CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GIAO THÔNG THÔNG MINH 1. Khái niệm cơ bản về hệ thống giao thông thông minh 1. Tổng quan về hệ thống giao thông vận tải 1. Khái niệm về hệ thống giao thông vận tải - Giao thông vận tải là sự chuyển động hay vận chuyển của người, hàng hóa từ nơi này đến nơi khác, phục vụ nhu cầu sống của cuộc sống.
- Từ xưa đến nay, đi bộ vẫn là hình thức di chuyển giao thông chủ yếu của con người. - Phương thức vận chuyển sơ khai, cơ bản cũng là sử dụng sức người. - Bằng trí thông minh dần dần con người biết sử dụng những phương thức vận chuyển khác đỡ vất và hiệu quả hơn. - Ngày nay con người đã nghiên cứu, sản xuất ra những phương tiện giao thông hiện đại tiện nghi, an toàn.
Khái quát về hạ tầng giao thông Hạ tầng giao thông là hệ thống những công trình kĩ thuật mang tính nền móng cho sự phát triển của ngành GTVT, gồm: Hệ thống cầu, đường, cảng biển, cảng sông, nhà ga, sân bay. Hệ thống trang thiết bị phụ trợ: thông tin tín hiệu, biển báo đèn đường. Phân loại hạ tầng giao thông: a. Hạ tầng đường bộ, bao gồm: Các loại đường quốc lộ: tỉnh lộ, huyện lộ, đường xã đường đô thị, đường chuyên dùng,.
Các loại cầu: cầu vượt, cầu chui. Cơ sở vật chất phục vụ cho việc vận chuyển trên bộ như: bến bãi đỗ xe,tín hiệu, biển báo giao thông, đèn đường chiếu sáng. Hạ tầng đường sắt bao gồm: Các tuyến đường ray, cầu sắt, đường hầm, các nhà ga. Hệ thống thông tin tín hiệu đường sắt.
Hạ tầng đường sông bao gồm: Các cảng sông, luồng lách, kề bờ. Hạ tầng đường biển bao gồm: Các cảng biển, cảng container, cảng nước sâu,. Cảng công trình phục vụ vận tải đường biển như hoa tiêu hải đăng,. Hạ tầng hàng không bao gồm: LỚP: 69DCCN21 4 NHÓM 3 Sân bay, hangar, đường băng,.
Các phương thức vận tải - Vận tải đường bộ - Vận tải đường sắt - Vận tải đường thủy hàng hải Vận tải hàng hóa đường thủy có thể vận chuyển hàng hóa với khối lượng lớn. - Vận tải hàng không Nhanh chóng khoảng cách xa. Khối lượng vận chuyển hàng hóa không nhiều. Chi phí vận chuyển cao.
Không thể đưa hàng hóa đến đích cuối cùng mà phải thông qua một loại hình vận chuyển khác. - Loại hình vận chuyển khác 1. An toàn giao thông Đảm bảo an toàn giao thông : An toàn giao thông là sự an toàn tuyệt đối với người và phương tiện tham gia giao thông. Đảm bảo an toàn giao thông là: - Sự chấp hành nghiêm pháp luật về GT: không gây TNGT.
- Sự cư xử phù hợ khi lưu thông trên các phương tiện GT. Giới thiệu chung về hệ thống GTTM 1.1 Sự hình thành hệ thống GTTM Cùng với sự phát triển của khoa học, công nghệ, hệ thống GTVT cũng ngày càng phát triển. Tuy nhiên, nhiều vấn đề mới nảy sinh khó giải quyết: ùn tắc nghiêm trọng, tại nạn giao thông tăng cao, ô nhiễm môi trường. Xuất hiện những ý tưởng đầu tiên: Nếu có cách nào đó kịp thời thông báo cho người điều khiển phương tiện giao thông biết về ùn tắc và hướng dẫn chọn lộ trình mới hoặc Thông minh hóa đèn tín hiệ giao thông để tự động điều khiển thời gian đến độ phù hợp lưu lượng xe,.
