Hệ thống giao thông thông minh cho đường cao tốc (ITS) chương 2 kiến trúc tổng thể

Đị nh nghĩa kiế n trúc hệ thố ng Đị nh nghĩa: Kiế n trúc hệ thố ng là mộ t cơ c ấ u cho toàn bộ hệ thố ng trong đó nêu rõ các phầ n tử thành phầ n công nghệ và hệ thố ng cụ thể và mố i

BỘ GIAO THÔNG VẬ N TẢ I

BỘ GIAO THÔNG VẬ N TẢ I

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨ U

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

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

KSTạ 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 tiế 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 tcái 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 thểcòn 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 twww.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 anhóm 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 báutrong 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 hayducnghuu@yahoo.com.Xin chân thành cám ơ n

TM Nhóm nghiên cứ uChủ nhiệ m đề tài

TS Nguyễ n Hữ u Đứ c

MỤ C LỤ C

CHƯ Ơ NG 1: NGHIÊN CỨ U TỔ NG QUAN VỀ ITS (HỆ THỐ NG GIAO THÔNG

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 tin/ dữ liệ u thự c và kị p thờ i 33 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

2.1.5.2 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

2.3 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

2.3.1.3 Quan hệ giữ a mứ c độ phát triể n ITS vớ i chấ t lư ợ ng cuộ c số ng Nhậ t

2.3.2 Kiế n trúc ITS và Quy hoạ ch tổ ng thể ITS củ a 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

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

2.4.2 Kiế n trúc ITS tạ i mộ t số nư ớ c trong khu vự c Đông Nam Á 81

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

2.5.1 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

CHƯ Ơ NG 3: NGHIÊN CỨ U, ĐỀ XUẤ T KHUNG CÁC TIÊU CHUẨ N CƠ BẢ N CỦ A

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

3.1.3 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

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

3.2.1 Xác đị nh yêu cầ u đố i vớ i tiêu chuẩ n, quy chuẩ n 124

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

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

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

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

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 thố ng đư ờ ng cao tố c 182 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

4.2.6.3 Thông tin giao thông cho ngư ờ i đi đư ờ ng thông qua DMS 207

CHƯ Ơ NG 5: NGHIÊN CỨ U Ứ NG DỤ NG ITS TRONG QUẢ N LÝ THU PHÍ ĐIỆ N TỬ

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

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

5.2.3.3 Công nghệ truyề n thông tin cự ly ngắ n dành riêng DSRC (Dedicated

5.2.3.4 Công nghệ liên lạ c không dây GSM (3G, 4G /WiMax) kế t hợ p công

5.2.4 Nhữ ng yêu cầ u cơ bả n đố i vớ i thiế t bị trên xe (OBU) 251

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

5.2.6 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

5.2.7 Nhữ ng yêu cầ u cơ bả n đố i Trung tâm kiể m soát thu phí 269

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

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

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

6.3.1 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

TÀI LIỆ U THAM KHẢ O CHÍNH 300

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

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

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

Hình 3.2.2 Giả i thích nghĩa hẹ 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 bổ 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 điệ n thoạ i di độ ng 272

Hình 5.3.2 Công thu phí ETC và OBU 274

Hình 5.3.4 Sơ đồ 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

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

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

CHƯ Ơ NG 2: NGHIÊN CỨ U VỀ KIẾ N TRÚC ITS

Chư ơ ng này sẽ bàn về kiế n trúc củ a hệ thố ng ITS, mộ t vấ n đề “cố t tử ’ củ a bấ t cứ

mộ t quố c gia nào khi muố n phát triể n công nghệ giao thông thông minh Lầ n lư ợ t,nhữ ng nộ i dung liên quan về khái niệ m chung, tầ m quan trọ ng, cơ cấ u và các mứ c kiế ntrúc ITS sẽ đư ợ c đề cậ p Tiế p theo là tổ ng quan về kiế n trúc ITS ở mộ t số Quố c gia,vùng lãnh thổ và mộ t số đề xuấ t hiệ n nay về kiế n trúc ITS cho Việ t Nam

2.1 Nhữ ng vấ n đề chung về kiế n trúc ITS

Cuố i thế kỷ 20, thế giớ i bắ t đầ u thự c hiệ n các dự án quy mô lớ n vớ i mụ c đích tiêntiế n và đa dạ ng Đồ ng thờ i , bắ t đầ u có nhữ ng cả i thiệ n đáng kể trong các công nghệ

thành phầ n thiế t yế u để thự c hiệ n các dự án đó Quan trọ ng nhấ t là các công nghệ xử

lý thông tin bao gồ m kỹ thuậ t máy tính, kỹ thuậ t thông tin và công nghệ viễ n thông đã

đạ t tớ i trình độ kỹ thuậ t số Bằ ng cách kế t hợ p công nghệ xử lý thông tin và công nghệ

viễ n thông,ngư ờ i ta đã xây dự ng đư ợ c các hệ thố ng quy mô lớ n vớ i các mụ c đích tiên

tiế n và đa dạ ng

Nhữ ng hệ thố ng quy mô lớ n như vậ y có thể đư ợ c thự c hiệ n do kế t hợ p các côngnghệ khác nhau, tạ o nên các hệ thố ng theo nhiề u cách.Vì vậ y , khi xây dự ng mộ t hệ

thố ng, điề u quan trọ ng là tạ o ra mộ t nhậ n thứ c chung về ý tư ở ng tổ ng thể giữ a các bên

liên quan, và thúc đẩ y việ c thự c hiệ n hiệ u quả mộ t hệ thố ng tích hợ p Khi xây dự ng

mộ t hệ thố ng quy mô lớ n bao gồ m các công nghệ đa dạ ng, việ c đầ u tiên là chuẩ n bị

trư ớ c mộ t kiế n trúc cho toàn bộ hệ thố ng, và sau đó phát triể n các hệ thố ng cụ thể phù

hợ p vớ i kiế n trúc này

Hộ p 2.1.1 Đị nh nghĩa kiế n trúc hệ thố ng

Đị nh nghĩa: Kiế n trúc hệ thố ng là mộ t cơ c ấ u cho toàn bộ hệ thố ng trong đó nêu rõ các phầ n tử

thành phầ n (công nghệ và hệ thố ng cụ thể ) và mố i quan hệ củ a chúng vớ i nhau.

Đây là điề u chủ chố t để thiế t kế và phát triể n mộ t hệ thố ng sao cho nó làm việ c như mộ t thể thố ng

Nguồ n: “Worldbank, 2004

2.1.1 Khái niệ m

2.2.1.1 Thuậ t ngữ “Kiế n trúc” trong Công nghệ

Theo lị ch sử , thuậ t ngữ “kiế n trúc” (Architecture) đư ợ c dùng trong công nghệcùng vớ i tên tuổ i củ a nhà toán họ c Von Neumann (xem Riley H N, 1987) Chính VonNeumann đã trả lờ i câu hỏ i: “máy tính và hệ thố ng máy tính cầ n đư ợ c tổ chứ c, thiế t kế

và hoạ t độ ng như thế nào” Kiế n trúc máy tính củ a ông đã đặ t nề n tả ng cho lị ch sửphát triể n hơ n 60 năm củ a công nghệ thông tin Hộ p 2.1.2 nêu thêm các thông tin vềkiế n trúc máy tính

7

Definition: System Architecture is a structure for the entire system that illustrates component elements (technologies and specific systems) and their relation to each other It is essential for designing and developing a system that works as a whole.

Nguồ n: “Worldbank, 2004”

Hộ p 2.1.2 Kiế n trúc máy tính

Kiế n trúc máy tính là gì?

Trong kỹ thuậ t máy tính, kiế n trúc máy tính là các quy đị nh chung về khái niệ m và cấ u trúc hoạ t

độ ng căn bả n củ a mộ t hệ thố ng máy tính Nó là mộ t bả n mô tả về các yêu cầ u chứ c năng (đặ c biệ t là tố c

độ và các kế t nố i tư ơ ng hỗ ) và yêu cầ u thiế t kế các hoạ t độ ng cho nhữ ng bộ phậ n khác nhau củ a mộ t máy tính - tậ p trung chủ yế u vào việ c CPU hoạ t độ ng nộ i tạ i như thế nào và tru y cậ p các đị a chỉ trong bộ nhớ bằ ng cách nào.

Kiế n trúc máy tính cũng có thể đư ợ c đị nh nghĩa như là khoa họ c và nghệ thuậ t lự a chọ n và kế t nố i các thành phầ n phầ n cứ ng để tạ o thành các máy tính đáp ứ ng đư ợ c các mụ c đích về tính năng, hiệ u suấ t

và giá cả

Ba bộ phậ n chủ yế u cấ u thành kiế n trúc máy tính:

1 Kiế n trúc tậ p lệ nh (Instruction set architecture, ISA), là hình ả nh trừ u tư ợ ng củ a mộ t hệ thố ng tính toán đư ợ c nhìn từ góc độ củ a mộ t lậ p trình viên sử dụ ng ngôn ngữ máy (hay hợ p ngữ ), bao gồ m t ậ p

lệ nh, cách đánh đị a chỉ bộ nhớ (memory address modes), các thanh ghi, và các đị nh dạ ng đị a chỉ và dữ liệ u.

2 Vi kiế n trúc (Microarchitecture), còn gọ i là Tổ chứ c máy tính (Computer organization) là mộ t mô

tả bậ c thấ p, cụ thể hơ n về hệ thố ng Mô tả này nói về các bộ phậ n cấ u thành củ a hệ thố ng đư ợ c kế t nố i

vớ i nhau như thế nào và chúng hoạ t độ ng tư ơ ng hỗ như thế nào để t hự c hiệ n kiế n trúc tậ p lệ nh Ví dụ , kích thư ớ c bộ đệ m cache củ a mộ t máy tính là mộ t đặ c điể m về tổ chứ c máy tính mà thư ờ ng không liên quan đế n kiế n trúc tậ p lệ nh.

hệ thố ng tính toán chẳ ng hạ n:

Các đư ờ ng kế t nố i hệ thố ng như bus (máy tính) và switch;

Các bộ điề u khiể n bộ nhớ (memory controller) và các cây phả hệ bộ nhớ ;

Các cơ chế CPU off-load như Direct memory access (truy nhậ p bộ nhớ trự c tiế p);

Các vấ n đề như đa xử lý (multi-processing).

