BỘ GTVT VIỆ N KH&CN GTVT BỘ GTVT VIỆ N KH&CN GTVT BỘ GIAO THÔNG VẬ N TẢ I VIỆ N KHOA HỌ C VÀ CÔNG NGHỆ GTVT BỘ GIAO THÔNG VẬ N TẢ I VIỆ N KHOA HỌ C VÀ CÔNG NGHỆ GTVT BÁO CÁO TỔ NG KẾ T ĐỀ TÀI ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨ U KHOA HỌ C VÀ CÔNG NGHỆ CẤ P BỘ NĂM 2009 NGHIÊN CỨ U Ứ NG DỤ NG GIAO THÔNG THÔNG MINH (ITS) TRONG QUẢ N LÝ KHAI THÁC, ĐIỀ U HÀNH GIAO THÔNG VÀ THU PHÍ TRÊN HỆ THỐ NG ĐƯ Ờ NG Ô TÔ CAO TỐ C VIỆ T NAM Mã số đề tài: DT094039 Cơ quan chủ quả n Đề tài : Bộ Giao thông Vậ n tả i Cơ quan chủ trì Đề tài : Việ n Khoa họ c và Công nghệ GTVT Chủ nhiệ m Đề tài : TS. Nguyễ n Hữ u Đứ c Hà Nộ i, tháng 10 năm 2014 Nhóm nghiên cứ u Chủ nhiệ m đề tài: TS Nguyễ n Hữ u Đứ c Các thành viên: ThS Nguyễ n Đình Khoa - Việ n Khoa họ c và Công nghệ GTVT TS Nguyễ n Quang Tuấ n - Việ n Khoa họ c và Công nghệ GTVT TS Bùi Xuân Ngó - Việ n Khoa họ c và Công nghệ GTVT KS Tạ Văn Giang - Chuyên gia Dự án JICA tạ i trư ở ng Cao đẳ ng giao thông Nguyễ n Hồ ng Phư ợ ng - ĐH Kinh doanh và Công nghệ Hà Nộ i Nguyễ n Thiên Hư ơ ng - ĐH Southampton, UK Thư ợ ng tá ThS. Phạ m Hồ ng Sơ n - dự án JICA tạ i Họ c việ n Cả nh sát nhân dân Đạ i úy TS. Nguyễ n Thành Trung - dự án JICA tạ i Họ c việ n Cả nh sát nhân dân Đạ i tá TS. Phạ m Trung Hòa - dự án JICA tạ i Họ c việ n Cả nh sát nhân dân Cộ ng tác viên: GS TS Frank Rudolf - Khoa Toán-Tin, Đạ i họ c Kỹ thuậ t Leipzig, CHLB Đứ c TS Saito Takeshi - Việ n Nghiên cứ u An toàn giao thông Nhậ t Bả n Takagi Michimasa - Tư vấ n trư ở ng dự án JICA tạ i Họ c việ n Cả nh sát nhân dân GS TS Marcus Ingle - Princeton University, Hoa Kỳ LỜ I NÓI ĐẦ U Đề tài cấ p Bộ GTVT “Nghiên cứ u ứ ng dụ ng giao thông thông minh (ITS) trong quả n lý khai thác, điề u hành giao thông và thu phí trên hệ thố ng đư ờ ng ô tô cao tố c Việ t Nam” này lẽ ra đã đư ợ c thự c hiệ n mấ y năm trư ớ c. Vì nhữ ng lý do khác nhau, nay mớ i đư ợ c ti ế n hành. Do vậ y, bố i cả nh đã thay đổ i nhiề u so vớ i lúc đặ t vấ n đề ban đầ u: nhiề u nghiên cứ u và ứ ng dụ ng thự c tế đã và đang đư ợ c triể n khai. Để thự c hiệ n đề tài, mộ t nhóm nghiên cứ u đư ợ c Việ n Khoa họ c và Công nghệ GTVT thành lậ p vớ i sự tham gia tự nguyệ n củ a nhiề u chuyên gia quố c tế . Nhằ m cố gắ ng để kế t quả nghiên cứ u có thể hữ u ích nhấ t, nhóm nghiên cứ u đị nh hư ớ ng như sau: Vớ i nhữ ng vấ n đề mớ i lầ n đầ u đư ợ c đề cậ p đế n: phân tích lự a chọ n khả năng áp dụ ng trong điề u kiệ n Việ t Nam, Vớ i nhữ ng ứ ng dụ ng đã có: nêu lên các bài họ c thành công và chư a thành công; Vớ i các nghiên cứ u khác đã / đang có: tậ p hợ p và đư a ra mộ t số đề xuấ t riêng; Vớ i các thông tin tả n mả n từ nhiề u nguồ n: tậ p hợ p hệ thố ng để bạ n đọ c có mộ t cái nhìn tổ ng quan và có nhiề u thông tin tham khả o . Các đóng góp củ a Đề tài đư ợ c hệ thố ng dư ớ i dạ ng Kế t luậ n / Kiế n nghị và Bài họ c kinh nghiệ m chung. Tuy đã có nỗ lự c liên hệ , như ng nhóm nghiên cứ u không thể thu thậ p hế t đư ợ c các thông tin về các nghiên cứ u / công trình ứ ng dụ ng đã / đang có ở Việ t Nam n ên có thể còn sót mộ t số nộ i dung liên quan. Để có thể trao đổ i rộ ng rãi, bả n thả o đã đư ợ c công bố trên trang họ c thuậ t www.accademia.edu và cũng đã nhậ n đư ợ c nhiề u ý kiế n/thông tin hữ u ích. Nhóm nghiên cứ u xin chân thành cám ơ n các đồ ng chí lãnh đạ o, cán bộ nghiên cứ u, các đơ n vị , cá nhân đã quan tâm ủ ng hộ và giúp đỡ , đặ c biệ t là Việ n Khoa họ c và Công nghệ GTVT và Họ c việ n Cả nh sát nhân dân. Xin bầ y tỏ cám ơ n đặ c biệ t củ a nhóm tớ i Trung tâm An toàn giao thông (Việ n Khoa họ c và Công nghệ GTVT ) và các bạ n La Văn Ngọ , Bùi Tiế n Mạ nh và Nguyễ n Kim Bích về nhữ ng giúp đỡ quý báu trong việ c đáp ứ ng các thủ tụ c hành chính phứ c tạ p. Chúng tôi mong tiế p tụ c nhậ n đư ợ c các ý kiế n / nhậ n xét để để tài đạ t kế t quả tố t hơ n. Mọ i ý kiế n xin gử i về đị a chỉ e-mail ducnghuu@vnn.vn hay ducnghuu@yahoo.com. Xin chân thành cám ơ n. TM Nhóm nghiên cứ u Chủ nhiệ m đề tài TS. Nguyễ n Hữ u Đứ c i MỤ C LỤ C CHƯ Ơ NG 1: NGHIÊN CỨ U TỔ NG QUAN VỀ THÔNG MINH) 1 ITS (HỆ THỐ NG GIAO THÔNG 1.1. Tổ ng quan về ITS 1 1.1.1. ITS là gì......................................................................................................... 1 1.1.2. Tiêu thứ c phân loạ i cách tiế p cậ n hệ thố ng ITS. .......................................... 3 1.1.3. Sơ lư ợ c tình hình phát triể n ITS ở các nư ớ c. .............................................. 15 1.1.4. Tổ ng quan về lợ i thế củ a ITS ...................................................................... 20 1.2. Tình hình ứ ng dụ ng ITS nói chung và cho đư ờ ng ô tô cao tố c nói riêng trên thế giớ i. 21 1.3. Tình hình giao thông đư ờ ng bộ hiệ n nay tạ i Việ t Nam và xác đị nh mụ c tiêu đố i vớ i việ c ứ ng dụ ng ITS. 29 1.3.1. Giao thông đư ờ ng bộ : liên tụ c phát triể n như ng còn nhiề u bấ t cậ p .......... 29 1.3.1.1. Liên tụ c phát triể n 29 1.3.1.2. Như ng còn nhiề u bấ t cậ p, mộ t các nguyên nhân là do không có thông 33 tin/ dữ liệ u thự c và kị p thờ i 1.3.1.3. ITS và sứ c mạ nh củ a thông tin: Giả i pháp? 34 1.3.2. Tình hình phát triể n ITS tạ i Việ t Nam: xác đị nh mụ c tiêu ứ ng dụ ng .......... 35 1.3.2.1. Tình hình phát triể n ITS tạ i Việ t Nam 35 1.3.2.2. Mụ c tiêu ứ ng dụ ng 48 CHƯ Ơ NG 2: NGHIÊN CỨ U VỀ KIẾ N TRÚC ITS 51 2.1. Nhữ ng vấ n đề chung về kiế n trúc ITS 51 2.1.1. Khái niệ m .................................................................................................... 51 2.2.1.1. Thuậ t ngữ “Kiế n trúc” trong Công nghệ 51 2.2.1.2. Kiế n trúc củ a mộ t hệ thố ng ứ ng dụ ng ITS 52 2.1.1.3. Kiế n trúc ITS ở tầ ng quố c gia và tầ ng đị a phư ơ ng 53 2.1.2. Yêu cầ u chung và tầ m quan trọ ng củ a kiế n trúc ITS .................................. 54 2.1.2.1. Đặ c điể m chung 54 2.1.2.2. Yêu cầ u xây dự ng kiế n trúc 54 2.1.2.3. Tầ m quan trọ ng 55 2.1.3. Mứ c kiế n trúc ITS ....................................................................................... 56 2.1.4. Các yế u tố cấ u thành kiế n trúc ITS ............................................................. 57 2.1.5. Việ c xây dự ng kiế n trúc ITS quố c gia ......................................................... 61 2.1.5.1. Xây dự ng kiế n trúc ITS quố c gia: hai bài họ c ii 61 2.1.5.2. Cách thứ c tiế p cậ n xây dự ng “Kiế n trúc ITS quố c gia” 62 2.2. Nghiên cứ u kiế n trúc ITS đã và đang đư ợ c triể n khai tạ i châu Âu và Hoa Kỳ 62 2.2.1. Kiế n trúc ITS tạ i châu Âu .......................................................................... 63 2.2.2. Kiế n trúc ITS tạ i Hoa Kỳ ........................................................................... 66 2.2.2.1. Giớ i thiệ u chung 66 2.3. Nghiên cứ u kiế n trúc ITS đã và đang đư ợ c triể n khai tạ i Nhậ t Bả n và Hàn Quố c 69 2.3.1. Kiế n trúc ITS tạ i Nhậ t Bả n ......................................................................... 70 2.3.1.1. Các giai đoạ n phát triể n ITS ở Nhậ t Bả n 70 2.3.1.2. Kiế n trúc ITS củ a Nhậ t Bả n 72 2.3.1.3. Quan hệ giữ a mứ c độ phát triể n ITS vớ i chấ t lư ợ ng cuộ c số ng Nhậ t Bả n: Tầ m nhìn trong kiế n trúc ITS 73 2.3.2. Kiế n trúc ITS và Quy hoạ ch tổ ng thể ITS củ a Hàn Quố c.......................... 75 2.3.2.1. Phát triể n ITS tạ i Hàn Quố c 75 2.4 . Nghiên cứ u kiế n trúc ITS đã và đang đư ợ c triể n khai tạ i Trung Quố c và mộ t số nư ớ c trong khu vự c Đông Nam Á 78 2.4.1. Kiế n trúc ITS tạ i Trung Quố c ..................................................................... 78 2.4.1.1. Nguyên tắ c cơ bả n việ c thiế t lậ p kiế n trúc hệ thố ng ITS Trung Quố c 78 2.4.1.2. Mụ c tiêu chủ yế u củ a kiế n trúc hệ thố ng ITS Trung Quố c 78 2.4.1.3. Tình hình chung về kiế n trúc ITS Trung Quố c 79 2.4.2. Kiế n trúc ITS tạ i mộ t số nư ớ c trong khu vự c Đông Nam Á ....................... 81 2.4.2.1. Malaysia: ITS đang phát triể n đúng hư ớ ng 81 2.4.2.2. Thái Lan 86 2.4.2.3. Singapore 88 2.4.3. So sánh tình hình thự c hiệ n mộ t số nhóm dị ch vụ trong Kiế n trúc ITS quố c gia ở mộ t số quố c gia / vùng lãnh thổ ................................................................... 91 2.5. Tổ ng hợ p, phân tích và đề xuấ t kiế n trúc ITS phù hợ p vớ i Việ t Nam 98 2.5.1. Tổ ng hợ p và phân tích các bài họ c kinh nghiệ m củ a thế giớ i .................... 98 2.5.2. Hư ớ ng tớ i mộ t kiế n trúc ITS quố c gia củ a Việ t Nam................................ 103 2.5.2.1. Đề xuấ t củ a VITRANSS 2 về Kiế n trúc ITS cho mạ ng đư ờ ng liên tỉ nh 103 2.5.2.2. Kiế n trúc hệ thố ng ITS quố c gia Việ t Nam: Mộ t phư ơ ng thứ c xây dự ng kiế n trúc ITS 106 iii CHƯ Ơ NG 3: NGHIÊN CỨ U, ĐỀ XUẤ T KHUNG CÁC TIÊU CHUẨ N CƠ ITS CHO ĐƯ Ờ NG Ô TÔ CAO TỐ C 115 BẢ N CỦ A 3.1. Nghiên cứ u hệ thố ng tiêu chuẩ n ITS trên thế giớ i 115 3.1.1. Ý nghĩa củ a việ c tiêu chuẩ n hóa ITS ........................................................ 115 3.1.2. Các Cơ quan / Tổ chứ c tiêu chuẩ n hóa ITS.............................................. 116 3.1.2.1. Tổ chứ c Tiêu chuẩ n hóa quố c tế ISO 116 3.1.2.2. Tiêu chuẩ n hóa ITS châu Âu 118 3.1.2.3. Tiêu chuẩ n hóa ITS Mỹ 119 3.1.2.4. Tiêu chuẩ n hóa ITS Nhậ t 120 3.1.3. Tổ ng quan về các tiêu chuẩ n ITS.............................................................. 120 3.1.3.1. Lĩnh vự c tiêu chuẩ n, quy chuẩ n kỹ thuậ t củ a các công nghệ để hình thành dị ch vụ ITS 121 3.1.3.2. Lĩnh vự c tiêu chuẩ n, quy chuẩ n kỹ thuậ t củ a các dị ch vụ ngư ờ i sủ dụ ng ITS 122 3.1.3.3. Lĩnh vự c các tiêu chuẩ n, quy chuẩ n kỹ thuậ t liên quan đế n kiế n trúc ITS 123 3.2. Nghiên cứ u, đề xuấ t phư ơ ng pháp tiế p cậ n phù hợ p đố i vớ i công tác tiêu chuẩ n hóa ITS tạ i Việ t Nam 124 3.2.1. Xác đị nh yêu cầ u đố i vớ i tiêu chuẩ n, quy chuẩ n ..................................... 124 3.2.1.1. Các yêu cầ u chung 124 3.2.1.2. Các yêu cầ u riêng 125 3.2.2 Xây dự ng tiêu chuẩ n, quy chuẩ n kỹ thuậ t ................................................. 129 3.2.2.1. Xác đị nh đố i tư ợ ng tiêu chuẩ n hóa: Công việ c số 1 trong việ c xây dự ng tiêu chuẩ n ITS 130 3.2.2.2. Soạ n thả o tiêu chuẩ n, quy chuẩ n 130 3.3. Nghiên cứ u, đề xuấ t khung các tiêu chuẩ n cơ bả n củ a ITS cho đư ờ ng ô tô cao tố c Việ t Nam bao gồ m: cấ u trúc chung củ a hệ thố ng tiêu chuẩ n, các yêu cầ u đố i việ c tiêu chuẩ n hóa 132 3.3.1. Khung tiêu chuẩ n kỹ thuậ t củ a hệ thố ng ITS theo VITRANSS2 ............... 132 3.3.2. Hệ thố ng tiêu chuẩ n, quy chuẩ n kỹ thuậ t cơ bả n củ a hệ thố ng ITS cho đư ờ ng ô tô cao tố c: Cấ u trúc chung ................................................................... 133 3.3.2.1. Tiêu chuẩ n hóa lĩnh vự c các công nghệ để hình thành dị ch vụ ITS 133 3.3.2.2. Tiêu chuẩ n hóa trong lĩnh vự c các dị ch vụ ngư ờ i sử dụ ng kiế n trúc ITS 141 3.3.3 Về mộ t số vấ n đề liên quan đế n tiêu chuẩ n, quy chuẩ n kỹ thuậ t ITS đang đư ợ c triể n khai thự c hiệ n .................................................................................... 149 iv 3.4. Phân tích, lự a chọ n và chuyể n đổ i mộ t tiêu chuẩ n từ hệ thố ng tiêu chuẩ n quố c tế về ITS. 154 3.4.1. Phân tích, lự a chọ n ................................................................................... 154 3.4.2. Phầ n chuyể n dị ch tiêu chuẩ n .................................................................... 154 CHƯ Ơ NG 4: NGHIÊN CỨ U Ứ NG DỤ NG ITS TRONG QUẢ N LÝ, ĐIỀ U HÀNH GIAO THÔNG TRÊN ĐƯ Ờ NG Ô TÔ CAO TỐ C VIỆ T NAM 182 4.1. Nghiên cứ u tổ ng quan về mô hình quả n lý điề u hành đư ờ ng ô tô cao tố c và hệ 182 thố ng đư ờ ng cao tố c 4.1.1. Mụ c tiêu củ a việ c quả n lý và điề u hành đư ờ ng cao tố c ........................... 182 4.1.2. ITS và quả n lý, điề u hành giao thông trên đư ờ ng ô tô cao tố c ................ 183 4.1.3. Mô hình quả n lý, điề u hành ...................................................................... 185 4.1.4. Tổ ng quan về hoạ t độ ng quả n lý điề u hành giao thông ........................... 186 4.2. Nghiên cứ u ứ ng dụ ng ITS trong quả n lý điề u hành giao thông trên đư ờ ng tô tô cao tố c Việ t Nam 187 4.2.1. Hệ thố ng theo dõi, giám sát trên đư ờ ng cao tố c ...................................... 187 4.2.2. Hệ thố ng điề u tiế t dòng xe vào, ra đư ờ ng cao tố c: điề u tiế t dòng xe trên làn dẫ n đư ờ ng cao tố c .............................................................................................. 