CHƯƠNG 1 TONG QUAN CAC VAN DE CUA XU LY ANH TRONG GIAO THONG HON HOP 1. Giới thiệu Hệ thống Giao thông thông minh - ITS (Intelligent Transportation System) là một bước tiến lớn về khoa học và công nghệ trong ứng dụng, giám sát và điều khiển giao thông một cách tự động. Hệ thông [TS giúp người sử dụng có thể theo dõi và lựa chọn chính xác các phương tiện giao thông công cộng, các phương tiện giao thông trao đổi dữ liệu với nhau nhằm tạo ra một hệ thống vận chuyển an toàn. ITS cdn là cơ sở để quản lý và điều khiển các phương tiện đang tham gia giao thông.
Nội dung chương này chủ yếu tập trung vào ưu điểm và nhược điểm của công nghệ xử lý ảnh so với các công nghệ khác để phát hiện phương tiện trong giao thông hỗn hợp. Tiếp theo sẽ phân tích các thuật toán của các chức năng quan trọng như: phát hiện phương tiện, nhận dạng biển số phương tiện, phân loại phương tiện, đo tốc độ phương tiện, giám sát lưu lượng phương tiện trong ITS. Cuối chương sẽ tổng hợp các vấn đề còn tồn tại của xử lý ảnh trong giao thông hỗn hợp nhằm mục đích định hướng các nghiên cứu xuyên suốt luận án. Hệ thống giao thông thông minh Hé théng giao thong thong minh (Intelligent Transportation System - ITS) là hệ thống được xây dựng dựa trên nhiều nền tẳng công nghệ giúp tự động hóa các hoạt động giám sát và điều khiển giao thông trên đường với mục đích giúp cho các phương tiện di chuyển an toàn và thông suốt.
Hệ thống giao thông thông minh truyền tải thông tin từ người điều hành tới người điều khiển phương tiện về các thông tin cần thiết như: các sự cố trên đường, mật độ phương tiện có khả năng gây ùn tắc hay không, các thông tin về thời tiết, cảnh báo tai nạn, cảnh báo khi đi sai luật giao thông, và các tin tức cần thiết khác giúp người điều khiển giao thông an toàn và nhanh chóng. Các hệ thống ITS chủ yêu được xây dựng theo các mô-đun và được ứng dụng lần lượt vào từng cung đường và 11 12 các vị trí cần theo đõi phương tiện như trạm thu phí, trạm bơm nhiên liệu hoặc các phương tiện đi qua các vùng nhạy cảm. Trong nội dung tiếp theo sẽ trình bày về các chức năng cần thiết của một hệ thống ITS.1 đại diện mô tả kiến trúc của hệ thống ITS của Huawei, trong minh hoạ này hệ thống ITS được mô ta kha chi tiết về các công nghệ nhận diện phương tiện, kênh truyền, hệ thống cơ sở dữ liệu và cuối cùng là hệ thống điều khiển. Cameragiamsat Màn hình trungtầm Bắn đồ số = 2 Mane di liéu la „ Tt ⁄ : ee.
† ane 1 ae ee m lon: Tangy im | SoD đ# eae Người giám sát/ điều khiển Văn phòng eS Trung tâm điều hành Camera Modules s se ° - by > s May chu backup eae giam satva Đèn tin Vị trí truyền thong phân tích hiệu báo động khôngdây T aD + + `2 ee eee go Qa we 2 2S -Lhiết bị giám sát Website của đơn vi Firewall Léichuyén1 Lỗi chuyển 2 NO HD điều khiển giao thông điều khiển giao thông mm Cần bằng tãi Media Trung tam thông tin giao thông I Máy chủ ứng dụng điều khiển giao thông thông minh Hinh 1.1: Kiến trúc của một hệ thông ITS của Hueuei 1. Chức năng Các hệ thống Giao thông thông mình gồm nhiều mô-đun chức năng kết hợp lại, do đó các hệ thống này tập trung lại ở các chức năng chính như sau: a. Hệ thống thông tin trao đổi giữa nhà quản lý và người điều khiển phương tiện giao thông Các giải pháp thông tin di động truyền tải thông tin tới người sử dụng: lịch trình tàu điện ngầm, lịch trình xe buýt, thông báo các sự cô trên đường, giải 13 pháp GIS tra cứu hành trình, tìm đường đi ngắn nhất tới một địa điểm cu thể, tìm đường tránh các tuyến đường đang bị phong toả. [11, 12, 13] Phương pháp này hiện nay tỏ ra khá hữu hiệu, dữ liệu của GSM Association trong báo cáo năm 2015 dự đoán tới năm 2017 có hơn 1,2 tỉ thiết bị mới kết nối trong đó gồm các thiết bị kết nối từ người sử dụng với phương tiện giao thông, các kết nối đữ liệu cho xe,.
