Xây dựng hoàn thiện kiến trúc hệ thống giao thông thông minh (ITS) là một trong những mục tiêu các thành phố thông minh đều hướng đến. Kiến trúc ITS tổng thể bao gồm những thành phần nào, đóng vai trò ra sao? Hãy cùng Elcom tìm hiểu trong bài viết sau đây.

Sau nhiều năm nghiên cứu và triển khai, hệ thống giao thông thông minh ITS (Intelligent Transport System) ngày càng trở nên phổ biến ở nhiều quốc gia trên khắp thế giới. Tại Việt Nam, hệ thống giao thông thông minh cũng đang được chú trọng và đầu tư với ngân sách lớn.

1. Kiến trúc hệ thống giao thông thông minh là gì?

Kiến trúc ITS là một hệ thống tổng thể bao gồm nhiều bộ phận cấu thành, hoạt động tương hỗ, bổ trợ lẫn nhau. Xác định và mô tả  các giao diện giữa các cấu thành chính của ITS là một trong những yêu cầu quan trọng, cho phép các bộ phận liên kết, trao đổi dữ liệu và vận hành cùng nhau.

Bài học kinh nghiệm tại nhiều quốc gia trên thế giới chính là phát triển toàn bộ hệ thống giao thông thông minh theo một tổng thể chung, thống nhất. Nhờ đó, hệ thống mới đảm bảo được độ tương thích, có thể tích hợp dễ dàng khắp toàn quốc.

Thiết kế kiến trúc hệ thống ITS theo tổng thể chung cũng góp phần hỗ trợ lập kế hoạch, thiết kế đầy đủ, tránh trường hợp các dịch vụ bị chồng chéo hoặc hoặc thiếu sót.

2. Mô hình kiến trúc hệ thống giao thông thông minh

Một hệ thống giao thông thông minh tiêu chuẩn được xây dựng dựa trên kiến trúc sau:

3. Các giải pháp trong hệ thống giao thông thông minh

Một hệ thống giao thông thông minh tiêu chuẩn thường bao gồm các giải pháp sau:

Trung tâm Giám sát điều hành Giao thông thông minh

Trung tâm Giám sát điều hành được coi là bộ não của Hệ thống giao thông thông minh. Trung tâm thu thập, tổng hợp dữ liệu từ các hệ thống thành phần như: Hệ thống Giám sát giao thông trực tuyến, hệ thống Phát hiện vi phạm an toàn giao thông, hệ thống Cân tải trọng tự động, hệ thống Đo đếm lưu lượng giao thông và các hệ thống thành phần khác…

Sau đó, trung tâm thực hiện phân tích và xử lý để chuyển dữ liệu thô thành các thông tin hữu ích, làm cơ sở để đưa ra những quyết định điều khiển, điều hành hợp lý, nâng cao hiệu quả giám sát và điều hành giao thông trong nội đô cũng như trên cao tốc.

Trung tâm điều hành bao gồm: Hệ thống phần mềm, cơ sở dữ liệu, máy chủ, màn hình tường và các thiết bị phục vụ cho việc hiển thị và khai thác tập trung. Trung tâm được thiết kế kiến trúc module mở, cơ sở dữ liệu tập trung, hỗ trợ nhiều loại dữ liệu khác nhau. Điều này cho phép hệ thống có thể được kế thừa, tích hợp đồng bộ và mở rộng khi cần thiết.

Trung tâm giám sát điều hành giao thông thông minh

AI Camera - Camera giao thông thông minh

Các camera CCTV ứng dụng công nghệ Trí tuệ nhân tạo AI (Artificial Intelligence) được lắp đặt tại các vị trí nút giao lộ, các điểm ra vào nhằm tối ưu hóa khả năng quan sát của camera. Hình ảnh chụp bởi camera thông minh sẽ được truyền tới Trung tâm theo thời gian thực thông qua dịch vụ đường truyền cáp quang.

Tại đây, các hình ảnh sẽ được lựa chọn để hiển thị trên màn hình giao diện máy điều khiển CCTV và màn hình giám sát. Đồng thời, những hình ảnh này cũng được ghi lại trên các thiết bị ghi hình mạng.

Hệ thống camera phủ kín các vị trí trọng điểm, hoạt động theo cơ chế 24/7 trên nền tảng IP, cho phép cơ quan quản lý giám sát trực quan tình trạng toàn tuyến đường từ Trung tâm điều hành.

AI Camera có khả năng nhận diện phương tiện (Chủng loại, biển số, nhãn hiệu, màu sắc), hành vi vi phạm (Quá tốc độ, vượt đèn đỏ, đi sai làn đường,...) với độ chính xác rất cao, ngay cả trong điều kiện thời tiết xấu.

Nhờ đó, hỗ trợ lực lượng chức năng phát hiện những vấn đề, sự cố bất thường, hành vi vi phạm trật tự an toàn giao thông (TT ATGT)

Camera thông minh ghi nhận hình ảnh xác thực, cung cấp bằng chứng để lực lượng chức năng kịp thời phát hiện, đưa ra các biện pháp xử lý phù hợp.

Bên cạnh đó, camera giao thông thông minh có thể nhận định, đo đếm lưu lượng giao thông trên đường thông qua hình ảnh trực tuyến, để từ đó nhanh chóng có phương án điều tiết, hướng dẫn giao thông, đặc biệt là trong các giờ cao điểm.

Camera giao thông ghi lại toàn cảnh tuyến đường cao tốc - Ảnh: Internet

Hệ thống cung cấp thông tin giao thông

Giải pháp cung cấp thông tin giao thông là liên kết truyền thông chủ yếu giữa cơ quan quản lý, điều hành giao thông và người tham gia giao thông. Đối với đường cao tốc thường có đặc thù là vắng vẻ, ít dân cư thì những ứng dụng, tiện ích cung cấp thông tin giao thông rất quan trọng khi xảy ra sự cố.