189 4.2.2.1.Yế u tố kỹ thuậ t 189 4.2.2.2. Công nghệ 192 4.2.3. Quả n lý việ c sử dụ ng làn xe trên đư ờ ng cao tố c ...................................... 193 4.2.3.1. Điề u hành giao thông ở làn cao tố c chính 193 4.2.3.2. Điề u hành giao thông trên làn 194 4.2.4. Quả n lý và xử lý các sự cố giao thông ...................................................... 198 4.2.4.1. Tổ ng quan 198 4.2.4.2. Thiế t bị dò (detector) 200 4.2.5. Quả n lý và xử lý các tình huố ng khẩ n cấ p ................................................ 203 4.2.6. Hệ thố ng thông tin cho ngư ờ i lái xe ......................................................... 204 4.2.6.1. Radio tư vấ n trên đư ờ ng cao tố c (HAR) 204 4.2.6.2. Truyề n dẫ n tin 204 4.2.6.3. Thông tin giao thông cho ngư ờ i đi đư ờ ng thông qua DMS 207 4.2.6.4. Hệ thố ng đị nh vị trên xe 207 v CHƯ Ơ NG 5: NGHIÊN CỨ U Ứ NG DỤ NG ITS TRONG QUẢ N LÝ THU PHÍ ĐIỆ N TỬ 208 5.1. Tổ ng quan về các biệ n pháp th u phí trên đư ờ ng cao tố c 208 5.1.1. Văn tắ t quá trình lị ch sử củ a việ c thu phí đư ờ ng bộ ................................ 208 5.1.2. Tổ ng quan về các biệ n pháp thu phí trên đư ờ ng cao tố c ......................... 210 5.1.3. Thu phí tự độ ng: tình hình hiệ n nay và các đòi hỏ i trong tư ơ ng lai ....... 217 5.2. Nghiên cứ u ứ ng dụ ng ITS trong quả n lý thu phí tự độ ng trên đư ờ ng cao tố c Việ t Nam 222 5.2.1. Khái quát................................................................................................... 222 5.2.2. Nhữ ng yêu cầ u chung đố i vớ i hệ thố ng .................................................... 224 5.2.3.Lự a chọ n công nghệ ................................................................................... 225 5.2.3.1. Lự a chọ n công nghệ thông tin giữ a Xe (thiế t bị trên xe) và Đư ờ ng 225 5.2.3.2. Công nghệ RFID 226 5.2.3.3. Công nghệ truyề n thông tin cự ly ngắ n dành riêng DSRC (Dedicated Short Range Communications) 230 5.2.3.4. Công nghệ liên lạ c không dây GSM (3G, 4G /WiMax) kế t hợ p công nghệ GPS 234 5.2.3.5 Lự a chọ n công nghệ thông tin đư ờ ng – xe trong thu phí ETC 236 5.2.4. Nhữ ng yêu cầ u cơ bả n đố i vớ i thiế t bị trên xe (OBU) .............................. 251 5.2.4.1. Yêu cầ u kỹ thuậ t củ a Công nghệ Thông tin đố i vớ i khố i OBU 251 5.2.4.2. Yêu cầ u đố i vớ i hệ thố ng 253 5.2.5. Nhữ ng yêu cầ u cơ bả n đố i vớ i hệ thố ng thiế t bị bên đư ờ ng (RSU).......... 259 5.2.5.1. Yêu cầ u kỹ thuậ t đố i vớ i khố i RSU (khố i phát và khố i thu) 259 5.2.5.2. Yêu cầ u đố i vớ i hệ thố ng 263 5.2.6. Nhữ ng yêu cầ u cơ bả n đố i vớ i hệ thố ng xử lý dữ liệ u .............................. 267 5.2.6.1. Yêu cầ u đố i vớ i hệ thố ng thu thậ p và xử lý dữ liệ u tạ i Trạ m thu phí 267 5.2.6.2. Yêu cầ u đố i vớ i hệ thố ng xử lý dữ liệ u tạ i Trung tâm 268 5.2.7. Nhữ ng yêu cầ u cơ bả n đố i Trung tâm kiể m soát thu phí .......................... 269 5.2.7.1. Yêu cầ u về Tiêu chuẩ n kỹ thuậ t 269 5.2.7.2. Yêu cầ u về cấ u hình 270 5.2.7.3. Yêu cầ u về chứ c năng 270 5.3. Nghiên cứ u sơ đồ bố trí lắ p đặ t hệ thố ng thu phí tự độ ng dùng ITS trên đư ờ ng cao tố c, đề xuấ t cơ cấ u vậ n hành 271 5.3.1. Công nghệ thu phí qua điệ n thoạ i di độ ng (ý tư ờ ng đề xuấ t cho áp dụ ng thí điể m) 271 vi 5.3.2. Công nghệ RFID / DSRC ......................................................................... 274 5.3.2.1. Bố trí lắ p đặ t hệ thố ng 274 5.3.2.2. Cơ cấ u vậ n hành hệ thố ng ETC CHƯ Ơ NG 6: MỘ T SỐ KẾ T LUẬ N VÀ KIẾ N NGHỊ 277 282 6.1. Ba kế t luậ n 282 6.1.1. Kế t luậ n 1: Các nhóm dị ch vụ ư u tiên cho ngư ờ i sử dụ ng củ a ITS .......... 282 6.1.2. Kế t luậ n 2: Hệ thố ng theo dõi, giám sát trên đư ờ ng cao tố c ................... 282 6.1.3. Kế t luậ n 3: ITS và việ c quả n lý điề u hành đư ờ ng cao tố c. ....................... 283 6.1.3.1. Hệ thố ng điề u tiế t dòng xe vào, ra đư ờ ng cao tố c: điề u tiế t dòng xe trên làn dẫ n đư ờ ng cao tố c 283 6.1.3.2. Quả n lý việ c sử dụ ng làn xe trên đư ờ ng cao tố c 283 6.1.3.3. Quả n lý sự cố 283 6.1.3.4. Quả n lý và xử lý các tình huố ng khẩ n cấ p 284 6.1.3.5. Hệ thố ng thông tin cho ngư ờ i lái xe 284 6.2. Năm kiế n nghị 284 6.2.1. Kiế n nghị 1: Đị nh nghĩa ITS ..................................................................... 284 6.2.2. Kiế n nghị 2: Mụ c tiêu ứ ng dụ ng ITS ........................................................ 284 6.2.2.1. Mụ c tiêu chung 284 6.2.2.2. Mụ c tiêu ứ ng dụ ng ITS 285 6.2.3. Kiế n nghị 3: Mộ t phư ơ ng thứ c xây dự ng Kiế n trúc tổ ng thể ITS ............. 285 6.2.4. Kiế n nghị 4: Khung các tiêu chuẩ n cơ bả n củ a ITS cho đư ờ ng ô tô cao tố c 286 6.2.4.1. Bả y mụ c tiêu và tiêu chí cho tiêu chuẩ n, quy chuẩ n ITS 286 6.2.4.2. Tính đầ y đủ củ a hệ thố ng 287 6.2.4.3. Đố i tư ợ ng tiêu chuẩ n hóa 287 6.2.5. Kiế n nghị 5: Phư ơ ng thứ c thông tin Đư ờ ng -Xe (V2I) trong thu phí điệ n tử 287 6.3. Hai bài họ c kinh nghiệ m chung 288 6.3.1. Bài họ c 1: Kinh nghiệ m từ các ứ ng dụ ng ITS chư a hiệ u quả ................... 288 6.3.2. Bài họ c 2: Tổ ng hợ p và phân tích các bài họ c kinh nghiệ m củ a thế giớ i về Kiế n trúc ITS ....................................................................................................... 289 PHỤ LỤ C 292 TÀI LIỆ U THAM KHẢ O CHÍNH 300 vii DANH MỤ C BẢ NG Bả ng 1.1.1. Các miề n dị ch vụ / nhóm dị ch vụ ITS theo Tổ chứ c tiêu chuẩ n hóa quố c tế (ISO)................................................................................................................................ 5 Bả ng 1.3.1. Hạ tầ ng đư ờ ng bộ ...................................................................................... 30 Bả ng 1.3.2. Số lư ợ ng phư ơ ng tiệ n cơ giớ i đư ờ ng bộ đã đăng ký ................................. 31 Bả ng 1.3.3. Vậ n tả i đư ờ ng bộ ....................................................................................... 32 Bả ng 1.3.4. Tai nạ n giao thông đư ờ ng bộ .................................................................... 33 Bả ng 2.1.1. Mô hình 4 cấ p để phân tích kiế n trúc ITS ................................................. 57 Bả ng 2.1.2. Yế u tố cấ u thành kiế n trúc hệ thố ng ITS ................................................... 57 Bả ng 2.2.1. Kiế n trúc khung ITS ở Châu Âu (FRAME) ................................................ 65 Bả ng 2.3.1. Kiế n trúc hệ thố ng dị ch vụ ngư ờ i dùng củ a ITS Nhậ t Bả n ....................... 73 Bả ng 2.4.1. Tình hình thự c hiệ n mộ t số dị ch vụ ngư ờ i sử dụ ng trong kiế n trúc ITS quố c gia củ a Trung Quố c ...................................................................................................... 80 Bả ng 2.4.2. Dị ch vụ ngư ờ i sử dụ ng ITS ở Malaysia..................................................... 82 Bả ng 2.4.3. Xây dự ng kiế n trúc ITS trong nghiên cứ u kế hoạ ch tổ ng thể ................... 83 Bả ng 2.4.4. Đề xuấ t về dị ch vụ và nhóm dị ch vụ cho ngư ờ i sử dụ ng ITS ở Thái Lan . 86 Bả ng 2.4.5. Điể m mạ nh và điể m yế u củ a Thái Lan trong phát triể n ITS ..................... 87 Bả ng 2.4.6. Cơ hộ i và thách thứ c củ a Thái Lan trong phát triể n ITS .......................... 88 Bả ng 2.4.7. Tình hình thự c hiệ n mộ t số dị ch vụ ngư ờ i sử dụ ng trong kiế n trúc ITS quố c gia củ a Singapore ......................................................................................................... 90 Bả ng 2.4.8. So sánh tình hình thự c hiệ n mộ t số nhóm dị ch vụ trong Kiế n trúc ITS quố c gia ở mộ t số quố c gia / vùng lãnh thổ ........................................................................... 92 Bả ng 2.5.1. Các dị ch vụ ITS và quy mô thành phố ..................................................... 102 Bả ng 2.5.2. Kế t quả thử nghiệ m đánh giá lự a chọ n các dị ch vụ cho Kiế n trúc tổ ng thể quố c gia về ITS Việ t Nam ........................................................................................... 108 Bả ng 3.1.1. Các tổ công tác củ a ISO/TC204.............................................................. 117 Bả ng 3.1.2. Quan hệ tư ơ ng ứ ng các tổ công tác CEN/TC278 và ISO/TC204 ........... 119 Bả ng 3.1.3. Các tổ công tác Tiêu chuẩ n hóa ITS Nhậ t Bả n ....................................... 120 Bả ng 3.3.1. Loạ i tiêu chuẩ n công nghệ thông tin để hình thành dị ch vụ ITS hiệ n hành ..................................................................................................................................... 133 Bả ng 4.2.1. Phạ m vi ứ ng dụ ng củ a 7 nhóm thiế t bị dò............................................... 202 Bả ng 5.2.1. Ký hiệ u mộ t vài loạ i thiế t bị củ a các hãng sả n xuấ t đã có ở Việ t Nam .. 232 viii Bả ng 5.2.2. So sánh công nghệ thu phí....................................................................... 237 Bả ng 5.2.3. So sánh công nghệ DSRC, RFID và mộ t số công nghệ khác ................. 239 Bả ng 5.2.4. Kinh nghiệ m Sử dụ ng củ a Active RF-Tag cho Thu phí tạ i Mỹ .............. 242 Bả ng 5.2.5. Áp dụ ng Passive RF-Tag biể u phí tư ơ ng ứ ng chiề u dài quãng đư ờ ng ở Mỹ ..................................................................................................................................... 242 Bả ng 5.2.6. So sánh các phư ơ ng pháp vậ n hành làn thu phí ETC tạ i trạ m thu phí.. 246 Bả ng 5.2.7. Giớ i hạ n độ nhạ y củ a OBU ..................................................................... 252 Bả ng 5.2.8. Các mứ c và tầ n số củ a tín hiệ u nhiễ u ..................................................... 252 Bả ng 5.2.9. Giớ i hạ n phát xạ giả củ a OBU............................................................... 253 Bả ng 5.2.10. Điề u kiệ n môi trư ờ ng xung quanh đố i vớ i thiế t bị trên xe (OBU) ........ 255 Bả ng 5.2.11. Điề u kiệ n môi trư ờ ng xung quanh đố i vớ i máy chủ quả n lý OBU........ 258 Bả ng 5.2.12. Các giớ i hạ n mặ t nạ phổ ....................................................................... 260 Bả ng 5.2.13. Giớ i hạ n cho phát xạ giả dẫ n và phát xạ giả bứ c xạ ............................ 260 Bả ng 5.2.14. Các giớ i hạ n mứ c loạ i bỏ cùng kênh..................................................... 261 Bả ng 5.2.15. Giớ i hạ n độ chọ n lọ c kênh kề ................................................................ 262 Bả ng 5.2.16. Điề u kiệ n môi trư ờ ng xung quanh đố i vớ i thiế t bị bên đư ờ ng (RSU) ... 266 Bả ng 5.3.1. Danh mụ c các thiế t bị chính ở khu vự c thu phí....................................... 276 Bả ng 5.3.2. So sánh các phư ơ ng thứ c trả phí khác nhau đố i vớ i ETC ..................... 281 ix DANH MỤ C HÌNH VẼ Hình 1.1.1. ITS vớ i 16 lĩnh vự c ứ ng dụ ng chính........................................................... 10 Hình 1.1.2. Lị ch sử phát triể n củ a ITS.......................................................................... 11 Hình 1.2.1. Thông tin đa chứ c năng ............................................................................. 22 Hình 1.2.2. Thông tin thờ i gian thự c ............................................................................ 22 Hình 1.2.3. Hệ thố ng thông tin hành khách tiên tiế n.................................................... 23 Hình 1.2.4. Thu phí ùn tắ c (giao thông đô thị ) ............................................................. 24 Hình 1.2.5. Trung tâm kiể m soát phư ơ ng tiệ n .............................................................. 24 Hình 1.2.6. Quả n lý vậ n tả i hàng hóa........................................................................... 25 Hình 1.2.7. Thanh toán điệ n tử ..................................................................................... 26 Hình 1.2.8. Trạ m thu phí............................................................................................... 26 Hình 1.2.9. Hệ thố ng kiể m soát an toàn ....................................................................... 27 Hình 1.2.10. Hệ thố ng Camera giám sát (CCTV) ........................................................ 28 Hình 1.2.11. Hệ thố ng điệ n thoạ i khẩ n cấ p – eCall trên xe ô tô .................................. 28 Hình 1.3.1. Đề tài cấ p bộ năm 1999 về Giao thông trí tuệ (ITS) ............................... 