Kiến trúc hệ thống quản lý giám sát PTGT bằng camera trên cao tốc

Kiến trúc hệ thống quản lý giám sát phương tiện giao thông bằng camera trên cao tốc Hà Nội Hải Phòng Xây dựng kiến trúc hệ thống giám sát PTGT bằng cameratrên cao tốc Hà Nội Hải Phòng Khảo sát hiện trạng và mô tả hệ thống giám sát phương tiện giaothông bằng camera trên đường cao tốc Hà Nội Hải Phòng

LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, với sự bùng nổ về khoa học kỹ thuật và công nghệ thông tin,

tốc độ đô thị hoá ngày càng phát triển, nhu cầu đi lại của con người ngày càng cao, chính vì vậy đường cao tốc được xây dựng ngày càng nhiều, và việc giám sát trên đường cao tốc là vấn đề quan trọng Nhóm chúng em đã cùng tìm hiểu và nhận thấy đường cao tốc Hà Nội- Hải Phòng là đường cao tốc đầu tiên của Việt Nam xây dựng theo tiêu chuẩn quốc tế và là một đường cao tốc rất hiện đại Vì vậy, nhóm em đã

quyết định chọn đề tài “ Xây dựng kiến trúc hệ thống giám sát PTGT bằng camera trên cao tốc Hà Nội- Hải Phòng”

Nội dung bài báo cáo gồm 2 phần:

Phần 1: Khảo sát hiện trạng và mô tả hệ thống giám sát phương tiện giao thông bằng camera trên đường cao tốc Hà Nội- Hải Phòng.

Phần 2: Xây dựng kiến trúc hệ thống giám sát phương tiện giao thông bằng camera trên đường cao tốc Hà Nội- Hải Phòng.

Với sự hạn hẹp về kiến thức tổng hợp cũng như là kinh nghiệm thực tế nên bài báo cáo bài tập lớn của nhóm không tránh khỏi những thiếu sót Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của Thầy để bài báo cáo của nhóm được hoàn thiện hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 1

BẢNG THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 3

DANH MỤC HÌNH 4

DANH MỤC BẢNG 5

PHẦN I: KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG VÀ MÔ TẢ HỆ THỐNG GIÁM SÁT PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG BẰNG CAMERA TRÊN ĐƯỜNG CAO TỐC HÀ NỘI – HẢI PHÒNG 6

I.1 Khảo sát hiện trạng 6

I.1.1 Giới thiệu tổng quan 6

I.1.2 Khảo sát 6

I.2 Mô tả hệ thống 7

I.2.1 Chức năng nhiệm vụ: 7

I.2.2 Thành phần hệ thống 7

I.2.3 Mô tả hoạt động 8

PHẦN II: XÂY DỰNG KIẾN TRÚC HỆ THỐNG GIÁM SÁT PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG BẰNG CAMERA TRÊN ĐƯỜNG CAO TỐC HÀ NỘI – HẢI PHÒNG 10

II.1 Mô hình hệ thống 10

II.2 Kiến trúc logic 10

II.3 Kiến trúc vật lý 12

TÀI LIỆU THAM KHẢO 14

BẢNG THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

HT Hệ thống

PTGT Phương tiện giao thông

GT Giao thông

CCTV Closed-circuit television Camera quan sát hay camera giám

sát, camera an ninh

VDS Video Distribution

System Hệ thống phân phối video

GMS Global System for

Mobile Communications

Hệ thống toàn cầu về truyền thông

di động

LCD Liquid crystal display Màn hình tinh thể lỏng

KTS Kỹ thuật số

GTVT Giao thông vận tải

ĐCT Đường cao tốc

HN-HP Hà Nội – Hải Phòng

DSRC Dedicated Short Range

Communications

Truyền thông tầm ngắn chuyên dụng

CSGT Cảnh sát giao thông

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Màn hình LCD tại trung tâm điều hành……… 8

Hình 1.2 Chuyển hàng ngay trên cao tốc……… 9

……….9

tốc……… 10

Hình 2.1 Kiến trúc logic HT Camera giám sát trên ĐCT HN-HP……….11

Hình 2.2 Camera giám sát đã chụp rõ biển số xe……… 12

Hình 2.3 Kiến trúc vật lý của hệ thống camera giám sát trên ĐCT HN-HP……… 12

DANH MỤC BẢNG

I……… 10

II……… 13

PHẦN I: KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG VÀ MÔ TẢ HỆ THỐNG GIÁM SÁT PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG BẰNG CAMERA TRÊN ĐƯỜNG CAO TỐC

