HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
Nguyễn Hải Hòa ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ 3G CHO
HỆ THỐNG GIAO THÔNG THÔNG MINH Ở VIỆT NAM TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI - 2014
môi trường ngày càng ô nhiễm. Hàng ngày cũng xảy ra không biết bao nhiêu vụ
tai nạn. Trước sự bức bách đó đòi hỏi phải có một giải pháp để giải quyết vấn
đề nói trên. Hệ thống giao thông thông minh được ra đời để đáp ứng hiện thực
đó.
Tại các nước phát triển như Mỹ, Trung Quốc, Pháp, Nhật Bản…, khái
niệm “Hệ thống giao thông thông minh ITS” không còn xa lạ. Cụ thể, đó là
việc đưa công nghệ cao của thông tin - truyền thông ứng dụng vào cơ sở hạ tầng
và trong phương tiện giao thông (chủ yếu là ô tô), tối ưu hoá quản lý, điều hành
nhằm giảm thiểu ùn tắc, tai nạn, tăng cường năng lực vận tải hành khách… Tất
cả những thứ đó đã giúp cải thiện rõ rệt tình hình giao thông. Con người ngày
được thoải mái hơn khi đi ra đường không còn chứng kiến những cảnh tắc
đường cả cây số. Luận văn sẽ làm nổi bật vai trò của công nghệ viễn thông
trong hệ thống giao thông thông minh.
- Mục tiêu.
+ Tìm hiểu về hệ thống giao thông thông minh (ITS).
+ Tìm hiểu những ứng dụng của hệ thống ở Việt Nam
+ Đề xuất mô phỏng mô hình hệ thống giao thông thông minh Telematics
Car
- Phương pháp nghiên cứu.
+ Khai thác những tài liệu hiện có về giao thông thông minh hiện nay.
+ Sử dụng những ứng dụng đã được thực hiện và thành công cả ở trong
nước.
2

+ Tiến hành thử nghiệm trong phạm vi nhỏ có thể thực hiện được rồi dần
dần áp dụng rộng rãi.
- Nhiệm vụ của đề tài.
+ Nghiên cứu tổng quan về hệ thống giao thông thông minh.
+ Tìm hiểu những ứng dụng của hệ thống ở Việt Nam hiện nay và đề xuất
mô phỏng mô hình hệ thống giao thông thông minh Telematics Car.

Server: máy chủ
4

PSTN: Public Switched Telephone Network: mạng điện thoại
chuyển mạch công cộng
PLMN: Public Land Mobile Network: mang di động công cộng mặt
đất
Hình 1.1. Kiến trúc tổng quát của một mạng di động kết hợp cả CS và PS

Các miền chuyển mạch kênh (CS) và chuyển mạch gói (PS) được thể hiện
bằng một nhóm các đơn vị chức năng lôgic: trong thực hiện thực tế các miền
chức năng này được đặt vào các thiết bị và các nút vật lý. Chẳng hạn có thể
thực hiện chức năng chuyển mạch kênh CS (MSC/GMSC) và chức năng
chuyển mạch gói (SGSN/GGSN) trong một nút duy nhất để được một hệ thống
tích hợp cho phép chuyển mạch và truyền dẫn các kiểu phương tiện khác nhau:
từ lưu lượng tiếng đến lưu lượng số liệu dung lượng lớn.
3G UMTS (Universal Mobile Telecommunications System: Hệ thống
thông tin di động toàn cầu) có thể sử dụng hai kiểu RAN. Kiểu thứ nhất sử
dụng công nghệ đa truy nhập WCDMA (Wide Band Code Devision Multiple
Acces: đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng) được gọi là UTRAN
(UMTS Terrestrial Radio Network: mạng truy nhập vô tuyến mặt đất của
UMTS). Kiểu thứ hai sử dụng công nghệ đa truy nhập TDMA được gọi là
GERAN (GSM EDGE Radio Access Network: mạng truy nhập vô tuyến dưa
trên công nghệ EDGE của GSM). Tài liệu chỉ xét đề cập đến công nghệ duy
nhất trong đó UMTS được gọi là 3G WCDMA UMTS
1.2. Các loại lưu lượng và dịch vụ được 3GWCDMA UMTS hỗ trợ
Vì TTDĐ 3G cho phép truyền dẫn nhanh hơn, nên truy nhập Internet và
lưu lượng thông tin số liệu khác sẽ phát triển nhanh. Ngoài ra TTDĐ 3G cũng
được sử dụng cho các dịch vụ tiếng. Nói chung TTDĐ 3G hỗ trợ các dịch vụ
tryền thông đa phương tiện. Vì thế mỗi kiểu lưu lượng cần đảm bảo một mức


CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG GIAO THÔNG THÔNG MINH
2.1. Lịch sử ra đời và phát triển của ITS.
2.2. Khái niệm về hệ thống giao thông thông minh
ITS (Intelligent Transport System) là sự ứng dụng công nghệ cao điện tử
tin học và viễn thông để điều hành và quản lý hệ thống giao thông vận tải.
ITS được coi là một hệ thống lớn, trong đó con người, phương tiện giao
thông, mạng lưới đường giao thông là các thành phần của hệ thống, liên kết
chặt chẽ với nhau. ITS được hoạch định để giảm bớt tắc nghẽn giao thông, bảo
đảm an toàn, giảm nhẹ những tác động xấu tới môi trường, tăng cường năng lực
vận tải hành khách. Không những trong lĩnh vực giao thông đường bộ, ITS còn
được áp dụng với hàng không, đường sắt, đường sông và cả trong đường biển;
song đa dạng và hiệu quả hơn cả vẫn là trong giao thông vận tải đô thị.
2.3. Các thành phần của hệ thống giao thông thông minh
Hệ thống giao thông thông minh là một hệ thống lớn trong đó bao gồm hạ
tầng giao thông và phương tiện được kết hợp chặt chẽ với nhau.Cấu trúc của hệ
thống được minh họa như Hình 2.1:
Hạ tầng giao thông thông minh

Quản lý
trục
đường
chính

Quản lý
đường cao
tốc

An toàn và ngăn
ngừa tại nạn
Hệ thống điều
hành xe chở
container

Quản lý vận tải đa
phương thức

Phương tiện thông minh

Hệ thống ngăn ngừa va
chạm

Hệ thống hỗ trợ người
lái

Hệ thống cảnh báo va
chạm
Hình 2.1 : Hệ thống giao thông thông minh.
2.3.1. Hạ tầng giao thông thông minh (Intelligent infrastructure).
- Hệ thống quản lý trục giao thông chính (Arterial Management).
- Hệ thống quản lý đường cao tốc (Freeway Management).
- Hệ thống an toàn và ngăn ngừa tai nạn (Crash Prevention and Safety)
- Hệ thống quản lý đường trong các điều kiện thời tiết (Road Weather
Management).
- Hệ thống vận hành và bảo trì đường bộ (Roadway Operation and
Maintenance).
- Hệ thống quản lý vận tải hành khách (Transit Management)
- Hệ thống quản lý sự cố giao thông (Traffic Inciddent Management).