36 Hình 1.3.2. Hệ thố ng giám sát giao thông bằ ng hình ả nh trên tuyế n Pháp Vân- Cầ u Giẽ ................................................................................................................................. 38 Hình 2.1.1. Lư u đồ kiế n trúc Logic............................................................................... 59 Hình 2.1.2. Chuyể n đổ i từ kiế n trúc logic sang kiế n trúc vậ t lý ................................... 60 Hình 2.2.1. Tiế n trình nghiên cứ u Kiế n trúc ITS ở Châu Âu ........................................ 64 Hình 2.2.2. Ứ ng dụ ng Kiế n trúc FRAME trong quá trình quy hoạ ch ITS.................... 64 Hình 2.2.3. Phát triể n ITS trên cơ sở Kiế n trúc tổ ng thể ở Hoa Kỳ ............................. 67 Hình 2.2.4. Sơ đồ kiế n trúc Vậ t lý cấ p cao củ a ITS Hoa Kỳ , phiên bả n 7.0 (2012).... 69 Hình 2.3.1. Quá trình phát triể n Kiế n trúc ITS củ a Hàn Quố c .................................... 77 Hình 2.4.1. Thiế t lậ p kiế n trúc hệ thố ng ITS củ aMalaysia........................................... 85 Hình 2.5.1. Gói công việ c củ a VITRANSS 2............................................................... 103 Hình 2.5.2. Ba dị ch vụ và các gói công việ c do VITRANSS2 đề xuấ t ........................ 104 Hình 2.5.3. Kiế n trúc ITS tổ ng thể do VITRANSS2 đề xuấ t cho mạ ng đư ờ ng liên tỉ nh ..................................................................................................................................... 106 Hình 3.1.1. Sả n phẩ m ITS cầ n đư ợ c tiêu chuẩ n hóa .................................................. 115 Hình 3.2.1. Tính tư ơ ng hợ p (Khả năng cộ ng tác) ...................................................... 128 x Hình 3.2.2. Giả i thích nghĩa h ẹ p củ a “Tính tư ơ ng thích” ......................................... 129 Hình 3.3.1. Khung tiêu chuẩ n kỹ thuậ t củ a hệ thố ng ITS theo VITRANSS2 .............. 133 Hình 3.3.2. Sơ đồ kiế n trúc Vậ t lý cấ p cao củ a ITS Hoa Kỳ (2012)........................... 142 Hình 4.1.1. Các lĩnh vự c và dị ch vụ ngư ờ i dùng trong quả n lý, điề u hành đư ờ ng cao tố c................................................................................................................................ 184 Hình 4.1.2. Sơ đồ khố i quá trình quả n lý, điề u hành đư ờ ng cao tố c.......................... 186 Hình 4.2.1. Tín hiệ u tạ i làn dẫ n vào đư ờ ng cao tố c ................................................... 189 Hình 4.2.2. Bả ng phả n xạ ........................................................................................... 197 Hình 4.2.3. Các nhóm dị ch vụ và dị ch vụ ngư ờ i dùng “Quả n lý và xử lý các tình huố ng khẩ n cấ p”.................................................................................................................... 203 Hình 5.1.1. Bố n thành phầ n chính củ a hệ thố ng thu phí ............................................ 210 Hình 5.2.1. Dị ch vụ thu phí không dừ ng..................................................................... 224 Hình 5.2.2. Biể u đồ áp dụ ng công nghệ DSRC tạ i 3 khu vự c chính trên thế giớ i ...... 231 Hình 5.2.3. Thiế t bị thu phí tự độ ng ETC ................................................................... 232 Hình 5.2.4. Sơ đồ thu phí theo công nghệ RFID hay DSRC....................................... 233 Hình 5.2.5. Việ c sử dụ ng chung hệ thố ng giữ a các ĐVVH đư ờ ng khác nhau tạ i Nhậ t ..................................................................................................................................... 241 Hình 5.2.6. Cả i thiệ n độ chính xác bằ ng cách lặ p lạ i thông tin liên lạ c dữ liệ u....... 243 Hình 5.2.7. Tính năng b ổ sung củ a DSRC (5.8GHz) và tầ n số vô tuyế n (865 MHz) . 244 Hình 5.2.8. Kế t hợ p sử dụ ng ETC vớ i Chạ m & Đi.................................................... 245 Hình 5.2.9. Cách sử dụ ng kế t hợ p áp dụ ng cho mạ ng đư ờ ng cao tố c....................... 245 Hình 5.2.10. Vậ n hành làn thu phí linh hoạ t ............................................................. 245 Hình 5.2.11. Thế hệ ETC kế tiế p dự a trên công nghệ GPS và DSRC (hoặ c IR) ........ 247 Hình 5.2.12. Nâng cấ p thế hệ ETC kế tiế p ................................................................. 248 Hình 5.2.13. Các phư ơ ng pháp kiể m tra tài khoả n trả trư ớ c..................................... 249 Hình 5.2.14. Phân bổ tài khoả n trả trư ớ c đế n tấ t cả các làn thu phí........................ 249 Hình 5.2.15. Vấ n đề do khoả ng thờ i gian cậ p nhậ t tài khoả n trả trư ớ c .................... 250 Hình 5.2.16. Các vấ n đề gây ra do chấ t lư ợ ng viễ n thông thấ p................................ 250 Hình 5.2.17. Khe thờ i gian đo sai số tầ n số ............................................................... 253 Hình 5.3.1. Quá trình thu phí qua đi ệ n thoạ i di độ ng ................................................ 272 Hình 5.3.2. Công thu phí ETC và OBU ...................................................................... 274 Hình 5.3.3. Hệ thố ng phát và thu bên đư ờ ng và xe ................................................... 275 xi Hình 5.3.4. Sơ đ ồ bố trí lắ p đặ t hệ thố ng ETC .......................................................... 275 Hình 5.3.5. Sơ đồ bố trí antenna ở hai đầ u trạ m........................................................ 278 Hình 5.3.6 . Nguyên lí làm việ c củ a RFID.................................................................. 279 Hình 5.3.7. Cấ u tạ o củ a modul reader ....................................................................... 279 Hình 5.3.8. Sơ đồ kế t nố i thiế t bị ngoạ i vi vớ i modul reader ..................................... 279 Hình 5.3.9. Module ASM ............................................................................................ 279 xii DANH MỤ C CÁC HỘ P Hộ p 1.1.1. Quy mô và tăng trư ở ng củ a công nghệ thông tin ......................................... 2 Hộ p 1.1.2. Các đị nh nghĩa khác nhau về Giao thông thông minh (ITS) ........................ 2 Hộ p 1.3.1. Trung tâm Điề u khiể n giao thông Hà Nộ i: Ứ ng dụ ng ITS đầ u tiên ........... 37 Hộ p 1.3.2. Giám sát trậ t tự an toàn giao thông bằ ng hình ả nh củ a Hả i Châu............ 38 Hộ p 1.3.3. Hệ thố ng Điề u khiể n giao thông tạ i Thành phố Hồ Chí Minh ................... 40 Hộ p 1.3.4. Dự án thí điể m thẻ thông minh do Nhậ t Bả n tài trợ ở Hà Nộ i .................. 42 Hộ p 1.3.5. Đề tài cấ p nhà nư ớ c KC.01.14/11-15 về giao thông thông minh............... 47 Hộ p 2.1.1. Đị nh nghĩa kiế n trúc hệ thố ng .................................................................... 51 Hộ p 2.1.2. Kiế n trúc máy tính....................................................................................... 52 Hộ p 2.1.3. Kiế n trúc củ a mộ t hệ thố ng ứ ng dụ ng ITS .................................................. 53 Hộ p 2.1.4. Vì sao cầ n có kiế n trúc ITS quố c gia .......................................................... 53 Hộ p 2.1.5. Ví dụ về gói dị ch vụ ..................................................................................... 61 Hộ p 2.2.1 Kiế n trúc và đặ c điể m củ a FRAME ............................................................. 64 Hộ p 2.3.1. Mụ c tiêu cho từ ng lĩnh vự c ITS trong kiế n trúc ITS quố c gia Nhậ t Bả n .... 72 Hộ p 2.4.1. Mộ t số ư u tiên trong phát triể n ITS Trung Quố c ....................................... 79 Hộ p 2.4.2. “i-Transport” Hệ thố ng giao thông tich hợ p - mộ t ví dụ trong thự c hiệ n kiế n trúc ITS củ a Singapore.......................................................................................... 89 Hộ p 3.1.1. Ý nghĩa củ a việ c tiêu chuẩ n hóa ITS......................................................... 116 Hộ p 3.2.1. Nhữ ng nguyên tắ c chung trong tiêu chuẩ n hoá....................................... 125 Hộ p 3.2.2. Yêu cầ u đố i vớ i sả n phẩ m củ a Công nghệ thông tin trong hệ thố ng ITS . 127 Hộ p 3.2.3. Đố i tư ợ ng tiêu chuẩ n hóa đố i vớ i dị ch vụ Thông tin / kiể m soát giao thông ..................................................................................................................................... 132 Hộ p 3.3.1. Các Giao thứ c truyề n thông tiêu biể u....................................................... 146 Hộ p 4.1.1. Dị ch vụ ITS cho ngư ờ i sử dụ ng ư u tiên thự c hiệ n theo VITRANSS2........ 183 Hộ p 4.2.1. Các dạ ng sự cố .......................................................................................... 199 Hộ p 5.1.1. Văn bả n pháp luậ t về chế độ thu, nộ p và quả n lý sử dụ ng phí sử dụ ng đư ờ ng bộ ..................................................................................................................... 208 Hộ p 5.1.2. Ứ ng dụ ng hệ thố ng ETC ở các nư ớ c ........................................................ 210 Hộ p 5.1.3. Điệ n thoạ i di độ ng để thanh toán phí đư ờ ng bộ : Mộ t số thí điể m đầ u tiên ..................................................................................................................................... 213 xiii Hộ p 5.1.4. Biể u khung mứ c thu phí ............................................................................ 213 Hộ p 5.2.1. Nhữ ng bấ t cậ p trong công tác thu phí hiệ n nay ...................................... 223 Hộ p 5.2.2. Các yêu cầ u chung đố i vớ i hệ thố ng thu phí............................................. 224 Hộ p 5.2.3. Quy đị nh về điề u kiệ n kỹ thuậ t và khai thác đố i vớ i thiế t bị nhậ n dạ ng vô tuyế n điệ n (RFID) đư ợ c sử dụ ng có điề u kiệ n............................................................ 233 Hộ p 5.2.4. Phân tích so sánh các công nghệ thông tin Đư ờ ng-Xe trong ETC........... 241 Hộ p 5.2.5. Yêu cầ u kỹ thuậ t củ a Công nghệ Thông tin đố i vớ i khố i OBU................. 252 Hộ p 5.2.6. Các yêu cầ u kỹ thuậ t đố i vớ i khố i phát RSU ............................................ 259 Hộ p 5.2.7. Các yêu cầ u kỹ thuậ t đố i vớ i khố i thu RSU .............................................. 261 Hộ p 5.2.8. Mộ t sô tiêu chuẩ n và quy chuẩ n kỹ thuậ t áp dụ ng cho Trung tâm dữ liệ u269 Hộ p 5.3.1. Thẻ RFID .................................................................................................. 279 Hộ p 5.3.2. Phầ n mề m cho hệ thố ng ETC ................................................................... 