Trong các bộ phậ n trên, “kiế n trúc tậ p lệ nh” thư ờ ng ít thay đổ i trong khi các nhà sả n xuấ t thi nhau

cả i tiế n các bộ phậ n còn lạ i Kiế n trúc máy tính dĩ nhiên có thể có thêm các bộ phậ n khác.

2.2.1.2 Kiế n trúc củ a mộ t hệ thố ng ứ ng dụ ng ITS

Như đã nêu, khái niệ m “kiế n trúc” đã đóng vai trò quan trọ ng trong lị ch sử pháttriể n máy tính Vì vậ y, không có gì ngạ c nhiên, vớ i ITS ta cũng có khái niệ m “kiế ntrúc củ a ITS” Vớ i mộ t loạ i hệ thố ng ứ ng dụ ng ITS, kiế n trúc củ a nó đư ợ c hiể u làkhuôn khổ quy đị nh chung xem hệ thố ng ấ y sẽ đư ợ c tổ chứ c, thiế t kế và hoạ t độ ng nhưthế nào (Xem Hộ p 2.1.3) Ví dụ , kiế n trúc chung củ a Hệ thố ng điề u khiể n giao thông

(TMC-Traffic Management Center) nêu rõ hệ này sẽ cung cấ p nhữ ng dị ch vụ gì, cóchứ c năng gì, luồ ng thông tin thế nào

Khác vớ i “kiế n trúc máy tính”, vố n ra đờ i nhờ thiên tài củ a mộ t cá nhân (Von

Neumann),kiế n trúc củ a hệ thố ng ứ ng dụ ng ITS thư ờ ng là do nhiề u bên liên quan bao

gồ m bên chuyên gia, bên sả n xuấ t và bên sử dụ ng cùng nhau thả o ra và thố ng nhấ t

dư ớ i mộ t dạ ng nào đó

Hộ p 2.1.3 Kiế n trúc củ a mộ t hệ thố ng ứ ng dụ ng ITS

Kiế n trúc hệ thố ng ITS là mộ t "khuôn khổ tổ ng thể củ a ITS", nó cho thấ y hệ thố ng có nhữ ng

bộ phậ n cấ u thành chính gì và hoạ t độ ng tư ơ ng hỗ giữ a nhữ ng bộ phậ n này Mộ t phầ n rấ t quan

trọ ng củ a kiế n trúc hệ thố ng là việ c xác đị nh và mô tả các giao diệ n giữ a các cấ u thành chính củ a ITS Các giao diệ n này cho phép các bộ phậ n cấ u thành chính củ a mộ t hệ thố ng giao thông thông minh tổ ng thể giao tiế p vớ i nhau và làm việ c cùng nhau Nhiề u tiêu chuẩ n kỹ thuậ t ITS quan trọ ng

đư ợ c xây dự ng để điề u khiể n các giao diệ n này phù hợ p.

Kiế n trúc hệ thố ng ITS cung cấ p mộ t khuôn khổ cho việ c lậ p kế hoạ ch, xác đị nh, triể n khai

- Nhữ ng dị ch vụ mà hệ thố ng ITS và các ứ ng dụ ng củ a nó dự kiế n thự c hiệ n.

- Nhữ ng thự c thể vậ t lý mang các chứ c năng này.

- Dòng thông tin và luồ ng dữ liệ u kế t nố i các chứ c năng và các thự c thể Điề u này nghe có vẻ hơ i phứ c tạ p, như ng nói mộ t cách không chính thứ c, kiế n trúc hệ thố ng ITS mô

tả nhữ ng gì mà ITS thự c hiệ n (dị ch vụ cho ngư ờ i sử dụ ng), thự c thể mà điề u này xả y ra (vậ t lý), và thông tin di chuyể n giữ a các bộ phậ n thành phầ n này (luồ ng thông tin/dữ liệ u).

Nguồ n: “Worldbank, 2004”. 2.1.1.3 Kiế n trúc ITS ở tầ ng quố c gia và tầ ng đị a phư ơ ng

Các ứ ng dụ ng ITS đố i vớ i mộ t quố c gia đề u rấ t đa dạ ng, thư ờ ng cầ n kinh phí lớ n

và nhân lự c trình độ cao nên có sự tham gia củ a nhiề u bên liên quan và đư ợ c hình

thành quanhiề u giai đoạ n Làm thế nào để sự đa dạ ng ấ y không dẫ n tớ i hỗ n loạ n côngnghệ Việ c đầ u tiên là xây dự ng “Kiế n trúc ITS Quố c gia”

Kiế n trúc ITS quố c gia là khuôn khổ quy đị nh chung củ a toàn bộ hệ thố ng ứ ng

dụ ng ITS trong mộ t quố c gia, vùng lãnh thổ nhằ m làm cho các ứ ng dụ ng này, dù đư avào sử dụ ng trư ớ c hay sau, đị a phư ơ ng này hay đị a phư ơ ng khác có thể kế t hợ p vớ inhau thành mộ t hệ thố ng chung Kiế n trúc ITS quố c gia xác đị nh khung thố ng nhấ tlàm cơ sở cho việ c hư ớ ng dẫ n triể n khai phố i hợ p chư ơ ng trình ITS ở khu vự c công

cộ ng cũng như tư nhân.Nó là xuấ t phát điể m để từ đó các nhà đầ u tư có thể cùng làmviệ c vớ i nhau tạ o ra sự đồ ng bộ giữ a các phầ n tử trong ITS mộ t cách đả m bả o

Kiế n trúc ITS đị a phư ơ ng dự a trên mộ t số quan điể m và quy hoạ ch hệ thố ng ITS

đị a phư ơ ng và dự a vào kiế n trúc Quố c gia để xây dự ng nên Kiế n trúc ITS đị a phư ơ ng

cầ n theo kiế n trúc Quố c gia, lự a chọ n ra nhữ ng dị ch vụ phù hợ p theo yêu cầ u củ a đị a

phư ơ ng, đồ ng thờ i dự a trên đặ c điể m bả n thân mà thêm vào nộ i dung bộ phậ n thích

ứ ng Kiế n trúc ITS đị a phư ơ ng cho thấ y toàn bộ yêu cầ u về ITS và nổ i bậ t đặ c thù đị aphư ơ ng

Kiế n trúc nhánh dự a trên kiế n trúc đị a phư ơ ng làm cơ sở , dự a trên kiế n trúc đị a

phư ơ ng đư a ra nhữ ng nhánh cơ sở tiế n hành quy hoạ ch Trong tình huố ng không có

kiế n trúc hệ thố ng đị a phư ơ ng, kiế n trúc nhánh có thể xây dự ng trự c tiế p từ kiế n trúcquố c gia

Hộ p 2.1.4 Vì sao cầ n có kiế n trúc ITS quố c gia

ITS là mộ t hệ thố ng mớ i kế t nố i công nghệ giao thông vậ n tả i vớ i công nghệ thông tin và truyề n thông Nế u có mộ t dự án ITS mà ngư ờ i tham gia (tư nhân hay cơ quan công quyề n) có cách hiể u khác

khi các nhà sả n xuấ t khác nhau thiế t lậ p các hệ thố ng, phù hợ p vớ i nhu cầ u, khả năng củ a họ thì việ c chia sẻ thông tin rấ t khó vì các hệ thố ng sẽ khác nhau theo khu vự c và chứ c năng , mứ c độ tư ơ ng hợ p

củ a thiế t bị có thể thấ p Vì vậ y, dù là ngư ờ i thự c hiệ n hoặ c khai thác hệ thố ng, cầ n đả m bả o khả năng

tư ơ ng hợ p và khả năng tư ơ ng thích củ a hệ thố ng , tạ o điề u kiệ n chia sẻ thông tin và sử dụ ng hiệ u quả các thành phầ n hệ thố ng.Về vấ n đề này, kiế n trúc ITS quố c gia đư ợ c thành lậ p để bả o đả m khả năng

tư ơ ng hợ p và khả năng tư ơ ng thích củ a các hệ thố ng đó Kiế n trúc là mộ t khung cơ bả n cho cấ u trúc , chứ c năng và vai trò củ a dị ch vụ ITS cho ngư ờ i sử dụ ng.

thành củ a hệ thố ng mà mọ i nhà sả n xuấ t sẽ tuân theo khi lậ p kế hoạ ch, thiế t kế , xây dự ng và khai thác

và có mố i tư ơ ng quan vớ i các hệ thố ng khác Nó cung cấ p nề n tả ng để đả m bả o khả năng tư ơ ng hợ p

và khả năng tư ơ ng thích củ a hệ thố ng ở cấ p quố c gia , và hỗ trợ việ c lậ p kế hoạ ch và thiế t kế và ngăn chặ n khả năng chồ ng chéo dị ch vụ hoặ c là không có mộ t loạ i dị ch vụ nào đó.

d.Thư ờ ng đư ợ c chia thành từ ng khố i (modul) lắ p ghép lẫ n nhau;

c.Thư ờ ng đư ợ c xây dự ng theo từ ng giai đoạ n

2.1.2.2 Yêu cầ u xây dự ng kiế n trúc

Hệ thố ng cầ n đáp ứ ng 8 yêu cầ u sau:

+Đả m bả o tính khách quan củ a thông tin /dữ liệ u đầ u vào / đầ u ra;

+Đả m bả o tính tư ơ ng thích vớ i tiêu chuẩ n quố c tế ISO 14813 -1:2007-02 (Kiế n trúc

ITS);

+ Đả m bả o tính phù hợ p vớ i các điề u kiệ n kinh tế và xã h ộ i (như về các khía cạ nh

luậ t pháp, hiệ n trạ ng cơ sở hạ tầ ng, công nghiệ p và các quy đị nh về thông tin, truyề n

thông, điề u kiệ n thờ i tiế t khắ c nghiệ t, tình hình phân bố dân số Trong đó cầ n đặ c biệ tchú ý đế n nhữ ng khu vự c có cơ sở hạ tầ ng chư a phát triể n như nông thôn, vùng núi

yế u tố đông xe máy và sự tôn trọ ng luậ t giao thông còn thấ p);

+Đả m bả o tính tổ ng thể , toàn diệ n cho tấ t cả các loạ i đư ờ ng (không chỉ đư ờ ng cao

tố c), khu vự c củ a mạ ng lư ớ i giao thông;

+ Đả m bả o tính linh hoạ t để phù hợ p vớ i các thay đổ i về nhu cầ u xã hộ i cũng như

sự phát triể n khoa họ c công nghệ ;

+Đả m bả o khả năng kế thừ a, tích hợ p và liên thông giữ a các phầ n mề m;

+Là mộ t hệ thố ng mở xét về phầ n cứ ng;