HÀ NỘI – HẢI PHÒNG

I.1 Khảo sát hiện trạng

I.1.1 Giới thiệu tổng quan

Đường cao tốc Hà Nội - Hải Phòng (ký hiệu toàn tuyến là CT.04), là một trong

6 tuyến cao tốc được xây dựng theo quy hoạch tại miền Bắc Việt Nam

Dự án được khởi công, giải phóng mặt bằng tháng 9/2008 với tổng đầu tư 45.487 tỷ đồng từ nguồn vốn vay của Ngân hàng Phát triển Việt Nam Đây là dự án đường ô-tô cao tốc loại A dài 105,5 km từ Thủ đô Hà Nội qua Hưng Yên, Hải Dương tới thành phố cảng Hải Phòng

Đây là công trình trọng điểm quốc gia, là đường cao tốc đầu tiên của Việt Nam xây dựng theo tiêu chuẩn quốc tế Ðiểm đầu của tuyến đường nằm trên đường vành đai 3 của Hà Nội, điểm cuối là đập Ðình Vũ, quận Hải An (Hải Phòng) Phần qua Hà Nội dài 6 km, phần qua Hưng Yên dài 26 km, phần qua Hải Dương dài 40 km, phần qua Hải Phòng dài 33 km

Toàn tuyến có chiều rộng mặt cắt ngang bình quân 100 m, mặt đường rộng từ 32,5 đến 35m với 6 làn xe chạy theo tốc độ thiết kế lên tới 120 km/giờ, hai làn dừng xe khẩn cấp, dải phân cách cứng ở giữa, dải cây xanh hai bên cùng với một số đường gom

ở những chỗ cần thiết Các loại xe ô-tô có tốc độ thiết kế dưới 60 km/giờ và xe máy không được đi vào đường này, toàn tuyến có sáu điểm giao cắt với các quốc lộ thì đều

là liên thông khác mức, ngoài ra còn có 9 cầu vượt lớn, 21 cầu vượt loại trung, 22 cầu vượt và cống chui đường dân sinh

Theo thiết kế này, các loại xe ô-tô, đặc biệt các xe công-ten-nơ siêu trường, siêu trọng

có thể chạy thẳng luồng tới cảng biển lớn nhất vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ Tổng chi phí giao thông của các phương tiện, nhất là hao phí thời gian sẽ giảm mạnh

Ngày 2 tháng 2 năm 2009, công việc thi công tuyến đường được đồng loạt khởi công tại Hà Nội, Hưng Yên, Hải Dương, Hải Phòng Ngày 5 tháng 12 năm 2015, toàn

bộ tuyến đường cao tốc Hà Nội - Hải Phòng đã được thông xe toàn tuyến

I.1.2 Khảo sát

a, Cơ sở hạ tầng

Hệ thống camera quan sát dọc tuyến gồm 58 camera tự động quay quét có bán kính quan sát trên 1km, có thể phóng to 32 lần, có cơ chế chống rung, giúp quan sát tất

cả các hoạt động trên đường cao tốc từ Trung tâm điều hành tuyến đường

Với 12 điểm giám sát bằng camera dò xe được đặt tại các vị trí có mật độ lưu lượng giao thông lớn, có thể tự động phát hiện mật độ xe dòng xe, tắc nghẽn hoặc có

sự cố, cảnh báo kịp thời tới nhân viên vận hành và lái xe Vì vậy, có thể theo dõi quản

lý trực tuyến trên toàn bộ tuyến cao tốc

b, Tình hình lưu thông

Theo thống kê của đơn vị quản lý cao tốc Hà Nội - Hải Phòng, trong 8 tháng đầu đưa vào khai thác, đã có 120 lần xe khách dừng đỗ đón trả khách, 3.800 lần xe máy đi vào đường cao tốc, 60 lần xe đi ngược chiều và đi lùi trên đường cao tốc, 6 vụ ném đá Ngoài ra còn có rất nhiều lần người dân đi xe đạp, đi bộ trên cao tốc, ném tiền vàng từ xe tang ra cao tốc