280 xiv xv CHƯ Ơ NG 4: NGHIÊN CỨ U Ứ NG DỤ NG ITS TRONG QUẢ N LÝ, ĐIỀ U HÀNH GIAO THÔNG TRÊN ĐƯ Ờ NG Ô TÔ CAO TỐ C VIỆ T NAM 4.1. Nghiên cứ u tổ ng quan về mô hình quả n lý điề u hành đư ờ ng ô tô cao tố c và hệ thố ng đư ờ ng cao tố c 4.1.1. Mụ c tiêu củ a việ c quả n lý và điề u hành đư ờ ng cao tố c Như đã biế t, việ c đả m bả o cho giao thông đư ợ c hiệ u quả trên đư ờ ng cao tố c là dự a trên ba bộ phậ n: + Xây dự ng cơ sở hạ tầ ng cầ n thiế t; + Duy trì cơ sở hạ tầ ng (bả o trì, bả o dư ỡ ng, sử a ch ữ a hoặ c xây dự ng lạ i, nế u cầ n); + Bả o đả m khả năng hoạ t độ ng củ a nó bằ ng cách quả n lý, điề u hành giao thông hàng ngày. Giao thông vậ n tả i trên đư ờ ng ca o tố c do đó có thể đư ợ c ví như mộ t chiế c kiề ng ba chân, hệ thố ng sẽ không thể có hiệ u quả nế u bấ t kỳ củ a bộ phậ n (chân) nào bị thiế u hoặ c không đư ợ c chú ý tư ơ ng xứ ng so vớ i nhữ ng bộ phậ n khác". Trọ ng tâm củ a chư ơ ng này là việ c quả n lý, điề u hành, bộ phậ n thứ ba nêu trên. Quả n lý, điề u hành giao thông đư ờ ng cao tố c là thự c hiệ n chính sách, chiế n lư ợ c và công nghệ để đả m bả o và cả i thiệ n hiệ u suấ t đư ờ ng cao tố c. Nói về hoạ t độ ng giao thông, mụ c tiêu "thông suố t" và "an toàn" thư ờ ng đư ợ c đặ t lên đầ u tiên. Vớ i đư ờ ng cao tố c, điề u này lạ i càng đúng. Trong mộ t loạ t điề u tra do cơ quan chuyên môn thự c hiệ n, lư u lư ợ ng và an toàn giao thông đứ ng đầ u danh sách các đặ c điể m đư ợ c quan tâm nhấ t. Ngoài ra, các mụ c tiêu quan trọ ng không kém khác bao gồ m: + Tính di độ ng: Khả năng để đi từ mộ t đị a điể m khác sử dụ ng mộ t cách tiế p cậ n đa phư ơ ng thứ c; + Khả năng tiế p cậ n: Các phư ơ ng tiệ n, điề u kiệ n để ngư ờ i tham gia giao thông đế n đư ợ c chỗ mà họ cầ n để thự c hi ệ n đư ợ c hoạ t độ ng mà họ dự đị nh; + Độ tin cậ y, Khả năng dự báo: ngư ờ i lái xe muố n biế t việ c di chuyể n có thuậ n lợ i không. Có thông tin chính xác về điề u kiệ n giao thông trên đư ờ ng sẽ ả nh hư ở ng đáng kể đế n chuyế n đi, vì thông tin nhậ n đư ợ c sẽ cho phép ngư ờ i lái xe đư a ra quyế t đị nh thích hợ p. Biế t đư ợ c mứ c độ và thờ i g ian tắ c nghẽ n không chỉ khiế n cho các lái xe lự a chọ n tố t hơ n, nó còn giúp giả m căng thẳ ng đáng kể (Ví dụ , mộ t ngư ờ i cha đang cố gắ ng để đế n đư ợ c chỗ con mình chơ i bóng nhậ n ra rằ ng sự chậ m trễ 10 phút sẽ không làm lỡ việ c, vì vậ y, ông có thể bình tĩnh và tiế p cậ n các khu vự c dễ tai nạ n mộ t cách thậ n trọ ng hơ n, không cầ n lái xe quá vộ i). Ngư ợ c lạ i, khi các thông tin không có sẵ n, ngư ờ i lái sẽ lo lắ ng sợ chậ m trễ , cả m thấ y thờ i gian như dài ra. Điề u này sẽ dẫ n đế n hành vi lái xe thấ t thư ờ ng hơ n, và lạ i tạ o t ác độ ng tiêu cự c tớ i tình trạ n g giao thông; + Điề u kiệ n môi trư ờ ng; 182 Về lý thuyế t, vấ n đề ùn tắ c, an toàn, tính di độ ng, khả năng tiế p cậ n,… sẽ đư ợ c giả i quyế t bằ ng cách làm tăng năng lự c thông hành (ví dụ , thêm làn xe, thêm tuyế n mớ i). Tuy nhiên, việ c n ày cầ n nhiề u nguồ n lự c đáng kể và các điề u kiệ n về kinh tế , xã hộ i mà nhiề u khi không đáp ứ ng đư ợ c (và có lẽ không nên). Hơ n nữ a, tăng cư ờ ng năng lự c có thể tạ o ra nhu cầ u bổ sung, cuố i cùng lạ i dẫ n đế n nhữ ng vấ n đề tư ơ ng tự như trư ớ c. Vì vậ y, việ c quả n lý và điề u hành tố t có thể đư a giả i pháp thự c tế và hiệ u quả cho các vấ n đề đư ờ ng cao tố c. Công nghệ - đặ c biệ t công nghệ Hệ thố ng Giao thông thông minh (ITS) - đang tạ o ra điề u kiệ n thuậ n lợ i cho việ c quả n lý v à điề u hành vớ i nhữ ng bư ớ c tiế n lớ n. Nhữ ng tiế n bộ gầ n đây trong việ c giám sát, thông tin liên lạ c, xử lý, và các công nghệ truyề n tin, vớ i trọ ng tâm là "thờ i gian thự c" đã tạ o khả năng quan trọ ng củ a quả n lý, điề u hành đư ờ ng cao tố c. ITS cho phép xác đị nh nhanh chóng các tình huố ng có tiề m năng gây ùn tắ c, điề u kiệ n không an toàn, giả m tính di độ ng,… và sau đó thự c hiệ n các chiế n lư ợ c và kế hoạ ch phù hợ p để giả m thiể u nhữ ng vấ n đề này. 4.1.2. ITS và quả n lý, điề u hành giao thông trên đư ờ ng ô tô cao tố c Việ c quả n lý, điề u hành giao thông trên đư ờ ng ô tô cao tố c là mộ t trong 16 lĩnh ựv c ứ ng dụ ng chính củ a ITS 39. Theo quan điể m củ a ITS-Hoa kỳ , lĩnh vự c chính này có sáu lĩnh vự c vớ i 21 dị ch vụ ngư ờ i dùng (hình 4.1.1). Theo nhóm nghiên cứ u, hầ u hế t các lĩnh vự c, dị ch vụ này đề u quan trọ ng, và cầ n đư a vào t hự c tế , trừ làn HOV (xem chú thích trang sau). Tuy nhiên, do hạ n chế về nguồ n lự c, cầ n có thứ tự ư u tiên. Hộ p 4.1.1 nêu các dị ch vụ ITS cho ngư ờ i sử dụ ng ư u tiên thự c hiệ n theo VITRANSS2. Hộ p 4.1.1. Dị ch vụ ITS cho ngư ờ i sử dụ ng ư u tiên thự c hiệ n theo VITRANSS2 Thông tin kiể m soát Giao thông Mô tả dị ch vụ : Dị ch vụ này giám sát chính xác tình hình giao thông trên đư ờ ng cao tố c và các tuyế n trụ c chính lân ậc n . Dị ch vụ hỗ trợ cho đơ n vị vậ n hành đư ờ ng và các xe cấ p cứ u ứ ng phó kị p thờ i bằ ng cách thông báo về các trư ờ ng hợ p tai nạ n giao thông, xe hỏ ng và các chư ớ ng ngạ i vậ t. Dị ch vụ cho phép lái xe trên đư ờ ng biế t trư ớ c và tránh đư ợ c ả nh hư ở ng từ nhữ ng sự cố trên đư ờ ng nhờ đư ợ c cung cấ p thông tin cậ p nhậ t chính xác, cũng như cho p hép lái xe lự a chọ n tuyế n đư ờ ng, nút giao khác mứ c phù hợ p nhờ các thông tin mậ t độ và thờ i gian di chuyể n dự kiế n. Ngoài ra, dị ch vụ còn thể liên tụ c đế m đư ợ c lư u lư ợ ng giao thông thự c tế để xây dự ng kế hoạ ch xây dự ng/nâng cấ p các đư ờ ng hư ớ ng tâm. Các gói chứ c năng sẽ bao gồ m trong hệ thố ng: (1) Liên lạ c bằ ng giọ ng nói; (7) Quả n lý dữ liệ u sự kiệ n giao thông; (2) Giám sát bằ ng CCTV; (8) Giám sát giao thông; (3) Xác đị nh sự kiệ n (bằ ng hình ả nh); (9) Chỉ dẫ n độ ng DMS; (4) Dò xe; (10)Thông tin liên lạ c vô tuyế n di độ ng; (5) Phân tích giao thông; (11) Thông tin giao thông; (6) Theo dõi thờ i tiế t; (12) Quả n lý dữ liệ u tích hợ p. Nguồ n: VITRANSS 2 Xem thêm khoả n b, tiể u mụ c 1.1.2 “Tiêu thứ c phân loạ i cách tiế p cậ n hệ thố ng ITS” củ a Chư ơ ng 1 39 183 Quả n lý, điề u hành đư ờ ng cao tố c 1. Giám sát, theo dõi Lư u thông Hạ tầ ng 2. Điề u tiế t vào, ra làn cao tố c Điề u tiế t lố i vào, ra làn cao tố c Đóng lố i vào, ra làn cao tố c Ư u tiên vào, ra làn cao tố c 3. Quả n lý làn Xe chở ngư ờ i vớ i hệ số sử dụ ng cao (HOV 40) Làn dự trữ Đị nh giá (pricing) Giám sát làn Thay đổ i tố c độ giớ i hạ n Sơ tán khẩ n cấ p 4. Quả n lý sự kiệ n Sự cố (sự kiên bấ t thư ờ ng) Sự kiệ n thư ờ ng xuyên Sự kiệ n khác (bao gồ m cả tình huố ng khẩ n cấ p) Tổ chứ c giao thông tạ m thờ i 5. Thông tin cho ngư ờ i lái xe Biể n báo độ ng (DMS) Hệ thông tin trong xe (IVS) Sóng radio 6. Cư ỡ ng chế Tố c độ Làn HOV Vi phạ m việ c điề u tiế t lố i vào làn Nguồ n: Nhóm nghiên cứ u, trên cơ sở “RITA, 2006” Hình 4.1.1. Các lĩnh vự c và dị ch vụ ngư ờ i dùng trong quả n lý, điề u hành đư ờ ng cao tố c Khái niệ m trung tâm cho l àn HOV là để di chuyể n nhiề u ngư ờ i chứ không phả i là nhiề u xe hơ n. Mỗ i chiế c xe đi trên mộ t làn đư ờ ng HOV phả i chở số ngư ờ i bằ ng hoặ c hơ n sô lư ợ ng tố i thiể u quy đị nh tạ i nhữ ng dấ u hiệ u đầ u vào. Thư ờ ng có nghĩa là ít nhấ t hai ngư ờ i, hoặ c trong mộ t số trư ờ ng hợ p ba ngư ờ i. Mỗ i đứ a trẻ đư ợ c tính như là mộ t ngư ờ i, như ng vậ t nuôi, trẻ còn trong bụ ng mẹ , búp bê bơ m hơ i không đư ợ c tính. Ngư ờ i vi phạ m sẽ phả i nộ p tiề n phạ t (khá cao, tớ i gầ n 500 USD, như ở California). Trư ờ ng hợ p ngoạ i lệ : xe máy, ngay cả khi chỉ có mộ t ngư ờ i, đư ợ c phép sử dụ ng các làn đư ờ ng HOV. Mộ t số làn đư ờ ng HOV chỉ hoạ t độ ng chỉ trong nhữ ng giờ nhấ t đị nh, ngoài giờ đó, làn đư ợ c sử dụ ng như thông thư ờ ng. 40 184 4.1.3. Mô hình quả n lý, điề u hành Theo “Bộ GTVT, 2013b”, việ c quả n lý, điề u hành đư ờ ng cao tố c do Trung tâm quả n lý điề u hành giao thông cao tố c và các Trạ m điề u hành giao thông các tuyế n cao tố c thự c hiệ n. a. Trung tâm quả n lý điề u hành giao thông cao tố c Trung tâm do Bộ Giao thông vậ n tả i quả n lý, chị u trách nhiệ m giám sát, điề u hành hoạ t độ ng củ a các Trạ m điề u hành giao thông các tuyế n cao tố c thuộ c khu vự c quả n lý. Trung tâm điề u hành giao thông cao tố c kh u vự c kế t nố i vớ i Trạ m điề uhành giao thông tuyế n cao tố c qua hệ thố ng giao thông thông minh - ITS. Kinh phí đầ u tư và cho hoạ t độ ng củ a các Trung tâm điề u hành giao thông khu vự c đư ợ c bả o đả m từ các nguồ n Ngân sách nhà nư ớ c cho hoạ t độ ng củ a Trung tâm điề u hành giao thông khu vự c bao gồ m: đầ u tư xây dự ng và lắ p đặ t thiế t bị củ a trung tâm, chi phí bả o trì, chi ph í lư ơ ng và chi phí khác theo quy đị nh. b. Trạ m điề u hành giao thông tuyế n Nhà đầ u tư hoặ c đ ơ n vị quả n lý theo Hợ p đồ ng như ợ ng quyề n quả n lý, khai thác và các Hợ p đồ ng bả o trì, đầ u tư xây dự ng và quả n lý các Trạ m điề u hành giao thông tuyế n theo các quy đị nh củ a Bộ Giao thông vậ n tả i. Trạ m điề u hành giao thông tuyế n chị u sự giám sát, quả n lý củ a các Trung tâm điề u hành giao thông khu vự c và kế t nố i vớ i Trung tâm điề u hành giao thông khu vự c qua hệ thố ng giao thông thông minh ITS. Kinh phí cho hoạ t độ ng củ a các Trạ m điề u hành giao thông tuyế n đư ợ c bả o đả m từ các nguồ n sau đây: + Chi phí hoạ t độ ng củ a các Trạ m đư ợ c lấ y từ chi phí quả n lý tuyế n; + Chi phí bả o trì hệ thố ng giao thông thông minh - ITS đư ợ c lấ y từ chi phí quả n lý tuyế n theo đị nh mứ c đư ợ c Bộ Giao thông vậ n tả i công bố , áp dụ ng. c. Các bộ phậ n điề u hành + Bộ phậ n thu phí Hệ thố ng thu phí tạ i các trạ m thu phí gồ m có các bộ phậ n sau: - Bộ p hậ n giám sát thu phí ; - Bộ phậ n thu phí; - Bộ phậ n quả n lý thu phí . + Bộ phậ n bả o trì, bả o dư ỡ ng Chị u trách nhiệ m các công việ c quả n lý và bả o dư ỡ ng cho tài sả n trên đư ờ ng (tài sả n kế t cấ u đư ờ ng như nề n đư ờ ng, mặ t đư ờ ng, cầ u, cố ng chui dân sinh; thiế t bị trên đư ờ ng: tín hiệ u chỉ dẫ n, thiế t bị an toàn, cây xanh, nhà ở vv đặ c biệ t là các thiế t bị ITS). Đây là công việ c có tính chuyên ngành, thông thư ờ ng l à do cán bộ kỹ thuậ t thự c hiệ n. Ngoài ra còn việ c làm sạ ch: hút bụ i, tư ớ i đư ờ ng, làm sạ ch cả nh quan hai bên đư ờ ng như rác rư ở i… + Bộ phậ n vậ n hành 185 Thự c hiệ n nhiệ m vụ giám sát giao thông, điề u khiể n các hệ th ố ng vậ n hành đư ờ ng cao tố c, tiế p nhậ n và cung cấ p các thông tin cho phư ơ ng tiệ n tham gia giao thông trên đư ờ ng cao tố c. Thông thư ờ ng có các bộ phậ n sau: - Bộ phậ n quả n lý giám sát giao thông tạ i trung tâm điề u hành ; - Bộ phậ n Trung tâm tổ ng đài dị ch vụ ; - Bộ phậ n vậ n hành đư ờ ng cao tố c tạ i hiệ n trư ờ ng vớ i nhiệ m vụ tuầ n đư ờ ng.và giả i quyế t các sự cố , sự kiệ n, tình trạ ng khẩ n cấ p trên đư ờ ng cao tố c. 4.1.4. Tổ ng quan về hoạ t độ ng quả n lý điề u hành giao thông Nguồ n: Nhóm Nghiên cứ u đề tài 094039 Hình 4.1.2. Sơ đồ khố i quá trình quả n lý, điề u hành đư ờ ng cao tố c 41 Xem mụ c 4.2. Mộ t "sự cố " đư ợ c đị nh nghĩa như mộ t sự việ c, hiệ n tư ợ ng không biế t trư ớ c là nguyên nhân gây giả m nhu cầ u năng lự c thông hành củ a đư ờ ng. Khác vớ i sự cố , “sự kiệ n” giao thông là mộ t hoạ t độ ng hay mộ t loạ t các hoạ t độ ng có chủ đích, biế t trư ớ c s ẽ xả y ra trong mộ t thờ i gian theo kế hoạ ch. 41 186 4.2. Nghiên cứ u ứ ng dụ ng ITS trong quả n lý điề u hành giao thông trên đư ờ ng tô tô cao tố c Việ t Nam Theo sơ đồ khố i ở trên, quá trình quả n lý điề u hành giao thông gồ m: + Theo dõi, giám sát phát hiệ n sự cố ; + Thự c hiệ n các biệ n pháp bả o đả m trậ t tự , an toàn giao thông đố i vớ i các sự cố , tình huố ng khẩ n cấ p; + Thự c hiệ n các biệ n pháp bả o đả m trậ t tự , an toàn giao thông đố i vớ i các sự kiệ n. Phầ n sau này củ a Chư ơ ng sẽ đề cậ p đế n các giả i pháp kỹ thuậ t liên quan 4.2.1. Hệ thố ng theo dõi, giám sát trên đư ờ ng cao tố c Đây là phầ n chủ yế u củ a hệ thố ng quả n lý giao thông ITS. Nó giúp cho việ c tổ ng hợ p thông tin giao thông chính xác và đáng tin cậ y; xác đị nh và xác nhậ n ách tắ c thư ờ ng xuyên và không thư ờ ng xuyên; xác đị nh mứ c độ nghiêm trọ ng củ a khu vự c có vấ n đề ; vậ n hành giao thông liên tụ c thông qua mộ t mạ ng lư ớ i, và đánh giá hiệ u quả củ a nhữ ng cả i thiệ n trong vậ n hành giao thông. Hệ thố ng thư ờ ng có các thành phầ n sau: a. Hệ thố ng đế m lư u lư ợ ng giao thông Khi lậ p kế hoạ ch cho mở rộ ng đuờ ng hoặ c sử a chữ a bề mặ t đư ờ ng sau này cầ n liên tụ c do đư ợ c tổ ng lư u luợ ng giao t hông và lư u luợ ng giao thông củ a xe cỡ lớ n tham gia giao thông trên đư ờ ng. Nhằ m đáp ứ ng duợ c các yêu cầ u đó để đả m bả o việ c vậ n hành và bả o trì tuyế n đư ờ ng, cầ n vào áp dụ ng hệ thố ng đế m lư u lư ợ ng giao thông. Có thể lắ p đặ t mộ t bộ cả m biế n phát hiệ n lư u lư ợ ng giao thông tạ i truớ c các nút giao chủ yế u để đo tổ ng lư u lư ợ ng giao thông, phát hiệ n ùn tắ c tạ i nút giao và lư u lư ợ ng củ a các xe b. Hệ thố ng giám sát quá tả i Hệ thố ng giám sát quá tả i sẽ đư ợ c đư a vào áp dụ ng để phát hiệ n và hỗ trợ các cơ quan chứ c năn g trong việ c bả o vệ đư ờ ng và xử lý các xe vi phạ m quy đị nh về tả i trọ ng. Thông thư ờ ng, hệ thố ng giám sát quá tả i là hệ thố ng cân tả i trọ ng trụ c xe (độ ng, tĩnh) và đư ợ c lắ p dặ t t ạ i các làn xe tạ i trạ m thu phí. c. Hệ thố ng quan trắ c thờ i tiế t Dữ liệ u thờ i t iế t sẽ đư ợ c xử lý trự c tiế p trên máy chủ củ a hệ thố ng điề u hành giao thông vì hệ thố ng quan trắ c thờ i tiế t chỉ bao gồ m mộ t bộ cả m biế n trên tuyế n và hệ thố ng này không yêu cầ u phả i xử lý riêng biệ t. d. Hệ thố ng giám sát bằ ng CCTV Ðể có thể phát hiệ n bằ ng mắ t các truờ ng hợ p bấ t thuờ ng trên đư ờ ng từ Phòng Quả n lý giám sát và điề u hành đư ờ ng cao tố c. + CCTV 187 CCTV cung cấ p mộ t phư ơ ng tiệ n trự c quan xác nhậ n tình trạ ng tắ c nghẽ n dò đư ợ c và giám sát hoạ t độ ng đư ờ ng cao tố c. Việ c này đư ợ c thự c hiệ n bở i các nhà vậ n hành tạ i phòng điề u khiể n trung tâm, sử dụ ng camera cài đặ t tạ i các đị a điể m đư ợ c lự a chọ n trên đư ờ ng cao tố c. CCTV đư ợ c sử dụ ng trong quả n lý đư ờ ng