+Đả m bả o khả năng nâng cấ p củ a hệ thố ng sau này

2.1.2.3 Tầ m quan trọ ng

Vớ i các đặ c điể m và tám yêu cầ u nêu trên, việ c quy hoạ ch, lậ p kế hoạ ch ứ ng dụ ngcông nghệ ITS mộ t cách tố i ư u là cầ n thiế t Kiế n trúc ITS quố c gia cung cấ p cơ sở choviệ c lậ p quy hoạ ch tổ ng thể , quy hoạ ch riêng phầ n, lậ p kế hoạ ch và tổ chứ c thự c hiệ n

ứ ng dụ ng công nghệ ITS, bao gồ m cả việ c xác đị nh tiế n trình ứ ng dụ ng, cách thứ c tổchứ c, phân tích chi phí, lợ i ích và đánh giá rủ i ro

Mộ t kiế n trúc hệ thố ng quố c gia hoặ c khu vự c quan trọ ng ở chỗ đây là mộ t khẳ ng

đị nh chính thứ c về cách tiế p cậ n ITS cấ p quố c gia hoặ c cấ p khu vự c, và là bư ớ c đầ utiên trên con đư ờ ng tạ o ra thiế t kế chi tiế t Tiế p theo, việ c thành lậ p và sử dụ ng kiế n

trúc ITS bổ sung đáng kể giá trị cho quá trình phát triể n ITS tổ ng thể theo nhiề u cáchkhác nhau

a Phù hợ p vớ i mọ i bên liên quan

Kiế n trúc ITS đư ợ c phát triể n từ mộ t tậ p hợ p các yêu cầ u chứ c năng dự a trên nhu

cầ u củ a ngư ờ i dùng và tậ p hợ p các dị ch vụ cho ngư ờ i sử dụ ng Chúng đư ợ c xác đị nhthông qua tham vấ n vớ i ngư ờ i sử dụ ng và các bên liên quan Vì vậ y, kiế n trúc đả m bả o

rằ ng ITS sẽ đư ợ c thự c hiệ n để đáp ứ ng nhu cầ u củ a tấ t cả các bên liên quan, chứkhông phả i thự c hiệ n công nghệ chỉ vì lợ i ích công nghệ

b Thúc đẩ y phát triể n các tiêu chuẩ n kỹ thuậ t ITS

Kiế n trúc ITS cũng sẽ hiể n thị rõ ràng các quy trình quan trọ ng đòi hỏ i mộ t giao

diệ n / giao thứ c chuẩ n hóa, đặ c biệ t là việ c trao đổ i thông tin liên lạ c và dữ liệ u Bằ ng

việ c xác đị nh các hệ thố ng phụ khác nhau và các dữ liệ u lư u thông giữ a chúng, kiế n

trúc cung cấ p bố i cả nh cho sự phát triể n các tiêu chuẩ n kỹ thuậ t8

Mộ t kiế n trúc ITS tố t sẽ giúp các bên liên quan xem xét trư ớ c các khả năng thấ t

bạ i và hỗ trợ các bư ớ c hợ p lý để giúp bả o đả m hiệ u suấ t hệ thố ng mộ t cách tố t nhấ ttrong điề u kiệ n bấ t bình thư ờ ng Khi xây dự ng mộ t kiế n trúc ITS, các chính sách giao

thông vậ n tả i và các giả đị nh về bên liên quan và vai trò củ a họ đã phả i đư ợ c thể hiệ n

rõ ràng Điề u này cho phép nhữ ng quyế t đị nh chung giữ a các đố i tác đư ợ c thự c hiệ n

nhị p nhàng, làm giả m nguy cơ hiể u nhầ m, đoán sai lẫ n nhau giữ a các bên Bằ ng cách

hỗ trợ sự phát triể n củ a công tác tiêu chuẩ n hóa , kiế n trúc ITS cũng làm giả m nguy cơ

có các tiêu chuẩ n phithự c tế hoặ c tiêu chuẩ n độ c quyề n mà các nhà sả n xuấ t chủ chố t

áp đặ t

e Kế t nố i ITS vớ i quy hoạ ch giao thông vậ n tả i.

8 Xem chư ơ ng 3

ITS cầ n đư ợ c tích hợ p vào kế hoạ ch giao thông vậ n tả i đị a phư ơ ng hoặ c khu vự c.Kiế n trúc ITS hỗ trợ việ c tích hợ p này vì các bên liên quan đề u tham gia để xác đị nh

các mố i quan hệ dự tính giữ a kế hoạ ch giao thông vậ n tả i thông thư ờ ng và giả i pháp

Nó cũng có thể bổ sung thêm nộ i dung cho nhữ ng kế hoạ ch đó thông qua việ c xác đị nhnhữ ng gì cầ n thiế t để cung cấ p các dị ch vụ và mứ c độ ư u tiên để thự c hiệ n chúng

f Cung cấ p mộ t cơ sở để phát triể n hệ thố ng

Kiế n trúc vậ t lý và trong kiế n trúc ITS nói chung, có nhữ ng mô tả rõ yêu cầ u khaithác Do vậ y, nó sẽ cung cấ p mộ t cơ sở đúng đắ n để xác đị nh chứ c năng củ a cácmodun xử lý dữ liệ u cụ thể , xác đị nh nơ i việ c xử lý cầ n đư ợ c thự c hiệ n, và nhữ ng dữ

liệ u nào cầ n đư ợ c giữ lạ i hay chia sẻ giữ a các đơ n vị xử lý dữ liệ u Vì vậ y, kiế n trúc

cung cấ p mộ t nề n tả ng hàng đầ u để từ đó sự phát triể n hệ thố ng

g Cung cấ p mộ t khuôn khổ mở rộ ng trong tư ơ ng lai.

Kiế n trúc ITS cung cấ p mộ t khuôn khổ để mở rộ ng hệ thố ng và nâng cấ p côngnghệ Bằ ng cách tuân theo mộ t kiế n trúc, ta có cơ sở cho việ c phát triể n và mở rộ ng

Các hệ thố ng dị ch vụ mớ i, hệ thố ng, hoặ c phạ m vi đị a lý có thể đư ợ c bổ sung thêmvào mà không cầ n tái cơ cấ u tố n kém hoặ c trang bị thêm cho các hệ thố ng hiệ n có, vớ i

điề u kiệ n là việ c mở rộ ng phù hợ p các thông số có chứ c năng củ ng cố kiế n trúc

2.1.3 Mứ c kiế n trúc ITS

Có mộ t sự tư ơ ng đồ ng giữ a kiế n trúc ITS và kiế n trúc nhà cử a Kiế n trúc củ a mộ tngôi nhà có thể đư ợ c thể hiệ n bằ ng các hình thứ c khác nhau để phù hợ p vớ i ngư ờ i sử

dụ ng kiế n trúc này.Đố i vớ i chủ sở hữ u nhà, kiế n trúc sư cho họ xem bả n phác thả o và

các mặ t bằ ng sàn Đố i vớ i các công nhân xâ y dự ng, kiế n trúc sư cho họ thấ y bả n vẽ

các dầ m và cộ t và cho kích thư ớ c chính xác Tư ơ ng tự như vậ y, kiế n trúc hệ thố ng củ a

mộ t ITS riêng có thể đư ợ c thể hiệ n bằ ng các hình thứ c khác nhau sao cho phù hợ p đố i

vớ i từ ng đố i tư ợ ng Việ c lự a chọ n mộ t hình thứ c cụ thể phụ thuộ c vào nhu cầ u củ a

từ ng bên liên quan

Kiế n trúc ITS chủ yế u quy đị nh đế n việ c trao đổ i và kiể m soát thông tin giữ a các

hệ thố ng ở các mứ c trừ u tư ợ ng khác nhau ,như mô tả qua mô hình nhiề u cấ p như trong

Bả ng 2.1.1 Các nhà quả n lý giao thông và vậ n tả i chỉ đị nh các thuộ c tính cao cấ p,hoặ c chính sách ở cấ p D và C, vàsau đó đư a ra cấ u trúc kiế n trúc ở cấ p độ B phù hợ p

vớ i các thuộ c tính này Mứ c A không hoàn toàn là mộ t phầ n củ a kiế n trúc mặ c dù nó

thư ờ ng đư ợ c gọ i như vậ y, nó đạ i diệ n cho giai đoạ n mộ t nhà cung cấ p thiế t kế mộ t hệ

thố ng, hoặ c mộ t bộ phậ n cấ u thành phù hợ p vớ i kiế n trúc

Kiế n trúc cấ p độ D cầ n phả n ánh nhữ ng khó khăn thự c tế củ a các cơ quan giaothông vậ n tả i, và phả n ánh các yêu cầ u về đặ c tính hệ thố ng chẳ ng hạ n như khả nă ng

tư ơ ng tác giữ a các cơ quan tham gia và duy trì kiể m soát thông tin củ a các cơ quan

tư ơ ng ứ ng Nó có thể cho thấ y nơ i mà cơ cấ u tổ chứ c hiệ n tạ i phả i đư ợ c sử a đổ i vàthay đổ i có thể khá triệ t để cung cấ p các dị ch vụ ITS Ví dụ , mộ t Trung tâm điề u khiể n

giao thông (TCC) có thể cầ n phả i trao đổ i dữ liệ u vớ i mộ t mộ t Trung tâm điề u khiể n

này là mộ t vấ n đề quan trọ ng, tuy rằ ng việ c thự c hiệ n có thể rấ t đơ n giả n hoặ c kháphứ c tạ p Trong mộ t số trư ờ ng hợ p chỉ cầ n mộ t đư ờ ng dây điệ n thoạ i đơ n giả n để gọ i

là đủ Các trư ờ ng hợ p khác có thể yêu cầ u mộ t liên kế t dữ liệ u chuyê n dụ ng an toàn,

tố c độ cao để truyề n hình ả nh truyề n hình mạ ch kín Mứ c độ cầ n có để kế t nố i và cókhả năng tư ơ ng tác phả i đư ợ c quy đị nh đầ y đủ ở phầ n xây dự ng mụ c đích phân tíchkiế n trúc mặ c dù việ c lự a chọ n công nghệ cụ thể nên để cho các nhà thiế t kế hệ thố ngthự c hiệ n

