Đánh giá thực trạng bãi đỗ xe ở thành phố hà nội và nghiên cứu ứng dụng giải pháp bãi đỗ xe thông minh với công nghệ iot

Đánh giá thực trạng bãi đỗ xe ở thành phố hà nội và nghiên cứu ứng dụng giải pháp bãi đỗ xe thông minh với công nghệ iot. Góp phần xây dựng hạ tầng giao thông thông minh tại thành phố Hà Nội nhằm cải thiện hiệu quả mạng lưới đường bộ.

MỤC LỤC

I) Lời mở đầu

II) Chương I: Đánh giá thực trạng bãi đỗ xe tại Hà Nội

1 Đánh giá thực trạng bãi đỗ xe tại Hà Nội

2 Cách sử dụng của bãi đỗ xe truyền thống

3 Nhược điểm của bãi đỗ xe truyền thống

III) Chương II: Bãi đỗ xe thông minh với công nghệ IOT

1 Khái niệm về IOT

2 Những thành phần cơ bản của mô hình IOT

3 Ứng dụng và sử dụng IOT

4 Giải pháp bãi đỗ xe thông minh

5 Lợi ích của bãi đỗ xe thông minh dựa trên IOT

6 Cách thức hoạt động của bãi đỗ xe thông minh

7 Các giải pháp quản lý bãi đỗ xe hiện nay

IV) Chương III: Khả năng ứng dụng công nghệ IOT với bãi đỗ

xe tại thành phố Hà Nội

1 Lợi ích khi sử dụng bãi đỗ xe thông minh ở Hà Nội

2 Một số bãi đỗ xe thông minh tại Hà Nội

V) Kết luận và kiến nghị

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay khoa học công nghệ ngày càng phát triển, con người ngày càng chế tạo ra được nhiều các vật dụng thông minh hơn, hiện đại hơn Từ đó có thể tối

ưu các nhu cầu của con người một cách dễ dàng hơn Mỗi giai đoạn phát triển của lịch sử thế giới đều gắn liền với những cuộc cách mạng về khoa học kỹ thuật Và ngày nay, cuộc cách mạng Internet of Things đã tạo nên những thay đổi đáng kể cho cuộc sống con người ở hiện tại và trong tương lai Internet of Things được ứng dụng vào rất nhiều mặt của cuộc sống như trong công nghiệp, nông nghiệp, giáo dục, y tế… Đặc biệt là ứng dụng trong việc giám sát, quản lý giao thông, giải quyết các bài toán dựa trên cơ sở tương tác trao đổi thông tin giữa các thiết bị hay phần tử cảm biến quanh ta, trong đó có ứng dụng trong giám sát các bãi đỗ xe thông minh Hiện nay ở các nước phát triển trên thế giới đã triển khai hệ thống quản lý giao thông thông minh và đạt được những kết quả đáng kể

Với mục tiêu xây dựng thành phố thông minh, xây dựng phát triển hệ thống giao thông thông minh trở thành lĩnh vực then chốt cơ bản của một đô thị thông minh, hỗ trợ cho công tác quản lý nhà nước và mang lại những lợi ích cho xã hội như thúc đẩy phát triển sản xuất và lưu thông hàng hóa, nâng cao chất lượng dịch vụ ngành du lịch, giảm ô nhiễm môi trường Sự gia tăng chóng mặt các phương tiện giao thông khiến Việt Nam đứng trước cơn khủng khoảng bãi đỗ xe Các bãi đỗ xe trong thành phố mới chỉ đáp ứng được 30% nhu cầu của người dân, 70% còn lại là bãi đỗ xe trái phép Đây cũng chính là nguyên nhân khiến lòng đường ngày càng thu hẹp, giao thông trở nên tắc nghẽn, như vậy sự ra đời các bãi đỗ xe thông minh được xem là giải pháp cấp thiết và hợp lý cho tình trạng này tại các thành phố lớn Dịch vụ đỗ xe thông minh đô thị bao

gồm các chức năng quản lý, cung cấp thông tin và thu phí tự động được coi là công cụ hoàn hảo để giải quyết những thách thức tắc nghẽn giao thông do tìm kiếm chỗ đậu xe trên đường, cải thiện lưu lượng giao thông trong thành phố Thành phố Hà Nội đang từng bước xây dựng thành phố thông minh, một trong những yếu tố để được công nhận là thành phố thông minh là giao thông thành phố Do đó, sinh viên đã lựa chọn đề tài “Đánh giá thực trạng bãi đỗ xe ở thành phố Hà Nội và nghiên cứu ứng dụng giải pháp bãi đỗ xe thông minh với công nghệ IoT”