Các giải pháp thông tin quảng bá trên các kênh radio như VOV Giao thông của Việt Nam và các giải pháp quảng bá bằng bản tin LED hoặc biển báo giao thông tích cực có khả năng thay đổi dựa vào lưu lượng phương tiện tham gia giao thong. Hé théng phat hién phuong tién giao théng Các công nghệ thu nhận xâm lấn tiêu biểu chủ yếu gồm: cảm ứng điện từ [14], từ trường [15], từ tính [15], áp kế [16]. Các công nghệ này chủ yếu dựa vào từ trường trái đất để phát hiện ra các phương tiện giao thông. Các công nghệ thu nhận không xâm lấn thường được sử dụng chủ yếu gồm: hồng ngoại chủ động [17], hồng ngoại bị động [14], RADAR, [14], siêu âm [18], âm thanh [19| và xử lý ảnh.
Hiện tại, trong các công nghệ này thì công nghệ xử lý ảnh vẫn còn đang được hoàn thiện các công nghệ khác đã đạt tới giới hạn và độ chính xác theo kịch bản ứng dụng. Hệ thống điều khiển phương tiện giao thông Các giải pháp điều khiển luồng giao thông: tách luồng giao thông, chuyển luồng, điều khiển làn đường được phép và không được phép di chuyển tránh tai nạn. Các giải pháp điều khiển thời gian hoạt động của đèn tín hiệu giao thông thích nghi với lượng phương tiện giao thông di chuyển. Các giải pháp điều khiển phương tiện phụ thuộc điều kiện thời tiết qua các kênh quảng bá: tuyết rơi tốc độ tối đa phải giảm xuống, mưa to yêu cầu các phương tiện bật đèn chiếu gần.
Hệ thống phụ trợ hoạt động xe thương mại Ứng dụng công nghệ thong tin, GIS va đường truyền để yêu cầu các phương tiện chở hàng, chở người lựa chọn điểm đón và điểm trả. Ngoài ra còn có các hệ thống thông tin phụ trợ sau: hệ thống thông tin ưu tiên, thông tin hành khách theo thời gian thực, hệ thống tự động xác định vị trí 14 phương tiện, hệ thống máy tính hỗ trợ, giao tiếp thoại qua đữ liệu và vô tuyến, hệ thống lập lịch trình tự động, hệ thống xe buýt nhanh, hệ thống an toàn và bảo mật và hệ thống cảnh báo đường sắt. Hệ thống thanh toán điện tử Hệ thống thanh toán điện tử giúp người dân tiết kiệm được thời gian, nâng cao độ chính xác hoạt động của mạng lưới. Các mô-đun này bao gồm các chức năng: máy bán vé tự động, các trang web thương mại điện tử bán vé tham gia phương tiện công cộng, vé điện tử (có thể là mã QRcode, Barcode, code, .) [20] nhằm tiết kiệm thời gian không cần phải lẫy vé giấy ở tận nơi phát hành, quản lý kho và trạm, trung tâm dịch vụ khách hàng tự động, hệ thống thanh toán bù trừ và thanh toán để hỗ trợ việc đối chiếu doanh thu và các phân tích dữ liệu giá vé khác.