9

+Trao đổi dữ liệu về các cân động để điều chỉnh tình trạng xe chở quá tải.
- Giai đoạn từ 2015 đến 2020 mục tiêu hoàn thiện và bổ sung thêm các ứng
dụng sau:
+ Thông tin tắc nghẽn giao thông (do và không do sự cố ).
+ Thông tin về thời gian đi lại.
+ Thông tin về thời tiết và tình trạng mặt đường.
+ Hỗ trợ kiểm soát và điều hành giao thông.
+ Giám sát xe nặng, xe vận chuyển hàng nguy hiểm.
+ Trao đổi dữ liệu giám sát xe tải giữa các trung tâm.
+ Cung cấp các thông tin về xe Bus.
+ Trao đổi thông tin về xe Bus từ trung tâm đến trung tâm
- Giai đoạn từ 2020 đến 2030 mục tiêu hoàn thiện các dịch vụ trước và bổ
sung thêm các ứng dụng sau:
+ Thông tin về sự cố và tắc nghẽn thông qua giám sát liên tục trên toàn tuyến.
+ Thu phí không dừng và cho phép xe chạy suốt (Free Flow).
+ Thu phí đỗ xe và đỗ xe để đi xe Bus.
+ Trao đổi thông tin về thu phí đỗ xe và đi xe Bus giữa các trung tâm điều hành
đường bộ
+ Phối hợp xác định tình trạng đường tại các khu đô thị lớn.
Như vậy với việc ứng dụng công nghệ giao thông thông minh không những
hỗ trợ tốt công việc vận hành, quản lý, khai thác hệ thống đường cao tốc mà còn
hỗ trợ giải quyết đồng bộ các vấn đề tồn tại bức thiết hiện nay của mạng lưới
giao thông đường bộ như tình trạng xe quá tải, tình trạng tắc nghẽn giao thông.
Các ứng dụng ITS ở Việt Nam hiện nay.
- Hệ thống ITS vào đường cao tốc.
- Xây dựng các trạm thu phí tự động.
- VOV giao thông.
- VOV bản đồ giao thông


được ứng dụng cung cấp dịch vụ cho các hãng vận tải hoặc có thể ứng dụng
theo dõi an ninh.
Giám sát an ninh
Ứng dụng 3G trong hệ thống ITS có thể giúp tăng cường an ninh cho các
phương tiện. Các trung tâm ITS có thể cung cấp dịch vụ giám sát an ninh trong
xe. Tại các doanh nghiệp xe khách trên một số tuyến đã được đề nghị gắn
camera và truyền hình ảnh về thông qua 3G. Khi khách hàng lên xe, hệ thống
có thể tự chụp và gửi ảnh về trung tâm. Đồng thời trong các trường hợp mất an
ninh xảy ra, các thông tin này có thể giúp các lực lượng điều tra giải quyết vấn
đề.
Giám sát số lượng, tình trạng phương tiện
Một vấn đề liên quan đến giao thông là việc giám sát số lượng, tình trạng
phương tiện lưu thông trên đường. Thông tin về số lượng xe, tình trạng xe có
thể được gửi về các trung tâm thông qua hệ thống 3G. Nhờ đó, trung tâm giao
thông có thể nắm bắt số lượng xe, tình trạng phương tiện, tình hình lưu thông.
Trung tâm giao thông căn cứ trên các thông tin có thể điều chỉnh giao thông khi
có tắc đường hoặc khi có các biến cố xảy ra trên đường.
Giám sát, thay đổi trạng thái đèn báo
Các hệ thống đèn báo tương tự như các hệ thống biển báo có thể được điều
khiển, thay đổi trạng thái từ xa thông qua hệ thống 3G. Tùy theo tình trạng giao
thông, giờ trong ngày hoặc các trường hợp đặc biệt như trường hợp có các
phương tiện giao thông ưu tiên, trung tâm giao thông có thể thay đổi hệ thống
đèn đường từ xa theo yêu cầu.
Thay đổi luồng, tuyến
Khi có một sự kiện xảy ra trên đường, trong một số trường hợp cần thay
đổi luồng, các tuyến xe thông qua các thông báo hoặc các biển báo. Công nghệ
3G cung cấp kết nối tới các biển chỉ đường, các bảng thông tin trên đường để
thông báo tới các phương tiện lưu thông về sự thay đổi luồng tuyến trên đường.
12