 Mục đích nghiên cứu:

- Góp phần xây dựng hạ tầng giao thông thông minh tại thành phố Hà Nội nhằm cải thiện hiệu quả mạng lưới đường bộ

- Xây dựng các bãi đỗ xe thông minh với công nghệ IOT tại thành phố Hà Nội

❖ Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

- Luận văn tập trung nghiên cứu các vấn đề về tổng quan IoT, hệ thống bãi đỗ

xe thông minh và bãi đỗ xe trong thành phố Hà Nội

❖ Phương pháp nghiên cứu

Báo cáo được thực hiện dựa trên các phương pháp nghiên cứu:

- Thu thập, phân tích các tài liệu và thông tin liên quan đến đề tài

- Nghiên cứu lý thuyết về Internet of Things và hệ thống bãi đỗ xe thông minh

- Tìm hiểu thực trạng hệ thống giao thông thành phố Hà Nội, thực trạng bãi đỗ xe tại Hà Nội

- Khả năng áp dụng bãi đỗ xe thông minh tại Hà Nội

NỘI DUNG

Chương I: Đánh giá thực trạng bãi đỗ xe của thành phố Hà Nội

1 Đánh giá thực trạng bãi đỗ xe tại HN:

Bãi đỗ xe tại Hà Nội mới đáp ứng 8-10% nhu cầu Tuy nhiên, nhiều chỗ được quy hoạch làm bãi đỗ thì chậm triển khai hoặc sử dụng sai mục đích Những chỗ không được phép trông coi như gầm cầu, vỉa hè, đất dự án khác thì lại ngang nhiên bị biến thành bãi đỗ

Trong khi đó, hàng loạt dự án bãi đỗ ngầm, nổi thì lại bị đắp chiếu cả chục năm nay Mặc dù Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia quy định bắt buộc bố trí bãi đỗ xe ô tô là 20 m2/100 m2 sàn hoặc mỗi căn hộ; chỗ đỗ xe máy là 6m2/100m2 sàn; nhà thu nhập thấp cũng phải bố trí bằng 60% định mức chung, thực tế thì chỉ đạt 10% còn 90% thả nổi Như vậy, 90% không gian đô thị sai mục đích: vỉa hè, lòng đường, công viên, công sở, trường học, không gian công cộng hay tất cả phần còn lại của thành phố thành nơi đỗ xe Đây là tài sản công nhưng bị chiếm dụng, dùng riêng và không đóng góp trở lại chi phí đầu tư

Theo như số liệu thống kê, tính đến Quý 1/2019, CSGT Hà Nội phải quản lý 6.649.596 phương tiện Trong đó có 739.731 ôtô, 5.761.436 xe máy và xe máy điện là 148.429 chiếc Đánh giá tổng hợp 2014 - 2019 cho thấy, trong năm

2017, số lượng phương tiện tăng 5,3%, đến năm 2018 tăng 4,2% và năm 2019

so với 2018 đã tăng 1,5% Theo số liệu phương tiện được phờng CSGT thống

kê, xe máy đang chiếm đến 86% lượng phương tiện giao thông đang tham gia ở Hà Nội

Số lượng phương tiện cá nhân tăng chóng mặt, gấp khoảng 3 lần trong vòng

10 năm Từ năm 2008 đến 2017, số lượng xe máy đã tăng từ khoảng 2 triệu xe lên 5,4 triệu xe, với tỷ lệ tăng 7-8%/năm; ô tô con tăng từ 200 ngàn xe lên 550 ngàn xe, tỷ lệ tăng 10-12%/năm

