th ng giao ti p và làm vi c cùng nhau.
L ch s ra đ i và phát tri n c a ITS ị ử ờ ể ủ
ITS ( Interlligent Transport System ) là khái ni m xu t phát t Nh t B n ,ệ ấ ừ ậ ả b t đ u t nh ng năm 1980 ITS đắ ầ ừ ữ ược xúc ti n nh m t d án qu c gia t iế ư ộ ự ố ạ
Từ năm 1993, hội nghị ITS quốc tế đã được tổ chức hàng năm, thu hút sự tham gia của các chuyên gia trong lĩnh vực giao thông vận tải Sự kiện này tập trung vào việc chia sẻ kiến thức và kinh nghiệm giữa các cơ quan quản lý, các hãng xe danh tiếng trên thế giới, cùng với việc giới thiệu các vật liệu mới, thiết bị công nghệ hiện đại, ô tô, tàu hỏa và các phương tiện giao thông khác.
Hệ thống ITS (Intelligent Transportation Systems) đã được triển khai tại London vào ngày 12/10/2006, nhằm nâng cao an toàn giao thông, giảm ô nhiễm môi trường và giảm ùn tắc giao thông Các giải pháp bao gồm việc sử dụng các phương tiện giao thông thông minh và thiết bị an toàn ITS đã phát huy khả năng công nghệ tiên tiến để cải thiện tình hình giao thông, đáp ứng nhiều mục tiêu khác nhau trong lĩnh vực này.
Việt Nam đã tích cực ứng dụng công nghệ thông tin và hệ thống thông tin giao thông (ITS) vào nhiều lĩnh vực như thu phí đường bộ, kiểm soát tải trọng ô tô, và sát hạch lái xe Nhiều đề tài nghiên cứu đã được triển khai và thu hút sự quan tâm từ các cơ quan chức năng.
Khái ni m c b n v ITS ệ ơ ả ề
Hệ thống giao thông thông minh (ITS) là việc ứng dụng công nghệ bao gồm các thiết bị cảm biến, định vị và truyền thông để quản lý và điều khiển hệ thống giao thông một cách hiệu quả ITS giúp nâng cao an toàn giao thông, giảm thiểu thời gian di chuyển và tối ưu hóa quá trình quản lý giao thông vận tải.
Hình 1.1 H Th ng Giao Thông Thông Minh ITSệ ố
ITS là công ngh m i phát tri n trên th gi i, đệ ớ ể ế ớ ược s d ng đ gi iử ụ ể ả quy t các v n đ t n t i c a h th ng giao thông đế ấ ề ồ ạ ủ ệ ố ường b và c i thi nộ ả ệ
Hệ thống ra đa cung cấp cái nhìn rõ nét về tính hữu ích của những tín hiệu bờ, thông qua công nghệ thông tin, truyền thông công nghiệp và viễn thông Việc liên kết giữa con người, hệ thống đường bộ, và các phương tiện giao thông đang tạo ra một mạng lưới thông tin và viễn thông phong phú, hỗ trợ cho việc ra quyết định của người tham gia giao thông và cơ quan quản lý Điều này góp phần giảm thiểu tai nạn, tắc nghẽn giao thông và ô nhiễm môi trường.
Hệ thống giao thông thông minh ra đời với sự tích hợp của các thiết bị truyền thông, công nghệ thông tin và viễn thông, giúp giảm thiểu vai trò của con người trong việc điều hành giao thông Tuy nhiên, điều này vẫn đảm bảo tính an toàn cho người tham gia giao thông.
Ki n trúc ITS ế
Ki n trúc v t lý ế ậ
Quá trình xây dựng kiến trúc tổng thể cho hệ thống giao thông thông minh trải qua nhiều giai đoạn khác nhau, bao gồm xác định các yêu cầu dịch vụ phù hợp với người dùng Việc xây dựng kiến trúc logic hệ thống và cơ sở hạ tầng vật lý là cần thiết để triển khai các dịch vụ hiệu quả.
Hình 1.2 Ki n trúc v t lý lý h th ng giao thông thông minh t i Vi t Nam.ế ậ ệ ố ạ ệ
Ki n trúc logic ế
Kiến trúc logic hệ thống giao thông thông minh được xây dựng dựa trên việc phân tích dữ liệu người dùng, xác định chức năng cần thiết của hệ thống Quá trình này bao gồm việc phân tích các chức năng và mối quan hệ giữa chúng, nhằm đảm bảo tính chính xác trong việc truyền tải thông tin Điều này giúp định nghĩa hình thức luồng dữ liệu và chất lượng thông tin trong hệ thống giao thông thông minh.
- D ch v ngị ụ ười dùng: Các d ch v ITS cung c p cho ngị ụ ấ ườ ử ụi s d ng trong quá trình tri n khai ITS.ể
Kiến trúc logic là mô tả các chức năng hệ thống, thể hiện mối quan hệ giữa các chức năng và cách thức chia sẻ thông tin cũng như lưu trữ dữ liệu giữa các khối chức năng.
- Lu ng d li u: Các lu ng thông tin logic trao đ i gi a các ch c năngồ ữ ệ ồ ổ ữ ứ v i nhau và gi a các ch c năng v i các thành ph n trong h th ng.ớ ữ ứ ớ ầ ệ ố
Kiến trúc vật lý là một quan hệ hệ thống giữa các bộ phận trong hệ thống vật lý ITS, nó định nghĩa các thực thể vật lý của hệ thống này (các hệ thống con và đầu cuối) Kiến trúc này giúp xác định cách thức các hệ thống con và đầu cuối hợp thành một hệ thống tổng thể theo các luồng kiến trúc vật lý.
Các thành ph n và m c tiêu, l i ích c a ITS ầ ụ ợ ủ
Hệ thống ITS bao gồm các thành phần chính như con người, phương tiện tham gia giao thông và cơ sở hạ tầng giao thông Những thành phần này được liên kết chặt chẽ với nhau nhằm đạt được các mục tiêu cải thiện hiệu quả và an toàn trong giao thông.
Giúp hoàn thi n k t c u h t ng đệ ế ấ ạ ầ ường b và x lý kh n c p các sộ ử ẩ ấ ự c giao thông.ố
Hi n đ i hoá các tr m thu phí t đ ng và tr m cân đi n t …ệ ạ ạ ự ộ ạ ệ ử
Gi m tai n n, ùn t c giao thông và gi m ô nhi m môi trả ạ ắ ả ễ ường…
Ti t ki m th i gian, ti n b c và nhiên li u, t o đi u ki n thu n l iế ệ ờ ề ạ ệ ạ ề ệ ậ ợ t i đa cho vi c đi l i và v n chuy n hàng hóa.ố ệ ạ ậ ể
Qu n lý các đả ường tr c giao thông chính, đi u ti t vi c đi l i c aụ ề ế ệ ạ ủ phương ti n trên đệ ường b ng bi n báo đi n t ằ ể ệ ử
Biển báo giao thông cung cấp thông tin cho người đi đường, phù hợp với văn hóa giao thông và hỗ trợ quá trình khai thác, điều hành hệ thống giao thông công cộng, giúp quản lý xe cộ hiệu quả.
Góp ph n trong vi c s n xu t các phầ ệ ả ấ ương ti n thông minh, nâng caoệ hi u qu c a thi t b an toàn giao thông.ệ ả ủ ế ị
Hình 1.3 H th ng thu phí t đ ngệ ố ự ộ
Hệ thống ITS bao gồm các cảm biến được gắn trên đường để thu thập thông tin về lưu lượng giao thông, khí hậu, thời tiết, Các thông tin này được hệ thống công nghệ phân tích và xử lý, sau đó truyền tải đến người tham gia giao thông để họ có thể lựa chọn giải pháp lưu thông tối ưu nhất.
Hệ thống ITS (Intelligent Transportation System) là một mạng lưới bao gồm các phương tiện truyền thông, nhằm quản lý giao thông toàn quốc Dựa vào các camera giao thông và hệ thống trung tâm quản lý, công nghệ thông tin được áp dụng để cải thiện hiệu quả trong việc quản lý giao thông đô thị Nhà quản lý cần có khả năng thu thập thông tin toàn diện về hệ thống giao thông quốc gia Gần đây, Việt Nam đã thực hiện nhiều cải tiến trong việc phát triển hệ thống giao thông hiện đại, nhằm nâng cao chất lượng và hiệu suất quản lý giao thông.
H th ng GTTM cung c p 5 nhóm l i ích quan tr ng thông qua:ệ ố ấ ợ ọ
2 C i thi n hi u su t ho t đ ng, đ c bi t là gi m ùn t c.ả ệ ệ ấ ạ ộ ặ ệ ả ắ
3 Tăng cường tính di đ ng và ti n l i.ộ ệ ợ
4 Cung c p các l i ích v môi trấ ợ ề ường
5 Tăng năng su t , tăng trấ ưởng kinh t , vi c làm.ế ệ
Giúp hoàn thiện kết cấu hạ tầng đường bộ và xử lý khẩn cấp các sự cố giao thông Hiện đại hóa các trạm thu phí, hệ thống camera quan sát, trạm kiểm tra tải trọng và trung tâm điều hành Giảm tai nạn, ùn tắc giao thông và giảm ô nhiễm môi trường.
ITS - Gi i pháp cho các v n đ c a GTVT Vi t Nam ả ấ ề ủ ệ
Trong năm qua, ngành giao thông vận tải (GTVT) đã có những bước phát triển đáng kể, nhưng vẫn gặp phải nhiều vấn đề như ùn tắc giao thông Một trong những nguyên nhân chính của tình trạng này là thiếu thông tin và dữ liệu chính xác, dẫn đến việc quản lý giao thông chưa hiệu quả Các biện pháp đưa ra vẫn chưa thực sự phù hợp và hiệu quả Việc thu thập, lưu trữ và xử lý thông tin thời gian thực là rất cần thiết và là sức mạnh của hệ thống giao thông thông minh (ITS) Công nghệ này giúp cải thiện việc cung cấp thông tin và dữ liệu, từ đó nâng cao hiệu quả quản lý giao thông.
Hình 1.4 C nh ùn t c giao thông t i Hà N i.ả ắ ạ ộ
Các thành phần chính của hệ thống ITS bao gồm con người, phương tiện tham gia giao thông và cơ sở hạ tầng giao thông Những thành phần này được liên kết chặt chẽ với nhau để đạt được các mục tiêu hiệu quả trong quản lý và điều phối giao thông.
Quản lý khai thác hệ thống giao thông một cách hiệu quả giúp giảm ùn tắc, tiết kiệm chi phí di chuyển và tối ưu hóa điều kiện đi lại cho người dân Việc cung cấp thông tin giao thông chính xác và khai thác tiềm năng của hệ thống giao thông hiện tại là rất cần thiết để nâng cao chất lượng dịch vụ và sự hài lòng của người sử dụng.
B o đ m an toàn khi tham gia giao thông, xây d ng văn hóa giaoả ả ự thông, gi m thi u tai n n.ả ể ạ
Nâng cao năng lực quản lý thông qua việc chia sẻ thông tin chính xác và nhanh chóng giữa các ban ngành, từ đó tăng cường khả năng phối hợp liên ngành trong việc xử lý các vấn đề Điều này cũng cung cấp thông tin cần thiết cho quá trình xây dựng chính sách hiệu quả.
Ngành Giao thông Vận tải Việt Nam đang hướng đến việc giảm thiểu khí thải ra môi trường, nhằm cải thiện chất lượng không khí Đây là một trong những mục tiêu quan trọng để giải quyết các vấn đề giao thông hiện nay Việc ứng dụng công nghệ thông tin trong giao thông đã trở thành xu thế toàn cầu, do đó, nghiên cứu và phát triển hệ thống giao thông thông minh là nhu cầu cấp thiết để nâng cao hiệu quả quản lý và vận hành giao thông.