Việc liên lạc giữa phương tiện tới các đơn vị quản lý đường và giữa các
đơn vị quản lý đường với nhau chủ yếu qua mạng thoại (có dây và không dây)
và internet. 3G có thể đa dạng hóa các hình thức kết nối và các cách liên lạc
giữa phương tiện tới các đơn vị quản lý giao thông. Việc kết nối này có thể
được đơn giản hóa, tự động đối với nhiều thiết bị.
Hạ tầng liên lạc giữa các trạm
Giữa các trạm thông tin bên đường, hạ tầng phổ biến nhất là cáp quang và
cáp đồng. Các cáp này cung cấp tốc độ cao, độ ổn định tốt. 3G có thể cung cấp
một đường liên lạc backup giữa các trạm thông tin với nhau. Trong trường hợp
có những sự cố đối với hệ thống cáp, 3G có thể trở thành hạ tầng liên lạc thay
thế cho hệ thống cáp. Đây cũng là một nhu cầu bức thiết tại Việt Nam.
Các dịch vụ 3G được có thể tích hợp vào hệ thống ITS ở Việt Nam
được thể hiện tổng hợp trong bảng sau:

Các dịch vụ 3G
người dùng
Tiện ích
Đặc tả về dịch vụ người dùng
Người dùng
chính
Nhu cầu
Điều kiện
(1) Cung cấp
thông tin giao
thông/ dẫn đường
1. Cải tiến
thông
tin điều
khiển trong

tử
thống thu phí
điện tử
chuyên chở
và các cơ
quan quản lý
chuyển
đổi giao dịch
đến
ngân hàng
toán
tại các trạm
thu
phí
(4) Cung cấp
thông tin tình
trạng đường bộ
và lái xe.
3. Hỗ trợ lái
xe an toàn
Lái xe
Lái xe an
toàn
Nhận biết tình
trạng giao
thông.

(5) Cảnh báo
nguy hiểm



Tối ưu hóa
luồng
giao thông
Quản lý giao
thông

(9) Cung cấp
thông tin hạn chế
lưu thông trong
quản lý tai nạn.
Các biện
pháp thích
hợp để tránh
tai nạn giao
thông
15

(10) Cải thiện các
hoạt động bảo trì Các cơ quan
quản lý

Nhắc nhở và
quản lý bảo
trì đường bộ

(11) Quản lý các

lý.
Đáp ứng với
các thảm họa
từ tự nhiên,
v.v

(13) Cung cấp
thông tin về giao
thông công cộng.
6.Hỗ trợ cho
giao thông
công cộng

Các hành
khách của
giao thông
công cộng.
Tối ưu hóa
việc sử dụng
các phương
thức vận
chuyển khác
nhau.
Sử dụng giao
thông công
cộng

(14) Hỗ trợ các
hoạt động vận tải
công cộng và

chở.
7. Tăng
cường hiệu
quả hoạt
động của xe
chuyên chở.

Người
chuyên chở

Thu thập và
phân phối
hiệu quả, vận
chuyển an
toàn.
Thực hiện
việc quản lý
các hoạt động
của xe vận
chuyển.

(16) Tự động hóa
một bộ phận của
phương tiện vận
chuyển.
Vận chuyển
an
toàn hơn
(17) Tự động
thông báo khẩn


Bảng 3.1: Các dịch vụ 3G được có thể tích hợp vào hệ thống ITS ở Việt Nam
17 3.3. Đề xuất mô phỏng mô hình hệ thống giao thông thông minh Telematics
Car
Bằng việc sử dụng công nghệ thông tin tiên tiến, công nghệ thông tin di động 3G các
phương tiện giao thông thông minh, cấu trúc hạ tầng thông minh nhận và gửi thông tin
thông qua các bộ cảm biến, bộ dò, camera giám sát, thiết bị giám sát trên không và vệ tinh
để hỗ trợ việc quản lý hệ thống giao thông và người đang điều khiển phương tiện giao
thông.
Người điều khiển phương tiện giao thông (ôtô, xe tải, xe buýt và xe máy) nhận được
các tin nhắn trên máy tính hoặc các thiết bị cầm tay thông báo về các vụ tai nạn, các tình
huống khẩn cấp, các điểm tắc nghẽn giao thông, thời gian đi lại, các tuyến đường lựa chọn
Các thông tin này giúp người điều khiển phương tiện đưa ra quyết định tốt hơn cho hành
trình của mình.