Nhưng vấn đề là: LỚP: 69DCCN21 5 NHÓM 3 Làm thế nào để thu thập được kịp thời các thông tin về lưu lượng xe tại các điểm giao cắt? Thông tin về trạng thái của các tuyến đường? Truyền và xử lí casc thông tin này như thế nào? Truyền thông tin đến những đối tượng nào và cách truyền nhận như thế nào? Để trả lời cho câu hỏi đó, cần thiết phải vận dụng lí thuyết hệ thống và những thành tựu mới của: CNTT, điện tử, viễn thông, điều khiển học,.2 Định nghĩa hệ thống GTTM Định nghĩa hệ thống GTTM - Hệ thống giao thông thông minh (ITS) là các hệ thống ứng dụng công nghệ cao, bao gồm điều khiển, điện tử, tin học, và viễn thông trong lĩnh vực giao thông để quản lí, điều hành hoạt động GTVT. - ITS là một hệ thống lớn, trong đó con người, phương tiện giao thông, mạng lưới đường giao thông là thành phần của hệ thống liên kết chặt chẽ với nhau nhằm đảm bảo cho hệ thống GTVT đạt các mục tiêu: * Giảm tai nạn giao thông, giảm ùn tắc giao thông. * Tăng hiệu quả vận chuyển. * Tạo điều kiện thuận lợi tối đa cho việc đi lại.
* Giảm ô nhiễm môi trường. Lợi ích của GTTM - Hệ thống GTTM cung cấp 5 nhóm lợi ích quan trọng thông qua: 1. Tăng độ an toàn 2. Cải thiện hiệu suất hoạt động, đặc biệt là giảm ùn tắc.
Tăng cường tính di động và tiện lợi. Cung cấp các lợi ích về môi trường 5. Tăng năng suất, tăng trưởng kinh tế, việc làm. - Hệ thống GTTM đang góp phần tăng khả năng an toàn xe.
- Ví dụ hệ thống intelliDrive của Mỹ có thể giải quyết 82% tình huống ta nạn xe liên quan đến người điều khiển phương tiện giao thông - Hệ thống GTTM tối đa năng lực của cơ sở hạ tầng, giảm thiểu việc xây dựng thêm ha tầng giao thông( đường, cầu,.) Ví dụ: việc sử dụng hệ thống điều khiển đèn tín hiệu giao thông ở Mỹ đã được cải thiện lưu lượng giao thông đáng kể: Giảm điểm dừng 40% Giảm thời gian đi lại 25% LỚP: 69DCCN21 6 NHÓM 3 Cắt khí đốt tiêu thụ 10% ( 1,1 triệu gallon khí đốt hàng năm) Giảm phát thải 22% ( cắt giảm phát thải cacbon dioxide hàng ngày lên đến 9600 tấn) - ITS có thể đóng góp đáng kể vào việc giảm ùn tắc( ùn tắc giao thông đã làm tổn chi phí cho hành khách Hoa Kì 4,2 tỷ giờ) - Tại Nhật Bản, hệ thống GTTM đóng vai trò rất quan trọng trong nỗ lực để đạt được mục tiêu năm 2010: Giảm thải 31 triệu tấn CO2 so với năm 2001, trong đó 11 triệu tấn tiết kiệm từ cải thiện lưu lượng giao thông và 11 triệu tấn từ tiết kiệm việc sử dụng hiệu quả hơn các loại xe - Hệ thống GTTM có tỷ suất lợi nhuận cao khi so sánh với đầu tư truyền thống về đường cao tốc, ước tính khoảng 9:1. Tiêu thức phân loại cách tiếp cận ITS - Hiện có nhiều cách tiếp cận khác nhau, trong đó, trong đó những tiêu thức chính là: a) Phân theo dịch vụ mà ITS cung cấp cho người sử dụng. MIỀN DỊCH VỤ DỊCH VỤ ITS ( THEO ISO) 1. Thông tin cho hành khách 2.
Điều hành và quản lý giao thông 3. Phương tiện 4. Chuyên chở hàng hóa 5. Nhóm dịch vụ giao thông công cộng 6.
Nhóm dịch vụ khẩn cấp 7. Nhóm dịch vụ thanh toán điện tử liên quan đến giao thông 8. An toàn cá nhân trong giao thông đường bộ 9. Nhóm dịch vụ giám sát thời tiết và điều kiện môi trường 10.