Hình 1.5 Hình nh m t h th ng giao thông.ả ộ ệ ố
Khó khăn c a vi c phát tri n ITS t i Vi t Nam ủ ệ ể ạ ệ
Hệ thống ITS tại Singapore đã được xây dựng từ năm 1980 và vẫn hoạt động hiệu quả cho đến nay Hệ thống này đã liên tục được đầu tư, nâng cấp và đổi mới Các trung tâm ITS được trang bị công nghệ thu thập dữ liệu hiện đại, cho phép phân tích và xử lý một lượng lớn thông tin Ngoài ra, hệ thống còn có khả năng theo dõi và giám sát các tuyến đường cao tốc thông minh, giúp phát hiện sự cố và phát tín hiệu kịp thời đến các cơ quan chức năng.
Hình 1.6 H th ng thu phí ERP giúp gi m đáng k m t đ phệ ố ả ể ậ ộ ương ti n giaoệ thông cá nhân t i Singapore.ạ
Việt Nam đang đối mặt với thách thức lớn trong việc áp dụng hệ thống ITS do thiếu sự đầu tư Mặc dù đã có nhiều dự án nghiên cứu được triển khai, nhưng chất lượng của chúng vẫn chưa đạt yêu cầu Hiện tại, chưa có nghiên cứu tổng thể nào về tình hình, điều này ảnh hưởng đến định hướng phát triển hệ thống ITS trong tương lai.
Các thành phố lớn cần có trung tâm điều hành tập trung để quản lý hiệu quả các hệ thống giao thông Hiện nay, hạ tầng giao thông chưa được khai thác hiệu quả và chưa đáp ứng đủ nhu cầu hiện tại Bên cạnh đó, nguồn nhân lực chất lượng cao có kỹ năng chuyên môn trong việc quản lý các hệ thống tiên tiến này vẫn còn hạn chế, chưa thể đảm bảo cho sự phát triển bền vững của các hệ thống ITS.
Hệ thống đèn tín hiệu hoạt động một cách hiệu quả, đảm bảo an toàn giao thông Chế độ điều khiển tự động giúp quản lý lưu lượng phương tiện một cách hợp lý Mạng lưới camera giám sát bao phủ toàn bộ hệ thống giao thông, cung cấp dữ liệu cần thiết cho việc điều chỉnh lưu thông Công tác bảo trì và nâng cấp hệ thống giao thông cần được triển khai thường xuyên để đảm bảo hiệu suất hoạt động.
Khung kiến trúc và tiêu chuẩn ITS hiện nay chưa được xây dựng rõ ràng, dẫn đến nhiều dự án triển khai không được đánh giá chính xác Việt Nam đang đối mặt với nhiều thách thức trong việc áp dụng công nghệ ITS, đặc biệt là trong việc tiếp cận công nghệ hiện đại Việc thực hiện các giải pháp ITS hiệu quả cần thiết phải có thiết bị hiện đại, chuyên dụng cho hệ thống giao thông Hiện tại, Việt Nam vẫn chưa phát triển công nghệ sản xuất thiết bị này Một khung chính sách hợp lý cần được đưa ra để gắn kết hoạt động giữa các bên liên quan.
Việt Nam vẫn đang gặp phải nhiều rào cản trong việc hiện đại hóa giao thông thông minh Tuy nhiên, chúng ta vẫn có thể tin tưởng vào sự chuyển mình trong thời gian sắp tới.
Tình hình phát tri n ITS t i Vi t Nam ể ạ ệ
Nh ng năm g n đây, công ngh ITS b t đ u đữ ầ ệ ắ ầ ược đ a vào th c t v iư ự ế ớ nhi u d ki n, trong đó t p trung vào:ề ự ế ậ
- Trung tâm đi u khi n giao thôngề ể
- Giám sát vi ph m giao thôngạ
Quản lý giao thông trên đường ô tô là ưu tiên hàng đầu của Bộ Giao thông Vận tải, đặc biệt trong bối cảnh hệ thống hạ tầng giao thông hiện nay còn yếu kém và chưa đáp ứng nhu cầu Việc áp dụng công nghệ giao thông thông minh (ITS) đã được triển khai tại các thành phố lớn như Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Hải Phòng Các dự án ứng dụng ITS vào hệ thống giao thông đường bộ cao tốc đã cho thấy hiệu quả rõ rệt trong việc giám sát giao thông và hỗ trợ công tác quản lý.
Các viện nghiên cứu ITS đã thực hiện nhiều dự án trong một thời gian dài và đạt được những thành tựu nhất định Các viện nghiên cứu và trường học đều có những nghiên cứu chất lượng về lĩnh vực thiết thực này.
Việc xây dựng các tiêu chuẩn và quy chuẩn trong lĩnh vực này là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng và an toàn Những tiêu chuẩn này không chỉ áp dụng cho đường cao tốc mà còn cần thiết cho toàn bộ hệ thống giao thông.
Nhìn chung, chúng ta đã đạt được những thành công ban đầu đáng khích lệ trong việc vận dụng Hệ thống Giao thông Thông minh (ITS) Khi một số tuyến đường cao tốc được đưa vào khai thác, việc ứng dụng ITS càng phải khẩn trương hơn, nhằm bảo đảm giao thông an toàn và nâng cao hiệu suất vận tải.
Hình 1.7 Trung tâm đi u khi n giao thông Hà N i.ề ể ộ
M t s b t c p hi n nay trong vi c phát tri n h th ng ITS Vi t ộ ố ấ ậ ệ ệ ể ệ ố ở ệ
Nhi u đ tài nghiên c u v ITS nh ng thi u s ph i h p ề ề ứ ề ư ế ự ố ợ
Công nghệ giao thông thông minh (ITS) đang thu hút sự quan tâm lớn từ các nhà nghiên cứu và cơ quan quản lý Hiện nay, có rất nhiều đề tài nghiên cứu về ITS đang được thực hiện Sự hợp tác giữa các cơ quan và các cấp quản lý trong lĩnh vực này là rất cần thiết để thúc đẩy hiệu quả và ứng dụng của công nghệ trong giao thông.
Bộ Giao thông Vận tải (GTVT) đã triển khai nhiều hoạt động tích cực trong việc quản lý nhà nước về giao thông vận tải Đồng thời, các cơ quan, đơn vị khác cũng đang nghiên cứu và phát triển các phương án nhằm cải thiện hệ thống giao thông.
- Chương trình “ ng d ng Khoa h c công ngh gi m UTGT giai đo nỨ ụ ọ ệ ả ạ
Từ năm 2013 đến 2015, TP Hồ Chí Minh đã thực hiện nghiên cứu nhằm phát triển các giải pháp công nghệ cho hệ thống giao thông thông minh Mục tiêu là nâng cao hiệu quả khai thác và phát triển hệ thống giao thông hiện đại, góp phần giải quyết tình trạng ùn tắc giao thông tại địa bàn thành phố.
Đề tài KC01.14/11-15 tập trung vào việc xây dựng cấu trúc hệ thống giao thông thông minh và các quy chuẩn công nghệ thông tin, truyền thông, điều khiển áp dụng trong hệ thống giao thông thông minh tại Việt Nam Đồng thời, đề tài KC.03.05/06-10 nghiên cứu thiết kế, chế tạo các thiết bị phục vụ cho an toàn giao thông và hệ thống kiểm tra, giám sát, điều hành phục vụ cho an toàn giao thông đường bộ Các nghiên cứu này nhằm xây dựng cấu trúc cơ bản của hệ thống giao thông thông minh tại Việt Nam và phát triển các tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật liên quan.
Nh ng k t qu ch a t t ữ ế ả ư ố
Trung tâm đi u khi n giao thông: C n nh ng ch a th t s thành côngề ể ầ ư ư ậ ự
Hà Nội đã nâng cấp Trung tâm điều khiển giao thông với sự hỗ trợ của Ngân hàng Thế giới, tuy nhiên hiệu quả chưa đạt kỳ vọng và không phù hợp với hệ thống hiện có, dẫn đến lãng phí lớn Năm 2010, UBND TP Hà Nội đã phê duyệt dự án nâng cấp Trung tâm điều khiển tín hiệu giao thông và thiết bị ngoại vi Dự án có tổng kinh phí 231,5 tỷ đồng nhằm nâng cao khả năng điều hành hệ thống đèn tín hiệu giao thông của thành phố, đảm bảo tín hiệu đèn phù hợp với lưu lượng phương tiện trong thời gian thực.
Giám sát vi ph m giao thông v i CCTV: Xây d ng đạ ớ ự ược nh ng duy trì,ư b o qu n khóả ả
Thành công của dự án thí điểm Pháp Vân - Cầu Giẽ đã cho thấy sự cần thiết của việc triển khai hệ thống giám sát giao thông bằng CCTV Hệ thống này giúp ghi hình và theo dõi tình hình giao thông tại các nút giao trọng điểm, từ đó nâng cao hiệu quả điều tiết và giảm ùn tắc Tuy nhiên, để các camera hoạt động hiệu quả, cần có sự kết nối đồng bộ với hệ thống quản lý giao thông hiện tại Công tác quản lý và phân luồng giao thông vẫn cần được cải thiện để giải quyết tình trạng ùn tắc Xu hướng chung hiện nay là kết nối các thiết bị giám sát vào Trung tâm Điều khiển giao thông Dự án VRSP đã đầu tư vào hệ thống camera giám sát trên tuyến đường từ Hà Nội đến Vinh và TP HCM - Cần Thơ, với sự tham gia của các nhà đầu tư trong việc xây dựng và vận hành hệ thống này.
Trong các dự án giám sát giao thông, việc duy trì và bảo quản hệ thống là rất quan trọng sau khi hoàn thành xây dựng và đưa vào khai thác Đặc biệt, dự án thí điểm Pháp Vân - Cầu Giẽ đã có sự tham gia của các chuyên gia trong việc phân tích và đánh giá kỹ thuật Tuy nhiên, trong các dự án tương lai, việc đảm bảo có đội ngũ kỹ thuật viên có năng lực là điều cần thiết để khai thác hiệu quả các thiết bị công nghệ.
M t hi n tộ ệ ượng đáng bu n n a là h th ng ITS trên m t s đo nồ ữ ệ ố ộ ố ạ đường cao t c không phát huy đố ược tác d ng, vì nhi u lý do khác nhau:ụ ề
Ch a xây d ng, hoàn thi n đ ng b ; thi u c ch ph i h p v i l c lư ự ệ ồ ộ ế ơ ế ố ợ ớ ự ượng ch c năng; lái xe ch a quen v i các thi t b trên đứ ư ớ ế ị ường…
Th thông minh: C n và s p đ đi u ki n s d ng, nh ng d có nhi uẻ ầ ắ ủ ề ệ ử ụ ư ễ ề lo i th không tạ ẻ ương thích v i nhauớ
Hiện nay, việc phát triển hệ thống giao thông công cộng sang các hình thức khác ngoài xe buýt như metro, MRT, BRT là cần thiết Việc áp dụng sử dụng công nghệ thông minh trong lĩnh vực này là rất quan trọng Tuy nhiên, đường sắt đô thị Cát Linh - Hà Đông đã được đưa vào hoạt động.
Bộ GTVT đã cho phép sử dụng tiêu chuẩn công nghệ của Nhật Bản cho hệ thống giao thông thông minh Nhật Bản cũng đang hỗ trợ Hà Nội trong việc triển khai dự án "Cải thiện giao thông công cộng", thử nghiệm ứng dụng công nghệ thông minh cho xe buýt và góp phần nâng cao chất lượng dịch vụ vận tải công cộng tại thành phố.