Theo số liệu của Phòng CSGT Hà Nội, mỗi tháng, Hà Nội đăng kí mới khoảng

27 ngàn phương tiện, trong đó ô tô khoảng 5.000, xe máy khoảng 22.000.Ngoài ra, còn có khoảng 1,2 triệu phương tiện từ ngoại tỉnh vào Hà Nội tham gia giao thông

Theo các chuyên gia, không có một đô thị nào, kể cả đô thị của các nước có nền kinh tế phát triển mạnh, mà hạ tầng giao thông có thể đáp ứng kịp với tốc độ phát triển của các phương tiện giao thông cá nhân như ở Hà Nội

Dự báo trong vài năm tới, Hà Nội sẽ không còn đường để đi lại khi ô tô con tiếp tục tăng nhanh như hiện nay Lý do đơn giản, một chiếc ô tô chiếm khoảng 12-15m2 khi ở trạng thái đỗ (gấp 10 lần xe máy) và 50-65m2 khi di chuyển ở tốc độ 30km/h (gấp 20 lần xe máy) Nghĩa là, một chiếc ô tô khi di chuyển chậm trong đô thị sẽ chiếm không gian tương đương với khoảng không gian cần thiết cho 20 chiếc xe máy

 Do đó việc tìm 1 chỗ gửi xe ở Hn là rất khó

2 Cách sử dụng của bãi đỗ xe truyền thống:

Các bãi giữ xe truyền thống sẽ sử dụng vé giấy, khi xe đi vào sẽ được nhân viên bảo vệ ghi lại biển số lên vé giấy hoặc ghi số in sẵn lên yên xe,…và đưa

vé xe cho khách Khi khách đi ra thì đưa vé và tiền cho nhân viên bảo vệ Hình thức giữ xe truyền thống có nhược điểm như sau:

- Do sử dụng vé giấy cho nên tốn khá nhiều thời ghi vé, kiểm tra và thu tiền

vé Từ đó dễ gây ra tình trạng ùn tắc liên tục xảy ra vào giờ cao điểm khi lượng xe ra/ vào lớn

- Nhân viên bảo vệ sẽ rất căng thẳng khi ghi và nhận vé để xác nhận thông tin xe của khách ra/vào Nhất là vào giờ cao điểm không đủ nhân lực sẽ gây ra yếu tố rùi ro cao, kẻ gian có thể trộm cắp, tráo xe,…

- Vì sử dụng vé giấy chỉ có biển số mà không có thông tin người gửi cho nên dễ làm giả vé

- Sẽ xảy ra tình trạng gian lận trong việc thu phí tại các bãi giữ xe truyền thống Bởi người quản lý rất khó để kiểm soát chính xác lượng xe vào ra

và doanh thu thực tế

- Ngoài ra, hình thức giữ xe truyền thống còn dễ gây ra tình trạng lộn xộn, mất trật tự và tính thẩm mỹ không cao

3 Nhược điểm của bãi đỗ xe truyền thống:

- Bãi đỗ xe truyền thống mất một khoản phí không nhỏ cho tiền giấy in vé

xe,mực,…

- Nếu trong giờ cao điểm bãi giữ xe truyền thống gặp vấn đề quá tải và dễ dàng

bị nhầm lẫn do lưu lượng khách quá đông đồng thời số nhân viên huy động để

kiểm soát rất lớn

- Bãi giữ xe truyền thống rất dễ gây ùn tắc vì mất thời gian như ghi vé, bấm vé,

soát vé, kiểm tra…

- Các loại vé giấy bình thường rất dễ bị làm giả, dễ bị ẩm ướt,nhàu, nát, dẫn

đến nguy cơ gây mất xe của khách hàng cao

Chương II: Bãi đỗ xe thông minh với công nghệ ioT

I Khái niệm về ioT

Internet vạn vật, thường được gọi là IoT được thiết kế để bổ sung khả năng truyền và chia sẻ dữ liệu qua các mạng mà không cần sự can thiệp của con người Các thiết bị IoT bao gồm thiết bị gia dụng, đồng hồ đo điện, xe cộ, hệ thống an ninh, hệ thống loa, Các thiết bị này được trang bị phần mềm và cảm biến giúp truyền dữ liệu sau đó được xử lý để đưa ra quyết định logic, tăng thêm tính thông minh cho thiết bị