Kiế n trúc cấ p D đặ t khuôn khổ để trong đó kiế n trúc cấ p C có thể đư ợ c xác đị nh.Kiế n trúc cấ p C quyđị nh các thuộ c tính củ a hệ thố ng ITS hoạ t độ ng dư ớ i sự kiể m soát

củ a mộ t cơ quan duy nhấ t,và nó có thể tính đế n các đặ c điể m củ a cả hệ thố ng "di sả n"

hiệ n có và hệ thố ng kế hoạ ch tư ơ ng lai Các vấ n đề xử lý ở cấ p độ C và D giố ng nhau

Bả ng 2.1.1 Mô hình 4 cấ p để phân tích kiế n trúc ITS

MỨ C ĐỘ D Khả năng tư ơ ng tác đa cơ quan

MỨ C ĐỘ C Thuộ c tính hệ thố ng đơ n cơ quan

MỨ C ĐỘ B Kế t cấ u hệ thố ng

MỨ C ĐỘ A Thiế t kế bộ phậ n cấ u thành hệ thố ng phụ

2.1.4 Các yế u tố cấ u thành kiế n trúc ITS

Kiế n trúc hệ thố ng ITS do mộ t số yế u tố hình thành như : chủ thể ngư ờ i dùng, chủthể dị ch vụ , dị ch vụ ngư ờ i dùng, chứ c năng hệ thố ng, kiế n trúc logic, kiế n trúc vậ t lý(xem bả ng 2.1.2)

a Chủ thể ngư ờ i dùng

Đây là ngư ờ i sử dụ ng chính củ a các dị ch vụ , là chủ thể quyế t đị nh chính tạ i mộ t

lĩnh vự c dị ch vụ nào đó Khái niệ m ngư ờ i sử dụ ng ở đây hiể u rấ t rộ ng rãi, có thể là bấ t

cứ cá nhân, tậ p thể , khu vự c công hay tư nhân có nhu cầ u sử dụ ng

Bả ng 2.1.2 Yế u tố cấ u thành kiế n trúc hệ thố ng ITS

5 Kiế n trúc logic Tổ chứ c củ a chứ c năng hệ thố ng ITS nhằ m cung cấ p dị ch vụ

ngư ờ i dùng

7 Gói thiế t bị Nhóm các chứ c năng củ a mộ t hệ thố ng vớ i nhau thành mộ t “thiế t

bị hoạ t độ ng đư ợ c" bao gồ m cả phầ n cứ ng và phầ n mề m

8 Gói dị ch vụ Đư ợ c xác đị nh từ mộ t số gói thiế t bị cầ n thiế t làm việ c cùng

nhau (thư ờ ng là qua hệ thố ng con khác nhau) để cung cấ p mộ t

dị ch vụ ITS cho trư ớ c

b Chủ thể dị ch vụ

Đây là ngư ờ i cung cấ p dị ch vụ Quan hệ giữ a chủ thể ngư ờ i dùng và chủ thể dị ch

vụ là q uan hệ đư ợ c phụ c vụ và phụ c vụ Xác đị nh rõ ràng quan hệ này tứ c làm sáng tỏ

mố i quan hệ cung cầ u tư ơ ng quan song phư ơ ng, đây là việ c tiế n hành phân tích nhu

cầ u củ a dị ch vụ ngư ờ i dùng, đị nh nghĩa dị ch vụ ngư ờ i dùng làm tiề n đề và cơ sở chocác dị ch vụ con cho ngư ờ i dùng

c Dị ch vụ ngư ờ i dùng

Đây là các yêu cầ u đố i vớ i hệ thố ng ITS đứ ng trên góc độ ngư ờ i dùng đư a ra, tứ c

là quá trình đị nh nghĩa các vấ n đề Dị ch vụ ngư ờ i dùng là cơ sở củ a kiế n trúc hệ thố ngITS, nó quyế t đị nh kiế n trúc hệ thố ng có hoàn chỉ nh hay không, có đáp ứ ng đầ y đủ yêu

cầ u ngư ờ i dùng hay không; chứ c năng hệ thố ng là nhữ ng dị ch vụ mà hệ thố ng ITS cóthể đáp ứ ng đố i vớ i yêu cầ u ngư ờ i dùng, cầ n p hả i có các dạ ng chứ c năng xử lý cụ thể Các dị ch vụ thư ờ ng đư ợ c gộ p thành các nhóm dị ch vụ như đã nêu trong Chư ơ ng 1.Xác đị nh danh sách này là việ c làm đầ u tiên khi bắ t đầ u xây dự ng kiế n trúc ITS

d Chứ c năng hệ thố ng hay “Yêu cầ u đố i vớ i dị ch vụ củ a ngư ờ i sử dụ ng” (User Service Requirements)

Mỗ i dị ch vụ ngư ờ i sử dụ ng lạ i cầ n có mộ t số chứ c năng cầ n xác đị nh rõ nhữ ngchứ c năng cụ thể , gọ i là “Yêu cầ u đố i vớ i dị ch vụ ” Danh sách các “Yêu cầ u” nàychính là các đòi hỏ i cơ bả n để từ đó xây dự ng hệ thố ng kiế n trúc ITS quố c gia Ví dụ ,

dị ch vụ “Điề u khiể n giao thông” có bố n “chứ c năng chính”: Tố i ư u hóa dòng lư u

thông; (2) Giám sát dòng giao thông; (3) Điề u khiể n dòng giao thông và (4) Cung cấ p

thông tin liên quan.Chứ c năng “Tố i ư u hóa dòng lư u thông” lạ i đư ợ c chia chia thànhnhiề u chứ c năng, trong đó có chứ c năng “Có sử dụ ng chiế n lư ợ c tố i ư u”, chứ c năngnày lạ i có thể tách thành nhiề u chứ c năng con hơ n nữ a Việ c lậ p danh sách rấ t chi tiế tnày đòi hỏ i công sứ c rấ t lớ n nên các nư ớ c thư ờ ng dự a vào kế t quả củ a các quố c gia đitrư ớ c

e Kiế n trúc Logic (Logical Architecture)

Kiế n trúc Logic đị nh nghĩa mộ t tậ p các chứ c năng (hoặ c các quá trình) và cácluồ ng thông tin (hoặ c các luồ ng dữ liệ u) có đáp ứ ng vớ i các yêu cầ u dị ch vụ ngư ờ idùng thả o luậ n ở trên Kiế n trúc Logic là mộ t công cụ hỗ trợ trong việ c tổ chứ c nhiề u

thự c thể phứ c tạ p và các mố i quan hệ Nó tậ p trung vào việ c mô tả các quá trình chứ cnăng và luồ ng thông tin củ a hệ thố ng.

Hình 2.1.1 Lư u đồ kiế n trúc Logic

Kiế n trúc Logic xác đị nh việ c chuyể n giao dữ liệ u trong không gian hệ thố ng,

nhằ m hoàn thành các dị ch vụ mà cấ u thành các tầ ng logic Nó dự a theo các loạ i dị ch

vụ ngư ờ i dùng ITS, chứ c năng ITS cầ n có và các quy phạ m (kỹ thuậ t) cầ n thiế t, từ đó

đị nh nghĩa tin tứ c đư ợ c chuyể n giao giữ a các bộ phậ n chứ c năng Kiế n trúc logic giúpxác đị nh các chứ c năng hệ thố ng và luồ ng thông tin, phát triể n và hư ớ ng dẫ n về yêu

cầ u chứ c năng cho các hệ thố ng mớ i và cả i tiế n Kiế n trúc Logic này độ c lậ p vớ i các tổ

chứ c và công nghệ , nghĩa là, nó không xác đị nh ở đâu hoặ c do ai mà chứ c năng đư ợ cthự c hiệ n trong hệ thố ng, cũng như không xác đị nh cách thứ c mà chứ c năng này sẽ

đư ợ c thự c hiệ n

f Kiế n trúc vậ t lý (Physical Architecture)

Đây là cách nhìn hệ thố ng ITS theo quan điể m vậ t lý (khác so vớ i chứ c năng) Nóphác cho biế t mộ t thự c thể vậ t lý (mặ c dù không phả i là mộ t thiế t kế chi tiế t) sẽ nhưthế nào để hệ thố ng có thể cung cấ p các chứ c năng cầ n thiế t Kiế n trúc vậ t lý thự c thể

hoá, mô hình hoá các chứ c năng trong kiế n trúc logic, đem các chứ c năng quy thànhcác hệ thố ng và hệ thố ng con có tính trự c quan Kiế n trúc vậ t lý là kế t quả quá trình

gán các chứ c năng trong kiế n trúc logic vớ i các đố i tư ợ ng vậ t lý

Hình 2.1.2 chỉ ra quá trình chuyể n đổ i từ kiế n trúc logic sang kiế n trúc vậ t lý Từ

hình có thể thấ y, hệ thố ng con M trong kiế n trúc vậ t lý thự c hiên chứ c năng A và B

trong kiế n trúc logic, hệ thố ng con N kiế n trúc vậ t lý thự c hiệ n chứ c năng C và D trong

kiế n trúc logic Luồ ng dữ liệ u trong kiế n trúc logic đư ợ c kế t hợ p lạ i để đị nh nghĩa hai

cổ ng giao tiế p củ a hệ thố ng con M và N

Hình 2.1.2 Chuyể n đổ i từ kiế n trúc logic sang kiế n trúc vậ t lý

Ngoài ra, các luồ ng dữ liệ u (từ kiế n trúc Logic) có nguồ n gố c từ mộ t hệ thố ng con

vàkế t thúc tạ i hệ con khác đư ợ c nhóm lạ i vớ i nhau thành dòng vậ t lý (còn gọ i là dòng

kiế n trúc) Như vậ y, dòng kiế n trúc có thể chứ a mộ t hoặ c nhiề u dòng dữ liệ u chi tiế t.Các dòng kiế n trúc và các yêu cầ u thông tin liên lạ c củ a chúng xác đị nh nên các giaodiệ n cầ n thiế t giữ a hệ thố ng con Xây dự ng kiế n trúc vậ t lý sẽ giúp xác đị nh các thông

tin liên lạ c mong muố n và tư ơ ng tác giữ a các tổ chứ c quả n lý giao thông vậ n tả i khácnhau

g Gói thiế t bị (Equipment Packages)