Với tốc độ tối đa cho phép là 120 km/giờ, những vi phạm trên rất nguy hiểm, đã

có 2 người chết trong các vụ tai nạn trên cao tốc, do người điều khiển phương tiện đi ngược chiều và dừng xe không đúng cách Tuy nhiên, tình trạng này đang giảm dần Trong năm 2017, có 275 trường hợp vi phạm, nhưng trong 8 tháng năm 2018 có 122 trường hợp vi phạm Kết quả này một phần là nhờ sự đóng góp của hệ thống "mắt thần" trên đường cao tốc

Những trường hợp vi phạm đều được camera ghi lại rất nét và cụ thể, sau đó được kèm vào hồ sơ để chuyển Cục Cảnh sát giao thông Bộ Công an xử lý Thậm chí, một số video hình ảnh vi phạm còn được đưa lên trang mạng xã hội Facebook của cao tốc Hà Nội - Hải Phòng để tuyên truyền cho người tham gia giao thông

I.2 Mô tả hệ thống

I.2.1 Chức năng nhiệm vụ:

Hệ thống giám sát bằng camera trên đường cao tốc là HT được thiết lập để:

 Hỗ trợ công tác giám sát hoạt động của các PTGT và các sự cố, tai nạn GT trên đường cao tốc (tai nạn, phương tiện hư hỏng, người đi bộ, xe dừng đỗ, đi ngược chiều, );

 Hỗ trợ xử lý các tình huống phát sinh xảy ra trên cao tốc;

I.2.2 Thành phần hệ thống

 Hệ thống camera quay quét CCTV

 Camera dò xe VDS, hệ thống biển báo GMS

 Trung tâm điều hành tuyến

Tại đây sẽ luôn có 4 kỹ sư trực trước bức tường màn hình – map screen wall, nơi hiển thị thông tin từ nhận được từ hệ thống camera Được biết, để quản lý

105km đường cao tốc này 24/24, Trung tâm có tất cả 12 kỹ sư chia làm 3 ca trực thường xuyên

Về bức tường màn hình, gồm 32 màn hình LCD được ghép nối với nhau với khoảng cách mép nối không quá 1mm và cong 3 độ

Hình 1.1 Màn hình LCD tại trung tâm điều hành

 Hệ thống phụ trợ:

- Hệ thống truyền dẫn KTS: bao gồm hơn 120km cáp quang dọc tuyến, có thể truyền tải được song song cả hàng chục cuộc gọi hotline, gọi nội bộ và truyền tải dữ liệu camera

- Hệ thống cung cấp nguồn

 Hệ thống bổ sung như camera giám sát cầu vượt

Trong đó, quan trọng nhất là hệ thống dò xe VDF

I.2.3 Mô tả hoạt động

1 Hệ thống VDF sẽ tự động phát hiện những điểm bất thường trên đường như ùn tắc, tai nạn, … sau đó đối chiếu với các thông tin từ hệ thống camera CCTV truyền về, sẽ đưa ra các cảnh báo sớm cho kỹ thuật viên tại Trung Tâm điều hành tuyến các phương án xử lý

2 Tại đây, tất cả những thông số mà kỹ sư yêu cầu, từ thông tin của hệ thống camera đến thông số xe sẽ được hiển thị trên màn hình LCD

Các thông số này được hệ thống VDF dò tự động các loại xe lưu thông trên đường, đối chiếu với các thông số kỹ thuật của xe đăng ký tại Bộ GTVT để xác nhận thông tin

3 Tất cả những thông tin được VDF xử lý được xuất ra tại 8 hệ thống biển báo GMS để thông tin đến những xe đang lưu thông trên đường

VD:

Hình 1.2 Chuyển hàng ngay trên cao tốc

Hình 1.3 Kéo xe trên đường cao tốc

Hình 1.4 Chụp ảnh trên đường cao tốc

***

Bảng 1.1 Bảng phân công công việc Phần I

3 Mô tả chức năng, thành phần hệ thống Đặng Thu Hường

PHẦN II: XÂY DỰNG KIẾN TRÚC HỆ THỐNG GIÁM SÁT PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG BẰNG CAMERA TRÊN ĐƯỜNG CAO TỐC HÀ NỘI – HẢI PHÒNG

II.1 Mô hình hệ thống

Từ mô tả hệ thống, xác định được 3 nhóm chức năng chính:

1 Hỗ trợ giám sát hoạt động của các PTGT và các sự cố, tai nạn GT trên đường cao tốc (tai nạn, phương tiện hư hỏng, người đi bộ, xe dừng đỗ, đi ngược chiều, );