cao tố c cho các ứ ng dụ ng khác nhau bao gồ m: - Quả n lý sự cố : Khi dò đư ợ c 1 sự cố , CCTV đư ợ c dùng để xác nh ậ n sự cố , thu thậ p thêm thông tin về đị a điể m và tính chấ t (mứ c độ nghiêm trọ ng), và hỗ trợ xử lý sự cố . - Giám sát giao thông: giám sát giao thông trên đư ờ ng chính, làn HOV, hoạ t độ ng củ a làn dẫ n, vậ n hành các biể n báo thay đổ i đư ợ c và phả n ứ ng củ a ngư ờ i điề u khiể n. - Giám sát các đư ờ ng hành lang: CCTV đư ợ c dùng để giám sát các đư ờ ng phía trư ớ c song song và nhữ ng nút giao có đèn tín hiệ u, làn dẫ n và đồ ng hồ đo để xác nhậ n giao thông và năng lự c chia tuyế n. - An toàn và Cư ỡ ng chế : Giám sát an toàn và cư ỡ ng chế luậ t là khả thi tạ i nhữ ng khu vự c giao thông trọ ng yế u như nút giao cắ t giữ a đư ờ ng cao tố c và đư ờ ng sắ t, và để phát hiệ n vi phạ m trong thu phí điệ n tử , vi phạ m tạ i trạ m cân tả i trọ ng,v.v. 1. Dạ ng kỹ thuậ t Các kỹ thuậ t sau đư ợ c dùng trong giá m sát đư ờ ng cao tố c bằ ng camera: - Camera CCTV, ố ng kính và bộ phậ n b ả o vệ khỏ i điề u kiệ n môi trư ờ ng; - Camera CCTV vớ i máy dò hình ả nh video (VIDS); - Video nén; - Xử lý hình ả nh Video. Camera CCTV Các camera hiệ n đạ i sử dụ ng con chip thay cho camera dạ ng ố ng, để thu thậ p hình ả nh video. Việ c sử dụ ng các chip như các thiế t bị thu thậ p hình ả nh đã mang lạ i tiế n bộ cho sự nhỏ gọ n, độ bề n, và hiệ u quả củ a máy quay. Khuyế n cáo là không nên dùng camera dạ ng ố ng nữ a. Camera kỹ thuậ t số hiệ n nay có độ phân giả i cao, giá thành hợ p lý có ư u điể m vuợ t trộ i trong ghi hình tậ p trung và quả n lý giao thông. Do vậ y hệ thố ng giám sát bằ ng CCTV nên sử dụ ng camera IP kỹ thuậ t số có chứ c năng PTZ (Pan-Tilt-Zoom) lắ p dặ t dọ c tuyế n vớ i quãng cách 2km. Hộ p Bả o vệ CCTV khỏ i tác độ ng môi trư ờ ng Mụ c đích chính củ a hộ p bả o vệ camera là để bả o vệ máy quay khỏ i điề u kiệ n thờ i tiế t khắ c nghiệ t (ví dụ lạ nh, độ ẩ m, mư a, tuyế t), độ ẩ m đư ờ ng, hóa chấ t đư ợ c sử dụ ng trên vỉ a hè khi có tuyế t và băng (ví dụ , muố i), ô nhiễ m, bụ i bẩ n, vv. Hộ p bả o vệ đư ợ c niêm phong và điề u áp, thư ờ ng đư ợ c sử dụ ng trong các hoạ t độ ng giao thông giám sát nơ i máy quay đư ợ c gắ n trên cộ t cao ngoài trờ i. 188 4.2.2. Hệ thố ng điề u tiế t dòng xe vào, ra đư ờ ng cao tố c: điề u tiế t dòng xe trên làn dẫ n đư ờ ng cao tố c Về mặ t kỹ th uậ t, việ c điề u tiế t dòng xe vào và dòng xe ra cũng tư ơ ng tự nhau nên sau đây, để đơ n giả n, ta chỉ bàn đế n dòng vào. Điề u tiế t dòng xe trên làn dẫ n vào đư ờ ng cao tố c là cách quả n lý giao thông trên đư ờ ng cao tố c thông dụ ng nhấ t. Mụ c tiêu chính là điề u tiế t số lư ợ ng phư ơ ng tiệ n đi vào đư ờ ng cao tố c, sao cho nhu cầ u không vư ợ t quá năng lự c củ a đư ờ ng. Các kỹ thuậ t, chiế n lư ợ c điề u ti ế t dòng xe trên làn dẫ n bao gồ m: a) Tín hiệ u vào làn cao tố c và b) Đóng làn dẫ n. 4.2.2.1.Yế u tố kỹ thuậ t a. Tín hiệ u vào làn cao tố c Đèn hoặ c tín hiêu vào làn cao tố c là mộ t thiế t bị , thư ờ ng là đèn giao thông cơ bả n hoặ c đèn tín hiệ u 2 màu (chỉ có màu đỏ và xanh, không có màu vàng) cùng vớ i bộ phậ n điề u khiể n tín hiệ u nhằ m điề u tiế t lư u lư ợ ng giao thông đi vào làn cao tố c, tùy theo tình hình giao thông tạ i thờ i điể m đó. Chính việ c sử dụ ng tín hiệ u giao thông trên làn giúp quả n lý tỷ lệ phư ơ ng tiệ n đi vào đư ờ ng cao tố c. Hệ thố ng tín hiệ u vào làn cao tố c đã đư ợ c minh chứ ng thành công trong việ c giả m thiể u tắ c nghẽ n giao thông và cả i thiệ n an toàn cho ngư ờ i tham gia giao thông. Hình 4.2.1. Tín hiệ u tạ i làn dẫ n vào đư ờ ng cao tố c (Nguồ n:http://en.wikipedia.org/wiki/File:Ramp_meter_from_Miller_Park_Way_to_I94_east_in_Milwaukee.jpg) Tín hiệ u làn dẫ n vào lư ợ ng giao thông (khố ng tố c) sao cho năng lự c đư ờ toán tỷ lệ cho tín hiệ u phụ an toàn sáp nhậ p dòng phư đư ờ ng cao tố c là mộ t hình thứ c điề u tiế t hay hạ n chế lư u chế tỷ lệ phư ơ ng tiệ n tham gia giao thông trên đư ờ ng cao ng và tuyế n dư ớ i củ a làn dẫ n không bị vư ợ t quá. Việ c tính thuộ c vào mụ c tiêu củ a tín hiệ u: giả m ách tắ c hay đả m bả o ơ ng tiệ n. + Giả m thiể u ách tắ c 189 Nế u hệ thố ng tín hiệ u hư ớ ng đế n việ c giả m thiể u tắ c nghẽ n giao thông, nhu cầ u phả i đư ợ c khố ng chế thấ p hơ n năng lự c. Tỷ lệ củ a tín hiệ u đư ợ c dự a trên mố i quan hệ giữ a nhu cầ u củ a tuyế n đầ u, khả năng củ a tuyế n cuố i và số lư ợ ng giao thông mong muố n vào đư ờ ng cao tố c tạ i mộ t làn dẫ n nhấ t đị nh. + An toàn Trong nhiề u trư ờ ng hợ p, tín hiệ u vào làn cao tố c giúp hoạ t độ ng nhậ p dòng phư ơ ng tiệ n đư ợ c an toàn hơ n. Vấ n đề chủ yế u củ a an toàn khi nhậ p dòng là rủ i ro va chạ m đầ u cuố i và chuyể n làn, do mộ t lư ợ ng lớ n các phư ơ ng tiệ n tranh giành khoả ng trố ng trong dòng phư ơ ng tiệ n trên đư ờ ng cao tố c. Tín hiệ u giúp chia nhỏ lư ợ ng lớ n phư ơ ng tiệ n này và tạ o điề u kiệ n cho dòng phư ơ ng tiệ n đi theo hàng đơ n. Nhữ ng vấ n đề chủ yế u củ a tín hiệ u vào làn cao tố c: Phát triể n các hàng chờ hỗ trợ vào đư ờ ng ph ía trư ớ c; Khả năng chia hành trình từ đư ờ ng cao tố c đế n các đư ờ ng kế cậ n phía trư ớ c; Nguy cơ gia tăng vi phạ m đèn tín hiệ u vào làn cao tố c; Đố i vớ i ngư ờ i đi đư ờ ng, tín hiệ u vào làn cao tố c thư ờ ng bị xem là cả n trở trên nhữ ng tuyế n đư ờ ng cho phép chạ y tố c độ cao. Đây là mộ t hình thứ c kiể m soát mớ i mà trư ớ c đây chư a từ ng có; - Mặ c dù việ c đợ i 2 đế n 5 phút trên làn dẫ n sẽ đư ợ c bù lạ i bằ ng thờ i gian rút ngắ n khi chạ y trên đư ờ ng cao tố c, như ng ngư ờ i điề u khiể n thư ờ ng chỉ chú ý đế n thờ i gian đợ i tạ i làn dẫ n; - Lợ i thế thấ y đư ợ c đố i vớ i nhữ ng phư ơ ng tiệ n di chuyể n quãng đư ờ ng xa chính là hạ n chế đố i vớ i nhữ ng ngư ờ i di chuyể n quãng ngắ n. Ví dụ , nhữ ng ngư ờ i dân số ng xung quanh có thể bị hạ n chế không thể vào đư ờ ng cao tố c ngay tứ c thì, trong khi đó nhữ ng phư ơ ng tiệ n di chuyể n xa có thể đi qua khu vự c gắ n tín hiệ u và nhậ n đư ợ c tấ t cả nhữ ng lợ i ích củ a tín hiệ u vào làn cao tố c mà không bị trì hoãn. - 1. Các hình thứ c kiể m soát làn vào đư ờ ng cao tố c Có 2 hình thứ c kiể m soát cơ bả n: kiể m soát bằ ng đèn tín hiệ u có giớ i hạ n và đèn tín hiệ u không có giớ i hạ n. + Đèn tín hiệ u có giớ i hạ n Bằ ng phư ơ ng pháp này, tỉ lệ trên đèn tín hiệ u có thể đư ợ c sử dụ ng để làm giả m đáng kể mứ c nhu cầ u trung bình nhằ m tránh tắ c nghẽ n trên đư ờ ng chính hoặ c làm giả m tình trạ ng tắ c nghẽ n hiệ n thờ i. Đèn tín hiệ u có giớ i hạ n sẽ hạ n chế đư ợ c 2 điể m chính sau: - Tỷ lệ tố i thiể u đư ợ c áp dụ ng mộ t cách thự c tế như ng vẫ n duy trì số lư ợ ng phư ơ ng tiệ n hợ p lý (200-250 phư ơ ng tiệ n mỗ i giờ ); - Không gian còn trố ng để xế p hàng vào làn cao tố c. + Đèn tín hiệ u không có giớ i hạ n 190 Bằ ng phư ơ ng pháp này, tỷ lệ trên đèn tín hiệ u đư ợ c t ăng lên để loạ i bỏ số lư ợ ng xe chờ vư ợ t quá số lư ợ ng chỗ trố ng trên làn dẫ n. Nói chung, nhữ ng làn vào đư ờ ng cao tố c vớ i đủ không gian và vớ i mộ t hoặ c hơ n mộ t đư ờ ng thay thế sẽ hạ n chế đư ợ c mộ t cách thư ờ ng xuyên hơ n nhữ ng đư ờ ng thiế u không gian và đư ờ ng tha y thế không hiệ u quả . 2. Kiể m soát làn dẫ n vào đư ờ ng cao tố c Có 3 cách kiể m soát làn dẫ n vào đư ờ ng cao tố c: hẹ n giờ , kích hoạ t theo nhu cầ u hoặ c đáp ứ ng theo tình hình giao thông, và kiể m soát hệ thố ng. + Hẹ n giờ Hình thứ c kiể m soát đơ n giả n nhấ t, trong đ ó tỉ lệ trên đèn tín hiệ u đư ợ c ấ n đị nh sẵ n và chỉ thay đổ i theo lị ch trình thờ i gian hàng ngày, lị ch trình ngày hàng tuầ n (đư ợ c ấ n đị nh theo thờ i gian, không phả i hoạ t độ ng đáp ứ ng theo giao thông). Hình thứ c tín hiệ u này thư ờ ng đư ợ c khuyế n nghị làm dự phò ng trong trư ờ ng hợ p lỗ i do đư ờ ng truyề n, máy chủ , hoặ c các thiế t bị quan trọ ng khác. + Kích hoạ t theo nhu cầ u hoặ c đáp ứ ng tình hình giao thông Đèn tín hiệ u vào làn cao tố c đư ợ c điề u chỉ nh trự c tiế p bằ ng điề u kiệ n giao thông trên đư ờ ng chính. Khi mứ c độ bao phủ trên đư ờ ng chính thay đổ i, tỉ lệ trên đèn tín hiệ u thay đổ i theo. + Kiể m soát hệ thố ng Hệ thố ng tín hiệ u vào làn cao tố c dự a trên tình hình trên toàn bộ đư ờ ng cao tố c tạ i thờ i điể m nhấ t đị nh. Sự liên kế t giữ a các đèn tín hiệ u cho phép tình hình tạ i mộ t đị a điể m ả nh hư ở ng đế n tín hiệ u tạ i các đị a điể m khác. 3. Chiế n lư ợ c cho tín hiệ u vào làn cao tố c Có 4 chiế n lư ợ c cơ bả n củ a tín hiệ u vào làn dẫ n, gồ m tín hiệ u đồ ng hồ , tín hiệ u nhu cầ u, năng lự c, tín hiệ u kiể m soát tố c độ , và tín hiệ u quả n lý cho phép nhậ p làn. + Tín hiệ u đồ ng hồ Mộ t đồ ng hồ đế m ngư ợ c đư ợ c chỉ đị nh cho mỗ i làn dẫ n và tín hiệ u đư ợ c cài đặ t chuyể n màu xanh mỗ i khi đồ ng hồ về số 0. + Tín hiệ u nhu cầ u năng lự c Thự c hiệ n đánh giá quá tả i tạ i tuyế n dư ớ i củ a làn dẫ n đặ t tín hiệ u theo từ ng khoả ng thờ i gian hẹ n trư ớ c, dự a trên số đế m đư ợ c từ máy dò kiể m soát tạ i tuyế n cao tố c chính. + Tín hiệ u kiể m soát tố c độ Quy trình củ a loạ i tín hiệ u làn dẫ n này tư ơ ng tự như tín hiệ u nhu cầ u năng lự c. Tỷ ên lệ tr tín hiệ u đư ợ tính dự a trên phư ơ ng pháp đánh giá tố c độ tạ i trạ m máy dò liên kế t đư ờ ng cao tố c. + Tín hiệ u quả n lý cho phép nhậ p làn 191 Các phư ơ ng tiệ n tạ i làn dẫ n đư ợ c giả i phóng bằ ng tín hiệ u điề u khiể n để di chuyể n an toàn vào các chỗ trố ng, thể hiệ n bằ ng đơ n vị thờ i gian và đư ợ c dò từ phía ngoài làn đư ờ ng cao tố c. b. Đóng làn vào đư ờ ng cao tố c Hình thứ c kiể m soát cao nhấ t là đóng làn vào đư ờ ng cao tố c. Hình thứ c này bao gồ m việ c đóng làn đố i vớ i các phư ơ ng tiệ n giao thông trong thờ i gian dài hạ n hoặ c ngắ n hạ n. Phư ơ ng thứ c này đã đư ợ c áp dụ ng thành công tạ i nhiề u thành phố củ a Mỹ và Nhậ t Bả n (như Houston, Los Angeles, San Antonio, Fort Worth). Hình thứ c này phù hợ p vớ i nhữ ng nơ i mà: - Làn vào đư ờ ng cao tố c không đủ chỗ . - Giao thông trên đư ờ ng phía trư ớ c làn vào đư ờ ng cao tố c đã đạ t ngư ỡ ng; - Làn vào đư ờ ng cao tố c không cho phép các phư ơ ng tiệ n nhậ p vào đư ờ ng cao tố c ngoạ i trừ tình trạ ng khẩ n cấ p hoặ c có can thiệ p. 4.2.2.2. Công nghệ a. Đèn vào đư ờ ng cao tố c: 1. Phầ n cứ ng + Tín hiệ u bên trái và bên phả i + Biể n báo Có 2 loạ i biể n báo đư ợ c sử dụ ng trong tín hiệ u vào làn cao tố c: biể n cả nh báo và biể n quy đị nh. - Biể n Cả nh báo: gồ m 3 loạ i chính: Biể n b áo “Phía trư ớ c có đèn tín hiệ u", biể n báo "Có đèn tín hiệ u", biể n báo "Chuẩ n bị dừ ng"; - Biể n Quy đị nh: gồ m nhiề u loạ i, ví dụ như : Biể n "Đèn đỏ dừ ng tạ i đây", biể n "Đèn xanh chỉ cho mộ t xe qua”, biể n "Đi về bên trái". + Máy cả m biế n nhu cầ u, đầ u ra, hợ p nhấ t, và/ hoặ c xế p hàng trên làn vào đư ờ ng cao tố c. + Máy cả m biế n tuyế n đầ u, tuyế n cuố i, nút cổ chai trên đư ờ ng chính. + Máy điề u khiể n cụ c bộ và trên diệ n rộ ng có kế t nố i vớ i nhau và có phòng điề u khiể n vớ i bộ khuyế ch đạ i. + Bộ xử lý trung tâm tạ i Trung tâm điề u khiể n vớ i giao diệ n liên lạ c bằ ng dữ liệ u. 2. Phầ n mề m + Phư ơ ng pháp lự a chọ n tỷ lệ tự độ ng; + Phư ơ ng pháp sao chép kiể m soát; + Phư ơ ng pháp thuậ t toán dự đoán; + Mô hình mô phỏ ng ngoạ i vi. Mô hình mô phỏ ng giao thông đôi khi đư ợ c các Trung tâm Điề u hành giao thông sử dụ ng mộ t cách độ c lậ p để xác đị nh tỉ lệ tố i ư u dự a trên 192 nhữ ng mô phỏ ng củ a các thuậ t toán đo đạ c khác nhau và ả nh hư ở ng củ a chúng lên hoạ t độ ng củ a tuyế n chính và đư ờ ng phía trư ớ c. b. Đóng làn vào đư ờ ng cao tố c Công nghệ phầ n cứ ng dùng trong đóng làn cao tố c hiệ n có: - Đặ t rào chắ n thủ công (như hàng rào, chắ n ngang, rào chắ n hình nón). - Rào chắ n tự độ ng (tư ơ ng tự như rào tạ i nút giao đư ờ ng tàu cắ t đư ờ ng cao tố c). - Các thiế t bị cả nh báo. - Biể n báo điệ n tử . - Đèn tín hiệ u. 4.2.3. Quả n lý việ c sử dụ ng làn xe trên đư ờ ng cao tố c 4.2.3.1. Điề u hành giao thông ở làn cao tố c chính Kiể m soát làn cao tố c chính gồ m các quy đị nh, cả nh báo và hư ớ ng dẫ n cho giao thông trên làn đư ờ ng, nhằ m: đạ t đư ợ c dòng giao thông quy củ và ổ n đị nh hơ n theo đúng năng lự c củ a hạ tầ ng cơ sở ; giả m khả năng va chạ m đầ u cuố i nế u có ùn tắ c; tạ o điề u kiệ n xử lý