UBND thành phố Hồ Chí Minh quyết định tiêu chuẩn kỹ thuật cho các loại hình giao thông công cộng, nhưng không có sự đồng bộ giữa các loại hình này Thông thường, một loại hình giao thông thông minh có thể được sử dụng chung cho tất cả các phương tiện giao thông công cộng và một số dịch vụ khác, nhưng điều này không phù hợp với điều kiện tại Việt Nam, nơi mà sự phân tán và thiếu quy chuẩn trong công nghệ là vấn đề lớn.
Hình 1.9 Tr m bus BRT t i Hà N i.ạ ạ ộ
Tình hình thu phí t đ ng: V n còn nhi u v n đ c n xem xétự ộ ẫ ề ấ ề ầ
Mặc dù việc áp dụng hình thức thu phí không đồng tại nhiều địa phương gặp phải nhiều thách thức, nhưng số lượng phương tiện sử dụng dịch vụ này thực tế vẫn đang gia tăng Có thể thấy một số vấn đề đáng chú ý sau:
- Các doanh nghi p v n t i v n còn đang cân nh c vi c s d ng M tệ ậ ả ẫ ắ ệ ử ụ ộ trong nh ng lý do là giá thành thi t b trên xe (OBU) hi n t i còn kháữ ế ị ệ ạ cao.
- C n ng trầ ứ ước m t kho n ti n vào tài kho n các OBU Kho n ti nộ ả ề ả ả ề này không sinh l i, đây là m t đi u doanh nghi p thờ ộ ề ệ ường c tránh.ố
- Nhi u ngề ười ch a bi t làn dành riêng cho thu phí t đ ng Khôngư ế ự ộ hi m trế ường h p, xe không g n thi t b OBU v n đi nh m vào lànợ ắ ế ị ẫ ầ đường dành riêng.
Các trạm thu phí tự động hiện nay chưa được liên thông, dẫn đến việc OBU chỉ hoạt động trên một số tuyến đường nhất định Điều này gây bất tiện cho người sử dụng và làm giảm tính hiệu quả của hệ thống Cần có chính sách thu hút các trạm thu phí BOT để kết nối với nhau, áp dụng hình thức thu phí không dừng và liên thông, nhằm tối ưu hóa việc sử dụng OBU.
- Nhi u nhà cung c p d ch v thu phí t đ ng v n ph i ch u bù l ề ấ ị ụ ự ộ ẫ ả ị ỗ
Bài h c kinh nghi m trong tri n khai ng d ng ITS ọ ệ ể ứ ụ
Không ph i m i tri n khai ng d ng ITS đ u có hi u qu Nguyênả ọ ể ứ ụ ề ệ ả nhân không n m công ngh mà con ngằ ở ệ ở ười C th nh sau:ụ ể ư
- T m nhìn:ầ ITS là công ngh cao, thệ ường là đ t ti n, th m chí r t đ t.ắ ề ậ ấ ắ
Việc triển khai ngừng dịch vụ ITS cần chia thành từng giai đoạn Vì vậy, cần có tầm nhìn dài hạn cho các giai đoạn khớp với nhau Giai đoạn đầu tiên cần được hoàn thành trước khi mở rộng, bổ sung giai đoạn tiếp theo mà không phải xóa bỏ giai đoạn trước đó.
Nhân lực trong lĩnh vực Công nghệ ITS cần được bố trí hợp lý để đảm bảo hiệu quả giám sát vi phạm giao thông CSGT, mặc dù có nhiệm vụ chính là thực thi pháp luật, nhưng cũng cần có kiến thức về công nghệ thông tin để xử lý kịp thời các tình huống Một ví dụ điển hình là tại dự án Cầu Giẽ - Ninh Bình, sự phân công hợp lý giữa các chuyên gia ITS và CSGT đã mang lại hiệu quả cao Việc vận hành hệ thống giám sát giúp CSGT nhanh chóng phát hiện và xử lý vi phạm, từ đó nâng cao năng lực phản ứng trong các tình huống khẩn cấp Sự phối hợp này đã góp phần vào thành công của dự án.
Nh ng sau khi bàn giao, không còn đ n v chuyên môn, thì h th ngư ơ ị ệ ố v n hành không t t, nhi u tr c tr c và kém hi u qu ậ ố ề ụ ặ ệ ả
Bảo dưỡng thiết bị ITS là một quá trình quan trọng để đảm bảo thiết bị công nghệ cao hoạt động hiệu quả trong môi trường khắc nghiệt Việc kiểm tra định kỳ và bảo trì đúng cách giúp phát hiện sớm các vấn đề kỹ thuật và đảm bảo thiết bị luôn trong trạng thái tối ưu Nhiều hư hỏng có thể xảy ra, nhưng nếu không được xử lý kịp thời, chúng có thể dẫn đến sự cố nghiêm trọng và ảnh hưởng đến hiệu suất làm việc Do đó, việc báo cáo và xử lý các vấn đề kịp thời là rất cần thiết để duy trì hoạt động ổn định của thiết bị.
Tính tương thích giữa hệ thống đèn tín hiệu giao thông cũ và mới tại Hà Nội và TP Hồ Chí Minh không đảm bảo, dẫn đến việc không thể kết nối hiệu quả Điều này phản ánh sự thiếu tiêu chuẩn kỹ thuật trong việc triển khai công nghệ mới.
CHƯƠNG 2: NG D NG C A GIAO THÔNG THÔNG MINH (ITS) VÀOỨ Ụ Ủ
L trình ng d ng giao thông thông minh ITS t i Vi t Nam ộ ứ ụ ạ ệ
Tính đến cuối năm 2012, Việt Nam có hơn 256.684 km đường bộ, trong đó đường quốc lộ là 17.228 km, đường tỉnh là 23.520 km và đường đô thị là 8.492 km Chất lượng hạ tầng giao thông còn thấp, chủ yếu là đường hẹp và chưa đồng bộ Giao thông trên các tuyến đường chủ yếu là giao thông hỗn hợp với lượng xe máy cao, ước tính đến năm 2009 có khoảng 24 triệu xe máy và gần 2 triệu ô tô Tình trạng ùn tắc giao thông và ô nhiễm môi trường ngày càng nghiêm trọng, trong khi hệ thống quản lý còn hạn chế và chất lượng dịch vụ chưa đáp ứng nhu cầu phát triển xã hội Để cải thiện tình hình, Bộ Giao thông Vận tải đã đặt ra mục tiêu phát triển hệ thống giao thông vận tải, ưu tiên nâng cấp và xây dựng các tuyến đường quốc lộ, đồng thời chú trọng ứng dụng công nghệ thông tin trong quản lý giao thông nhằm đảm bảo an toàn và hiệu quả.
Việt Nam đã triển khai lộ trình ngừng sử dụng hệ thống ITS, do Bộ GTVT ban hành, được chia thành ba giai đoạn: giai đoạn đến năm 2015, giai đoạn từ 2015 đến 2020 và giai đoạn từ 2020 đến 2030 Mục tiêu của lộ trình này là tiêu chuẩn hóa hệ thống ITS toàn quốc, quy hoạch và xây dựng các trung tâm điều hành và kiểm soát giao thông tại ba khu vực Bắc, Trung, Nam, đồng thời hoàn thiện các hệ thống con của ITS Nội dung cụ thể của các giai đoạn được trình bày trong bảng 1.1.
Hệ thống ITS đã được triển khai tại các thành phố lớn như Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, Đà Nẵng và đang được áp dụng trên các tuyến đường cao tốc Bên cạnh đó, hệ thống giám sát giao thông cũng đóng vai trò quan trọng trong công tác quản lý, góp phần nâng cao hiệu quả trong việc điều tiết giao thông.
B ng 2.1 L trình ng d ng ITS t i Vi t Nam.ả ộ ứ ụ ạ ệ
Hi n tr ng ng d ng ITS t i Vi t Nam ệ ạ ứ ụ ạ ệ
Th c hi n các nghiên c u v ITS ự ệ ứ ề
Viện nghiên cứu ITS đã thực hiện nhiều dự án quan trọng, góp phần vào quá trình triển khai ITS tại Việt Nam Các viện nghiên cứu, trường đại học và công ty hàng đầu đã tham gia vào các nghiên cứu này Năm 1999, Viện Khoa học và Công nghệ GTVT đã thực hiện đề tài nghiên cứu cấp B về việc áp dụng giao thông thông minh trong GTVT, với mục tiêu nghiên cứu hệ thống ITS trên thế giới và khả năng ứng dụng tại Việt Nam Đến năm 2009, viện tiếp tục thực hiện đề tài nghiên cứu ứng dụng ITS trong quản lý khai thác, điều hành giao thông và thu phí trên hệ thống đường ô tô cao tốc Việt Nam Trong chương trình KH và CN giai đoạn 2011-2015, một số đề tài cấp nhà nước liên quan đến ITS đã được thực hiện, bao gồm việc xây dựng cấu trúc ITS và các quy chuẩn công nghệ thông tin, truyền thông, điều khiển ứng dụng trong ITS.
Trong giai đoạn 2012-2013, một số nghiên cứu quan trọng về hệ thống giao thông thông minh (ITS) đã được thực hiện tại Việt Nam, bao gồm đề tài "Nghiên cứu thiết kế, chế tạo các thiết bị điều khiển và hệ thống đo đạc kiểm tra, giám sát, điều hành phục vụ cho an toàn giao thông đường bộ" Ngoài ra, còn có các nghiên cứu khác như "Nghiên cứu ứng dụng và phát triển công nghệ tự động hóa" tại Trường Đại học GTVT Hà Nội từ 2007-2010, và chuyên đề "Các yêu cầu về chất lượng dịch vụ trong mạng sử dụng ITS" của Học viện Bưu chính - Viễn thông và Viện Khoa học Kỹ thuật Bưu điện Những nghiên cứu này đánh dấu bước tiến quan trọng trong lĩnh vực ITS tại Việt Nam.
Các d án ng d ng (ITS) t i m t s thành ph và trên toàn qu c ự ứ ụ ạ ộ ố ố ố
2.2.2.1 H th ng giám sát giao thông t đ ngệ ố ự ộ
Hệ thống camera giám sát giao thông đã được triển khai nhằm nâng cao hiệu quả trong việc giám sát và bảo đảm an toàn giao thông Mục tiêu của Dự án “Hệ thống giám sát giao thông thông minh” do Bộ Công an thực hiện là cung cấp thông tin kịp thời, hỗ trợ các biện pháp bảo đảm trật tự an toàn giao thông.
Hệ thống quan sát hình ảnh giao thông được triển khai tại các màn hình lớn, giúp trung tâm điều hành quản lý giao thông theo dõi tình hình giao thông hiệu quả Hệ thống này cung cấp hình ảnh video giao thông cho các tổ chức công cộng, đảm bảo tuân thủ quy định của các cơ quan có thẩm quyền.
Hình 2.1 CSGT theo dõi camera đ x ph t ngu i các trể ử ạ ộ ường h pợ vi ph m giao thông.ạ
Camera giám sát sẽ theo dõi và xử lý các hành vi vi phạm an toàn giao thông trên các tuyến quốc lộ Đồng thời, thiết bị này cung cấp dữ liệu và hình ảnh thực tế về tình hình giao thông, hỗ trợ công tác xử lý giao thông và đảm bảo an ninh trật tự.
