẵn sàng để "phạt nguội,giám sát giao
thông"vi phạm ATGT trên tuyến cao tốc,( Ảnh:baogiaothong.vn )
12


Trạm thu phí tự động Long Phước của cao tốc Tp.HCM-Long Thành-Dầu Giây,
(Ảnh:baogiaothong.vn)

Hệ thống cân tải trọng trên cao tốc Tp.HCM-Long Thành-Dầu Giây
(Ảnh: baogiaothong.vn)

13


Hệ thống biển báo tốc độ, thông tin trên cao tốc ( Ảnh:baogiaothong.vn)

Trung tâm điều khiển giao thông thông minh trên cao tốc TPHCM – Long
Thành - Dầu Giây ( Ảnh: VEC E )

14


Trường hợp vi phạm bị hệ thống xử lý vi phạm phát hiện
( Ảnh baogiaothong.vn)

15