tình huố ng và khôi phụ c sau ùn tắ c; chuyể n hư ớ ng giao thông trên đư ờ ng cao tố c sang các đư ờ ng thay thế để tậ n dụ ng năng lự c đư ờ ng hành lang; và thay đổ i năng lự c theo hư ớ ng củ a đư ờ ng cao tố c bằ ng cách sử dụ ng các làn đả o chiề u. Các yế u tố kỹ thuậ t + Tín hiệ u cho làn chính Tín hiệ u cho làn chính đư ợ c sử dụ ng chủ yế u ở nhữ ng đị a điể m dẫ n tớ i các nút cổ chai chính, như dẫ n vào cầ u, hầ m, và để điề u chỉ nh số lư ợ ng các buồ ng thu phí đư ợ c mở vào thờ i gian cố đị nh. Bằ ng việ c điề u chỉ nh số lư ợ ng các buồ ng thu phí đư ợ c mở vào thờ i gian cố đị nh, nhu cầ u giao thông đi vào hệ thố ng đư ờ ng cao tố c qua làn chính đư ợ c kiể m soát theo nhu cầ u tạ m thờ i củ a đư ờ ng cao tố c và năng lự c củ a tuyế n cuố i. Mộ t ứ ng dụ ng khác củ a tín hiệ u cho làn chính là tín hiệ u cho làn HOV (làn dành cho xe chở nhiề u khách). Có mộ t số hư ớ ng dẫ n kỹ thuậ t cho Hệ thố ng tín hiệ u làn chính như sau: - Nế u có thể , lắ p đặ t tín hiệ u tạ i nhữ ng đị a điể m bằ ng phẳ ng hoặ c hơ i dố c, để các phư ơ ng tiệ n có trọ ng tả i lớ n có thể tăng tố c; - Lắ p đặ t tín hiệ u vớ i khoả ng cách đủ để các phư ơ ng tiệ n đang di chuyể n vào làn chính kị p thờ i quan sát đư ợ c hàng phư ơ ng tiệ n chờ và dừ ng lạ i an toàn; - Có làn HOV (làn dành cho xe chở nhiề u khách) cho phép các phư ơ ng tiệ n HOV tránh xế p hàng vào làn chính. Làn HOV phả i đư ợ c mở từ tín hiệ u vào làn chính tạ i tuyế n đầ u đế n điể m cuố i củ a hàng chờ dài nhấ t có thể có. + Tín hiệ u cho di chuyể n từ đư ờ ng cao tố c đế n đư ờ ng cao tố c Tín hiệ u từ đư ờ ng cao tố c đế n đư ờ ng cao tố c gồ m lắ p đặ t đèn tín hiệ u, bên đư ờ ng cao tố c hoặ c phía trên cao, tạ i làn ở nơ i giao cắ t giữ a 2 đư ờ ng cao tố c. Khi còn chư a kiể m soát đư ợ c nhữ ng đoạ n nố i giữ a 2 đư ờ ng cao tố c, mộ t lư ợ ng lớ n các phư ơ ng tiệ n 193 sẽ tràn vào đư ờ ng cao tố c. Số lư ợ ng này cao hơ n rấ t nhiề u so vớ i số lư ợ ng tạ i các đư ờ ng cao tố c có làn dẫ n thông thư ờ ng. Do ngư ờ i tham gia giao thông ngày càng lo ngạ i tắ c nghẽ n, tín hiệ u từ đư ờ ng cao tố c đế n đư ờ ng cao tố c đư ợ c hiể n thị để công tác quả n lý giao thông đư ợ c chấ p nhậ n ở mứ c cao hơ n. Việ c lắ p đặ t tín hiệ u tạ i các đư ờ ng dẫ n nố i tiế p (giữ a 2 đư ờ ng cao tố c) đư ợ c giớ i hạ n tạ i nhữ ng nơ i mà điề u kiệ n hạ tầ ng đáp ứ ng đư ợ c hoặ c vư ợ t qua các tiêu chuẩ n về thiế t kế hình họ c, ví dụ như : - Lòng đư ờ ng và lề đư ờ ng có chiề u rộ ng tiêu chuẩ n. - Tầ m nhìn đèn chiế u hậ u, đư ợ c đo từ 1.070-mm tính từ mắ t đế n 600-mm tính từ mụ c tiêu, dành cho tố c độ thiế t kế tố i thiể u là 80 km/h. Nhữ ng khuyế n nghị khác: - Xem xét và triể n khai tín hiệ u tạ i làn dẫ n từ đư ờ ng cao tố c vào đư ờ ng cao tố c ở nhữ ng điể m có ách tắ c đị nh kỳ hoặ c nhữ ng nơ i cầ n khuyế n khích đi đư ờ ng tránh; - Tín hiệ u từ đư ờ ng cao tố c vào đư ờ ng cao tố c nên đư ợ c lắ p đặ t để thúc đẩ y lư u thông trên tuyế n chính và sáp nhậ p tạ i làn dẫ n, hoặ c giúp cho nhiề u làn dẫ n sáp nhậ p vào mộ t làn. Nế u mụ c đích củ a đèn tín hiệ u là đư ờ ng tránh, cầ n xem xét đặ t biể n báo thích hợ p để tạ o thói quen cho ngư ờ i điề u khiể n đi vào đư ờ ng tránh đư ợ c ư u tiên; - Tránh đo phư ơ ng tiệ n 2 lầ n trên mộ t khoả ng cách ngắ n; - Tránh đặ t tín hiệ u trên đư ờ ng 1 làn, làn dẫ n từ đư ờ ng cao tố c vào đư ờ ng cao tố c mà đư a phư ơ ng tiệ n vào làn bổ sung; - Không đặ t tín hiệ u tạ i làn dẫ n từ đư ờ ng cao tố c vào đư ờ ng cao tố c trừ khi các phân tích đả m bả o lư u thông trên tuyế n chính sẽ đư ợ c cả i thiệ n, phư ơ ng tiệ n đi vào làn dẫ n từ đư ờ ng cao tố c vào đư ờ ng cao tố c sẽ đư ợ c bù lạ i thờ i gian chờ đợ i tạ i đèn tín hiệ u; - Đặ t tín hiệ u tạ i các đư ờ ng dẫ n từ đư ờ ng cao tố c vào đư ờ ng cao tố c ở nhữ ng điể m có hơ n mộ t làn dẫ n vào đư ờ ng chính, và thư ờ ng xuyên xả y ra tắ c nghẽ n. Nế u hàng chờ gây cả n trở vớ i dòng phư ơ ng tiệ n vào tuyế n trên, do tín hiệ u tạ i làn dẫ n, thì cầ n tăng tỉ lệ trên tín hiệ u để giả m thiể u hàng chờ tạ i tuyế n trên, hoặ c cầ n nâng sứ c chứ a củ a đư ờ ng; - Tín hiệ u tạ i các đư ờ ng dẫ n từ đư ờ ng cao tố c vào đư ờ ng cao tố c cầ n đư ợ c kiể m soát và đư ợ c điề u khiể n bở i trung tâm điề u khiể n giao thông; - Khi có thể , đặ t tín hiệ u tạ i nhữ ng điể m bằ ng phẳ ng hoặ c dố c nhẹ trên đư ờ ng. Đồ ng thờ i, đặ t tín hiệ u tạ i nhữ ng điể m có tầ m nhìn hợ p lý. 4.2.3.2. Điề u hành giao thông trên làn Nhữ ng thông báo như đã đóng làn, t ố c độ tố i đa giả m, và yêu cầ u chuyể n làn đư ợ c thể hiệ n tạ i các làn nhấ t đị nh trên đư ờ ng cao tố c bằ ng khung biể n báo và tín hiệ u điệ n tử trên cao. Kiể m soát sử dụ ng làn và kiể m soát các tố c độ khác nhau cầ n có biể n báo tạ i các làn và các thiế t bị cả m biế n để đo tố c độ và lư u lư ợ ng dẫ n đế n tắ c nghẽ n. Thiế t bị cả m biế n xác đị nh nhữ ng thay đổ i trong dòng giao thông để báo trư ớ c khi xả y ra tắ c 194 nghẽ n hoặ c sự cố , do đó trung tâm điề u khiể n kị p thờ i đư a ra đư ợ c nhữ ng thông báo và lự a chọ n làn và tố c độ . a. Yế u tố chung + Kiể m soát làn Kiể m soát đả tố c, nhằ m hỗ trợ nhữ ng nơ i có sự hư ớ ng (ví dụ như o làn đư ợ c sử dụ ng để thay đổ i năng lự c theo hư ớ ng củ a đư ờ ng cao nhu cầ u giao thông giờ cao điể m. Phư ơ ng pháp này đư ợ c sử dụ ng ở mấ t cân bằ ng rõ rệ t về lư u lư ợ ng giao thông giờ cao điể m giữ a các 70% so vớ i 30%). + Kiể m soát tố c độ khác nhau Kiể m soát tố c độ khác nhau đư ợ c sử dụ ng để giả m tố c độ củ a phư ơ ng tiệ n trên đư ờ ng cao tố c tư ơ ng ứ ng vớ i lư u lư ợ ng tố i đa. Khi nhu cầ u giao thông cao điể m tăng, kiể m soát tố c độ có thể giúp nâng cao tính ổ n đị nh và quy củ củ a giao thông và giả m tầ n suấ t va chạ m đầ u cuố i. Đồ ng thờ i, giớ i hạ n tố c độ thấ p có thể đư ợ c dùng khi có sự cố hoặ c trong tình trạ ng sư ơ ng mù, trờ i mư a hoặ c có tuyế t. b. Công nghệ Nhữ ng công nghệ sau đư ợ c sử dụ ng trong quả n lý làn và tố c độ : + Tín hiệ u trên cao Đây là nhữ ng tín hiệ u trên cao sử dụ ng đồ ng hồ để cho phép hoặ c ngăn cấ m sử dụ ng làn đặ c biệ t trên đư ờ ng cao tố c. Tín hiệ u kiể m soát sử dụ ng làn thư ờ ng đư ợ c sử dụ ng nhấ t trong kiể m soát đả o làn. Nhữ ng ứ ng dụ ng khác gồ m có: giữ các phư ơ ng tiệ n bên ngoài làn cao tố c để thúc đẩ y hợ p nhấ t phư ơ ng tiệ n từ làn dẫ n vào đư ờ ng cao tố c hoặ c các đư ờ ng cao tố c khác, để báo kế t thúc làn ở đị a điể m gầ n cuố i đư ờ ng cao tố c, để báo đóng tạ m thờ i mộ t làn khi có sự cố . Kỹ thuậ t này bao gồ m: sợ i quang hoặ c điố t phát quang (LED), hộ p biể n báo vớ i các thành phầ n hiể n thị (hình mũi tên ch ỉ xuố ng màu xanh, dấ u màu vàng và dấ u màu đỏ ), công tắ c nguồ n, điề u chỉ nh cả m biế n chụ p ả nh để điề u chỉ nh các mứ c độ màu đầ u ra. + Biể n báo giớ i hạ n tố c độ khác nhau Nhữ ng biể n báo này cùng loạ i vớ i kiể m soát làn (như biể n báo trắ ng loạ i cho phép/không cho phép ngư ờ i đi bộ , biể n báo điệ n tử ). + Cử a Cử a điề u khiể n bằ ng thủ y lự c hoặ c bằ ng điệ n (rào chắ n) đư ợ c dùng để kiể m soát phư ơ ng tiệ n vào làn trên đư ờ ng cao tố c khi xả y ra tắ c nghẽ n thư ờ ng xuyên hoặ c không thư ờ ng xuyên. 195 + Biể n thông báo điệ n tử (DMS -Dynamic Message Signs)42 Còn gọ i là Hệ thố ng biể n báo nộ i dung thay dổ i (VMS). Hệ thố ng này cung cấ p các thông tin, tình trạ ng giao thông, diề u kiệ n thờ i tiế t và các yế u t ố ả nh huở ng khác trên đư ờ ng cho lái xe. Biể n báo VMS là mộ t trong nhữ ng biệ n pháp hiệ u quả nhấ t về cung cấ p thông tin trên duờ ng. Do dó, biể n báo VMS sẽ duợ c đặ t trư ớ c các ngõ vào/ra đư ờ ng cao tố c. Biể n thông báo điệ n tử là thiế t bị kiể m soát giao thông đư ợ c dùng để cả nh báo giao thông, quy đị nh, phân làn và quả n lý chung. Chúng đư ợ c thiế t kế để tác độ ng đế n hành vi củ a ngư ờ i điề u khiể n, từ dó cả i thiệ n lư u thông, bằ ng việ c cung cấ p thông tin tứ c thờ i về đư ờ ng cao tố c. DMS là xư ơ ng số ng củ a hệ thố ng thôn g tin ngư ờ i đi đư ờ ng, cả i thiệ n hoạ t độ ng và an toàn trên đư ờ ng. Chúng hiể n thị nhữ ng thông điệ p thông báo cho ngư ờ i điề u khiể n về nhữ ng vấ n đề xả y ra đị nh kỳ và không đị nh kỳ , tình hình môi trư ờ ng và thờ i tiế t khắ c nghiệ t, nhữ ng sự kiệ n đặ c biệ t, ư u tiên trên đư ờ ng cao tố c và làn HOV, nhữ ng đặ c điể m về vậ n hành như các công cụ thu phí, làn dành riêng, phân làn và chuyể n hư ớ ng giao thông, các trạ m cân trọ ng tả i,v.v. DMS bao gồ m 3 loạ i biể n báo vớ i thờ i gian thự c: biể n thông báo tư vấ n, biể n báo hư ớ ng dẫ n và biể n báo sớ m. DMS tư vấ n hiể n thị thông tin thờ i gian thự c về tình trạ ng đư ờ ng cao tố c và tư vấ n cho ngư ờ i điề u khiể n hành độ ng tố i ư u. Chúng thư ờ ng đư ợ c dùng trong quả n lý sự cố và nhữ ng sự kiệ n đặ c biệ t. Nhữ ng biể n báo này đư ợ c đặ t tạ i đư ờ ng cao tố c, trên làn dẫ n vào đư ờ ng cao tố c, và trụ c giao thông chính dẫ n vào đư ờ ng cao tố c. DMS hư ớ ng dẫ n có thể đư ợ c dùng để xác đị nh đư ờ ng thay thế trong quả n lý sự cố . c Mặ dù biể n báo tĩnh thư ờ ng đư ợ c dùng để chuyể n hư ớ ng ngư ờ i điề u khiể n sang đư ờ ng thay thế , DMS đang ngày càng trở nên phổ biế n hơ n và đã đư ợ c dùng để hiể n thị thông báo điệ n tử vớ i nhữ ng hình mũi tên đư ợ c thay đổ i để hư ớ ng dẫ n. DMS sớ m đư ợ c dùng để cả nh báo n gư ờ i điề u khiể n về DMS tư vấ n phía trư ớ c. Trong hầ u hế t các trư ờ ng hợ p, biể n báo sớ m này là biể n báo tĩnh. Tuy nhiên, các loạ i biể n báo điệ n tử đã đư ợ c dùng để hiể n thị thông điệ p đơ n giả n là cả nh báo ngư ờ i điề u khiể n về nhữ ng thông tin phía trư ớ c. Cả 3 loạ i hình biể n báo điệ n tử này đang đư ợ c ứ ng dụ ng hiệ u quả trong quả n lý sự cố . 1. Dạ ng kỹ thuậ t Trụ xoay (RotatingDrum) Trụ xoay là hình thứ c sớ m nhấ t củ a biể n báo điệ n tử . Đây là loạ i biể n có độ tin cậ y cao nhấ t và hiệ u quả nhấ t trong trư ờ ng hợ p hiể n thị thông điệ p có giớ i hạ n. Trụ xoay là mộ t thiế t bị cơ họ c vớ i 1 trụ c xoay quay 3 mặ t để hiệ n thị thông tin, và sử dụ ng nhữ ng miế ng kim loạ i mỏ ng hoặ c nhữ ng ký tự đư ợ c sơ n trên nhôm, gỗ , hoặ c nhự a trong. Lợ i thế : Có nhiề u tên gọ i khác nhau Biể n/bả ng vớ i nộ i dung thay đổ i, Biể n/bả ng báo điệ n tử , Biể n/bả ng thông tin độ ng …như : VMS Variable- (also Changeable-, Electronic-, or Dynamic-) Message Sign, viế t tắ t là VMS, CMS hay DMS. Ở Anh còn gọ i là Matrix S ign. 42 196 - Tố n ít điệ n - biể n báo này chỉ tiêu thụ điệ n k hi thay đổ i tình trạ ng trụ c quay; - Chấ t liệ u đư ợ c sử dụ ng có tính phả n quang cao (giố ng biể n tĩnh) và rấ t dễ q uan; sát trong điề u kiệ n ánh sáng; - Bả o dư ỡ ng ít - thờ i gian trung bình xả y ra hỏ ng hóc dài; - Bấ t kỳ màu sắ c nào cũn g có thể đư ợ c dùng cho biể n báo ; - Hình hoặ c ký tự đư ợ c hiể n thị chính xác. Hạ n chế : - Khi biể n báo xoay, nhữ ng thông điệ p không mong muố n sẽ hi ể n thị trong mộ t thờ i gian ngắ n; - Cầ n có đèn bên ngoài khi tầ m nhìn giả m và khi trờ i tố i; - Số lư ợ ng thông điệ p có thể hiể n thị đư ợ c là có hạ n (th ông thư ờ ng chỉ 4 trụ vớ i 3 thông điệ p 1 trụ ). Bả ng phả n xạ (Reflective Disk Matrix) Hình 4.2.2. Bả ng phả n xạ Bả ng phả n xạ bao gồ m các đĩa nhỏ phả n xạ tiêu chuẩ n phủ huỳ nh quang màu vàng, Chúng phả n xạ ánh sáng từ mộ t số nguồ n bên ngoài như ánh nắ ng mặ t trờ i, đèn pha, hoặ c ánh sáng gắ n kế t từ dư ớ i. Các đĩa này chỉ sử dụ ng năng lư ợ ng khi quay hoặ c lậ t. Thông báo hiể n thị nhờ quay/lậ t các đĩa thông qua các xung ngắ n mộ t chiề u do mộ t bộ vi xử lý điề u khiể n. Lợ i thế : - Sử dụ ng ít nhiên liệ u - chỉ sử dụ ng khi đĩa đư ợ c quay hoặ c lậ t; - Dư ớ i ánh sáng trự c tiế p, độ tư ơ ng phả n rõ hơ n so vớ i biể n báo đư ợ c chiế u sáng; - Các thành phầ n củ a đĩa lớ n, cho phép hiể n thị thông điệ p trên khoả ng rộ ng. Hạ n chế : - Khó đọ c khi mặ t trờ i chiế u phía sau biể n báo, do độ tư ơ ng phả n chữ kém; - Mặ t trờ i và ánh sáng bên ngoài có thể làm cho biể n bị lóa, che mộ t số phầ n củ a chữ ; - Đĩa phả n quang cầ n đư ợ c thay sau 4 năm do chấ t lư u huỳ nh bị phai dầ n. Đèn Nê-ông Biể n báo nê -ông sử dụ ng ố ng dẫ n nê -ông để đị nh hình các ký tự thông báo. Tuy nhiên, kích thư ớ c phầ n hiể n thị hạ n chế số lư ợ ng thông