Mục tiêu của hệ thống giám sát giao thông là phát hiện và xử lý các hành vi vi phạm trật tự an toàn giao thông như vượt đèn đỏ, chuyển hướng không quan sát, không nhường đường, và không tuân thủ biển báo Qua đó, hệ thống góp phần nâng cao ý thức chấp hành pháp luật của người tham gia giao thông Đồng thời, nó hỗ trợ công tác tuần tra, kiểm soát trật tự, an ninh và phát hiện kịp thời các hành vi vi phạm, cung cấp chứng cứ pháp lý cho lực lượng chức năng khi điều tra các vụ việc xảy ra trên đường Giải pháp lắp đặt camera giám sát giao thông không chỉ giúp theo dõi và quản lý giao thông liên tục mà còn đảm bảo an toàn và thân thiện cho người tham gia giao thông.
2.2.2.2 H th ng đo đ m l u lệ ố ế ư ượng phương ti nệ
Lượng xe cộ ngày càng gia tăng dẫn đến tình trạng tắc nghẽn giao thông ngày càng nghiêm trọng, không chỉ gây ra sự bất tiện cho người dân mà còn tiềm ẩn nhiều nguy cơ về an toàn Để giải quyết vấn đề này, các cơ quan quản lý giao thông thành phố cần xác định những khu vực thường xuyên ùn tắc, đồng thời đưa ra các biện pháp điều hướng và cải thiện lưu lượng giao thông hiệu quả.
Hình 2.2 Ph n m m h th ng đ m xe t i đầ ề ệ ố ế ạ ường trên cao trên đường vành đai 3.
Hệ thống giám sát giao thông của Hikvision cung cấp giải pháp toàn diện cho việc theo dõi và xử lý dữ liệu giao thông Nó giúp phân tích tình trạng giao thông và điều khiển tín hiệu đèn giao thông, từ đó hướng dẫn các phương tiện tránh tình trạng ùn tắc.
Các hệ thống này thu thập thông tin giao thông tại các nút giao trọng yếu trên quốc lộ, cung cấp dịch vụ phát hiện xe qua video Chúng bao gồm việc phát hiện và thống kê lưu lượng giao thông, tốc độ trung bình, khoảng cách và thời gian giữa hai xe, cũng như tình trạng giao thông.
Kiểm soát viên giao thông sử dụng dữ liệu từ camera để quản lý lưu lượng giao thông, điều chỉnh thời gian đèn giao thông khi cần thiết Ví dụ, trong trường hợp các làn đường bị tắc nghẽn, thời gian đèn đỏ sẽ được rút ngắn Màn hình hiển thị thông tin giao thông giúp người dân nắm bắt tình hình giao thông hiện tại.
Hệ thống giám sát giao thông (Transport Monitoring System - TMS) là một phần quan trọng trong các "mô hình ghép công nghệ thông minh" dựa trên nền tảng tích hợp giao thông thông minh (ITS) và giải pháp dữ liệu lớn (Big Data) Hệ thống này cho phép thu thập, lưu trữ và phân tích các nhóm thông tin, dữ liệu tích hợp, từ đó biểu diễn động các lớp dữ liệu, giúp tối ưu hóa việc phân tích và xử lý thông tin chuyên ngành về giao thông.
Hệ thống Hanel TMS thu thập dữ liệu hành trình của các phương tiện giao thông công cộng như xe buýt, taxi và xe khách Dữ liệu này sẽ được ghi nhận theo lộ trình và lịch trình chuyến đi, đảm bảo tuân thủ quy định pháp luật hiện hành Hệ thống cho phép truy xuất dữ liệu hành trình theo các tiêu chí bắt buộc, phục vụ cho việc thống kê và phân tích nhằm đảm bảo an toàn giao thông Đồng thời, hệ thống cũng hỗ trợ quản lý giám sát các phương tiện tham gia giao thông, giúp các doanh nghiệp vận tải quản lý hiệu quả hơn.
Hình 2.3 H th ng qu n lí giám sát đ n v v n hành TMSệ ố ả ơ ị ậ
Ch c năng H th ng TMS System:ứ ệ ố
Qu n lý các đ n v v n hành: H th ng có kh năng qu n lý t t c
Các công ty kinh doanh vận tải hành khách công cộng và hàng hóa, bao gồm taxi, xe buýt nội đô, xe buýt đường dài và dịch vụ cho thuê xe, đều tham gia vào hệ thống để quản lý và tối ưu hóa hoạt động của mình Hệ thống này cho phép các đơn vị truy cập thông tin cần thiết để nâng cao hiệu quả kinh doanh và phục vụ khách hàng tốt hơn.
H th ng có kh năng thu th p d li u l n thông qua phân h h ng
Các dữ liệu quan trọng được mã hóa RSA trước khi truyền trên đường truyền, nhằm bảo vệ thông tin nhạy cảm Việc thu thập dữ liệu lớn và phân tích các phương thức truyền thông là rất cần thiết để đảm bảo an toàn cho hệ thống cơ sở dữ liệu và truyền thông Điều này giúp nâng cao hiệu quả quản lý giám sát liên quan đến các hệ thống thông tin.
H th ng có kh năng hi n th ph ng ti n theo
♦ ệ ố ả ể ị ươ ệ th i gian th c trên ờ ự b n đ sả ồ ố
T thông tin GPS c a xe, hi n th v trí các xe th i gian th c trên b n đ s ừ ủ ể ị ị ờ ự ả ồ ố
C nh báo n u xe đi ra ngoài tuy n đã khai báo, có th xem l ch s diả ế ế ể ị ử chuy n c a t ng xe (t i đa 15 ngày) vẽ l i tuy n đi trên b n đ ể ủ ừ ố ạ ế ả ồ
Hi n th v n t c và xem l ch s v n t c xe.ể ị ậ ố ị ử ậ ố
C nh báo xe vi ph m t c đ theo th i gian th c.ả ạ ố ộ ờ ự
H th ng có kh năng qu n lý l p k ho ch ho t đ ng các b n xe,
L p k ho ch th i gian xu t b n cho t ng b n xe, s xe xu t b n ậ ế ạ ờ ấ ế ừ ế ố ấ ế trong m t khung gi ộ ờ
L p k ho ch cho t ng tuy n xe trong ngày, trong tu n, trong tháng.ậ ế ạ ừ ế ầ
Phân b l ch ho t đ ng cho t ng đ n v v n hành.ổ ị ạ ộ ừ ơ ị ậ
Ghi nh n thông tin đăng ký phân b xe t các đ n v v n hành theo ậ ổ ừ ơ ị ậ l ch đã l p.ị ậ
Phát thông tin kh n c p t i đ n v v n hành trong trẩ ấ ớ ơ ị ậ ường h p có ợ đi u ch nh l ch đ t xu t.ề ỉ ị ộ ấ
C nh báo ngả ười đi u hành n u không nh n đ thông tin đăng ký t ề ế ậ ủ ừ các đ n v v n hành.ơ ị ậ
C nh báo ngả ười đi u hành n u tuy n đã l p có s c b t ng (ví d ề ế ế ậ ự ố ấ ờ ụ đường h , tuy n b phong to t c quan nhà nư ế ị ả ừ ơ ước, có tai n n ạ nghiêm tr ng trên tuy n…).ọ ế
2.2.2.4 H th ng ki m soát t i tr ng xeệ ố ể ả ọ
Hệ thống cân kiểm tra tải trọng xe đã được triển khai để phát hiện, xử lý và ngăn chặn tình trạng các xe có trọng tải vượt quá quy định Điều này giúp nâng cao hiệu quả quản lý và giảm thiểu vi phạm, đồng thời hỗ trợ các cơ quan chức năng trong việc thực thi các quy định về tải trọng Việc kiểm soát chặt chẽ sẽ góp phần bảo vệ hạ tầng giao thông và đảm bảo an toàn cho người tham gia giao thông.
Cơ quan Hợp tác Quốc tế Nhật Bản (JICA) đã tài trợ cho hệ thống camera hiện đại nhằm kiểm soát lưu thông, cho phép ghi lại 15 thông tin quan trọng của các phương tiện như tên xe, trọng lượng bản thân, trọng lượng hàng hóa được phép chở và kích thước thùng hàng Hệ thống này sẽ cải thiện hiệu quả kiểm tra so với các trạm cân truyền thống, nơi mà việc thanh tra và giám sát thường gặp nhiều khó khăn trong việc đo lường trọng lượng và kích thước của xe.
Hình 2.4 H th ng cân t i tr ng cho k t qu đ chính xác cao.ệ ố ả ọ ế ả ộ
Hệ thống cân tự động này sử dụng công nghệ cảm biến hiện đại, đảm bảo độ chính xác cao và nhanh chóng trong việc kiểm tra trọng lượng xe Với thời gian xử lý từ 3-15 giây tùy thuộc vào tình trạng mạng, hệ thống cho phép kiểm soát 100% số lượt xe lưu thông trên đường Đặc biệt, nó hỗ trợ việc phát hiện vi phạm mà không cần tiếp xúc trực tiếp, giúp giảm thiểu rủi ro cho nhân viên kiểm tra Chi phí vận hành và khai thác dữ liệu là hợp lý, đồng thời không yêu cầu nhân sự làm việc 24/24 Hệ thống này giúp phát hiện và xử lý nhanh chóng các trường hợp xe quá tải, từ đó nâng cao hiệu quả quản lý giao thông.
2.2.2.5 H th ng cung c p thông tin giao thôngệ ố ấ
M t s v n đ c n gi i quy t trong quá trình tri n khai ộ ố ấ ề ầ ả ế ể
Trong quá trình triển khai ITS tại Việt Nam, nhiều vấn đề phát sinh ảnh hưởng đến tiến độ và chất lượng công việc, đòi hỏi phải tiếp tục nghiên cứu và khắc phục Một số vấn đề điển hình bao gồm việc thiếu hụt nguồn nhân lực chất lượng cao và sự chậm trễ trong việc áp dụng công nghệ mới.
Việt Nam đã tiến hành một số nghiên cứu về Hệ thống giao thông thông minh (ITS), nhưng các nghiên cứu này còn rời rạc, thiếu hệ thống và chưa đáp ứng được yêu cầu thực tiễn Hiện tại, chưa có một tổ chức nào chuyên trách về nghiên cứu, ứng dụng và phát triển ITS tại Việt Nam Điều này gây trở ngại cho việc định hướng, chiến lược và công tác điều hành quá trình nghiên cứu và triển khai ITS.
Việc xây dựng hệ thống Tiêu chuẩn ITS đang trong giai đoạn đầu thực hiện Số lượng tiêu chuẩn ITS đã có sự phát triển đáng kể và chủ yếu sử dụng các tiêu chuẩn nước ngoài, dẫn đến nguy cơ các hệ thống ITS khu vực và các lĩnh vực dịch vụ ITS không thể kết nối và tích hợp Công tác xây dựng các tiêu chuẩn vẫn còn chậm Đặc biệt, Việt Nam chưa có kiến trúc tổng thể quốc gia cho hệ thống ITS.
Các dự án ứng dụng ITS trên hệ thống đường cao tốc gặp nhiều vấn đề trong quá trình đưa vào hoạt động Thông tin thu thập và xử lý còn hạn chế, chưa đáp ứng đầy đủ nhu cầu của người dùng, thiếu các biện pháp cảnh báo và hệ thống thông tin cho người tham gia giao thông Hệ thống chưa có khả năng tương tác trực tiếp với các bên liên quan như cảnh sát và cơ quan quản lý Hình ảnh thu thập chưa đảm bảo độ chính xác để xử lý vi phạm, và chưa xây dựng được cơ sở dữ liệu quản lý, điều hành hiệu quả Chất lượng hình ảnh hiện tại còn thấp, phụ thuộc nhiều vào điều kiện môi trường, và vào ban đêm, hình ảnh thu thập thường không rõ nét.