Quản lý phối hợp trong việc phản ứng với thiên tai 11. Nhóm dịch vụ an ninh quốc gia 12. Quản lí dữ liệu ITS b) Phân theo lĩnh vực ứng dụng. c) Phân loại theo quan hệ giữa các bộ phận hợp thành HT giao thông thông minh.
LỚP: 69DCCN21 7 NHÓM 3 1. Khái quát về sự phát triển của hệ thống GTTM 1.1 Nhật Bản - Nhật Bản dẫn đầu thế giới về các hệ thống ITS, số lượng công dân được hưởng lợi từ việc triể khai ITS. - Bắt đầu từ năm 2003. Nhật Bản đã cung cấp thông tin thời gian thực tế về các điều kiện giao thông trên hầu hết các tuyến đường cao tốc với hệ thống truyền thông (VICS).
- Thông tin giao thông thời gian thực có thể được thu thập thông qua 2 loại cơ chế: 1) Các thiết bị cố định hoặc cấc cảm biến nhúng trong hoặc bên cạnh đường hoặc 2) Đầu dò điện thoại di động cho xe như taxi, hoặc các thiết bị di động như điện thoại di động và có một số phương tiện liên lạc để báo cáo về lưu lượng giao thông.2 Hàn Quốc - Hàn Quốc là một trong các quốc gia dẫn đầu thế giới trong các hệ thống GTTM. Những thế mạnh này bao gồm: 1) Cung cấp thông tin giao thông thời gian thực 2) Hệ thống thông tin giao thông công cộng tiên tiến 3)Thanh toán tiền vé điện tử và thu phí điện tử. - Từ cuối những năm 1990. ITS trở thành là ưu tiên quốc gia của Hàn Quốc khi nhận ra sự cần thiết phải mang trí thông minh đến với hệ thống giao thông.
- Năm 1997, Hàn Quốc xây dựng kế hoạch quốc gia ITS thiết lập các tiêu chuẩn ITS và phát triển kĩ thuật kiến trúc ITS. - Năm 2000 công bố quy hoạch tổng thể ITS Quốc gia cho thế kỉ 21. - Một trong số các hệ thống ITS điển hình của Hàn Quốc là hệ thống quản lí đường cao tốc ETMS. - Hệ thống ETMS thu thập thông tin giao thông theo thời gian thực thông qua 3 cơ chế chính: * Hệ thống phát hiện xe (VDS) được cài đặt các vòng lần lượt trong đường cao tốc trong khoảng thời gian 1 km để phát hiện thông tin như lưu lượn giao thông và tốc độ.
* Hệ thống camera triển khai mỗi 2-3 km trên tuyến tuyến đường. * Dữ liệu xe thăm dò - Những thông tin này được truyền đến trung tâm thông tin giao thông vận tải Quốc Gia (NTIC) thông qua một mạng viễn thông tốc độ cao để hỗ trợ các ứng dụng ITS. - Các HTTT giao thông công cộng, đặc biệt đối với xe buýt tại Hàn Quốc được đánh giá cao. LỚP: 69DCCN21 8 NHÓM 3 * 300 trạm xe buýt liên lạc với Trung tâm QL hoạt động GT của seoul qua thông tin liên lạc không giây để cung cấp thông tin hoạt động xe buýt của seoul bao gồm: Thời gian xe buýt đến , vị trí xe buýt hiện nay và hệ thống thống kê.
*Các trạm xe buýt được trang bị màn hình để thông báo cho hành khách về tình trạng xe bus và lịch trình. * Người Hàn Quốc thường sử dụng tính năng theo dõi vị trí dựa trên điện thoại GPS để lựa chọn giao thông công cộng có sẵn ( xe buýt hoặc tàu điện ngầm ). Hệ thống xác định vị trí khách bộ hành và hướng dẫn để lựa chọn bến giao thông gần nhất.3 Singapore - Singapore dẫn đầu thế giới về ITS với các chức năng: 1) Sử dụng các thiết bị thăm dò các phương tiện để thu thập thôn gtin giao thông. 2) Định phí đường điện tử ví dụ như tắc nghẽn.
3) Triển khai trên toàn quốc tín hiệu giao thông thíc ứng bằng máy vi tính.