Thuậ t ngữ "gói thiế t bị " đư ợ c sử dụ ng trong kiế n trúc ITS để nhóm các chứ c năng

củ a mộ t hệ thố ng vớ i nhau thành mộ t “thiế t bị hoạ t độ ng đư ợ c" bao gồ m cả phầ n cứ ng

và phầ n mề m Mứ c độ tích hợ p vào nhóm sẽ dự a vào các dị ch vụ cầ n dùng và sự cầ n

thiế t để thích ứ ng vớ i mứ c độ khác nhau củ a chứ c năng bên trong Các gói thiế t bị cóliên quan chặ t chẽ vớ i các gói dị ch vụ (sẽ đư ợ c thả o luậ n sau) Kiế n trúc ITS quố c giaHoa kỳ xác đị nh có 233 gói thiế t bị Tậ p cụ thể các gói thiế t bị đư ợ c xác đị nh là chỉ

đơ n thuầ n là minh họ a và không phả i cách duy nhấ t để kế t hợ p các chứ c năng trong

mộ t hệ thố ng con

h Gói dị ch vụ (Service Packages)

Nhiề u dị ch vụ ngư ờ i sử dụ ng quá rộ ng, không thuậ n tiệ n trong việ c lậ p kế hoạ chtriể n khai thự c tế Ngoài ra, chúng thư ờ ng không dễ dàng để khớ p vào các môitrư ờ ng thể chế hiệ n có và không phân biệ t chứ c năng chính vớ i phụ Để giả i quyế tnhữ ng vấ n đề này (và để hỗ trợ việ c tạ o ra các dị ch vụ dự a trên kiế n trúc củ a hệthố ng), các dị ch vụ đư ợ c ghép thành từ ng khố i gọ i là "gói dị ch vụ " Các gói dị ch vụ

đư ợ c xác đị nh từ mộ t số gói thiế t bị cầ n thiế t làm việ c cùng nhau (thư ờ ng là qua hệ

thố ng con khác nhau) để cung cấ p mộ t dị ch vụ ITS cho trư ớ c và bả o đả m sự liên

Như vậ y, các gói dị ch vụ đư ợ c thiế t kế để giả i quyế t / đáp ứ ng mộ t hay mộ t số nhiệ m

vụ / nhu cầ u giao thông vậ n tả i cụ thể

Hộ p 2.1.5 Ví dụ về gói dị ch vụ

Xét dị ch vụ ngư ờ i dùng có tên là "Điề u khiể n giao thông".

Trong dị ch vụ này có gói dị ch vụ như là "Phụ c vụ xe có tín hiệ u ư u tiên " vớ i mộ t số chứ c năng như “Cấ p đèn xanh cho xe ư u tiên” và "Mở đư ờ ng khẩ n cấ p".

Dị ch vụ này, như mọ i dị ch vụ khác, còn có thể chia thành gói theo:

Chứ c năng cơ bả n (chẳ ng hạ n như chứ c năng “Giám sát giao thông”, có các gói dị ch vụ như "Giám sát mạ ng lư ớ i", "Giám sát thăm dò" và nhiề u gói khác);

Thể chế (chia theo chứ c năng củ a các cơ quan khác nhau);

tạ o thành từ các gói thiế t bị dư ớ i dạ ng hai hay nhiề u hệ thố ng con

Xácđị nh xong Gói dị ch vụ là điề u kiệ n tiên quyế t cho nhiề u công việ c quan trọ ng

về sau, trong đó có việ c Xây dự ng Quy hoạ ch tổ ng thể và Xác đị nh các đố i tư ợ ng tiêu

chuẩ n hóa cầ n thiế t

2.1.5 Việ c xây dự ng kiế n trúc ITS quố c gia

2.1.5.1 Xây dự ng kiế n trúc ITS quố c gia: hai bài họ c

Kinh nghiệ m trên thế giớ i chứ ng tỏ , việ c xây dự ng kiế n trúc ITS quố c gia là cầ nthiế t như ng không dễ dàng Có hai bài họ c kinh nghiệ m như sau:

+ Việ c xây dự ng kiế n trúc ITS quố c gia phả i do nhà nư ớ c đứ ng ra chủ trì vớ i sựtham gia củ a rấ t nhiề u bên liên quan Trách nhiệ m xây dự ng và thự c hiệ n kiế n trúc ITSquố c gia là củ a các cấ p quả n lý nhà nư ớ c Chính quyề n đứ ng ra tậ p hợ p các bên liên

quan (giao thông vậ n tai, cả nh sát, nhà sả n xuấ t, nhà khoa họ c, ngư ờ i sử dụ ng…) đểcùng nhau xác đị nh kiế n trúc này Sau đó, cơ quan Giao thông duy trì việ c theo dõi và

hư ớ ng dẫ n thự c hiệ n kiế n trúc này;

+ Ngay đố i vớ i các nư ớ c đã phát triể n, việ c xây dự ng thiế t kế kiế n trúc ITS quố c

gia củ a hệ thố ng là mộ t quá trình đầ u tư lâu dài và tố n kém Từ tháng 9 năm 1993, BộGiao thông Mỹ đã bắ t đầ u mộ t chư ơ ng trình kéo dài 33 tháng để xây dự ng kiế n trúc hệthố ng Kiế n trúc hệ thố ng quố c gia Mỹ đư ợ c công bố mùa hè năm 1996 vớ i hơ n 5000trang mô tả Vào tháng Sáu năm 1996, họ đã công bố mộ t dự án chuẩ n hóa ITS kéo dài

5 năm vớ i danh sách hơ n 44 hạ ng mụ c ư u tiên chuẩ n hóa, bao gồ m cả các luậ t thông

tin giữ a các hệ thố ng Nhậ t Bả n, Châu Âu cũng có mộ t chư ơ ng trình quố c gia khổ ng lồ

tư ơ ng tự để xây dự ng kiế n trúc hệ thố ng ITS quố c gia Tuy nhiên, vớ i lợ i thế củ angư ờ i đi sau, Việ t Nam có thể rút ngắ n quá trình này bằ ng cách tiế p thu nhữ ng gì các

nư ớ c đã làm đư ợ c Ví dụ , thay vì việ c đị nh nghĩa từ đầ u nhữ ng chi tiế t củ a các dị ch vụ

ngư ờ i dùng, chúng ta có thể sử dụ ng danh sách sẵ n có củ a nư ớ c ngoài rồ i lọ c ra nhữ ng

gì cầ n thiế t

2.1.5.2 Cách thứ c tiế p cậ n xây dự ng “Kiế n trúc ITS quố c gia”

Có nhữ ng cách thứ c tiế p cậ n cơ bả n khác nhau để tạ o ra và thự c hiệ n kiế n trúc ITSquố c gia:

+Kiế n trúc khung ITS châu Âu (European ITS Framework Architecture, đư ợ c gọ i

tắ t là FRAME);

+ Kiế n trúc quố c gia ITS củ a Hoa Kỳ ;

+ Các cách thứ c khác (nhiề u quố c gia dự a theo Kiế n trúc ITS Hoa Kỳ thêm vàonhữ ng thay đổ i, bổ sung ví dụ như Nhậ t Bả n)

Khác biệ t chủ yế u củ a hai cách thứ c tiế p cậ n đầ u tiên nằ m trong nhu cầ u áp dụ ng

và sự linh hoạ t khi sử dụ ng chúng Thách thứ c mà châu Âu phả i đố i mặ t là trên thự c tế

là có rấ t nhiề u quố c gia khác nhau vớ i nhu cầ u khác nhau và do đó không thể tạ o ra

mộ t kiế n trúc phổ quát phù hợ p cho tấ t cả Vì lý do này, xuấ t hiệ n kiế n trúc khung ở

cấ p độ toàn châu Âu; rồ i từ đó, kiế n trúc quố c gia hoặ c khu vự c có thể đư ợ c tạ o ra bở i

các quố c gia cụ thể dự a trên các yêu cầ u củ a riêng họ Như vậ y, kiế n trúc ITS có thểthay đổ i từ thành viên EU này sang thành viên khác

Trái lạ i, Hoa Kỳ , tuy có nhiề u bang, như ng có chung chính quyề n liên bang Vì

vậ y, họ có mộ t kiế n trúc ITS quố c gia cố đị nh, việ c sử dụ ng đó là bắ t buộ c nế u mộ tbang nào đó muố n nhân đư ợ c hỗ trợ tài chính củ a liên bang để triể n khai Đư ơ ng

nhiên, nế u mộ t bang nào muố n có riêng kiế n trúc ITS củ a riêng mình thì cũng đư ợ c,như ng thư ờ ng các bang lự a chọ n kiế n trúc ITS củ a họ phù hợ p vớ i kiế n trúc ITS

chung.Như vậ y, dù nguồ n kinh phí nào thì các ứ ng dụ ng ITS vẫ n khớ p đư ợ c vớ i nhau.Đây cũng là trư ờ ng hợ p củ a Singapore, Australia

Kiế n trúc ITS quố c gia củ a Nhậ t Bả n có cách tiế p cậ n tư ơ ng tự như Mỹ và C hâu

Âu như ng vớ i mộ t ngoạ i lệ quan trọ ng: thay vì áp dụ ng phư ơ ng pháp phân tích cấ utrúc như ở Mỹ trong phát triể n kiế n trúc, ITS Nhậ t Bả n thông qua các phư ơ ng pháp

hư ớ ng đố i tư ợ ng9, trong đó có thể có lợ i thế làm cho nó dễ dàng hơ n khi thay đổ i và

mở rộ ng trong tư ơ ng lai Vì sự khác biệ t này, không có sự tư ơ ng ứ ng mộ t -mộ t giữ acác kiế n trúc ITS củ a Mỹ và kiế n trúc ITS củ a Nhậ t Bả n

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

Vớ i các nư ớ c phát triể n, kiế n trúc ITS rấ t đư ợ c coi trọ ng Họ coi việ c xây dự ng vàthự c hiệ n Kiế n trúc ITS quố c gia là mộ t trong các công việ c quả n lý nhà nư ớ c

9 Hư ớ ng đố i tư ợ ng là thuậ t ngữ thông dụ ng hiệ n thờ i củ a ngành công nghiệ p phầ n mề m Lố i tiế p cậ n hư ớ ng đố i

tư ợ ng là mộ t lố i tư duy về vấ n đề theo lố i ánh xạ các thành phầ n trong bài toán vào các đố i tư ợ ng ngoài đờ i thự c.