điệ p có thể .Các ố ng dẫ n nêông có thể đư ợ c xế p cạ nh nhau vớ i mỗ i thông điệ p, hoặ c từ ng thông điệ p có thể đư ợ c tách riêng trên mặ t biể n báo. Lợ i thế : 197 - Diệ n tích bề mặ t hiể n thị đư ợ c mở rộ ng, cho phép hiể n thị nhiề u thông điệ p hơ n; - Không cầ n tớ i 2 đư ờ ng ố n g dẫ n nê -ông cho mỗ i thông điệ p; - Chữ bằ ng đèn nê-ông màu đỏ dễ quan sát dư ớ i mọ i điề u kiệ n thờ i tiế t. Hạ n chế : - Số lư ợ ng thông điệ p lớ n đòi hỏ i nhiề u lớ p ố ng; - Đèn nê-ông màu xanh lá khó quan sát hơ n khi sử dụ ng trên đư ờ ng cao tố c; - Biể n báo nê -ông không tích hợ p điề u chỉ nh độ mờ ánh sáng và mỗ i lầ n sử dụ ng đề u phả i tùy chỉ nh. Bả ng bóng đèn sợ i đố t (Bulb Matrix (Incandescent) Bả ng thông báo đư ợ c tạ o thành từ bóng đèn sợ i đố t. Trạ ng thái tắ t và bậ t củ a chúng đư ợ c sử dụ ng để tạ o thành các ký tự hoặ c đồ họ a. Lợ i thế : - Rấ t hiệ u quả trong việ c gây chú ý vớ i ngư ờ i đi đư ờ ng; - Rấ t dễ quan sát trong mọ i điề u kiệ n án h sáng, trừ ánh sáng trự c tiế p; - Vố n đầ u tư thấ p Hạ n chế : - Tiêu thụ điệ n lớ n; - Chi phí bả o dư ỡ ng cao - cầ n thay thế bóng đèn luôn ; - Thờ i gian trung bình giữ a các lầ n hỏ ng hóc ngắ n, do điệ n trở cao bên trong và cầ n đư ợ c điề u khiể n điệ n tử ; - Dư ớ i ánh sáng trự c tiế p, bóng đèn có xu hư ớ ng bị hư hỏ ng dầ n. 2. Các kỹ thuậ t khác - Cụ m đèn LED (Đi-ố t phát quang Light-Emitting Diode - LED); Bả ng sợ i quang (lư ớ i cố đị nh) (Fiber -Optic Matrix (Fixed-Grid); Bả ng sợ i quang vớ i công tắ c nguồ n ; Biể n báo trắ ng; Bả ng kế t hợ p Cáp quang /Đĩa phả n xạ ; Kế t hợ p đèn LED / Đĩa phả n xạ (công nghệ biể n bá o mớ i nhấ t). + Rào chắ n di chuyể n Đư ợ c lắ p đặ t rào chắ n tạ m thờ i để chuyể n phư ơ ng tiệ n sang mộ t làn riêng trên đư ờ ng cao tố c. 4.2.4. Quả n lý và xử lý các sự cố giao thông 4.2.4.1. Tổ ng quan Mộ t "sự cố " đư ợ c đị nh nghĩa là bấ t kỳ sự việ c không đị nh kỳ là nguyên nhân gây giả m nhu cầ u năng lự c thông hành củ a đư ờ ng. Sự việ c này có thể tai nạ n giao thông, đổ vỡ hàng hóa trong quá trình vậ n chuyể n và cầ n có sự đáp ứ ng kị p thờ i. Thông thư ờ ng có thể có nhữ ng sự cố như nêu trong Hộ p 4.2 .1. Đặ c trư ng củ a “sự cố ” là xả y ra bấ t ngờ , không biế t trư ớ c và dễ để lạ i hậ u quả không mong muố n. 198 Khác vớ i sự cố , “sự kiệ n” giao thông là mộ t hoạ t độ ng hay mộ t loạ t các hoạ t độ ng có chủ đích xả y ra trong mộ t thờ i gian theo lị ch trình và đị a điể m đị nh trư ớ c. Đó có thể là sự kiệ n thể thao, hoà nhạ c, lễ hộ i, các cuộ c đua xe đạ p, thể thao, các trò chơ i, cuộ c biể u diễ n xe máy, lễ hộ i theo mùa, và lễ kỷ niệ m cộ t mố c quan trọ ng. Sự kiệ n trên đư ờ ng cao tố c có thể làm tăng hoặ c làm gián đoạ n sự lư u thông bình thư ờ ng củ a các phư ơ ng tiệ n giao thông trên đư ờ ng cao tố c. Hộ p 4.2.1. Các dạ ng sự cố 1. Sự cố thiế t bị . Bao gồ m các sự cố do hư hỏ ng. mấ t cắ p các thiế t bị điề u khiể n giám sát giao thông như thiế t bị thuộ c hệ thố ng CCTV, thiế t bị quan trắ c thờ i tiế t, thiế t bị phát sóng radio, hệ thố ng biể n VMS, hư hỏ ng máy phát điệ n, hệ thố ng thu phí. 2 Sự cố do phư ơ ng tiệ n giao thông gây ra - Dòng giao thông lớ n có thể gây tắ c nghẽ n; - Tắ c nghẽ n hoặ c dừ ng giao thô ng; - Xe tự hỏ ng, xe tự gây tai nạ n không ả nh hư ở ng đế n xe khác như ng gây tắ c nghẽ n dừ ng giao thông; - Các xe gây tai nạ n giao thông, gây tắ c nghẽ n, dừ ng giao thông như ng không cháy, không thư ơ ng vong; - Các xe gây tai nạ n giao thông nghiêm trọ ng, có thư ơ ng vong, có tràn nhiên liệ u , có khả năng gây cháy; - Xe tự cháy ít khói và tỏ a nhiệ t thấ p, khói, lử u có thể lan tỏ a, dòng giao thông tạ i thờ i điể m không thông thoáng, thờ i gian tắ c nghẽ n giao thông ngắ n, có thể có mộ t số ngư ờ i bị mắ c kẹ t và bị thư ơ ng; - Tai nạ n giao thông va đậ p m ạ nh và có cháy lớ n, sinh nhiề u khói, tỏ a nhiệ t cao dòng giao thông tắ c nghẽ n, thờ i gian tắ c nghẽ n kéo dài, nhiề u ngư ờ i mắ c kẹ t và bị thư ơ ng. Ngăn chặ n đoạ n đư ờ ng để điề u tra, kiể m tra sử a chữ a; - Sự cố giao thông nghiêm trọ ng có cháy lớ n và có liên quan đ ế n xe chở hàng dễ cháy, nhiề u ngư ờ i mắ c kẹ t có thư ơ ng vong. Giao thông tắ c nghẽ n nghiêm trọ ng, thờ i gian tắ c nghẽ n kéo dài do phả i chặ n đư ờ ng sư lý điề u tra, kiể m tra, sử a chữ a; - Sự cố giao thông đặ c biệ t nghiêm trọ ng có cháy rấ t lớ n, có khả năng gây chá y nổ , nhiề u ngư ờ i c mắ kẹ t có thư ơ ng vong. Giao thông tắ c nghẽ n hoàn toàn, thờ i gian tắ c nghẽ n kéo dài do phả i chặ n đư ờ ng sư lý điề u tra, kiể m tra, sử a chữ a; 3 Sự cố do mấ t điệ n kéo dài Là sự cố mấ t điệ n lư ớ i kéo dài trong nhiề u ngày ả nh hư ở ng đế n sự vậ n hành các thiế t bị điề u khiể n, giám sát giao thông, chiế u sáng, hoạ t độ ng thu phí. Quy trình quả n lý sự cố gồ m: - Phát hiệ n có sự cố và xác đị nh thông tin về sự cố (sự cố gì, vị trí chính xác nơ i có sự cố , quy mô…); - Giả i quyế t sự cố . Các cơ quan quả n lý sẽ quy đị nh phư ơ ng án xử lý từ ng loạ i sự cố . Thông tin về sự cố giao thông cũng như các yế u tố ả nh hư ở ng tớ i giao thông sẽ đư ợ c hệ thố ng ITS chuyể n tớ i ngư ờ i tham gia giao thông từ Trung tâm điề u 199 hành giao thông đư ờ ng cao tố c khu vự c bằ ng cácbiể n báo vớ i nộ i dung độ ng VMS. Việ c phát hiệ n sự cố và các thông tin liên quan thông thư ờ ng đư ợ c thự c hiệ n bằ ng cách: - Quan sát (bằ ng mắ t) trên màn hình CCTV tạ i Phòng/Trạ m/Trung tâm Điề u hành43; - Sử dụ ng thiế t bị dò (detector). 4.2.4.2. Thiế t bị dò (detector) Hệ thố ng dò điệ n tử trên đư ờ ng cao tố c cung cấ p thông tin giao thông tứ c thờ i về nhiề u mặ t: sự cố , lư u lư ợ ng, tố c độ , và độ bao phủ củ a mỗ i làn trên đư ờ ng cao tố c. Tắ c nghẽ n đư ợ c xác đị nh bằ ng các thuậ t toán sử dụ ng dữ liệ u từ máy dò liên tụ c. Vớ i thông tin chính xác, các cơ quan quả n lý giao thông có thể triể n khai các chiế n lư ợ c quả n lý, dò và điề u khiể n giao thông khi có sự cố , và kích hoạ t hệ thố ng thông tin cho ngư ờ i điề u khiể n để nâng cao chấ t lư ợ ng hoạ t độ ng củ a mạ ng lư ớ i giao thông. a. Lắ p đặ t hệ thố ng thiế t bị dò Hệ thố ng liên lạ c kế t nố i phòng điề u khiể n trung tâm vớ i hệ thố ng dò, máy quay (thiế t bị CCTV, phân tích video, etc. ) và các máy điề u khiể n thay đổ i bả ng tín hiệ u điệ n tử là cầ n thiế t cho sự hoạ t độ ng tố i ư u củ a hệ thố ng dò và kiể m soát. b. Tổ ng quan về kỹ thuậ t + Máy dò phư ơ ng tiệ n Hệ thố ng dò phư ơ ng tiệ n dự đoán sự suy giả m bấ t ngờ trong năng lự c củ a đư ờ ng cao tố c và cho phép đư a ra nhữ ng quy trình phù hợ p để đả m bả o năng lự c tố i đa củ a đư ờ ng. Máy dò có vòng cả m ứ ng đư ợ c sử dụ ng rộ ng rãi nhấ t hiệ n nay. + Trạ m điệ n thoạ i Trạ m điệ n thoạ i thư ờ ng đư ợ c đặ t dọ c đư ờ ng cao tố c để cung cấ p cho ngư ờ i đi đư ờ ng mộ t phư ơ ng tiệ n liên lạ c khi cầ n trợ giúp. Chúng cũng đư ợ c dùng khi có sự cố , để thông báo cho cơ quan vậ n hành về sự cố và tính chấ t sự cố . Trạ m điệ n thoạ i đã trở thành phư ơ ng tiệ n đa mụ c đích không chỉ cứ u trợ cho ngư ờ i đi đư ờ ng mà còn thu thậ p và truyề n dữ liệ u giao thông, thờ i tiế t và môi trư ờ ng. Nhữ ng chứ c năng khác gồ m có: đàm thoạ i 2 chiề u; truyề n và nhậ n dữ liệ u điệ n tử ; thăm dò và xử lý thông tin giao thông tứ c thờ i. + Thăm dò thờ i tiế t và m ôi trư ờ ng Nhữ ng hệ thố ng này bao gồ m: - Cả m biế n bề mặ t mà kiể m soát nhiệ t độ lề đư ờ ng và điề u kiệ n mặ t đư ờ ng, bao gồ m cả lư ợ ng nư ớ c; 43 CCTV: Xem mụ c 4.2 200 - Cả m biế n điề u kiệ n không khí mà kiể m soát nhiệ t độ không khí, điể m sư ơ ng, độ ẩ m có liên quan, lư ợ ng mư a, hư ớ ng gió và tố c độ gió; - Điề u khiể n các thiế t bị xử lý mà thu thậ p và truyề n dữ liệ u bề mặ t và không khí từ máy cả m biế n tớ i thiế t bị xử lý trung tâm; - Thiế t bị xử lý trung tâm mà xử lý tấ t cả các dữ liệ u v ề trình chiế u đồ họ a và truyề n dữ liệ u đế n đầ u điề u khiể n. + Máy cả m biế n phư ơ ng tiệ n cao quá khổ Nhữ ng thiế t bị cả m biế n này dò tìm sự có mặ t củ a các phư ơ ng tiệ n cao quá khổ để tránh gây thiệ t hạ i cho phư ơ ng tiệ n và kế t cấ u đư ờ ng cao tố c. Hệ thố ng cả m b iế n và cả nh báo này sử dụ ng đèn hồ ng ngoạ i, vớ i máy phát đặ t tạ i mộ t bên đư ờ ng cao tố c và máy thu đặ t phía bên kia đư ờ ng. Khi dò đư ợ c mộ t phư ơ ng tiệ n cao quá khổ , ngư ờ i điề u khiể n sẽ đư ợ c cả nh báo bằ ng hệ thố ng các chuông cả nh báo và đèn nháy. + Hệ thố ng tự độ ng cả nh báo xe tả i Lậ t xe tả i trên nút giao cắ t đư ờ ng cao tố c là mộ t vấ n đề gây mấ t an toàn nghiêm ọ ng. Nhiề u xe tả i lớ n bị lậ t khi lái xe đang cố gắ ng vư ợ t qua khúc cua tạ i nhữ ng làn tr dẫ n cua. Nhữ ng vụ lậ t này gây ra gián đoạ n giao thông nghiêm trọ ng, và mứ c độ nghiêm trọ ng sẽ tăng lên nhiề u lầ n tùy thuộ c vào mặ t hàng mà xe tả i đó vậ n chuyể n. Về cơ bả n, mộ t hệ thố ng cả nh báo xe tả i phả i thự c hiệ n đư ợ c 3 chứ c năng chính sau: thu thậ p dữ liệ u về phư ơ ng tiệ n và đư ờ ng cao tố c, xác đị nh rủ i ro lậ t xe, và vậ n hành thiế t bị cả nh báo ngư ờ i lái xe tả i về nguy cơ vớ i thờ i gian đủ để đư a ra hành độ ng đúng đắ n. c. Thiế t bị kỹ thuậ t dò Thiế t bị cho ngư ờ i điề u khiể n phư ơ ng tiệ n: Các kỹ thuậ t cho ngư ờ i điề u khiể n phư ơ ng tiệ n đư ợ c miêu tả phía dư ớ i đây. + Hệ thố ng Cả m biế n cả nh báo trên đư ờ ng. Hệ thố ng cả m biế n cả nh báo trên đư ờ ng sử dụ ng bộ phậ n cả m biế n đư ợ c đặ t trên hoặ c dọ c theo đư ờ ng ngay phía trư ớ c 1 làn dẫ n phụ nguy hiể m. Cả m biế n này sẽ dò xe tả i và đo các đặ c tính củ a phư ơ ng tiệ n. Dự a trên nhữ ng thông số đo đư ợ c và nhu cầ u gia tố c ngang đã biế t củ a đư ờ ng phụ phía trư ớ c, bộ xử lý trung tâm (CPU) bên đư ờ ng dự tính nguy cơ lậ t xe đố i vớ i phư ơ ng tiệ n đó. Nế u nguy cơ dự tính đó vư ợ t quá ngư ỡ ng do cơ quan có thẩ m quyề n quy đị nh, CPU sẽ kích hoạ t đèn nháy hoặ c thiế t bị báo độ ng khác để cả nh báo ngư ờ i lái xe tả i về nguy cơ lậ t xe. Các thiế t bị cả m biế n khác nhau (như áp điệ n, vòng cả m ứ ng, hình ả nh quang họ c, hình ả nh video) đư ợ c dùng để đo trọ ng tả i, vậ n tố c, và chiề u cao củ a xe tả i khi xe tiế n vào làn dẫ n phụ . Cả m biế n chiề u cao quá khổ (xem ở trên) đư ợ c dùng để xác đị nh liệ u chiề u cao củ a xe tả i có vư ợ t quá chiề u cao quy đị nh hay không. Trọ ng tả i củ a xe tả i thư ờ ng đư ợ c tính bằ ng hệ thố ng cân tả i trọ ng xe khi xe đang chuyể n độ ng (WIM). 