Việc duy trì hoạt động của ba trung tâm điều hành giao thông cao tốc tại các khu vực Bắc, Trung, Nam đang gặp nhiều khó khăn, đặc biệt liên quan đến nguồn nhân lực Điều này ảnh hưởng đến khả năng bảo đảm an toàn, bảo trì hệ thống và khắc phục các sự cố phát sinh trong quá trình sử dụng Hơn nữa, cần xem xét việc kết nối các trung tâm này với các trung tâm điều khiển giao thông đô thị để nâng cao hiệu quả hoạt động và phục vụ tốt hơn cho người sử dụng.
Việt Nam đang thiếu hụt hệ thống các quy định và quy trình kiểm định, đánh giá, nghiệm thu các thiết bị ITS Điều này ảnh hưởng đến công tác kiểm soát, quản lý, đánh giá chất lượng, hiệu quả của các thiết bị và các dự án liên quan đến ITS.
Nguyên nhân dẫn đến lạc hậu trong lĩnh vực dịch vụ ITS chủ yếu là do kinh nghiệm triển khai còn hạn chế Việc giải quyết và khắc phục các vấn đề phát sinh trong quá trình thực hiện các dự án thường gặp khó khăn, dẫn đến tiến độ chậm Hiệu quả khai thác và sử dụng các hệ thống hiện có vẫn chưa được tối ưu hóa.
Các hình thức xã hội hóa đầu tư trong xây dựng và cung cấp dịch vụ ITS (BOT, PPP,…) hiện còn hạn chế, dẫn đến tình trạng đầu tư vào ITS chậm và thiếu hiệu quả Đây là những vấn đề cơ bản ảnh hưởng đến quá trình phát triển ITS trong thời gian hiện tại Việc giải quyết các vấn đề này đang được Việt Nam nỗ lực thực hiện nhằm đẩy nhanh quá trình đầu tư ITS Trong quá trình này, việc tăng cường hợp tác quốc tế là rất quan trọng, đặc biệt với các quốc gia có hệ thống ITS phát triển như Nhật Bản, Hàn Quốc, Đức, Mỹ,…
CHƯƠNG 3: NG D NG C A BÃI Đ XE THÔNG MINHỨ Ụ Ủ Ỗ
Bãi đ xe truy n th ng: ỗ ề ố
Gi i thi u v bãi đ xe truy n th ng: ớ ệ ề ỗ ề ố
Hình 3.1 Hình nh bãi đ xe truy n th ngả ỗ ề ố
Hệ thống đỗ xe ô tô truyền thống mang lại lợi ích cho các gia đình, văn phòng và trung tâm giải trí Không gian đỗ xe riêng biệt giúp cải thiện khả năng ra vào và giảm thiểu ùn tắc giao thông, từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho việc di chuyển và giữ gìn an ninh cho phương tiện.
Chúng tôi yêu cầu năng lượng ít hơn với yêu cầu năng lượng duy nhất là chiếu sáng Nhà đèn truyền thống cũng có thể đáng tin cậy, nhưng có những hạn chế về khả năng sử dụng và hiệu quả năng lượng.
Nhà đỗ xe truyền thống hoạt động suốt ngày đêm, nhưng một số bãi đỗ có không gian hạn chế khiến người lái xe phải tìm chỗ đỗ trước khi đến Nếu chúng có thiết kế đơn giản, sẽ giúp tiết kiệm thời gian cho người sử dụng Chiến lược bảo vệ xe hơi cũng có thể được cung cấp bằng cách giao nhiều lô cho các cá nhân có thể quản lý.
Nh ượ c đi m c a bãi đ xe truy n th ng: ể ủ ỗ ề ố
Ngày nay, với sự gia tăng của dân số đô thị và giá đất ngày càng cao, bãi đỗ xe thông minh đã trở thành giải pháp tối ưu cho các thành phố đông đúc Những bãi đỗ xe này không chỉ giúp tiết kiệm không gian mà còn nâng cao hiệu quả quản lý giao thông.
Trong bối cảnh công nghệ 4.0 phát triển mạnh mẽ, việc thuê nhân công cho công việc trông xe đang gặp nhiều khó khăn Giá thuê bãi đỗ xe truyền thống ngày càng tăng do chi phí thuê mặt bằng gia tăng, không còn phù hợp với nhu cầu thực tế Nhiều khu vực trung tâm có bãi đỗ xe thu phí cao, gây bức xúc cho người sử dụng và ảnh hưởng đến văn hóa đô thị, làm mất đi nét đẹp của môi trường sống xanh, sạch và văn minh.
Bãi đ xe thông minh: ỗ
Quan ni m bãi đ xe thông minh: ệ ỗ
Bãi đỗ xe là một khu vực rộng rãi, được quy hoạch và xây dựng dành cho việc đỗ các loại xe, thường là xe hơi Thông thường, khu vực này được thiết kế chuyên dụng và có thể bao gồm các công trình kiên cố để phục vụ nhu cầu đỗ xe của người dân.
Bãi đỗ xe thông minh là hệ thống sử dụng công nghệ thông tin và robot để quản lý hoạt động đỗ xe, giúp người dùng không cần phải lái xe vào vị trí đỗ Hệ thống này tự động điều khiển xe ra vào, mang lại sự tiện lợi và tiết kiệm thời gian cho người sử dụng Bãi đỗ xe thông minh không chỉ nâng cao trải nghiệm của người dùng mà còn góp phần giảm thiểu ùn tắc giao thông và tối ưu hóa không gian đỗ xe.
Đ c tr ng c a bãi đ xe thông minh: ặ ư ủ ỗ
Bãi xe thông minh có nh ng đ c đi m khác bi t h n so v i bãi xe thôngữ ặ ể ệ ẳ ớ thường nh sau:ư
V i cùng m t s c ch a xe thì bãi đ xe thông minh tiêt ki m di nớ ộ ứ ứ ỗ ệ ệ tích m t b ng h n r t nhi u so v i bãi đ xe thông thặ ằ ơ ấ ề ớ ỗ ường.
Bãi đỗ xe thông minh sử dụng công nghệ để quản lý hoạt động ra vào, giúp giảm thiểu thời gian chờ đợi cho người sử dụng Số lượng nhân viên tại các bãi đỗ xe thông minh thường ít hơn so với bãi đỗ xe truyền thống, dẫn đến thời gian xử lý ngắn hơn, chỉ khoảng 1,5 phút, trong khi bãi đỗ xe truyền thống mất từ 15-20 phút Để hiểu rõ hơn về đặc điểm của bãi đỗ xe thông minh, nhóm nghiên cứu đã so sánh giữa bãi đỗ xe thông minh (M5), bãi đỗ xe truyền thống (Đình Công) và bãi đỗ xe bán hiện đại (Keang Nam) dựa trên các tiêu chí cụ thể.
B ng 3.1 B ng so sánh gi a các lo i hình bãi đ xeả ả ữ ạ ỗ
Bãi đ xeỗ truy n th ngề ố (đ i di n bãiạ ệ Đ nh Công)ị
Bãi đ xe bánỗ hi n đ i (đ iệ ạ ạ di n bãi Keangệ Nam)
Bãi đ xe thôngỗ minh (đ i di nạ ệ bãi M5)
Di n tích m t b ngệ ặ ằ tính trên 1 xe
Thi t kế ế 1 t ng n iầ ổ Xo n c, 8 t ngắ ố ầ n iổ 5 t ng ng mầ ầ
Nguyên lí ho t đ ngạ ộ Th công, t diủ ự chuy nể
Th công, t diủ ự chuy nể Rô b t t đ ngố ự ộ
Giá vé/ tháng (nghìn đông) 900 900 1800
Nh ng l i ích mang l i khi s d ng bãi đ xe thông minh ữ ợ ạ ử ụ ỗ
Ưu và nhược đi m ể c a bãi đ xe thông minh so v i bãi đ xe truy nủ ỗ ớ ỗ ề th ng:ố
Hệ thống bãi đỗ xe thông minh (APS) yêu cầu diện tích nhỏ hơn, loại bỏ sự cần thiết của việc điều khiển khi đỗ xe Nó có thể hoạt động hoàn toàn tự động, mang lại sự tiện lợi và hiệu quả cho người sử dụng.
Chiếc xe phải đế ả được lái đến một điểm nhất định nhằm giúp người lái và hành khách thoát khỏi xe Sau đó, nó được di chuyển tự động hoặc bán tự động đến không gian đỗ được phân bậc Hệ thống bãi đỗ xe thông minh tối đa hóa không gian hạn chế, mở ra một lối thoát hiệu quả trong khu vực không gian hạn chế có sẵn.
Bãi đậu xe thông minh giúp tối ưu hóa không gian bằng cách cho phép ô tô tự động rời khỏi vị trí đỗ, từ đó giải phóng không gian cho các xe khác Các bãi đậu xe này có thể được thiết kế để ngăn chặn tình trạng ùn tắc, mang lại sự tiện lợi và hiệu quả cho người sử dụng.
Hệ thống đỗ xe thông minh ngày nay thường được làm bằng kim loại có thể chịu đựng áp lực và sức căng cao Cần có nguồn điện đáng tin cậy để vận hành các thiết bị này, vì vậy việc cung cấp điện phải đảm bảo an toàn Một hệ thống đỗ xe tự động đòi hỏi một nguồn vốn đáng kể ban đầu, nhưng xét trên tổng thể, nó sẽ hiệu quả hơn về chi phí trong thời gian dài.
Hệ thống đậu xe thông minh giúp giảm diện tích bãi đậu xe truyền thống xuống hơn 70%, cho phép phát triển không gian cho các mục đích khác như thêm chỗ đậu xe, sử dụng diện tích hiệu quả hơn cho các hoạt động không liên quan đến xe hoặc tạo không gian xanh.
Hệ thống đỗ xe thông minh giúp giảm đáng kể không gian đỗ xe cần thiết bằng cách tối ưu hóa chiều rộng và chiều sâu của khu vực đỗ Việc không sử dụng các làn đường để di chuyển xe vào chỗ đỗ giúp tiết kiệm diện tích Bên cạnh đó, do không có lưu lượng lớn người đi bộ trong khu vực này, hệ thống cũng giảm thiểu sự cần thiết của cầu thang hoặc thang máy cho người đi bộ.
Việc cải thiện các đỗ xe, làn đường lái xe và hệ thống bãi đỗ xe hiện đại hóa yêu cầu ít cấu trúc hạ tầng Nhiều hệ thống đỗ xe hiện nay sử dụng khung thép thay vì thiết kế bê tông nguyên khối, giúp giảm trọng lượng và tối ưu hóa không gian.
Chi phí xây dựng một bãi đỗ xe hiện đại là một khoản đầu tư đáng kể Ngoài ra, còn có các chi phí hoạt động liên tục Hệ thống đỗ xe thông minh có chi phí vận hành cao hơn so với bãi đỗ xe truyền thống, nhưng lại mang lại nhiều lợi ích và tiện ích hơn.
Khi nhu c u v ch đ xe tăng lên và s đáp ng c a bãi đ xe truy n th ngầ ề ỗ ỗ ự ứ ủ ỗ ề ố là quá s c, nó sẽ góp ph n gia tăng s ph bi n c a bãi đ xe t đ ng.ứ ầ ự ổ ế ủ ỗ ự ộ
B ng 3.2 ả B ng so sánh c th :ả ụ ể
Lo iạ Ưu đi mể Nhược đi mể
Bãi đ xe truy nỗ ề th ngố
- Tìm ki m không gian tr ng là căngế ố th ngẳ
- T i đa hóa không gian có s nố ẵ
- Yêu c u cung c p năng lầ ấ ượng liên t cụ
- Xe ph i thoát theo th t quy đ nhả ứ ự ị
Giá bãi đỗ xe truyền thống đang ngày càng tăng cao, dẫn đến áp lực lớn lên các bãi đỗ hiện tại Để thích ứng với tình hình này, cần có một cuộc cách mạng trong cách thức quản lý bãi đỗ xe Trong tương lai, bãi đỗ xe truyền thống sẽ không còn phổ biến, đặc biệt là tại các đô thị lớn.