Vớ i lố i tiế p cậ n này, chúng ta chia ứ ng dụ ng thành các thành phầ n nhỏ , g ọ i là các đố i tư ợ ng, chúng tư ơ ng đố i

độ c lậ p vớ i nhau Sau đó ta có thể xây dự ng ứ ng dụ ng bằ ng cách chắ p các đố i tư ợ ng đó lạ i vớ i nhau Ví dụ là trò chơ i xây lâu đài bằ ng các mẫ u gỗ Bư ớ c đầ u tiên là tạ o mộ t vài loạ i mẫ u gỗ làm gố c, từ đó tạ o nên các khố i xây

2.2.1 Kiế n trúc ITS tạ i châu Âu

Tạ i châu Âu, Ủ y ban châu Âu (EC) là cơ quan phụ trách Là mộ t lự c lư ợ ng đặ c

nhiệ m củ a DRIVE II (Cơ quan quả n lý cơ sở hạ tầ ng chuyên dụ ng đư ờ ng bộ cho xe

an toàn tạ i Châu Âu II), vớ i mụ c đích là tăng tính an toàn và hiệ u quả giao thông vậ n

tả i và giả m tác độ ng đố i vớ i môi trư ờ ng bằ ng cá ch cả i thiệ n cơ sở hạ tầ ng, họ thành lậ p

tổ chứ c SATIN (System Architecture and Traffic Control Integration - Kiế n trúc hệthố ng và tích hợ p điề u khiể n giao thông) vào năm 1994 để kiể m tra các phư ơ ng phápnhằ m xây dự ng mộ t kiế n trúc hệ thố ng liên quan đế n giao thông đư ờ ng bộ

Sau khi hoàn thành chư ơ ng trình DRIVE II, EC bắ t đầ u chư ơ ng trình T -TAP

(Transport-Telematics Application Programme Chư ơ ng trình ứ ng dụ ng công nghệ

Giao thông vậ n tả i- Viễ n thông) Mộ t trong nhữ ng hoạ t độ ng củ a nó có tên

CONVERGE (hộ i tụ ), là các phư ơ ng pháp kiể m tra kiế n trúc hệ thố ng Họ cả i cách các

phư ơ ng pháp kiể m tra trong tổ chứ c SATIN, và sau khi nghiên cứ u, chuẩ n bị , họ bổ

sung vậ n tả i đư ờ ng sắ t, vậ n tả i đư ờ ng thủ y, đư ờ ng hàng không và các ngành giaothông vậ n tả i khác ngoàigiao thông đư ờ ng bộ thêm vào kiế n trúc hệ thố ng

Do đó, EC sau khi tiế n hành nghiên cứ u và ứ ng dụ ng (R & D) chủ yế u về cácphư ơ ng pháp xây dự ng kiế n trúc hệ thố ng, đã áp dụ ng cá c kế t quả nghiên cứ u cácphư ơ ng pháp vào việ c xây dự ng mộ t hệ thố ng kiế n trúc xuyên Châu Âu cho mạ ng lư ớ i

KAREN (Keystone Architecture Required for European Networks Kiế n trúc nề n tả ng

cầ n cho các mạ ng lư ớ i Châu Âu)

Mụ c lĩnh vự c hành độ ng 2.3 trong Kế hoạ ch Hành độ ng ITS củ a EU đòi hỏ i việ c

sử dụ ng các kiế n trúc ITS để hỗ trợ các mụ c tiêu châu Âu củ a kế hoạ ch Kiế n trúcKhung ITS châu Âu, vớ i tên gọ i Kiế n trúc FRAME, đư ợ c ra đờ i bở i dự án KAREN

(1998-2000) do EC tài trợ , cung cấ p mộ t cơ sở phù hợ p vớ i nhiệ m vụ này

Kiế n trúc FRAME châu Âu này đã đư ợ c duy trì và tăng cư ờ ng liên tụ c kể từ đó

-vớ i các hệ thố ng phố i hợ p đư ợ c bổ sung thêm bằ ng dự án E -FRAME (2008-11) Rõràng kiế n trúc này là lự a chọ n duy nhấ t để nhữ ng ngư ờ i đang thự c hiệ n Kế hoạ ch Hành

độ ng ITS sử dụ ng Kiế n trúc FRAME đư ợ c sử dụ ng trong Liên minh châu Âu, nên nó

phù hợ p vớ i các quy đị nh bổ trợ củ a từ ng quố c gia Nó không áp đặ t bấ t kỳ cấ u trúc

vậ t lý hoặ c tổ chứ c nào đố i vớ i ngư ờ i sử dụ ng

Hình 2.2.1 Tiế n trình nghiên cứ u Kiế n trúc ITS ở Châu Âu

Kiế n trúc FRAME đư ợ c tạ o ra để cung cấ p mộ t cách tiế p cậ n chung, hoặ c "ngôn

ngữ " chung để sử dụ ng trên toàn Liên minh châu Âu , do đó việ c xây dự ng hệ thố ng

ITS tích hợ p và có tính tư ơ ng hợ p10là khả thi

Nguồ n: “E-FRAME, 2011” Hình 2.2.2 Ứ ng dụ ng Kiế n trúc FRAME trong quá trình quy hoạ ch ITS

Hộ p 2.2.1 Kiế n trúc và đặ c điể m củ a FRAME

Khái niệ m về “Kiế n trúc” trong FRAME

+ Mộ t thiế t kế cấ p cao xác đị nh cấ u trúc, hành vi và tích hợ p củ a mộ t hệ thố ng nhấ t đị nh trong

các phư ơ ng pháp cho hệ thố ng kiế n trúc liên quan

ớ i giao thông sẽ đư ợ c xây dự ng tạ i Châu Âu.

CONVERGE (1996-1997) Các biệ n pháp củ a dự án SATIN đư ợ c điề u chỉ nh

để bổ sung và áp dụ ng các phư ơ ng pháp kiế n trúc cho đư ờ ng sắ t, giao thông thủ y và hàng không.

KAREN (1998 -) Xây dự ng kiế n trúc hệ thông đư ợ c bắ t đầ u dự a

trên các phư ơ ng pháp phát triể n từ hai Dự án

SATIN và CONVERGE

+ Các thiế t kế ở mứ c độ thấ p khác nhau có thể đư ợ c các nhà chế tạ o khác nhau tạ o ra ;

+ Việ c tuân thủ Kiế n trúc ITS đả m bả o khả năng tư ơ ng tác;

+ Đả m bả o mộ t thị trư ờ ng mở cho các dị ch vụ và thiế t bị , bở i vì có nhữ ng giao diệ n"tiêu chuẩ n" giữ a các bộ phậ n cấ u thành ;

+ Đả m bả o tính nhấ t quán củ a thông tin cung cấ p cho ngư ờ i dùng cuố i cùng

Đặ c điể m chung củ a FRAME

Hành độ ng ITSđề u cótrong Kiế n trúc này;

+ Kiế n trúc FRAME không áp đặ t bấ t kỳ giả đị nh kỹ thuậ t hoặ c tổ chứ c nào về cách thứ c thự c hiệ n–nên nó phù hợ p để sử dụ ng trong Kế hoạ ch Hành độ ng ITS;

+ Kiế n trúc FRAME cho phép mô tả mộ t cấ u trúc hệ thố ng mộ t cách độ c lậ p về công nghệ , do đó,

+ Ki ế n trúc FRAME đư ợ c xuấ t bả n lầ n đầ u vào năm 2000 và đã đư ợ c sử dụ ng để tạ o ra các nhánh Kiế n trúc ITS con cho các nư ớ c thành viên, các khu vự c củ a họ

Do tính chấ t củ a FRAME khác vớ i kiế n trúc ITS quố c gia củ a Mỹ , nên FRAMEkhông chia theo “nhóm dich vụ và dị ch vụ ” mà theo “Vùng chứ c năng và chứ c năng”như bả ng sau

Bả ng 2.2.1 Kiế n trúc khung ITS ở Châu Âu (FRAME)

1.7 Khả năng mở rộ ng 1.8 Khả năng bả o trì 1.9 Chấ t lư ợ ng nộ i dung dữ liệ u 1.10 Tính mạ nh mẽ

1.11 An toàn 1.12 An ninh 1.13 Tính thân thiệ n vớ i ngư ờ i dùng

5 Các dị ch vụ khẩ n cấ p 5.2 Quả n lý xe cấ p cứ u

5.3 Thông báo vậ t liệ u nguy hiể m và sự cố

dẫ n

6.1 Thông tin trư ớ c chuyế n đi 6.2 Thông tin cho ngư ờ i lái trong chuyế n đi

6.4 Hư ớ ng dẫ n đư ờ ng và đị nh hư ớ ng

7 Quả n lý giao thông, sự cố

8.5 Tính luôn luôn an toàn

9 Quả n lý đoàn xe và vậ n

tả i hàng hóa

9.1 Xe thư ơ ng mạ i trư ớ c khi khai hả i quan 9.2 Các quy trình hành chính đố i vớ i xe thư ơ ng mạ i 9.3 Kiể m tra tự độ ng sự an toàn ở ven đư ờ ng 9.4 Theo dõi sự an toàn trên xe thư ơ ng mạ i 9.5 Quả n lý đoàn xe thư ơ ng mạ i

10.1 Quả n lý vậ n tả i công cộ ng 10.2 Vậ n tả i công cộ ng theo nhu cầ u 10.3 Quả n lývậ n tả i khi thị phầ n chia sẻ 10.4 Thông tin vậ n tả i công cộ ng trên chuyế n đi 10.5 An ninh du lị ch công cộ ng

2.2.2 Kiế n trúc ITS tạ i Hoa Kỳ

2.2.2.1 Giớ i thiệ u chung

Tạ i Mỹ , Bộ Giao thông vậ n tả i (US DOT) đóng mộ t vai trò quan trọ ng trong sựphát triể n ITS.Vào tháng Chín năm 1993, US DOT bắ t đầ u mộ t chư ơ ng trình 33 tháng

để phát triể n mộ t kiế n trúc hệ thố ng Trong giai đoạ n I và II, mộ t số khu vự c tư nhân

đã kiể m tra các thiế t kế kiế n trúc hệ thố ng trư ớ c khi xuấ t bả n Kiế n trúc hệ thố ng quố c

gia khoả ng 5000 trang vào mùa hè năm 1996

Trong thiế t kế Kiế n trúc hệ thố ng quố c gia, Mỹ không chỉ thúc đẩ y các hoạ t độ ngtiêu chuẩ n hóa, thông báo và các hoạ t độ ng tuyên truyề n dự a trên kiế n trúc, mà còntriể n khai các hệ thố ng thự c tế và tiế p tụ c bả o trì kiế n trúc hệ thố ng quố c gia

