Hệ thống giao thông thông minh (Intelligent transportation system - ITS) là một ứng dụng công nghệ tiên tiến, sử dụng các công nghệ cảm ứng, phân tích, điều khiển điện tử và kết nối tin học - viễn thông trong lĩnh vực giao thông đường bộ nhằm nâng cao sự an toàn, tính cơ động và hiệu quả của hoạt động giao thông. ITS sử dụng các tiến bộ của công nghệ thông tin và viễn thông để liên kết giữa con người, hệ thống đường giao thông và phương tiện giao thông lưu thông trên đường thành một mạng lưới để xử lý và chia sẻ thông tin nhằm giảm thiểu tình trạng UTGT, nâng cao hiệu quả quản lý nhà nước về giao thông đường bộ, giảm thiểu những tác động tiêu cực tới môi trường và nâng cao hiệu quả vận tải hành khách tư nhân và vận tải hành khách công cộng [1].
Hệ thống ITS đã được triển khai áp dụng tại rất nhiều đô thị lớn ở các quốc gia như Nga, Mỹ, Đức, Pháp… Tại với Thủ đô Mat-xcơ-va của Liên bang Nga, khi triển khai thực hiện áp dụng ITS, đã đạt được rất nhiều kết quả tích cực. Đối với hành khách sử dụng các phương tiện vận tải: giảm thời gian đi lại lên đến 25%; được cập nhật thông tin thực tế về lộ trình của các phương tiện giao thông công cộng; nâng cao chất lượng dịch vụ vận tải công cộng. Đối với phương tiện giao thông cá nhân: tiết kiệm thời gian đến 30%; chỉ dẫn đường chính xác; tiết kiệm nhiên liệu lên đến 20%. Đối với hoạt động quản lý giao thông đô thị của chính quyền thành phố Mat-xco-va: giảm thời gian tiếp cận các vụ TNGT lên tới 30%; cải thiện chất lượng cuộc sống người dân; ngân sách minh bạch cho phát triển giao thông đô thị; tăng nguồn thu cho thành phố (Bãi đậu xe, xử phạt vi phạm hành chính qua hình ảnh, video của hệ thống ITS)…[2].
Hệ thống ITS tiếp nhận các thông tin về tình hình hoạt động giao thông từ các thiết bị của hệ thống - thông tin đầu vào: khả năng thông xe của tuyến, lưu lượng phương tiện trên toàn tuyến, trên từng làn, vận tốc lưu thông của dòng phương tiện, các hoạt động xây dựng, sửa chữa đường trên các tuyến giao thông, TNGT, các vi phạm giao thông... ITS tính toán các tình huống/kịch bản khác nhau của hoạt động giao thông trên cơ sở xử lý các thông tin đầu vào đó để lựa chọn giải pháp tối ưu nhất cho hoạt động tổ chức giao thông hiện tại (tại chính khu vực đang có vấn đề về hoạt động giao thông) - thông tin đầu ra. Thông tin đầu ra bao gồm: tốc độ và thời gian lưu thông trên tuyến giao thông của các phương tiện giao thông cá nhân và công cộng, thông tin về tình trạng giao thông trên tuyến nhằm cập nhật cho trang web và các thiết bị di động, các dữ liệu về tình trạng hiện tại của hoạt động vận tải đường bộ và dự báo thay đổi trong thời gian gần, thông tin cập nhật trên các bảng điện tử, điều khiển hệ thống cảnh báo cho tài xế (khi có các tình huống bất thường của hoạt động giao thông: TNGT, UTGT), điều chỉnh tự động pha, chu kỳ đèn của hệ thống đèn tín hiệu giao thông có kết nối trực tiếp với trung tâm chỉ huy điều khiển giao thông...