M t s công ngh v n chuy n bãi đ xe trên th gi i: ộ ố ệ ậ ể ỗ ế ớ
Tên h th ngệ ố Đ c đi mặ ể
H th ng Elevatorệ ố -Nhà s n xu t: Simmatec, Hàn Qu cả ấ ố
-V n chuy n xe ô tô b ng thang nângậ ể ằ tháp -Đ rung và ti ng n th pộ ế ồ ấ -Phù h p v i ch đ xe v a và l nợ ớ ỗ ỗ ừ ớ
-Nhà s n xu t: Simmatec, Hàn Qu cả ấ ố -Thang nâng ô tô v n chuy n xe t i TDLậ ể ớ
- Phù h p khi có s khác nhau v đ cao gi a t ng vào/raợ ự ề ộ ữ ầ chính và v trí đ xeị ỗ
- Công su t ch a t t nh t là dấ ứ ố ấ ưới 110 xe cho m i hỗ ệ th ngố -Có 3 lo i thang nâng:ạ
Thang nâng dây xích: S d ng khi s chênh l ch đử ụ ự ệ ộ cao dưới 8m
Thang nâng dây: S d ng khi s chênh l ch đ caoử ụ ự ệ ộ trên 8m
+Thang nâng chuy n đ ng th ng đ ng, ngang, xoayể ộ ẳ ứ m i l nỗ ầ +Có th gi xe phía trể ữ ở ước trong c vi c l y xe vàả ệ ấ đ a xe raư
Công ty cổ phần Ngu nồ chuyên sản xuất và kinh doanh các giải pháp thông minh cho hệ thống vận chuyển tại bãi đỗ xe Đặc biệt, nhóm nghiên cứu đã phát triển hình ảnh của hệ thống thang nâng TDL, mang lại hiệu quả cao trong việc tối ưu hóa không gian và nâng cao trải nghiệm người dùng.
Hình 3.2 H th ng thang nâng TDLệ ố
M t hình bãi đ xe thông minh trên th gi i ộ ỗ ế ớ
Bãi đ xe th ng đ ng Brazil: ỗ ẳ ứ ở
Hình 3.3 Bãi đ xe th ng đ ng Brazilỗ ẳ ứ ở
Các kỹ sư đã phát triển một bãi đỗ xe sử dụng năng lượng mặt trời để giảm thiểu các vấn đề về môi trường Bãi đỗ xe này được trang bị hệ thống pin năng lượng mặt trời cung cấp điện và hoạt động chiếu sáng Ý tưởng của công ty thiết kế Baita Bueno được coi là độc đáo, với thiết kế cho những chiếc xe đỗ được định hướng theo chiều thông thường Đầu tiên, những chiếc xe sẽ chạy vào một khung kim loại, sau khi tắt máy, cửa xe sẽ tự động đóng kín, lái xe ra khi hệ thống sẽ tự động dâng chiếc xe lên để tiết kiệm diện tích Tuy nhiên, trước khi đỗ, các vật dụng trong xe phải được sắp xếp hợp lý để không bị đổ lăn.
Bãi đ xe đôi ỗ Marina City Chicago, Mỹ: ở
Hình 3.4 Bãi đ xe đôiỗ Marina City Chicago, Mỹở
Bãi đậu xe được thiết kế là hai tòa nhà sinh đôi với tổng kinh phí xây dựng lên đến 36 triệu USD và có khả năng chứa 896 chỗ đậu xe Để tìm chỗ đậu, tài xế sẽ phải lái xe theo hình xoắn ốc lên trên Đây là bãi đậu xe đã xuất hiện trong nhiều bộ phim lớn, tiêu biểu là tác phẩm "The Hunter" ra mắt vào năm 1979.
Bãi đ xe trên sà lan Th y Đi n: ỗ ở ụ ể
Bãi đậu xe trên sà lan Thủy Điển được xây dựng trên một chiếc sà lan, thiết kế hài hòa với cảnh quan xung quanh Bãi đậu có sức chứa lên đến 400 xe, và đặc biệt, nó có thể di chuyển đến một địa điểm khác nếu cần thiết.
M t s bãi đ xe thông minh t i Vi t Nam: ộ ố ỗ ạ ệ
Bãi đ xe thông minh t i Đà N ng: ỗ ạ ẵ
Bãi đỗ xe thông minh đầu tiên tại Đà Nẵng, được triển khai theo công nghệ Nhật Bản, đã chính thức đi vào hoạt động tại địa chỉ 255 Phan Châu Trinh, quận Hải Châu Đặc biệt, bãi đỗ xe này sẽ miễn phí trong 3 tháng đầu tiên cho người dân gửi xe tại đây.
Hình 3.6 Bãi đ xe tô tô thông minh đ u tiên Đà N ng t i đ a chỗ ầ ở ẵ ạ ị ỉ
Bãi đỗ xe trên cao đầu tiên tại Đà Nẵng được xây dựng tại 255 Phan Châu Trinh, quận Hải Châu, trên diện tích 1.000m2 Công trình gồm 6 tầng với 5 khoang, được kết cấu bằng khung thép lắp ghép Bãi đỗ xe này có khả năng chứa khoảng 50 xe ô tô loại từ 4-7 chỗ và tổng mức đầu tư lên đến 28 tỷ đồng.
Theo Ban Qu n lý D án Đ u t Xây d ng các công trình giao thôngả ự ầ ư ự
TP Đà Nẵng đã áp dụng công nghệ và thiết bị tiên tiến trong công trình này, được chuyển giao từ Nhật Bản và các nước phát triển Bãi đỗ xe sử dụng hệ thống tự động, hiện đại và được kiểm soát bằng hệ thống camera an ninh Các khoang chứa được vận hành bằng lập trình tự động theo dạng xếp hình, trong đó khoang trống sẽ được hệ thống tự động nhận diện và di chuyển bên dưới để tiếp nhận phương tiện vào đậu.
Sau 8 tháng thi công, bãi đỗ xe đã hoàn thành và đưa vào vận hành từ ngày 20/09 Hiện nay, nhiều người dân đã quen với việc sử dụng bãi đỗ xe thông minh này Được biết, Sở Giao thông Vận tải đang phối hợp với các sở công thương và sở tài chính để xây dựng phương án thu phí theo giờ, theo tháng, theo quý và các mức phí khác nhau, tương ứng với từng thời điểm trong ngày.
M c thu phí đứ ược xem xét phù h p v i quy đ nh, hài hòa v i ngợ ớ ị ớ ười dân và đ m b o thu hút đả ả ược nhi u doanh nghi p tham gia đ u t ề ệ ầ ư
M t s hình nh c a bãi đ xe thông minh đ u tiên Đà N ng:ộ ố ả ủ ỗ ầ ở ẵ
Hình 3.7 Khoang ch a xe c a bãi đ xeứ ủ ỗ
Hình 3.8 Toàn c nh bãi đ xeả ỗ
Bãi đ xe t đ ng – 32 Nguy n Công Tr ỗ ự ộ ễ ứ
Bãi đỗ xe thông minh đầu tiên của Hà Nội được triển khai vào tháng 4/2012, đánh dấu bước khởi đầu cho các bãi đỗ xe hiện đại sau này, nhằm xây dựng một thành phố Hà Nội văn minh và thông thoáng.
Công trình bãi đ xe đỗ ược xây d ng 32 Nguy n Công Tr – Hai Bàự ở ễ ứ
Bãi đậu xe thông minh tại Hà Nội, do nhà thầu Việt Chào xây dựng, chính thức khai trương vào ngày 16/7 Sử dụng công nghệ Hàn Quốc, bãi xe có thiết kế dễ dàng tháo lắp và di chuyển Với diện tích 126m² và cao 5 tầng, bãi đậu xe này có khả năng chứa khoảng 30 xe ô tô loại 4-7 chỗ Mỗi khoang đậu được trang bị hệ thống xích và bàn xoay 360 độ, cho phép xe có thể lên xuống theo hai chiều, giúp việc gửi và lấy xe trở nên linh hoạt và nhanh chóng, chỉ mất từ 2-3 phút cho mỗi xe thông qua bảng điều khiển.
Hình 3.9 Ho t đ ng bãi đ xe thông minh Nguy n Công Trạ ộ ỗ ễ ứ
Người dân b m nút mã s xe:ấ ố
Hình 3.10.Ho t đ ng bãi đ xe thông minh Nguy n Công Trạ ộ ỗ ễ ứ
Hình 3.11.Ho t đ ng bãi đ xe thông minh Nguy n Công Trạ ộ ỗ ễ ứ
M c phí g i xe là 30 nghìn/xe/gi ứ ử ờ
Bài h c kinh nghi m cho Vi t Nam trong vi c áp d ng mô hình bãi đ ọ ệ ệ ệ ụ ỗ
Các mô hình bãi đỗ xe thông minh trên thế giới đã được áp dụng và mang lại hiệu quả tích cực về mặt tài chính và xã hội Tại Việt Nam, niềm tin vào bãi đỗ xe thông minh như một giải pháp cho giao thông đô thị đang ngày càng gia tăng Tuy nhiên, để hiện thực hóa điều này, các nhà quản lý vĩ mô cần có chiến lược quy hoạch hợp lý và khoa học Vị trí đặt bãi đỗ xe thông minh cần được lựa chọn cẩn thận, với chi phí thuê đất hợp lý để tránh thiệt hại cho nhà đầu tư Việc lựa chọn kết cấu bãi đỗ xe như hình tròn hay hình vuông cũng phụ thuộc vào từng vị trí xây dựng cụ thể Ngoài việc xây dựng bãi đỗ xe thông minh, có thể phát triển thêm các công trình hỗ trợ như trung tâm thương mại, siêu thị, hoặc quán cà phê để gia tăng giá trị Đặc biệt, do khí hậu Việt Nam nóng quanh năm, các nhà đầu tư cần chú ý đến các biện pháp kỹ thuật nhằm nâng cao khả năng thích nghi của công nghệ với điều kiện thời tiết trong nước.
Công nghệ đỗ xe tự động tại Việt Nam vẫn còn là một lĩnh vực mới mẻ, chưa được phổ biến và chưa thực sự được quan tâm Tuy nhiên, hiện nay đã có một số đơn vị nghiên cứu và phát triển công nghệ này, đồng thời đã tiến hành xây dựng một số công trình bãi đỗ xe thông minh với công nghệ hiện đại và công suất lớn.
H th ng bãi đ xe thông minh ệ ố ỗ
H th ng qu n lý bãi đ s d ng công ngh RFID ệ ố ả ỗ ử ụ ệ
- Thi t b ế ịRFID: Th ẻRFID, b thu c đ nh.ộ ố ị
- Máy tính có cài đ t ph n m m qu n lý bãi đ ặ ầ ề ả ỗ
- Đ ng c servo nâng h dào ch nộ ơ ạ ắ
- Màn hình hi n th trên LCDể ị
Đ c đi m c a h th ng qu n lý bãi đ ặ ể ủ ệ ố ả ỗ
- S b o m t thông tin c a khách cũng nh phự ả ậ ủ ư ương ti n.ệ
- H n ch t i đa m t mát trong quá trình gi xe.ạ ế ố ấ ữ
- Được nhi u qu c gia s d ng.ề ố ử ụ
- M t s qu c gia còn xây d ng l h th ng qu n lý t đ ng ộ ố ố ự ệ ố ả ự ộ hoàn toàn bao g m c các v n đ thành toán và gia h n ồ ả ấ ể ạ vi c s d ng bãi đ xe t đ ng t xa.ệ ử ụ ỗ ự ộ ừ
- Phát tri n 1 th gi i văn minh h n.ể ế ớ ơ
- Khi khách g i xe đi qua làn vào bãi xe, h sẽ qu t th t t i ử ọ ẹ ẻ ừ ạ đ u đ c th RFID đầ ọ ẻ ượ ắc l p bên ngoài c ng c a bãi đ xe.ổ ủ ỗ
- Camera đượ ắ ạc l p t i các làn ra vào và sẽ ghi l i các hình nhạ ả khuôn m t khách và bi n s xe phặ ể ố ương ti n.ệ
- Tương t khi l y xe kh i bãi cũng qu t th t qua đ u đ c, ự ấ ỏ ẹ ẻ ừ ầ ọ n u thông tin trùng kh p thì xe sẽ đế ớ ược phép đ a ra kh i ư ỏ bãi.