Ngoài ra tiêu biểu còn có hệ thống thu phí không dừng. Người sử dụng gắn một thẻ RFID trên xe, tag này được liên kết với tài khoản ngân hàng để tiến hành thu phí cầu đường tự động không cần dừng. Các trạm chỉ cần đặt một bộ doc thé RFID dé thực hiện. Hệ thống an toàn và bảo mật dữ liệu Hệ thống này có các mô-đun bảo mật truy xuất và giao dịch mua bán của người dùng.
Hệ thống còn có các mô-đun cảnh bảo và đảm bảo an toàn cho người sử dụng, ví dụ: hệ thống cảnh báo tàu hoả, hệ thống xác nhận điểm dừng đỗ phương tiện công cộng. Các nút bấm yêu cầu cho người đi bộ sang đường, hệ thống cảnh báo với người đi bộ. Nhiệm vụ Nhiệm vụ của một hệ thống giao thông thông minh trong nội dung của luận án được tập trung chủ yếu trong công nghệ xử lý ảnh để phân tích dữ liệu "Phương tiện giao thông hỗn hợp" từ đó trích xuất được thông tin về phương tiện, phân loại phương tiện và mật độ phương tiện trên đường từ đó thực thi các chức năng nhằm đảm bảo xử lý dữ liệu và điều khiển luồng phương tiện. Các nghiên cứu và ứng dụng [TS ở các nước đang phát triển chủ yếu tập trung vào giao thông đô thị, tuy nhiên thực tế ở các nước đang phát triển lại hoàn toàn khác.
Các nước đang phát triển như Việt Nam có đặc trưng giao thông là dòng phương tiện giao thông hỗn hợp gồm có nhiều loại phương tiện 15 giao thông đi chung trong một làn đường, một luồng đường. Do đó, mục tiêu của luận án là đề xuất các phương pháp nhằm mục đích quản lý và giám sát dòng phương tiện giao thông hỗn hợp này. Kịch bản sử dụng Kịch bản được tập trung nghiên cứu chủ yếu là đường phố đô thị tại Hà Nội như: hầm Kim Liên, nút giao Trần Phú - Điện Biên Phủ, đường gom trên đường Phạm Văn Đồng những địa điểm này có đặc trưng của khu đô thị lớn. Đặc trưng của đường phố đô thị ở Việt Nam là nhỏ hẹp nhưng có nhiều loại phương tiện giao thông bao gồm: ô-tô, xe máy, xe đạp, xe ba bánh, cùng một số phương tiện thô sơ khác.
Luận án tập trung vào các nút giao thông nơi mà các dòng phương tiện đồ về nhằm mục đích cải thiện hiệu quả điều khiển phân luồng phương tiện đảm bảo các phương tiện đi qua vẫn an toàn và tiết kiệm được thời gian. Ngoài ra, luận án sẽ tập trung đề xuất các phương pháp quản lý phương tiện như: giám sát phương tiện, phân loại phương tiện, đo tốc độ phương tiện. Tiềm năng ứng dụng của xt ly anh trong ITS 1. Phát hiện phương tiện Các hệ thống phát hiện phương tiện đều có ưu và nhược điểm riêng.
Tuy nhiên, mục đích chính của luận ấn là đưa ra đánh giá phương pháp khả thi ở các nơi giao thông có tính chất hỗn hợp. Từ các nghiên cứu đánh giá các phương pháp nhận diện phương tiện và phương pháp phân loại phương tiện giao thông ở trên có khả năng ứng dụng vào giao thông hỗn hợp hay không. Các phương pháp trong [14| chưa đánh giá hết được các đặc điểm để có thể ứng dụng ở những nước có dòng phương tiện hỗn hợp. Ngoài ra, còn có các nghiên cứu đánh giá độ chính xác của các công nghệ phát hiện như trong nghiên cứu [21| với tiêu chí đánh giá độ chính xác của các phương pháp phát hiện phương tiện giao thông trong nhiều bối cảnh cụ thể [22].