Giải pháp cung cấp thông tin giao thông là giải pháp toàn diện cung cấp thông tin cho các đối tượng tham gia giao thông thông qua nhiều giao diện Web, Mobile, kênh Radio, biển VMS (Hệ thống biển báo thay đổi - Variable Message Signs) lắp đặt trên tường:

• Hiển thị các cảnh báo từ Trung tâm, tình trạng giao thông, tình hình tuyến đường,... tới người tham gia giao thông trong cả ba giai đoạn: Trước khi di chuyển, trong thời gian di chuyển và sau khi đến đích. Giúp người tham gia giao thông có các quyết định chính xác trong việc lựa chọn và điều hành phương tiện.

• Tương tác giữa người tham gia giao thông với nhau và với Trung tâm giám sát, điều hành giao thông thông minh thông qua việc gửi các cảnh báo như: Thiên tai, tai nạn, tội phạm, hỏng xe, ùn tắc, S.O.S.

Ứng dụng cung cấp thông tin giao thông trên giao diện điện thoại - Ảnh: Internet

Thu phí không dừng

Thu phí là một công cụ phục vụ cho việc quản lý nhu cầu đi lại và tạo ra nguồn thu cho ngân sách nhà nước, cơ quan quản lý và chủ đầu tư. Do đó, đây là giải pháp quan trọng đối với việc phát triển hệ thống đường bộ, đặc biệt là đường cao tốc.

Khắc phục những nhược điểm của thu phí một dừng truyền thống, giải pháp thu phí không dừng (ETC - Electronic Toll Collection) mang lại những lợi ích như sau:

• Ứng dụng các công nghệ hiện đại như: RFID/DSRC, Laser, AI trong việc nhận dạng biển số, phân loại xe, tự động trừ tiền,...

• Hạn chế tắc đường, ô nhiễm môi trường, tiết kiệm nhiên liệu, tránh hư hại phương tiện do phải dừng đỗ quá lâu

• Tiết kiệm chi phí nhân sự quản lý, thu vé, chi phí in vé giấy, hóa đơn,...

• Giám sát hậu kiểm thông minh, minh bạch, hạn chế gian lận, thất thoát

• Công cụ báo cáo linh hoạt, tùy biến theo nhu cầu

Hiện tại, hình thức thu phí không dừng đang được triển khai rộng rãi tại nước ta. Từ 01/08/2022, quy định tất cả phương tiện phải dán thẻ thu phí không dừng mới được phép di chuyển trên các tuyến đường cao tốc.

Trạm thu phí không dừng tuyến Pháp Vân - Cầu Giẽ đi vào hoạt động - Ảnh: Internet

Cân tải trọng tự động

Các phương tiện chở quá tải trọng cho phép gây thiệt hại nghiêm trọng đối với nhiều tuyến đường và hạ tầng giao thông, đồng thời nhiều khả năng gây ra tai nạn giao thông.

Tuy nhiên, hệ thống cân tải trọng truyền thống không thể kiểm soát hết số lượng phương tiện vi phạm, tạo điều kiện cho nhiều tài xế lách luật. Chính vì vậy, hệ thống cân tải trọng tự động ra đời.

Hệ thống được trang bị các thiết bị ngoại vi nhằm mục đích trợ giúp cho lực lượng xử phạt cơ động trên tuyến đường: Cung cấp thông tin phương tiện vi phạm theo thời gian thực. Từ đó, có phương án phối hợp, tiến hành xử lý các trường hợp vi phạm trực tiếp tại hiện trường.

Dữ liệu xử phạt sẽ được cập nhật và gửi về Trung tâm giám sát, điều hành giao thông thông minh để lưu trữ và theo dõi, thông qua đường truyền thông tin di động công cộng (GSM/3G) của nhà mạng.

Cân tải trọng tự động có nhiều ưu điểm như:

• Có khả năng tiếp nhận thông tin về phương tiện vi phạm chuyển tới từ Trung tâm tại bất kỳ vị trí nào, thời gian nào trong phạm vi thành phố thông qua internet tốc độ cao.

• Thông tin chuyển tới đủ nhanh để các trạm xử phạt có đủ thời gian để đưa ra các phương án phối hợp bắt giữ phương tiện vi phạm.

• Cung cấp chính xác thông tin tối thiểu, đảm bảo đủ cơ sở để xử phạt tại chỗ: Thời gian, địa điểm, tải trọng phương tiện, ảnh chụp toàn cảnh xe vi phạm, ảnh chụp biển số xe, biển số xe vi phạm,...

• Lưu trữ và theo dõi kết quả xử phạt tại trung tâm dữ liệu. Bên cạnh các dữ liệu cơ bản như loại vi phạm, mức phí xử phạt, biển số xe, hệ thống còn có thể cập nhật thêm các thông tin khác như chủ xe, số bằng lái,...

• Thông tin về tình trạng hoạt động của trạm lưu động được cập nhật đầy đủ về Trung tâm như vị trí trạm, trạng thái hoạt động của các thiết bị, trạng thái hoạt động của phần mềm cài đặt trên trạm lưu động,... Các thông tin lỗi có thể được dò tìm xử lý nhanh chóng từ xa.

Mô hình hệ thống cân tải trọng tự động - Ảnh: Internet

Giao thông thông minh là xu hướng phát triển tất yếu của xã hội hiện đại. Do đó, việc từng bước xây dựng, phát triển, hoàn thiện các giải pháp giao thông thông minh là bước đi cần thiết của tất cả các thành phố thông minh trong tương lai.