3.8.2 Các mô hình s d ng h th ng qu n lý RFID ử ụ ệ ố ả
Mô hình 1 máy qu n lý 1 làn xeả
Gi i pháp thả ường đượ ử ục s d ng nhi u b i đ u xe máy v i quy ề ở ả ậ ớ mô v a ph i:ừ ả
Mô hình 1 máy qu n lý 2 làn xeả
Gi i pháp thả ường đượ ử ục s d ng nhi u bãi đ u xe v i quy mô ề ở ậ ớ v a ph i trong các h m và ngoài tr i:ừ ả ầ ờ
Mô hình 1 máy qu n lý 3 làn xeả
Gi i pháp thả ường đượ ử ục s d ng nhi u bãi đ u xe v i lề ở ậ ớ ượng xe ra vào nhi u:ề
Mô hình 1 máy qu n lý 4 làn xeả
Gi i pháp thả ường đượ ử ục s d ng nhi u bãi đ u xe v i quy mô ề ở ậ ớ l n lớ ượng xe ra vào nhi u nh các trung tâm thề ư ương m i , sân ạ v n đ ng, ậ ộ
3.8.3 Th c tr ng s d ng công ngh RFID đ qu n lý xe đ t n ự ạ ử ụ ệ ể ả ở ấ ướ c ta hi n nay ệ
- Nhìn chung công nghê RFID đã có m t trên th gi i t th p ặ ế ớ ừ ậ niên 70 nh ng m i ch xuât hi n nư ớ ỉ ệ ở ước ta t kho ng cu i ừ ả ố năm 2018.
Hiện nay, Việt Nam đang bắt đầu phát triển mạnh mẽ công nghệ RFID Một ví dụ điển hình là hệ thống bãi đỗ xe thông minh tại tòa nhà The Manor, TP Hồ Chí Minh, cho thấy sự ứng dụng hiệu quả của công nghệ này trong việc quản lý và tối ưu hóa không gian đỗ xe.
Th c tr ng s d ng công ngh RFID đ qu n lý xe đ t n ự ạ ử ụ ệ ể ả ở ấ ướ c ta
- Nhìn chung công nghê RFID đã có m t trên th gi i t th p ặ ế ớ ừ ậ niên 70 nh ng m i ch xuât hi n nư ớ ỉ ệ ở ước ta t kho ng cu i ừ ả ố năm 2018.
Hiện nay, Việt Nam đang bắt đầu phát triển mạnh mẽ công nghệ RFID Một ví dụ điển hình là hệ thống bãi đậu xe tự động tại tòa nhà The Manor, TP.HCM, cho thấy sự ứng dụng hiệu quả của công nghệ này trong việc quản lý bãi đỗ xe.
CHƯƠNG 4: THI T K MÔ HÌNH BÃI Đ XE T Đ NGẾ Ế Ỗ Ự Ộ
Các linh ki n ệ
Vi đi u khi n ề ể
Hình 4 1 Vi đi u khi n Atmega8ề ể 4.1.1.1 Các tính năng c a Atmega8 ủ
- Hi u su t cao (high performance), là lo i vi đi u khi n AVR 8 bitệ ấ ạ ề ể công su t th pấ ấ
- C u trúc l nh đ n gi n, th i gian th c thi l nh nh nhau (th t ra làấ ệ ơ ả ờ ự ệ ư ậ Advanced RISC Architecture)
- 130 l nh th c thi trong vòng 1 chu kì chipệ ự
- 32 x 8 thanh ghi công d ng chungụ
- H tr 16 MIPS khi ho t đ ng t n s 16 MHzỗ ợ ạ ộ ở ầ ố
- Tích h p b nhân 2 th c hi n trong 2 chu kì chipợ ộ ự ệ
- B nh chộ ớ ương trình và d li u không bay h i (nonvolatile)ữ ệ ơ
- 16k byte trong h th ng flash kh trình có th n p và xóa 1,000 l nệ ố ả ể ạ ầ
- Tùy ch n kh i đ ng ph n mã v i các bit nhìn đ c l p trong họ ở ộ ầ ớ ộ ậ ệ th ng b ng cách vào chố ằ ương trình kh i đ ng chipở ộ
- 512 byte EEPROM có th ghi và xóa 100,000 l nể ầ
- 1k byte ram nh tĩnh trong (internal SRAM)ớ
- L p trình khóa cho ph n m m b o m tậ ầ ề ả ậ
- Tùy ch n kh i đ ng ph n mã v i các bit nhìn đ c l p trong họ ở ộ ầ ớ ộ ậ ệ th ng b ng cách vào chố ằ ương trình kh i đ ng chipở ộ
- 512 byte EEPROM có th ghi và xóa 100,000 l nể ầ
- 1k byte ram nh tĩnh trong (internal SRAM)ớ
- L p trình khóa cho ph n m m b o m tậ ầ ề ả ậ
2 b đ nh th i/b đ m (timers/counters) 8 bit v i các ch độ ị ờ ộ ế ớ ế ộ đ m riêng rẽ và ki u so sánhế ể
1 b đ nh th i/b đ m (timer/counter) 16 bit v i các ch độ ị ờ ộ ế ớ ế ộ đ m riêng rẽ, ki u so sánh và ki u b t s ki nế ể ể ắ ự ệ
B đ m th i gian th c v i máy dao đ ng riêng rẽộ ế ờ ự ớ ộ
Byte đ nh hị ướng 2 đường giao ti p n i ti pế ố ế
Giao ti p USART n i ti p kh trìnhế ố ế ả
Giao ti p SPI n i ti p ch /t (master/slave)ế ố ế ủ ớ
B đ nh th i kh trình giám sát xung nh p c a chip 1 cách riêng rẽộ ị ờ ả ị ủ
Tích h p b so sánh tín hi u tợ ộ ệ ương tự
Các tính năng đ t bi t c a vi đi u khi nặ ệ ủ ề ể
Ch đ b t ngu n reset và phát hi n Brown-out kh trìnhế ộ ậ ồ ệ ả
Tích h p m ch dao đ ng RC bên trongợ ạ ộ
Các ng t trong và ngoàiắ
6 ch đ ngh : r nh r i,gi m nhi u ADC, Ti t ki m năng lế ộ ỉ ả ỗ ả ễ ế ệ ượng, ngu n th p, Standby và Extended Standbyồ ấ
- Vào/ra và các gói d li u:ữ ệ
32 chân vào ra kh trìnhả
40-pin PDIP and 44-lead TQFP
- T c đ xung nh p dùng cho chipố ộ ị
- Chân 1: RESET đ đ a chip v tr ng thái ban đ u.ể ư ề ạ ầ
- Chân 7: VCC c p ngu n nuôi cho vi đi u khi n.ấ ồ ề ể
- Chân 8, 22: GND 2 chân này đc n i v i nhau và n i đ t.ố ớ ố ấ
- Chân 9, 10 : 2 chân XTAL2 và XTAL1 dùng đ đ a xung nh p t bênể ư ị ừ ngoài vào chip.
- Chân 20 : AVCC c p đi n áp so sánh cho b ADC.ấ ệ ộ
- Chân 21 : AREF đi n áp so sánh tín hi u vào ADC.ệ ệ
- Còn l i là các chân l p trình xu t tín hi u đi u khi n cũng nh nh nạ ậ ấ ệ ề ể ư ậ tín hi u t c m bi n.ệ ừ ả ế
4.1.1.3 Vào ra c a vi đi u khi n ủ ề ể
PORTB (PB0 … PA7) là cổng vào ra song song 8 bit Bên trong, các điển trở treo được cấu hình để hoạt động khác nhau: khi PORTB được thiết lập là output, các điển trở treo không hoạt động, còn khi PORTB là input, các điển trở treo sẽ được kích hoạt.
- PORTC (PC0 PC6): Cũng gi ng PORTB khi là c ng vào ra song song.ố ổ
Giao tiếp JTAG được thiết lập qua các chân PC5 (TDI), PC3 (TMS) và PC2 (TCK), sẽ hoạt động khi sự kiện reset xảy ra Chức năng giao tiếp JTAG và một số chức năng đặc biệt khác sẽ được nghiên cứu sau.
- PORTD (PD0 PD7): Cũng là 1 c ng vào ra song song gi ng cácổ ố PORT khác, ngoài ra nó còn có 1 s tính năng đ c bi t sẽ đố ặ ệ ược nghiên c uứ sau.
Timer/Counter là các module kết hợp với CPU, có chức năng chính là đo thời gian và đếm sự kiện Trên các chip AVR, các module Timer/Counter còn hỗ trợ tạo ra các xung điều khiển PWM (Pulse Width Modulation) Một số dòng Atmega sử dụng Timer/Counter để thực hiện các chức năng như canh chỉnh thời gian (calibration) trong các ứng dụng thời gian thực.
Các bộ Timer/Counter trên chip Atmega16 được phân loại dựa trên kích thước thanh ghi và giá trị mà chúng lưu trữ Chip này bao gồm 2 bộ Timer 8 bit (Timer/Counter 0 và Timer/Counter 2) và 1 bộ Timer 16 bit (Timer/Counter 1).
Ch đ ho t đ ng và phế ộ ạ ộ ương pháp đi u khi n c a t ngề ể ủ ừ Timer/Counter cũng không hoàn toàn gi ng nhau chip Atmega16:ố Ở
- Timer/counter 0: Là m t b đ nh th i/đ m đa năng 8 bit G m cácộ ộ ị ờ ế ồ tính năng:
Xóa timer khi x y ra b ng trong so sánh.ả ằ
Ng t tràn và ng t so sánh.ắ ắ
- Timer/counter 1: Là m t b đ nh th i/đ m đa năng 16 bit G mộ ộ ị ờ ế ồ các tình năng:
Các thanh ghi so sánh đ u ra.ầ
Xóa timer khi x y ra b ng trong so sánh.ả ằ
- Timer/counter 2: Là b đ nh th i/đ m đa năng 8 bit G m cácộ ị ờ ế ồ tính năng:
Xóa timer khi s y ra b ng trong so sánh.ả ằ
Ng t tràn và ng t so sánh.ắ ắ
Cho phép xung nh p ngoài 32 kHz ho t đ ng đ c l p v i xungị ạ ộ ộ ậ ớ nh p I/O ( ng d ng th i gian th c).ị Ứ ụ ờ ự
4.1.1.5 Chu n giao ti p UART (B truy n nh n không đ ng b ) ẩ ế ộ ề ậ ồ ộ
UART là một giao thức truyền thông thông tin không đồng bộ, thường được sử dụng trong máy tính công nghiệp, truyền thông, vi điều khiển và nhiều thiết bị truyền tin khác.