Đố i vớ i các hoạ t độ ng tiêu chuẩ n hóa , họ trình bày 12 yêu cầ u tiêu chuẩ n hóa như

tiêu chuẩ n hóa DSRC (Dedicated Short Range Communication -Truyề n thông tin cự

ly ngắ n dành riêng) trong kiế n trúc hệ thố ng quố c gia Vào tháng Bả y năm 1996, họ đãcông bố kế hoạ ch tiêu chuẩ n hóa ITS năm năm vớ i mộ t danh sách 44 đố i tư ợ ng tiêu

chuẩ n hóa ư u tiên bao gồ m các quy tắ c giao tiế p giữ a các hệ thố ng

Hình 2.2.3 Phát triể n ITS trên cơ sở Kiế n trúc tổ ng thể ở Hoa Kỳ

Đố i vớ i các hoạ t độ ng thông báo và tuyên truyề n , Mỹ không chỉ tích cự c công bố

kiế n trúc hệ thố ng quố c gia củ a mình ở cả trong và ngoài nư ớ c, mà còn tiế p tụ c thúc

đẩ y các cuộ c hộ i thả o cho chính quyề n đị a phư ơ ng và các công ty tư nhân Vớ i ý

tư ở ng ứ ng dụ ng thự c tế củ a ITS trong cấ u trúc củ a kiế n trúc hệ thố ng quố c gia ở các

khu vự c đị a phư ơ ng, DOT đã hoàn thành đê xuấ t "Xây dự ng Cơ sở hạ tầ ng giao thôngthông minh (Intelligent Transportation Infrastructure – ITI)" năm 1996 Trên cơ sở

sáng kiế n triể n khai mô hình (Model Development Initiative) đư ợ c quyế t đị nh vào

tháng Mư ờ i năm 1996, Mỹ xúc tiế n việ c chuẩ n bị cơ sở hạ tầ ng ITS dự a trên kiế n trúc

hệ thố ng quố c gia trong bố n khu vự c đô thị rồ i mở rộ ng toàn quố c Đạ o luậ t Vố n chủ

sở hữ u giao thông vậ n tả i cho thế kỷ 21 (Transportation Equity Act for the 21st

Century - TEA -21), mộ t văn bả n luậ t quy đị nh về ngân sách giao thông vậ n tả i mặ t

đấ t trong nư ớ c, đã chỉ đị nh trợ cấ p cho dự án triể n khai ITS vớ i điề u kiệ n chuẩ n bị các

hệ thố ng dự a trên kiế n trúc hệ thố ng quố c gia

Bộ Giao thông Hoa Kỳ là cơ quan quả n lý nhà nư ớ c về Kiế n trúc ITS quố c gia và

Vụ Nghiên cứ u và Công nghệ Sáng tạ o (RITA - Research and Innovative Technology

Administration) trự c tiế p thự c hiệ n nhiệ m vụ này Đế n nay (2013), kiế n trúc ITS quố cgia củ a Mỹ đã sử a đổ i, bổ sung, cậ p nhậ t nhiề u lầ n và phiên bả n mớ i nhấ t mang sốhiệ u 7.0 (ra đờ i tháng 2/2012) Hình 2.2.4 dư ớ i đây là sơ đồ kiế n trúc cấ p cao củ aphiên bả n này

Sơ đồ này rấ t quen biế t trong các tài liệ u ITS củ a Mỹ , trong đó thể hiệ n bố n hình

chữ nhậ t màu đạ i diệ n cho các lớ p có các hình chữ nhậ t nhỏ màu trắ ng đạ i diệ n cho hệthố ng con:

+Ngư ờ i tham gia giao thông (Traveller): Hỗ trợ du lị ch từ xa và truy cậ p thông tin

cá nhân;

+ Trung tâm (Center): Nhà cung cấ p dị ch vụ thông tin, quả n lý giao thông, quả n lýkhí thả i, quả n lý các tình huố ng cấ p cứ u, quả n lý vậ n chuyể n quá cánh, quả n lýthanh toán, quả n lý đoàn xe và quả n lý vậ n tả i hàng hóa, quả n lý xe thư ơ ng mạ i,

quả n lý dữ liệ u lư u trữ , quả n lý bả o dư ỡ ng và quả n lý xây dự ng;

+ Phư ơ ng tiệ n (Vehicle): Xe bả o trì và xây dự ng, xe vậ n chuyể n quá cả nh, xethư ơ ng mạ i, xe cấ p cứ u và các xe khác;

+ Hiệ n trư ờ ng (Field): Đư ờ ng bộ , giám sát an ninh, thanh toán đư ờ ng bộ , quả n lý

bãi đậ u xe, và kiể m tra xe thư ơ ng mạ i

Tấ t cả đề u đư ợ c kế t nố i vớ i nhau bở i các đoạ n thẳ ng đạ i diệ n cho các liên kế t

thông tin liên lạ c qua mộ t trong bố n hình bầ u dụ c màu hồ ng đạ i diệ n cho các loạ ithông tin liên lạ c:

+ Thông tin vô tuyế n khu vự c rộ ng (di độ ng);

+Điể m cố đị nh đế n điể m cố đị nh;

+ Xe-đế n-xe;

+ Hiệ n trư ờ ng -đế n-xe

Nguồ n: “RITA, 2013” 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)

Để các vùng, các bang áp dụ ng kiế n trúc quố c gia đư ợ c thuậ n lợ i, RITA cũng cung

cấ p phầ n mề m Turbo Architecture Đây là mộ t phầ n mề m ứ ng dụ ng để hỗ trợ sự phát

triể n khu vự c và dự án kiế n trúc ITS có sử dụ ng kiế n trúc ITS quố c gia như là mộ t

điể m khở i đầ u Phiên bả n mớ i nhấ t, Turbo Architecture 7.0 hiệ n có có thể tả i về miễ nphí và tư ơ ng thích vớ i Phiên bả n 7.0 Kiế n trúc ITS quố c gia ( phát hành vào ngày 01

Nhậ t Bả n đã theođuổ i việ c phát triể n công nghệ ITS từ nhữ ng năm 70 củ a thế kỷ

20, và hiệ n nay đang là mộ t trong nhữ ng nư ớ c đứ ng đầ u thế giớ i về nhiề u lĩnh vự c củ a

ITS, đặ c biệ t là hệ thố ng thông tin bên trong phư ơ ng tiệ n giao thông và các trung tâmđiệ n toán hóa điề u khiể n giao thông

Chính phủ thự c hiệ n chứ c năng quả n lý nhà nư ớ c về ITS thông qua 5 Bộ Trư ớ cđây, sự cạ nh tranh về quyề n hạ n giữ a các cơ quan đã kìm hãm sự phát triể n củ a việ c

triể n khai ITS Tuy nhiên trong vai trò làm gư ơ ng cho sự phát triể n ki nh tế châu Á, các

cơ quan đó đã bỏ qua nhữ ng sự bấ t đồ ng quan điể m, phố i hợ p vớ i nhau thông qua Hộ i

đồ ng Liên Bộ Mộ t kế hoạ ch quố c gia về ITS đư ợ c đư a ra vào tháng 7 năm 1996, đư ợ c

sự đồ ng ý củ a 5 Bộ và Cơ quan chính yế u, mang tên “Kế hoạ ch chiế n lư ợ c về ITS ởNhậ t Bả n”, vạ ch ra con đư ờ ng triể n khai ITS ở nư ớ c này đế n năm 2015.

VERTIS (Vehicle, Road and Traffic Intelligence society – cơ quan tư nhân trong

lĩnh vự c ITS củ a Nhậ t Bả n, hiệ n nay là ITS Japan), đã trở thành cơ quan cố vấ n chính

củ a Hộ i đồ ng Liê n Bộ trong mọ i lĩnh vự c liên quan đế n ITS

2.3.1 Kiế n trúc ITS tạ i Nhậ t Bả n

Nhậ t Bả n nhậ n đị nh rằ ng, vớ i việ c Mỹ và châu Âu đi đầ u , việ c phát triể n ITS trênquy mô toàn cầ u đang đư ợ c thự c hiệ n Mỹ và mộ t số nư ớ c châu Âu nói riêng đang tích

cự c thúc đẩ y mộ t cách có hệ thố ng ITS thành chủ đề trung tâm củ a họ trong việ c thự c

hiệ n chính sách vậ n tả i đư ờ ng bộ , bằ ng cách điề u chỉ nh các hệ thố ng, kế hoạ ch, vàngân sách củ a họ Trong khu vự c Châu Á-Thái Bình Dư ơ ng, nơ i Nhậ t Bả nvà các nư ớ c

khác chia sẻ nhiệ m vụ chung để thự c hiệ n, công việ c về ITS đã bắ t đầ u11

2.3.1.1 Các giai đoạ n phát triể n ITS ở Nhậ t Bả n

Nghiên cứ u sự phát triể n này sẽ cho ta thấ y kiế n trúc ITS củ a Nhậ t Bả n mangnhữ ng nét riêng trong tổ ng thể chung như thế nào

a Giai đoạ n đầ u tiên

Nhậ t Bả n thự c sự bắ t đầ u phát triể n ITS sớ m so vớ i nhiề u nư ớ c khác trên thế giớ i

Trong năm 1973, công việ c về Hệ thố ng điề u khiể n giao thông ô tô toàn diệ n

(Comprehensive Automobile Traffic Control System -CACS) đư ợ c Bộ Thư ơ ng mạ i và

Công nghiệ p khở i xư ớ ng, vớ i sự phát triể n củ a mộ t hệ thố ng dẫ n đư ờ ng và các hoạ t

độ ng thử nghiệ m Giai đoạ n này có thể đư ợ c gọ i là giai đoạ n đầ u tiên phát triể n ITS

b Giai đoạ n thứ hai

Trong nhữ ng năm 1980, công trình Hệ thố ng thông tin đư ờ ng ô tô (Road

-Automobile Communication System - RACS) củ a Bộ Xây dự ng, và các hệ thố ngthông tin giao thông và liên lạ c di độ ng tiên tiế n Advanced Mobile Traffic Informationand Communication Systems -AMTICS) do Cơ quan Cả nh sát quố c gia đã đư ợ c thự c

hiệ n Thông qua nhữ ng nỗ lự c chung vớ i Bộ Bư u chính Viễ n thông , vố n đã từ ng làm

việ c về các dự án tiêu chuẩ n hóa , nhữ ng nỗ lự c này đã đư ợ c sắ p xế p hợ p lý và kế t hợ pthành Hệ thố ng thông tin liên lạ c xe cộ ( Vehicle Information and CommunicationSystem -VICS)