Hình 3.1: Tổng quan hệ thống giao thông thông minh Telematics Car
3.3.1. Hệ thống máy chủ
Đây là hệ thống quan trọng nhất trong việc tích hợp các phương thức
truyền thông cũng như dữ liệu trong các cấu phần kỹ thuật của hệ thống ITS
18

Hệ thống giao thông thông minh Telematics Car bao gồm 01 máy chủ và
nhiều thiết bị đầu cuối được gắn trên phương tiện tham gia giao thông. Hệ
thống này thực hiện các chức năng của chính nó nhằm đạt tất cả các mục tiêu về
giao thông hiệu quả, an toàn và tiện lợi.
3.3.2. Thiết bị gắn trên phương tiện tham gia giao thông
Thiết bị gắn trên phương tiện tham gia giao thông bao gồm thiết bị thu phí

20 Hình 3.10: Giao diện hiển thị các cảnh báo

Kết quả thu được từ hệ thống giao thông thông minh Telematics Car là rất
tốt, nó đáp ứng được yêu cầu đặt ra. Hệ thống giao thông thông minh
Telematics Car góp phần giảm thiểu ách tắc, cải thiện độ an toàn và nâng cao
hiệu quả hoạt động của hệ thống giao thông vận tải. Các tiêu chuẩn công nghệ
nghiên cứu gồm: thu phí tự động, hệ thống chỉ đường, hệ thống tự động báo kẹt
xe. Sản phẩm nghiên cứu thực hiện hoàn toàn phù hợp với dự thảo các tiêu
chuẩn kiến trúc, các hệ thống thành phần và chuẩn giao tiếp trong hệ thống ITS
tại Việt Nam. 21 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. KẾT LUẬN.
Qua việc nghiên cứu, tìm hiểu về ITS, những ứng dụng trên thế giới và khả năng ứng
dụng tại Việt Nam có thể nói trong thời gian tới mạng lưới giao thông của Việt Nam sẽ đạt
tiêu chuẩn chung của khu vực và thế giới.
Tốc độ đô thị hóa ngày càng nhanh. Đặc biệt là khu vực Hà Nội và TP Hồ Chí Minh
phương tiện giao thông sẽ tăng đột biến. Nếu cứ điều hành, tổ chức và quản lý như hiện nay
thì sẽ ùn tắc và ô nhiễm môi trường trầm trọng. Ảnh hưởng kinh tế - xã hội sẽ tất lớn.
Việc nghiên cứu, ứng dụng ITS ở Việt Nam là điều tất yếu nhằm khắc phục nạn kẹt
xe, ùn tắc giao thông diễn ra thường xuyên đồng thời đáp ứng nhu cầu quản lý và điều phối
hoạt động giao thông theo mạng lưới đã quy hoạch.
Ở luận văn trên em đã tìm hiểu công nghệ 3G và ứng dụng nó vào hệ thống giao

Tỷ lệ quỹ đất giành cho giao thông đô thị ở Việt Nam còn quá nhỏ.
Phương tiện giao thông nhiều loại xe, chạy tự do, không theo làn.
Hạ tầng giao thông thiếu dẫn đến tổ chức vận tải công cộng gặp nhiều khó khăn, mặt
cắt ngang đường nhìn chung là hẹp. Khả năng mở rộng đường nội thị rất khó khăn do công
tác giải phóng mặt bằng.
Tăng số lượng và chất lượng vận tải xe công cộng điển hình như xe Bus và tàu điện.