CHƯƠNG 7 CÁC GIẢI PHÁP TỐI ƯU HÓA HỆ THỐNG
7.2. XÂY DỰNG HỆ THỐNG CẢNH BÁO TÌNH TRẠNG GIAO THÔNG
7.2.1 Hệ thống thiết bị giám sát tại nút giao thông
Hệ thống thiết bị giám sát gồm có: (1) các cảm biến tự động, (2) các cảm biến nhân công, và (3) biển báo LED. Các cảm biến tự động hay nhân công sẽ đƣợc đặt tại các nút giao thông. Qua những cảm biến nhân công, các chiến sĩ cảnh sát giao thông có mặt tại hiện trường gởi về trung tâm thông báo về tình trạng giao thông hiện thời.
a. Thiết bị cảm biến tự động
Trên thế giới để hỗ trợ việc điều khiển giáo thông, nhiều loại cảm biến thông minh có thể đƣợc thiết kế và lắp đặt tại các nút giao thông. Các loại cảm biến thiết yếu bao gồm:
Cảm biến từ: được lắp đặt dưới mặt đường giúp phát hiện được các xe dừng hoặc đi ngang qua trong một phạm vi thông qua từ tính từ các bộ phận kim loại của xe.
Cảm biến âm thanh: phát hiện dựa trên âm thanh phát ra từ các xe cơ giới.
Bộ đếm Air-pump: được lắp đặt dưới mặt đường và cảm nhận sức nặng của bánh xe khi lăn qua để đếm số lƣợng xe.
Cảm biến hình ảnh (video): thông qua các camera quan sát đặt tại các nút giao thông, các phương pháp và phần mềm xử lý ảnh được thiết kế nhằm xác định mật độ, lưu lượng và tốc độ xe di chuyển và đưa ra các dự đoán về mức độ kẹt xe.
Cảm biến hồng ngoại: cảm biến trên thân nhiệt của xe và người khi di chuyển qua.
So với các nước, điều kiện giao thông của Việt Nam và đặc biệt tại TP. HCM có nhiều mặt khác nhau nhƣ: phần lớn xe tham gia giao thông là xe gắn máy, mật độ xe khá dày đặc, và khó có phân luồng cụ thể để phân biệt các loại xe. Do tính phức tạp của giao thông ở Tp.HCM, đề tài nghiên cứu phát triển các phương pháp xử lý ảnh trên các video thu đƣợc từ các camera đặt tại các nút giao thông (hoặc thông qua hệ thống camera và đường cáp quang dẫn về trung tâm điều khiển đèn tín hiệu có sẵn của thành phố) kết hớp với các cảm biến thông thường như cảm biến từ, bộ đếm Air-pump, và đèn tín hiệu giao thông (đèn xanh đỏ) để cho đƣợc một dự đoán chính xác nhất về tình trạng giao thông tại các nút quan sát.
b. Thiết bị cảm biến nhân công
Thiết bị cảm biến nhân công (handy sensor) là thiết bị cầm tay đƣợc cảnh sát giao thông sử dụng tại các nút giao thông để thông tin cập nhật về tình trạng giao thông tại vị trí đang quan sát. Thiết bị có 4 nút nhấn tương ứng với 4 mức lưu lượng khác nhau. Việc xác định mức lưu lượng hiện tại được quyết định bởi cảnh sát giao thông theo quy ước trước bởi trung tâm điều khiển giao thông kết hợp với kinh nghiệm quan sát hiện trường của người quan sát.
42 - Minh họa cảm biến nhân công
Về mặt kỹ thuật Handy sensor bao gồm mạch giao tiếp với nút nhấn, bộ vi điều khiển và modem GPRS. Khi có nút đƣợc ấn, thông tin về tình trạng giao thông tương ứng sẽ được thiết bị handy sensor gởi về trung tâm điều khiển giao thông bằng GPRS/SMS modem. Cảm biến nhân công gồm có:
Vi điều khiển: Vi điều khiển dùng để điều khiển việc truyền dữ liệu và kết nối logic giữa đèn giao thông/cảm biến/bảng LED và trung tâm điều hành (ví dụ: Atmega32, PIC, …)
GSM/GPRS Module: kết nối đến mạng di động và truyền dữ liệu từ đèn giao thông/cảm biến/bảng LED đến Trung tâm điều hành và ngƣợc lại. Chip SIM300CZ của hãng SIMCOM (Đài Loan) đƣợc sử dụng cho module này.
Vi điều khiển sử dụng tập lệnh AT để thực hiện điều khiển truyền nhận dữ liệu gói. Thông tin có thể điều khiển đuợc gửi về theo chu kì 30s một lần (hay theo chu kì cần thiết khác). GPRS có thể giữ cho kết nối đƣợc luôn luôn thông suốt (always-on) và cuớc phí đƣợc tính theo lƣợng dữ liệu truyền (45đồng/10KB) nên chi phí khá rẻ nếu so sánh với dùng SMS. Khi kết nối GPRS đuợc thiết lập, dữ liệu có thể đuợc truyền tin cậy và ổn định theo giao thức TCP/IP.
Mạch cung cấp giao tiếp vật lý điều khiển cảm biến
43 - Sơ đồ khối handy sensor
Biển báo là các bảng LED dùng trong công nghiệp: Bảng LED ma trận ngoài trời đƣợc dùng để hiển thị các thông tin từ trung tâm điều hành giao thông gửi đến người đi đường thông báo cho người đi đường về tình trạng giao thông của các nút giao thông phía trước đồng thời hướng dẫn cho người đi đường quẹo trái, quẹo phải khi cần thiết để tránh các nút ùn tắt giao thông phía trước. Cũng như cảm biến nhân công, biển báo gồm có: (1) Vi điều khiển, (2) GSM/GPRS Module, và (3) mạch cung cấp giao tiếp vật lý điều khiển cảm biến.