Mục đích của UART là để truyền tín hiệu qua lại giữa các thiết bị, ví dụ như truyền tín hiệu từ Laptop vào Modem hoặc ngược lại Nói chung, một chuẩn giao tiếp giống nhau lý thuyết là cần thiết để các thiết bị có thể giao tiếp hiệu quả với nhau.
UART trên dòng Atmega sử dụng hai mức logic để truyền thông, với logic 0 tương ứng với 0V và logic 1 tương ứng với 3-5V Dữ liệu truyền đi có thể là đồng bộ hoặc không đồng bộ Đối với việc điều khiển, sử dụng phương thức truyền không đồng bộ, trong đó dữ liệu sẽ được đóng gói thành các khung truyền và phải tuân thủ quy chuẩn để đảm bảo tính chính xác Ví dụ, tốc độ truyền có thể là 2400 bps.
Atmega16 tích hợp giao tiếp UART với chân TX và RX nằm ở PORTD.1 và PORTD.0 Chân TX dùng để truyền dữ liệu, trong khi chân RX nhận dữ liệu Để kết nối các thiết bị, cần thực hiện kết nối chéo giữa TX của linh kiện này với RX của linh kiện kia và ngược lại, theo kiểu TX1-RX2 và RX1-TX2.
B RFID RC522 ộ
Module RFID RC522 là thiết bị hỗ trợ đọc các loại thẻ RFID, bao gồm móc khóa RFID hoạt động ở tần số 13,56 MHz Module này có khả năng giao tiếp dễ dàng với các vi điều khiển và các thiết bị điện tử khác RFID RC522 được ứng dụng rộng rãi trong các mô hình như khóa xe máy, đóng mở cửa bằng thẻ RFID, và trong các hệ thống quản lý, chăm sóc khách hàng dựa trên mã thẻ RFID.
SDA(SS): Chân l a ch n chip khi giao ti p SPI( Kích ho t m c th p)ự ọ ế ạ ở ứ ấSCK: Chân xung trong ch đ SPIế ộ
MOSI(SDI): Master Data Out- Slave In trong ch đ giao ti p SPIế ộ ế
MISO(SDO): Master Data In- Slave Out trong ch đ giao ti p SPIế ộ ế IRQ: Chân ng tắ
4.1.3 Màn hình hi n th trên LCD ể ị
Màn hình LCD là thiết bị giao tiếp quan trọng với người dùng, nổi bật với khả năng hiển thị tất cả các ký tự trong bảng mã ASCII, trong khi đó, led 7 thanh chỉ hiển thị một số ký tự nhất định Mặc dù LCD có giá thành cao và góc nhìn hạn chế, nhưng nó rất phổ biến trong việc hiển thị thông tin đã qua xử lý từ bộ điều khiển Thiết bị này giúp chúng ta dễ dàng giao tiếp, điều khiển và giám sát hoạt động của hệ thống.
Trong m ch này em s d ng lo iạ ử ụ ạ LCD 16x2, có 2 dòng trên màn hình và m i dòng có th hi n th 16 ký t ỗ ể ể ị ự
B ng 2 ả 1 Ý nghĩa các chân c a LCDủ
Chân Ký hi uệ Mô tả
1 Vss Chân n i đ t cho LCD, khi thi t k m ch ta n i chânố ấ ế ế ạ ố này v i GND c a m ch đi u khi nớ ủ ạ ề ể
2 VDD Chân c p ngu n cho LCD, khi thi t k m ch ta n iấ ồ ế ế ạ ố chân này v i VCC=5V c a m ch đi u khi nớ ủ ạ ề ể
3 VEE Đi u ch nh đ tề ỉ ộ ương ph n c a LCD.ả ủ
The 4 RS (Register Select) pins are crucial for determining the operation of the register When set to logic "0" (GND), the bus DB0-DB7 connects to the instruction register (IR), allowing for writing or reading operations related to the LCD Conversely, when set to logic "1" (VCC), the bus DB0-DB7 interfaces with the data register, enabling data manipulation for the LCD.
5 R/W Chân ch n ch đ đ c/ghi (Read/Write) N i chânọ ế ộ ọ ố
R/W v i logic “0” đ LCD ho t đ ng ch đ ghi, ho cớ ể ạ ộ ở ế ộ ặ n i v i logic “1” đ LCD ch đ đ c.ố ớ ể ở ế ộ ọ
6 E Chân cho phép (Enable) Sau khi các tín hi u đệ ược đ tặ lên bus DB0-DB7, các l nh ch đệ ỉ ược ch p nh n khi có 1ấ ậ xung cho phép c a chân E.ủ
Dữ liệu bus sẽ được ghi vào thanh ghi bên trong LCD khi có sự chuyển đổi từ cao xuống thấp (high-to-low transition) của tín hiệu chân E Ngược lại, dữ liệu sẽ được xuất ra từ LCD qua các chân DB0-DB7 khi có sự chuyển đổi từ thấp lên cao (low-to-high transition) của chân R/W.
E được sử dụng khi chân E xuất ngữ ở mức thấp Bus dữ liệu 7-14 DB0-DB7 bao gồm tám đường truyền dữ liệu dùng để trao đổi thông tin với MPU Có hai chế độ sử dụng cho bus này: chế độ 8 bit, trong đó dữ liệu được truyền trên 8 đường với bit MSB là DB7, và chế độ 4 bit, trong đó dữ liệu được truyền trên 4 đường từ DB4 đến DB7, với bit MSB là DB7.
15 VCC Ngu n dồ ương cho đèn n nề
16 GND GND cho đèn n nề
B ng 2 ả 2 B ng mã hex đi u khi n LCDả ề ể
Mã Hex L nh đ n thanh ghi c a LCDệ ế ủ
1 Xóa màn hình hi n thiể
4 Gi m con tr (d ch con tr sang trái)ả ỏ ị ỏ
6 Tăng con tr (d ch con tr sang ph i)ỏ ị ỏ ả
5 D ch hi n th sang ph iị ể ị ả
7 D ch hi n th sang tráiị ể ị
E B t hi n th , nh p nháy con trậ ể ị ấ ỏ
F T t con tr , nh p nháy con trắ ỏ ấ ỏ
10 D ch v trí con tr sang tráiị ị ỏ
14 D ch v trí con tr sang ph iị ị ỏ ả
Để ghi dữ liệu lên LCD, ta cần đặt RS=0 và R/W=1, sau đó kích hoạt xung cao cho bit E Sau khi ghi, nếu bit D7 (có bận) ở mức cao, LCD sẽ không hiển thị thông tin nào Ngược lại, khi D7=0, ta có thể ghi dữ liệu lên LCD Cần kiểm tra bit D7 trước khi thực hiện ghi thông tin để đảm bảo quá trình diễn ra chính xác.
Hình 4 5 S đ m ch hi n th LCDơ ồ ạ ể ị
Trong một mạch LCD 2 chân LED, hai chân được đánh dấu là A (Anode) và K (Cathode), với chân 1 và chân 2 kết nối với GND và nguồn 5V Chân 3 là chân điều chỉnh độ sáng, được nối với một biến trở chia áp Khi hoạt động, biến trở này thay đổi giá trị để điều chỉnh độ sáng của màn hình Các chân điều khiển RS, R/W, EN và các chân D0 đến D3 được sử dụng để truyền dữ liệu và điều khiển hoạt động của LCD, tùy thuộc vào chế độ hoạt động 4 bit hay 8 bit.
Led là tên vi t t t c a Light-emitting diode – Diode b c x ánh sáng.ế ắ ủ ứ ạ
Đèn LED là một loại diode, bao gồm một chip bán dẫn có cấu trúc P-N, với kênh P chứa lỗ trống và kênh N chứa điện tử Khi dòng điện được cung cấp từ Anode (kênh P) đến Cathode (kênh N), sự kết hợp của điện tử và lỗ trống tạo ra ánh sáng Màu sắc của ánh sáng phát ra phụ thuộc vào vật liệu trong chip bán dẫn Đèn LED được phân loại thành ba loại chính theo công suất: công suất nhỏ, công suất trung bình và công suất lớn.
Công nghệ LED hoạt động dựa trên nguyên lý của diode bán dẫn, với nhiều loại diode khác nhau Khi ghép nối các diode bán dẫn, các điện tích dương và âm sẽ tương tác, tạo ra sự chuyển động của điện tích Kết quả là sự tích tụ điện âm và dương, dẫn đến việc tạo ra ánh sáng khi năng lượng được giải phóng Quá trình này tạo ra các photon dưới dạng ánh sáng, mang lại hiệu quả cao trong ứng dụng chiếu sáng.
Tùy thuộc vào mức năng lượng giải phóng cao hay thấp, ánh sáng phát ra từ đèn LED sẽ có màu sắc khác nhau Mức năng lượng này và màu sắc của LED hoàn toàn phụ thuộc vào cấu trúc năng lượng của các nguyên tố bán dẫn.
Đèn LED thường có điện áp phân cực cao hơn điện áp thông thường, trong khoảng 1,5 đến 3V Tuy nhiên, điện áp phân cực của đèn LED thì không phải lúc nào cũng cao Do đó, đèn LED rất dễ bị hỏng do điện áp ngược gây ra.
Điện trở là một thành phần quan trọng trong mạch điện, có khả năng giới hạn dòng điện chạy qua Khi điện trở có giá trị lớn, dòng điện sẽ giảm, ngược lại, nếu điện trở nhỏ, dòng điện sẽ tăng lên Điều này cho thấy mối quan hệ giữa điện trở và dòng điện là rất chặt chẽ, ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động của mạch điện.
Người ta còn ch t o thêm các lo i đi n tr mà giá tr ohm có th thayế ạ ạ ệ ở ị ể đ i đổ ược nh là bi n tr , chi t áp, quang tr …ư ế ở ế ở b) Cách đ c giá trọ ị
Hình 4 8 Vòng màu đi n trệ ở
- Vòng 1 và vòng 2 ch giá tr hàng ch c; hàng đ n v trong giá tr đi nỉ ị ụ ơ ị ị ệ tr ở
- Vòng 3 ch h s nhân v i tr s mũ c a 10 dùng nhân v i giá trỉ ệ ố ớ ị ố ủ ớ ị đi n tr ệ ở
- Vòng 4 ch giá tr sai s c a đi n tr ỉ ị ố ủ ệ ở
Tr s = (vòng 1)(vòng 2) x10ị ố (vòng 3) +sai s (vòng 4)%ố
Để kiểm tra định trị, cần bắt đầu bằng việc đo giá trị của điện trở, sau đó so sánh giá trị đo được với giá trị ghi trên định trị Cách thực hiện đo điện trở sẽ giúp xác định độ chính xác và tính hiệu quả của thiết bị.
Có 2 cách m c thắ ường dùng là m c n i ti p và m c song song.ặ ố ế ắ
Transistor, hay còn gọi là bóng bán dẫn, là linh kiện điện tử được tạo thành từ hai miền tiếp giáp P-N Khi ghép theo thứ tự PNP, ta tạo ra transistor thu n, còn khi ghép theo thứ tự NPN, ta có transistor ngược.
Transistor Bipolar Junction (BJT) là một linh kiện điện tử có cấu trúc tương đương với hai diode đấu ngược chiều nhau Trong BJT, dòng điện chạy qua bao gồm cả hai loại điện tích âm và điện tích dương, do đó được gọi là "bipolar," nghĩa là hai cực tính.
Các linh ki n khác ệ
Nút bấm PLC là loại nút bấm có đèn bên dưới, giúp người sử dụng dễ dàng nhận biết trạng thái hoạt động Có hai loại nút bấm: loại có đèn và loại không có đèn Nút bấm không có đèn có hai chân, trong khi nút bấm có đèn thường có bốn chân, bao gồm hai chân của nút, một chân dương và một chân âm của LED.