Từ cuố i nhữ ng năm 1980 đế n nhữ ng năm 1990, hệ thố ng giao thông vậ n tả i tiêntiế n (Advanced Road Transportation Systems -ARTS- mộ t dự án củ a Bộ Xây dự ng)

vẫ n đư ợ c theo đuổ i, trong đó khái niệ m tổ ng thể về sự tiế n bộ củ a giao thông đư ờ ng bộthông qua sự tích hợ p củ a các tuyế n đư ờ ng và các loạ i xe đã đư ợ c hình thành Cùng

vớ i đó là nhữ ng dự án khác, bao gồ m hệ thố ng xe cự c thông minh (Super SmartVehicle System - SSVS) dành cho hệ thố ng giao thông củ a xe thông minh (Bộ Ngoạ i

thư ơ ng và Công nghiệ p), dự án nâng cao an toàn xe (Advanced Safety Vehicle -ASV)

dành cho việ c xúc tiế n nghiên cứ u và phát triể n công nghệ an toàn xe (Bộ G iao thông

vậ n tả i ), và dự án hệ thố ng quả n lý giao thông tổ ng thể (Universal Traffic

Management System -UMTS) dành cho việ c quả n lý giao thông toàn diệ n bằ ng các h

đề cậ p tớ i cả các vấ n đề phát sinh củ a giao thông đư ờ ng bộ (mộ t dự án củ a Cơ quan

Cả nh sát Quố c gia) Việ c phát triể n các công nghệ , hoặ c các hệ thố ng cụ thể ngoài các

chư ơ ng trình nêu trên cũng đã đư ợ c tiế n hành Sau đây là ba ví dụ : (1) Dự án Rada

sóng milimet điệ n năng thấ p đóng mộ t vai trò quan trọ ng trong việ c ngăn ngừ a va

chạ m xe ( mộ t dự án củ a Bộ Bư u chính và Viễ n thông), (2 ) Hệ thố ng thu phí điệ n tử

tự độ ng không cầ n dừ ng xe sẽ cho phép ngư ờ i sử dụ ng không cầ n dừ ng để trả lệ phí

cầ u đư ờ ng tạ i trạ m thu phí (mộ t dự án củ a Bộ Bư u chính Viễ n thông và Bộ Xây dự ng)

và (3) Nghiên cứ u và phát triể n mộ t hệ thố ng thẻ vô tuyế n dự kiế n sẽ đư ợ c sử dụ ng, ví

dụ , trong các hệ thố ng thu phí điệ n tử không cầ n dừ ng xe (mộ t dự án củ a Bộ Bư uchính và Viễ n thông)

Trong khi đó, Hộ i VERTIS (Hộ i Xe, đư ờ ng và giao thông thông minh -Vehicle,

Road, and Traffic Intelligence Society) đã đư ợ c đạ i diệ n các ngành công nghiệ p và các

họ c việ n thành lậ p, và tiế n hành mộ t loạ t các hoạ t độ ng liên quan đế n ITS , chẳ ng hạ n

như trao đổ i thông tin vớ i ERTICO (Hộ i ITS củ a Mỹ ) các ban thư ký hộ i nghị thế giớ i,

và các quan chứ c có liên quan ở các nư ớ c phư ơ ng Tây Nhữ ng nỗ lự c tích cự c đang

đư ợ c thự c hiệ n trong việ c hình thành mộ t thị trư ờ ng ITS trong khu vự c tư nhân , trên

cơ sở bả n đồ đư ờ ng bộ kỹ thuậ t số đư ợ c khu vự c công và tư nhân cùng nhau xây dự ng,

hệ thố ng đị nh vị xe sử dụ ng công nghệ GPS, và các công nghệ khác đã đư ợ c thư ơ ng

mạ i hóa Nhờ kế t quả củ a nhữ ng thành tự u này, số lư ợ ng các lô hàng lũy tiế n các xe

đư ợ c trang bị hệ thố ng đị nh vị đã vư ợ t quá 1 triệ u đơ n vị trong năm 1995 Rõ ràng,

mộ t thị trư ờ ng mớ i đầ y hứ a hẹ n đang đư ợ c tạ o ra.Giai đoạ n từ 1980 đế n đầ u 1995 có

thể đư ợ c gọ i là giai đoạ n phát triể n ITS thứ hai

c Giai đoạ n thứ ba

Trong bố i cả nh tình hình nêu trên, các nhà lãnh đạ o Hộ i thông tin và Viễ n thôngtiên tiế n doThủ tư ớ ng Chính phủ đứ ng đầ u đã hoàn thành "Hư ớ ng dẫ n cơ bả n về việ cxúc tiế n thành lậ p Hộ i Thông tin và Viễ n thông" vào tháng Hai năm 1995 Năm cơquan chính phủ và các cơ quan liên quan đã chuẩ n bị "Các hư ớ ng dẫ n cơ bả n củ a

Chính phủ về Thông tin và Truyề n thông tiên tiế n trong các lĩnh vự c đư ờ ng bộ , giaothông và xe cộ " vào tháng Tám năm 1995 và bắ t đầ u xúc tiế n việ c sự phát triể n ITS và

ứ ng dụ ng thự c tế dự a trên mộ t chính sách thố ng nhấ t Thờ i kỳ này, vớ i việ c phát triể n

ITS mộ t cách phù hợ p và hài hòa, để đư a hệ thố ng VICS có sẵ n vào ứ ng dụ ng thự c tế ,

có thể đư ợ c gọ i là giai đoạ n phát triể n ITS thứ ba

Sau khi công bố các hư ớ ng dẫ n cơ bả n, năm cơ quan chính phủ đã xúc tiế n việ cphát triể n nghiên cứ u và ứ ng dụ ng qua việ c xây dự ng cơ sở hạ tầ ng để thúc đẩ y các hệthố ng đị nh vị và hỗ trợ cho việ c lái xe an toàn Họ cũng khuyế n khích việ c phát triể n

và triể n khai trong các lĩnh vự c ITS khác nhau như tố i ư u hóa quả n lý giao thông Tạ i

Đạ i hộ i Thế giớ i lầ n thứ hai về ITS, mộ t diễ n đàn trao đổ i công nghệ và thông tin quố c

tế , tổ chứ c tạ i Yokohama vào tháng Mư ờ i năm 1995, họ trình bày nhữ ng nỗ lự c từ đó

đế n nay vớ i các chuyên gia và các nhà khai thác đế n từ các họ c việ n, ngành công

nghiệ p và các chính phủ trên toà n thế giớ i

Năm 1996, Nhậ t Bả n phân bổ 59.6 tỷ Yên để đư a các ứ ng dụ ng ITS vào thự c tế và

để cả i thiệ n cơ sở hạ tầ ng, và phân bổ 7,4 tỷ Yên cho nghiên cứ u và phát triể n ITS

Vớ i mứ c độ hỗ trợ tài chính cao như vậ y ,các điề u kiệ n đẩ y mạ nh ITS tích cự c hơ n đã

+ Xây dự ng hiệ u quả mộ t hệ thố ng giao thông thông minh tích hợ p;

+ Mộ t hệ thố ng giao thông thông minh có khả năng bả o trì và mở rộ ng;

+ Xây dự ng các tiêu chuẩ n ITS cấ p quố c gia và quố c tế

Sự phát triể n củ a kiế n trúc ITS Nhậ t Bả n đã đư ợ c hư ớ ng dẫ n bở i hai nguyên tắ c :

+Đả m bả o kiế n trúc có thể linh hoạ t đáp ứ ng nhu cầ u xã hộ i thay đổ i và phát triể n

công nghệ ;

+ Đả m bả o kiế n trúc dẫ n đế n mộ t ITS tư ơ ng hợ p và tư ơ ng thích vớ i các bộ phậ n

thông tin tiên tiế n khác củ a Nhậ t Bả n và môi trư ờ ng viễ n thông

Như các kiế n trúc hệ thố ng quố c gia lớ n khác, kiế n trúc ITS củ a Nhậ t Bả n bao

gồ m mộ t bả ng liệ t kê tấ t cả các dị ch vụ phụ c vụ ngư ờ i dùng (xem Bả ng 2.3.1 ), mộ t

kiế n trúc logic, mộ t kiế n trúc vậ t lý (xem báo cáo "Worldbank, 2004"), và các lĩnh vự c

để xây dự ng tiêu chuẩ n ITS Hộ p 2.3.1 sau đây, mô tả các mụ c tiêu cho từ ng lĩnh vự cITS để từ đó xác đị nh kiế n trúc quố c gia

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

Mụ c tiêu củ a ITS đặ t ra cho từ ng phư ơ ng diệ n như sau:

+ Về mặ t an toàn và an ninh, mụ c tiêu huớ ng đế n củ a ITS Nhậ t Bả n là xây dự ng nên mộ t khu vự c

kiể u mẫ u, nơ i các vụ tai nạ n giao thông sẽ đư ợ c giả m thiể u tớ i con số không (còn gọ i là Tầ m nhìn số

không - Zero Vision) Thành tự u này sau đó đư ợ c triể n khai trong toàn quố c, góp phầ n đế n sự giả m

thiể u 50% tổ ng số vụ tai nạ n giao thông trên tấ t cả các tuyế n đư ờ ng cho đế n năm 2010.

không có tắ c nghẽ n giao thông Việ c đạ t đư ợ c mụ c tiêu này đư ợ c mong dợ i sẽ góp phầ n giả m thiể u

dế n năm 2020.

để tạ o nên mộ t môi truờ ng giao thông thoả i mái, để cung cấ p cho các thành phố nhữ ng không gian nơ i

nguờ i sử dụ ng phư ơ ng tiệ n giao thông công cộ ng.

ITS Nhậ t Bả n huớ ng đế n giao thông trong tư ơ ng lai trung hạ n vớ i nhữ ng mụ c tiêu sau:

+ Xây dự ng “nhữ ng vùng ITS” an toàn và bề n vữ ng nhằ m làm giả m các vụ tai nạ n đế n con số không.

+ Việ c cung ứ ng dị ch vụ cầ n đư ợ c cả i thiệ n và phát triể n hệ thố ng xe lái tự độ ng trên nhữ ng dả i

đư ờ ng giớ i hạ n, vớ i mụ c tiêu không còn ùn tắ c giao thông trên nhữ ng phầ n đư ờ ng này.

+ Thư ơ ng mạ i hóa “hệ thố ng đị nh huớ ng“ mang lạ i nhữ ng trả i nghiệ m giao thông thú vị hơ n trong mộ t vùng giao thông thoả i mái, bao gồ m việ c triể n khai “Thành phố thông minh”, quả ng bá việ c