201 Các hệ thố ng này sử dụ ng tổ ng hợ p vòng cả m ứ ng và các cả m ứ ng áp lự c. Cầ n có mộ t máy điề u khiể n để chấ p nhậ n các dữ liệ u điệ n tử đầ u vào từ các thiế t bị cả m ứ ng, xử lý thông tin, và gử i tín hiệ u để kích hoạ t các thiế t bị cả nh báo. + Hệ thố ng cả m biế n cả nh báo trên xe Hệ thố ng cả m bi ế n cả nh báo trên xe đo hành vi chạ y thự c tế củ a xe tả i dư ớ i gia tố c ngang và cả nh báo ngư ờ i lái xe về nguy cơ lậ t xe thông qua tín hiệ u trên xe. Hệ thố ng này gồ m thiế t bị đư ợ c lắ p đặ t cả trên xe và trên đư ờ ng. Các thành phầ n củ a hệ thố ng gồ m có: - Bộ đáp phát: Truyề n thông tin về đặ c tính làn dẫ n như phạ m vi đư ờ ng dẫ n, độ siêu cao, v.v. - Ăng-ten bên đư ờ ng: Phát thông tin từ bộ đáp phát bên đư ờ ng đế n xe tả i; - Cả m biế n bên đư ờ ng: Cả m biế n xe tả i và tố c độ , tả i trọ ng và kích hoạ t bộ đáp phát khi xe tả i tiế n đế n làn dẫ n; - Thiế t bị đọ c điệ n tử trên xe: Nhậ n và đọ c thô ng tin làn dẫ n do ăng-ten phát; - Máy tính trên xe: Xử lý tấ t cả các thông tin đầ u vào do ngư ờ i lái cung cấ p (như phư ơ ng tiệ n, hàng hóa, loạ i hàng hóa, chiề u cao phư ơ ng tiệ n), và thông tin đư ờ ng, và kích hoạ t mộ t thiế t bị cả nh báo trên xe nế u ngư ỡ ng nguy cơ lậ t xe bị vư ợ t quá; Có nhiề u kỹ thuậ t để tổ ng hợ p thông tin giao thông, từ vòng cả m ứ ng, hình thứ c thông dụ ng nhấ t đế n xử lý hình ả nh video, kỹ thuậ t mớ i nhấ t và nhiề u hứ a hẹ n nhấ t. d. Thiế t bị phát hiệ n thông tin trên đư ờ ng Có 7 nhóm thiế t bị dò thông tin như vậ y, trong đó có ba nhóm có thể phát hiệ n sự cố . Bả ng sau đây nêu phạ m vi ứ ng dụ ng củ a 7 nhóm thiế t bị dò. Bả ng 4.2.1. Phạ m vi ứ ng dụ ng củ a 7 nhóm thiế t bị dò Ứ ng dụ ng Vòng cả m ứ ng Phát hiệ n sự cố x Điề u kiệ n giao thông x Sự kiệ n đặ c biệ t x Giám sát x Phân loạ i xe x Tín hiệ u vào làn x Từ kế Radar Vi sóng Tia hồ ng ngoạ i (chủ độ ng) Tia hồ ng ngoạ i (bị độ ng) Âm Siêu âm x x x Xử lý ả nh video x x x x x x x x x x x x x x x x x x x 202 4.2.5. Quả n lý và xử lý các tình huố ng khẩ n cấ p Đây là mộ t trong 16 lĩnh vự c ITS chính 44. Mộ t cách đầ y đủ nhấ t, theo Kiế n trúc ngư ờ i dùng (hình tổ ng thể ITS Hoa Kỳ , lĩnh vự c này gồ m ba nhóm vớ i 11 dị ch vụụ ng dư ớ i). Qu n lý và x lý các tình hu ng kh n c p V n chuy n hàng hóa nguy hi m D ch v c p c u y t X lý và ph c h i Theo dõi Thông báo yêu c u c pc u Phát hi n C p c u y t t xa Xác th c ng H th ng báo s m ng T ch c x lý Tín hi u u tiên cho xe c p c u i lái L p l trình Qu n lý vi c s tán Thông tin tình hu ng kh n c p cho ng dân i hóm dị ch vụ và dị ch vụ ngư ờ i dùng “Quảả n lý và xử lý các tình Hình 4.2.3. Các nhóm huố ng khẩ n cấ p” đây cùng vớ i “Dị ch vụ cấ p cứ u y tế ”, lĩnh vự c này còn bao Điề u đáng lư u ý là ở đây, gồ m cả “Vậ n chuyể n hàng hóa nguy hiể m” (chấ t dễ cháy, nổ chẳ ng hạ n). Vớ i điề u êu cầ u cấ p cứ u”, “Ư u kiệ n hiệ n nay ở Việ t Nam,, có lẽ hai dị ch vụ sau: “Thông báo yêu tiên xe cấ p cứ u” là cầ n thiế t nhấ t vvà phả i đư ợ c đáp ứ ng. a. Thông báo yêu cầ u cấấ p cứ u khẩ n cấ p tự độ ng Có thể thự c hiệ n bằ ng cách gọ i điệ n thoạ i về Tổ ng đài. Ngoai ra có thể cài đặ t h ệ thố ng Thông báo khẩ n cấ p tự độ ng. Theo hệ thố ng này, mộ t chiế c xe liên quan đế n mộ t tình huố ng khẩ n cấ p sẽ tự độ ng truyề n mộ t thông báo khẩ n cấ p tớ i trung tâm điề u phố i liên quan và các trạ m cấ p cứ u, và do đó rấ t nhiề u rút ngắ n thờ i gian công nhậ n , đị nh vị , và xử lý mộ t thả m họ a hoặ c tai nạ n. b. Ư u tiên xe cấ p cứ u Dị ch vụ này nhằ m tạ o điề u kiệ n vậ n chuyể n nhanh chóng, an toàn củ a xe cấ p cứ u nh hình giao thông và và xe hoạ t độ ng cứ u trợ . Hệ thố ng này thu thậ p thông tin về tình thông báo cho các tổ điề u kiệ n đư ờ ng xá trên cơ s ở thờ i gian thự c, và nhanh chóng thôn chứ c có liên quan và hư ớ ng dẫ n xe cấ p cứ u và sử a chữ a đế n hiệ n trư ờ ng hợ p có thả m họ a hoặ c tai nạ n. 44 Xem chư ơ ng 1. 203 4.2.6. Hệ thố ng thông tin cho ngư ờ i lái xe 4.2.6.1. Radio tư vấ n trên đư ờ ng cao tố c (HAR) yế dụ dự HAR có mụ c đ ích cung cấ p thêm thông tin giao thông cụ thể tạ i nhữ ng điể m trọ ng u kị p thờ i hơ n thông qua các bả n tin giao thông thư ơ ng mạ i truyề n thố ng. HAR sử ng thông điệ p tạ i chỗ , nhữ ng đoạ n băng đư ợ c ghi âm trư ớ c, hoặ c thông tin tổ ng hợ p, a trên thông tin từ Cơ sở Dữ liệ u Ngư ờ i đi đư ờ ng (TID). a. Tổ ng quan chung Có 2 dạ ng hệ thố ng HAR: Hệ thố ng Ăng-ten cộ t kéo dây và Hệ thố ng Ăng -ten cáp cả m ứ ng. + Hệ thố ng Ăng-ten cộ t Hệ thố ng Ăng-ten cộ t sử dụ ng nhiề u ăng-ten riêng lẻ hoặ c mộ t chuỗ i các ăng-ten đư ợ c kế t nố i bằ ng điệ n vớ i nhau để truyề n thông tin. Tín hiệ u đư ợ c phát ra từ ăng -ten theo các hư ớ ng, tạ o nên mạ ng truyề n khép kín. Hệ thố ng ăng -ten cộ t nhỏ , dễ lắ p đặ t, và có thể đư ợ c lắ p đặ t cách đư ờ ng vài trăm mét. Chúng cũng tiế t kiệ m chi phí mua và lắ p đặ t hơ n hệ thố ng cáp cả m ứ ng. Tuy nhiên, hệ thố ng này dễ bị hư hỏ ng do thờ i tiế t, sự cố và do phá hoạ i. Hệ thố ng đòi hỏ i thiế t bị đặ c biệ t để đả m bả o tín hiệ u ổ n đị nh, đáng tin cậ y và dễ dàng dò tìm. Đồ ng thờ i, do thông tin đư ợ c phát theo khu vự c khép kín, tín hiệ u có thể ả nh hư ở ng đế n các khu vự c sóng củ a cùng đư ờ ng cao tố c hoặ c đư ờ ng kề cậ n. + Hệ thố ng Ăng-ten cáp cả m ứ ng Hệ thố ng Ăng-ten cáp cả m ứ ng sử dụ ng cáp đư ợ c lắ p đặ t dư ớ i lề đư ờ ng hoặ c sát đư ờ ng. Loạ i ăng-ten này phát tín hiệ u mạ nh như ng đư ợ c khu vự c hóa c ao vớ i khoả ng cách ngắ n (200 đế n 400 mét) tính từ cáp. Tín hiệ u đủ mạ nh để phủ sóng toàn bộ nhiề u làn đư ờ ng mà không gây ả nh hư ở ng đế n các hệ thố ng HAR khác. Đồ ng thờ i, vớ i hệ thố ng này, thông điệ p đư ợ c cụ thể hóa theo từ ng hư ớ ng giao thông. Thông tin đư ợ c ngư ờ i đi đư ờ ng nhậ n trong phạ m vi củ a cáp. Do đó, ả nh hư ở ng đế n các hệ thố ng phát thanh khác đư ợ c giả m thiể u. Do cáp phả i phủ đư ợ c toàn bộ chiề u dài củ a phạ m vi phát sóng mong muố n, hệ thố ng cáp cả m ứ ng có chi phí cao hơ n khi mua, lắ p đặ t và bả o dư ỡ ng. Ngoài ra, hệ thố ng này cũng không dễ lắ p đặ t, đặ c biệ t ở nhữ ng khu vự c đang xây dự ng hoặ c các khu vự c sẵ n có, và khi đã lắ p đặ t thì không thể di chuyể n từ đị a điể m này sang đị a điể m khác. 4.2.6.2. Truyề n dẫ n tin Hệ thố ng quả n lý và kiể m soát đư ờ ng cao tố c đư ợ c tạ o thành từ nhiề u yế u tố khác nhau: nhữ ng yế u tố tạ i thự c đị a như bộ điề u khiể n tín hiệ u, đèn tín hiệ u làn dẫ n, sơ đồ hiệ n trư ờ ng và các biể n báo thay đổ i đư ợ c; phầ n cứ ng gi ám sát như máy dò và camera TV; thiế t bị trung tâm như máy tính, thiế t bị ngo ạ i vi và giám sát TV; và nhân tố con ngư ờ i, ngư ờ i vậ n hành và bả o trì. Các yế u tố cầ n có sự trao đổ i thông tin vớ i nhau. Hơ n nữ a, cầ n có hệ thố ng trao đổ i để truyề n đạ t thông tin giữ a thiế t bị tạ i thự c đị a và 204 trung tâm điề u khiể n. Thông tin này có thể ở dư ớ i dạ ng hình ả nh video, tin nhắ n thoạ i, và dữ liệ u điề u khiể n và kiể m soát (dữ liệ u tố c độ thấ p). a. Tổ ng quan + Truyề n dẫ n Truyề n dữ liệ u và giọ ng nói: Kỹ thuậ t truyề n dữ liệ u và giọ ng nói hầ u hế t là kỹ thuậ t số và phầ n lớ n dự a vào tiêu chuẩ n hệ thố ng T-Carrier và Mạ ng lư ớ i đồ ng bộ thông tin quang (SONET) ở cả mạ ng lư ớ i công và tư . Điề u này nói chung cho phép lắ p thêm thiế t bị thứ 2 củ a cùng nhà sả n xuấ t vào thự c đị a mà không cầ n tái tạ o cấ u hình phầ n cứ ng. Truyề n tả i video: Truyề n tả i video tố t nhấ t là thông qua kỹ thuậ t băng thông rộ ng tậ n dụ ng tầ n số vi sóng, cáp đồ ng trụ c và truyề n thông quang họ c (cáp quang). Nhữ ng tiế n bộ như mạ ch ghép kênh (cung cấ p đế n 36 hình ả nh video qua 1 sợ i đơ n) và thiế t bị truyề n cáp quang cho phép dữ liệ u quả n lý video tín hiệ u tư ơ ng tự và camera kỹ thuậ t số đư ợ c truyề n tả i trên cùng 1 sợ i. + Thiế t kế Thiế t kế mạ ng lư ớ i liên lạ c xác đị nh loạ i thiế t bị sẽ đư ợ c sử dụ ng trong hệ thố ng. Nói chung, tiế p cậ n về thiế t kế củ a hệ thố ng truyề n tin chia làm 2 trư ờ ng phái. Mộ t trư ờ ng phái ủ ng hộ nhữ ng hệ thố ng đòi hỏ i truyề n tả i tin tứ c thờ i và đáng tin cậ y. Trư ờ ng phái còn lạ i thì không. Nhu cầ u truyề n tin tứ c thờ i và đáng tin cậ y do vậ y, trở thành quyế t đị nh đơ n lẻ quan trọ ng nhấ t trong lự a chọ n thiế t kế truyề n tả i. + Độ tin cậ y và độ thừ a Nhiề u hệ thố ng liên lạ c nâng cao độ tin cậ y bằ ng việ c cung cấ p các yế u tố thừ a. Yế u tố thừ a phổ biế n nhấ t thư ờ ng gặ p là vòng tự sử a, đư ợ c dùng cho hệ thố ng cáp quang sử dụ ng tiêu chuẩ n SONET. Trong vòng tự sử a, tín hiệ u đư ợ c truyề n ngay lậ p tứ c theo chiề u kim đồ ng hồ hoặ c ngư ợ c chiề u quanh vòng củ a từ ng trụ c. Mỗ i trụ c vì vậ y đư ợ c liên kế t vớ i nhữ ng trụ c khác theo 2 cách. Nế u cáp bị đứ t giữ a 2 trụ c thì vẫ n có thể tiế p cậ n tấ t cả các trụ c theo 1 hư ớ ng hoặ c hư ớ ng khác củ a vòng. Thiế t bị trong hệ thố ng SONET đư ợ c thiế t kế để tự độ ng chuyể n hư ớ ng để khắ c phụ c lỗ i. + Kỹ thuậ t lự a chọ n Hệ thố ng liên lạ c rấ t phứ c tạ p, như ng kiế n thứ c về kiế n trúc và các kỹ thuậ t có thể ả nh hư ở ng lớ n tớ i chi phí củ a mộ t hệ thố ng. Khoả ng 2/3 chi phí thi công củ a hầ u hế t các hệ thố ng quả n lý giao thông đư ợ c dùng cho hệ thố ng liên lạ c. Bư ớ c đầ u tiên là xác đị nh các yêu cầ u. 2 câu hỏ i quan trọ ng gồ m: - Hệ thố ng có cầ n truyề n tả i đư ợ c hình ả nh video không? - Hệ thố ng có đòi hỏ i bắ t buộ c liên lạ c quả n lý tứ c thờ i không? Nế u hệ thố ng sẽ truyề n tả i hình ả nh video, cầ n trả lờ i mộ t số câu hỏ i thêm sau đây: - Video sẽ đư ợ c truyề n qua dị ch vụ cho thuê? - Yêu cầ u chấ t lư ợ ng hình ả nh là gì? 205 - Khả năng bả o trì củ a cơ quan như thế nào? Nế u bắ t buộ c phả i dùng dị ch vụ cho thuê, có l ẽ video kỹ thuậ t số là sự lự a chọ n duy nhấ t. Nế u không, yêu cầ u chấ t lư ợ ng hình ả nh càng cao thì tỷ lệ chi phí trên hiệ u quả càng lớ n. Nế u khả năng bả o trì hạ n chế thì nên sử dụ ng thiế t bị tín hiệ u tư ơ ng tự đơ n giả n. Nế u hệ thố ng không đòi hỏ i bắ t buộ c l iên lạ c tứ c thờ i (xem phầ n thả o luậ n về thiế t kế hệ thố ng tạ i Chư ơ ng 3), độ tin cậ y củ a truyề n thông có thể bị giả m đáng kể và truyề n thông không dây có thể đư ợ c cân nhắ c. Đồ ng thờ i, nhữ ng hệ thố ng không đòi hỏ i kiể m soát tứ c thờ i có thể tậ n dụ ng lợ i thế về tính linh độ ng và khả năng tư ơ ng tác cao củ a mạ ng lư ớ i kênh dùng chung không xác đị nh sử dụ ng kỹ thuậ t đả o gói. Nhữ ng hệ thố ng này đã sẵ n có cho tấ t cả các hình thứ c truyề n thông liên lạ c. Nế u hệ thố ng không đòi hỏ i bắ t buộ c liên lạ c tứ c thờ i, việ c lự a chọ n sẽ không dễ dàng. Hệ thố ng kênh dùng chung vẫ n có thể khả thi, mặ c dù hệ thố ng sẽ phả i áp dụ ng nhữ ng quy tắ c cầ n thiế t cho thông điệ p liên lạ c để đả m bả o hiệ u quả mong muố n. Nói chung, nhữ ng hệ thố ng đòi hỏ i kiể m soát tứ c thờ i cầ n dự a vào kênh riêng h oặ c hệ thố ng đả o khép kín. b. Khía cạ nh kỹ thuậ t + Cáp xoắ n đôi Cáp xoắ n đôi đư ợ c xoắ n cách điệ n bằ ng dây đồ ng thành từ ng cặ p, và kế t hợ p thành mộ t dây cáp có bả o vệ . Cáp xoắ n đôi thuộ c sở hữ u củ a hãng đư ợ c sử dụ ng rộ ng rãi trong truyề n tả i dữ liệ u điề u khiể n giao thông tố c độ thấ p (ví dụ , giữ a trung tâm và các yế u tố tạ i thự c đị a), vớ i mạ ng lư ớ i có cấ u hình khoả ng từ 8 và 16 drop trên mỗ i kênh hai cặ p dây (4 dây). Có thể truyề n video trên cáp xoắ n đôi như ng cầ n có thiế t bị lặ p lạ i mỗ i 6-7km, tùy thuộ c và o khoả ng cách dây. Tố c độ dữ liệ u điể n hình là 1.200 bps. Giọ ng nói có thể đư ợ c truyề n trên mộ t cáp xoắ n đôi duy nhấ t. Băng thông từ 300 Hz đế n 3.000 Hz. Việ c lắ p đặ t cáp xoắ n đôi có thể đư ợ c thự c hiệ n bằ ng hình thứ c: đặ t ngầ m trong ố ng dẫ n, chôn trự c tiế p dư ớ i đấ t, lắ p trên không sử dụ ng cộ t điệ n hiệ n có hoặ c cộ t mớ i. Chọ n sử dụ ng phư ơ ng thứ c nào sẽ ả nh hư ở ng lớ n đế n giá. + Cáp đồ ng trụ c Cáp đồ ng trụ c bao gồ m mộ t dây dẫ n trung tâm đư ợ c bao quanh bở i chấ t điệ n môi (chấ t cách điệ n) và đư ợ c đặ t trong mộ t lớ p bả o vệ dẫ n điệ n nố i đấ t bên ngoài. Dây dẫ n trung tâm thư ờ ng là nhôm mạ đồ ng; điệ n môi có thể là mộ t chấ t rắ n (bọ t polyethylene) hoặ c khí và lá chắ n dẫ n điệ n bên ngoài thư ờ ng là nhôm và có thể đư ợ c bệ n kim loạ i, kim loạ i bán cứ ng lư ợ n sóng, hoặ c mộ t ố ng k im loạ i cứ ng. Ngoài ra còn có mộ t lớ p bọ c bên ngoài gồ m phân tử polyethylene mậ t độ thấ p, trọ ng lư ợ ng cao. Cách thi công này làm giả m đáng kể ả nh hư ở ng củ a nhiễ u sóng bên ngoài, đặ c biệ t là ở tầ n số cao hơ n. Băng thông rấ t lớ n (5MHz đế n 550MHz) có thể đư ợ c truyề n qua cáp đồ ng trụ c.Băng thông này có thể đư ợ c chia nhỏ để xử lý hơ n 40 kênh trên mộ t cáp, vớ i năng lự c bổ sung để xử lý ghép kênh dữ liệ u. Cáp đồ ng trụ c đặ c biệ t linh hoạ t, nhiề u tố c độ 206 dữ liệ u khác nhau có thể đư ợ c cáp đồ ng trụ c hỗ trợ (từ 1200bps đế n 10Mbps). Cáp này cũng có thể hỗ trợ chia sẻ việ c sử dụ ng trong các hệ thố ng tích hợ p . + Các kỹ thuậ t khác Điệ n thoạ i cho thuê Cáp quang Vi sóng Vệ tinh Quang hồ ng ngoạ i Đài phát thanh Đài phát thanh di độ ng (kỹ thuậ t để tái sử dụ ng tầ n số trong mộ t hệ thố ng thông tin vô tuyế n lớ n) - Đài phát thanh phổ rộ ng - 4.2.6.3. Thông tin giao thông cho ngư ờ i đi đư ờ ng thông qua DMS Đã đề cậ p ở mụ c 4.2 ở trên. 4.2.6.4. Hệ thố ng đị nh vị trên xe Hệ thố ng đị nh vị kế t hợ p công nghệ tiên tiế n Hệ thố ng Đị nh vị Toàn cầ u (GPS) để điề u hư ớ ng chính xác, bả n đồ chi tiế t di chuyể n kỹ thuậ t số có thể theo dõi sự di chuyể n củ a xe gầ n như ngay lậ p tứ c, và thư mụ c nhữ ng trang vàng ngay lậ p tứ c chấ p nhậ n thông tin du lị ch về các nhà hàng, khách sạ n, khu vui chơ i giả i trí, và mua sắ m. Máy thu GPS tích hợ p vào các hệ thố ng này cung cấ p vị trí củ a chiế c xe trên đư ờ ng trong chế độ thờ i gian thự c, và hiể n thị vị trí trên bả n đồ lên mộ t màn hình màu có độ phân giả i cao LCD (Liquid Crystal Display). Bả n đồ , cũng như các thông tin du lị ch, đư ợ c ghi lạ i trên mộ t ổ đĩa CD -ROM. 207