II Những thành phần cơ bản của mô hình IoT

Về kiến trúc chung của mô hình IoT phổ biến nhất hiện nay, được tạo từ 8 thành phần sau đây:

1 Kết nối và đồng bộ hóa:

Thành phần này có chức năng tích hợp đồng bộ các giao thức và các định dạng

dữ liệu khác nhau vào một giao diện “phần mềm” đảm bảo việc truyền dữ liệu chính xác và tương tác với tất cả các thiết bị

2 Quản lý thiết bị:

Đây là thành phần đảm bảo kết nối các thiết bị hoạt động bình thường, chạy các bản vá và cập nhật phần mềm cũng như ứng dụng đang chạy trên thiết bị hoặc các gateways ngoại biên (EDGE gateway)

3 Cơ sở dữ liệu:

Đây là thành phần được coi quan trọng của một nền tảng Ngoài lưu trữ dữ liệu quan trọng của thiết bị, nó phải có khả năng mở rộng đáp ứng các yêu cầu cho các cơ sở dữ liệu dựa trên đám mây Thành phần này phải có khả năng mở rộng khối lượng, đảm bảo sự đa dạng, vận tốc và độ tin cậy của dữ liệu

4 Quản lý và xử lý hoạt động:

Chức năng đưa dữ liệu vào hoạt động dựa trên nguyên tắc Triggers (Sự kiện-Hành động-Kích hoạt) cho phép thực thi các hoạt động

Event-Action-“thông minh” dựa trên dữ liệu từ cảm biến cụ thể

5 Phân tích:

Đây có thể được coi là bộ não của nền tảng IoT Thành phần này có chức năng thực hiện hàng loạt các phân tích phức tạp từ việc phân cụm dữ liệu cơ bản và khả năng tự học để tự phân tích, dự đoán, trích xuất những dữ liệu giá trị nhất trong luồng dữ liệu IoT

6 Giao diện biểu diễn dữ liệu trực quan:

Cho phép con người xem xét các mẫu và quan sát các xu hướng từ bảng điều khiển trực quan, nơi dữ liệu được miêu tả sinh động qua biểu đồ đường thẳng, hình họa mô phỏng

7 Công cụ bổ sung:

Thành phần này cho phép các nhà phát triển IoT thử nghiệm và trước khi đưa sản phẩm ra thị trường với các trường hợp sử dụng được biểu diễn trên hệ sinh thái mô phỏng dùng để hiển thị, quản lý và kiểm soát thiết bị kết nối

8 Các giao thức kết nối với hệ thống khác bên ngoài:

Đây là nơi cho phép tích hợp với các hệ thống của bên thứ ba và phần còn lại của hệ thống CNTT như phần mềm quản trị nguồn lực doanh nghiệp ERP, hệ thống quản lý sản xuất MES thông qua các giao diện lập trình ứng dụng (API), các bộ phát triển phần mềm (SDK) và các gateways

- Thành phố thông minh

- Lưới thông minh

- Internet công nghiệp

- Xe được kết nối

- Sức khỏe được kết nối (Sức khỏe kỹ thuật số / Telehealth / Telemedicine)

- Bán lẻ thông minh

IV.Giải pháp bãi đỗ xe thông minh

Giải pháp bãi đỗ xe thông minh được hiểu là một hình thức kinh doanh bãi đỗ

xe mới có sự tham gia của kỹ thuật, công nghệ tiên tiến của thời đại 4.0 giúp giải quyết nhu cầu đỗ xe cho người dân Dễ hiểu hơn là một bãi đỗ xe gần như tự động, ít nhân viên hỗ trợ, có hệ thống camera giám sát, và hệ thống kiểm soát ra vào bằng hệ thống thông minh thông qua phần mềm quản lý Hình ảnh của bãi đỗ xe sẽ được giám sát, gửi và lấy xe tự động bằng một nút nhấn hoặc

có hướng dẫn chỉ vị trí chỗ để xe bằng đèn led

Thiết kế Hệ thống bãi đỗ xe thông minh này giúp việc lấy xe diễn ra một cách nhanh chóng và thuận tiện hơn, là một giải pháp không thể thiếu tại Việt Nam

và các nước đông dân trên thế giới

V Lợi ích của bãi đỗ xe thông minh dựa trên IoT:

Việc triển khai bãi đậu xe thông minh - ứng dụng IoT, đã khiến việc đặt chỗ

và giám sát bãi đậu xe đang ngày càng nhanh và càng tốt cho các nhà cung

cấp bãi đậu xe cũng như người dùng Chỉ đường đỗ xe GPS đã giúp bạn dễ

dàng điều hướng trong khi tìm kiếm một điểm đỗ xe Danh sách các lợi ích

của hệ thống đỗ xe thông minh thực sự khá dài Tuy nhiên, có bốn ưu điểm

nổi bật chính đó là:

+) Tạo Bản đồ đỗ xe theo thời gian thực: Máy ảnh và cảm biến được đặt tại

nhiều vị trí có thể được sử dụng để phát hiện các điểm đỗ xe trống trong vùng

lân cận vị trí hiện tại của tài xế Nếu một chỗ đậu xe được tìm thấy là có sẵn,

thì vị trí của nó được chia sẻ với người lái xe Thông tin này được chuyển tiếp

thông qua một ứng dụng di động đỗ xe thông minh Do đó, các bản đồ đỗ xe

thời gian thực được tạo ra để tạo điều kiện cho việc lưu thông ít hơn, đỗ xe

nhanh hơn và giảm ô nhiễm không khí

+) Thực thi pháp luật: Chính quyền thành phố liên tục nhận được khiếu nại về việc tài xế vi phạm luật giao thông bằng cách đỗ xe không đúng cách trong khu vực không phép Dữ liệu IoT được thu thập bởi các hệ thống đỗ xe thông minh có thể được sử dụng để định vị và xử phạt những người vi phạm này Điều này không chỉ làm các tài xế nâng cao ý thức hơn, mà còn tạo thêm doanh thu cho thành phố

+) Tận dụng thông tin: Hệ thống bãi đỗ xe thông minh thu thập dữ liệu theo thời gian thực Khi dữ liệu này được so sánh với các bộ dữ liệu lịch sử hoặc điểm chuẩn, nó thể hiện những hiểu biết hoặc có thể hành động nhằm thúc đẩy tối ưu hóa trong thực hành đỗ xe Chính quyền địa phương có thể sử dụng thông tin này để đánh giá xem có cần thêm chỗ đỗ xe ở một địa phương cụ thể hay không Thông tin này cũng có thể được họ sử dụng để chuẩn bị cho thành phố bất cứ khi nào một sự kiện lớn phải được tổ chức

+) Tạo doanh thu bằng cách kiếm tiền từ dữ liệu: Một lượng lớn dữ liệu IoT được tạo ra là do nhiều thiết bị mà hệ thống đỗ xe thông minh sử dụng Dữ liệu này được sử dụng không chỉ trong ngành công nghiệp đỗ xe mà còn trong các lĩnh vực khác Bằng cách bán dữ liệu này cho các thương nhân khác, các nhà cung cấp bãi đỗ xe thông minh có thể kiếm tiền từ dữ liệu này

Ngoài những lợi ích trên hệ thống đỗ xe thông minh còn rất nhiều ưu điểm khác như giảm ô nhiễm không khí, tiết kiệm nhiên liệu Hệ thống đỗ xe thông minh chứng tỏ là giải pháp hứa hẹn nhất cho việc này Kết quả của sự pha trộn các cấu trúc đỗ xe với sự kỳ diệu của công nghệ IoT, hệ tư tưởng tuyệt vời này là tương lai của quản lý bãi đậu xe

VI Cách thức hoạt động của bãi đỗ xe thông minh