Để hệ thống vận hành toàn bộ quá trình như vậy, ITS cần được thiết kế trên cơ sở các thành phần và các yếu tố cơ bản như: Hạ tầng giao thông vận tải, phương tiện giao thông, thiết bị điện tử - viễn thông của các yếu tố thuộc về kết cấu hạ tầng GTVT và phương tiện giao thông, bảng thông tin điện tử thông minh, biển báo giao thông và đèn tín hiệu giao thông với khả năng quản lý từ xa, trung tâm thu thập và xử lý thông tin, trung tâm vận hành, điều chỉnh và tổ chức quản lý giao thông…
Qua nghiên cứu lý luận và thực tiễn ứng dụng hệ thống giao thông thông minh ITS trên thế giới, tác giả đánh giá hệ thống này có các chức năng cơ bản sau:
Thứ nhất, tăng cường hiệu quả giám sát hoạt động giao thông. ITS là hệ thống giám sát toàn diện hoạt động giao thông bằng hệ thống máy móc và trang thiết bị kỹ thuật hiện đại. Thông qua các thành phần của hệ thống ITS, các thông tin về hoạt động giao thông được liên tục ghi nhận và lưu trữ trong cơ sở dữ liệu của hệ thống: Số lượng phương tiện giao thông trên toàn tuyến và trên từng làn đường, chủng loại phương tiện trên đường, vận tốc lưu thông của dòng phương tiện, thời gian lưu thông của phương tiện… Hệ thống ITS được áp dụng sẽ giảm thời gian con người phải có mặt trên đường để thu thập thông tin và tổ chức hoạt động giao thông, đồng thời đảm bảo nâng cao đáng kể tính chính xác của các dữ liệu về hoạt động giao thông so với kết quả lao động của con người. ITS tăng cường hiệu quả hoạt động quản TTATGT không chỉ ở khía cạnh giám sát tình hình hoạt động đi lại của người dân mà còn đảm bảo tăng cường hiệu quả xử phạt các hành vi vi phạm. Hệ thống camera được lắp đặt tại các giao lộ và các tuyến đường của ITS tự động ghi nhận và lưu trữ hình ảnh các hành vi vi phạm quy tắc giao thông đường bộ (Các hành vi: Không chấp hành hiệu lệnh của đèn tín hiệu giao thông, không chấp hành hiệu lệnh của hệ thống biển báo hiệu…) làm căn cứ xác định người vi phạm và làm cơ sở pháp lý vững chắc để tiến hành các hoạt động xử phạt tiếp theo của các cơ quan quản lý.
Thứ hai, tối ưu hóa việc phân phối lưu lượng phương tiện giao thông trong mạng giao thông đường bộ theo thời gian và không gian. Hệ thống ITS được thiết kế không chỉ nhằm mục đích thu thập và lưu trữ các thông tin về tình hình hoạt động giao thông mà còn có tác dụng xử lý các thông tin đó nhằm tổ chức chỉ huy hoạt động giao thông hiệu quả hơn. Hệ thống cảm biến chuyển động và hệ thống camera để kiểm đếm số lượng phương tiện sẽ cung cấp cho ITS các dữ liệu để nhận diện tuyến đường nào có đông phương tiện lưu thông hơn so với tuyến đường giao cắt với nó tại các giao lộ. Hệ thống ITS bằng các thuật toán được cài đặt sẵn sẽ tính toán và tự động điều chỉnh, thay đổi thời gian pha và chu kì đèn của các đèn tín hiệu giao thông tại giao lộ để phù hợp với tình hình thực tế của hoạt động giao thông tại giao lộ: kéo dài thời gian đèn xanh tại các tuyến đường có nhiều phương tiện, và rút ngắn thời gian đèn xanh tại tuyến đường còn lại. Về không gian, ITS nhận diện được các nút giao thông hoặc các tuyến đường đông phương tiện, có nguy cơ xảy ra UTGT để hạn chế lượng phương tiện đi vào các khu vực này bằng cách điều chỉnh hệ thống biển báo điện tử để cấm một số loại phương tiện lưu thông hoặc chuyển hướng các phương tiện đi theo các lộ trình vòng, tránh khu vực này. Bằng cách điều hòa dòng phương tiện lưu thông một cách hợp lý, hệ thống giao thông thông minh có thể hạn chế nguy cơ xảy ra UTGT, TNGT và nâng cao năng lực thông xe của mạng lưới giao thông đường bộ.