2 Phân tích phát hiện những điểm bất thường trên đường (như ùn tắc, tai nạn, … hay nhận dạng PTGT) và đưa ra các cảnh báo sớm;

3 Báo cáo, thống kê

II.2 Kiến trúc logic

Từ các chức năng chính của HT, kiến trúc logic như sau:

Hình 2.1 Kiến trúc logic HT Camera giám sát trên ĐCT HN-HP

Các luồng dữ liệu:

 Thông tin hình ảnh hiện trường

 Thông tin giám sát PTGT

 Thông tin về các sự kiện bất thường

 Thông tin tổng hợp về giám sát, cảnh báo

VD: Luồng dữ liệu xử lý xe đi ngược chiều trên đường cao tốc HN – HP:

Cụ thể:

Vụ việc được ghi lại lúc 12h20 ngày 27/4 qua hệ thống camera giám sát của Trung tâm điều hành cao tốc Hà Nội - Hải Phòng

Thời điểm trên, ôtô Ford EcoSport biển số 30E-87708 phóng ngược chiều gần 10 km (từ km 30 về trạm thu phí quốc lộ 39) hướng Hà Nội đi Hải Phòng

Hình 2.2 Camera giám sát đã chụp rõ biển số xe.

Hình ảnh từ

camera giám

Xe ô tô đi ngược chiều trên đường cao tốc

2

Nhận dạng phương tiện, thời gian, quãng đường vi phạm, hướng di chuyển,

3

Khóa thẻ, yêu cầu dừng lại tại trạm thu phí; CSGT chặn lại

Do quá nút giao Yên Mỹ, tài xế chạy ngược chiều để quay lại Nhưng khi rẽ vào nút giao, xe bị nhân viên trạm thu phí quốc lộ 39 yêu cầu dừng lại

Không chấp hành yêu cầu, tài xế lùi xe quay lại cao tốc rồi chạy thẳng đến trạm thu phí quốc lộ 38B Tại đây, tài xế bị chặn lại và bàn giao cho Cục CSGT (C08) xử lý

II.3 Kiến trúc vật lý

Từ kiến trúc logic, kiến trúc vật lý được xác định như sau:

Hình 2.3 Kiến trúc vật lý của hệ thống camera giám sát trên ĐCT HN-HP

Trong mô hình này:

- Khối trung tâm: bao gồm các hệ thống có chức năng phân tích, xử lý và cung cấp thông tin cho người dùng như lái xe, cơ quan quản lý,…và lưu trữ thông tin

- Khối thiết bị trên đường: Bao gồm các hệ thống cần thiết được lắp đặt trên đường hoặc bên đường Các thiết bị này thực hiện chức năng thu thập, phân tích và cung cấp các thông tin liên quan đến đường cho phương tiện và người điều khiển phương tiện

- Khối phương tiện GT: Bao gồm các hệ thống được lắp đặt trên phương tiện nhằm kiểm soát hoạt động của phương tiện; thu thập dữ liệu liên quan đến phương tiện

và thu thập, cung cấp thông tin cho người điều khiển phương tiện

- Khối người dùng: bao gồm các hệ thống có liên quan đến người dùng được lắp đặt tại nhà, cơ quan và khu công cộng

- Khối kết nối truyền thông: làm nhiệm vụ kết nối, truyền dẫn dữ liệu

 Thông tin liên lạc giữa trung tâm với đường được liên lạc thông qua thông tin

vô tuyến diện rộng (Cáp quang, WLan, Wifi)

 Thông tin liên lạc giữa xe và đường được liên lạc thông qua thông tin vô tuyến chuyên dụng tầm ngắn (DSRC)

 Thông tin liên lạc giữa xe và xe được liên lạc thông qua thông tin chuyên dụng tầm ngắn (DSRC)

 Thông tin liên lạc giữa người tham gia giao thông và trung tâm được liên lạc thông qua thông tin vô tuyến diện rộng (WLAN, Wifi, 3G, 4G)

***

Bảng 2.1 Bảng phân công công việc Phần II

Nguyễn Bá Lương

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Website: https://vi.wikipedia.org/wiki/%C4%90%C6%B0%E1%BB%9Dng_cao_t

%E1%BB%91c_H%C3%A0_N%E1%BB%99i_%E2%80%93_H%E1%BA%A3i_Ph

%C3%B2ng

[2] Website: https://vnexpress.net/thoi-su/thong-xe-duong-noi-cao-toc-ha-noi-hai-phong-va-cau-gie-ninh-binh-3874222.html