Thứ ba, nâng cao hiệu quả tổ chức giao thông khi xảy ra UTGT, TNGT, thiên tai… hoặc các sự kiện khác ảnh hưởng đến hoạt động đi lại của người dân. Hệ thống ITS được thiết kế để chủ động cung cấp các quyền ưu tiên (quyền đi trước các phương tiện khác, quyền lưu thông trên làn riêng biệt…) cho một số loại phương tiện giao thông chuyên dụng trong các tình huống khẩn cấp: xe cứu thương, xe cứu hỏa, xe phòng - chống thiên tai. Với các tính năng trên, ITS có hiệu quả kéo giảm tỷ lệ thương vong về người và thiệt hại về tài sản bằng việc rút ngắn thời gian tiếp cận và tăng cường khả năng ứng cứu, trợ giúp khi xảy ra TNGT, UTGT, hỏa hoạn thiên tai… của các phương tiện chuyên dụng. Hệ thống điện tử - viễn thông ITS còn phát huy hiệu quả trong mọi điều kiện thời gian, không gian, thời tiết… khắc phục được những hạn chế của công tác tổ chức chỉ huy, điều khiển giao thông bằng sức người của lực lượng CSGT và các lực lượng hỗ trợ khác.
Thứ tư, cập nhật thông tin về tình trạng giao thông đến các đối tượng tham gia giao thông. Hệ thống ITS thông báo cho tài xế về hành vi vi phạm quy tắc giao thông mà họ thực hiện, các thông tin về tình trạng hoạt động của phương tiện, các cảnh báo về tình hình hoạt động giao thông trên tuyến đang lưu thông, đề xuất nhiều lộ trình thay thế để người điều khiển phương tiện chủ động lựa chọn các lộ trình thích hợp… Thông tin về hoạt động giao thông của hệ thống ITS được cung cấp tới người sử dụng giao thông công cộng thông qua các ứng dụng trên điện thoại hoặc tại các bảng thông tin điện tử trên đường, tại các trạm dừng. Các thông tin được cập nhật liên tục cho phép hành khách chủ động lựa chọn lộ trình tối ưu khi sử dụng các phương tiện giao thông công cộng thông qua việc ITS tính toán lộ trình, thời gian biểu lưu thông của các phương tiện giao thông công cộng, điều kiện đường xá và mật độ giao thông. Với việc khai thác các tính năng như vậy, ITS có hiệu quả kéo giảm thời gian lưu thông của hành khách thuộc tất cả các loại hình vận tải đường bộ, đồng thời khuyến khích phát triển các loại hình giao thông công cộng do sự tăng nhanh về chất lượng dịch vụ và kéo giảm thời gian đi lại của người dân.
Thứ năm, hệ thống ITS còn phát huy tác dụng tích cực đối với nhiều mặt khác nhau của đời sống xã hội. Hệ thống ITS tối ưu hóa lộ trình di chuyển của các phương tiện giao thông, kéo giảm thời gian lưu thông trên đường, rút ngắn thời gian dừng chờ đèn đỏ (thời gian động cơ vẫn làm việc trong điều kiện không tải, nhưng vẫn tiếp tục xả thải ra môi trường), do vậy đã giảm tác động tiêu cực của hoạt động giao thông (khí thải ô nhiễm, bụi kim loại do ma sát, hơi nóng, tiếng ồn động cơ, độ rung mặt đường…) đến môi trường. Hệ thống giao thông thông minh với nguồn dữ liệu mở giúp cho hoạt động giám sát của các doanh nghiệp kinh doanh vận tải được tiến hành liên tục, kịp thời với độ chính xác cao: giám sát dịch vụ vận tải hành khách, hoạt động khai thác mạng lưới giao thông đường bộ, vận chuyển rác thải, kiểm soát tiêu thụ nhiên liệu… giúp doanh nghiệp giảm chi phí rủi ro bảo hiểm, tăng khả năng quay vòng của phương tiện, giảm tỷ lệ hao mòn phương tiện trong quá trình vận hành... làm tăng hiệu quả sản xuất kinh tế nói chung.
Trên cơ sở nghiên cứu lý luận và thực tiễn về hiệu quả của các hệ thống ITS đang được khai thác tại nhiều quốc gia và vùng lãnh thổ, chính quyền nhiều đô thị đông dân khác trên thế giới đã từng bước triển khai áp dụng hệ thống quản lý thông minh này phù hợp với điều kiện của đất nước mình, trong đó có Thành phố Hồ Chí Minh. Thành phố hiện đang tập trung, ưu tiên xây dựng trung tâm giao thông thông minh với một hệ thống giám sát giao thông hiện đại giúp người dân có thể đi lại thuận tiện hơn. Trung tâm điều hành giao thông thông minh dự kiến đi vào hoạt động năm 2020 sẽ là nơi tập trung quản lý trực tiếp toàn bộ các hệ thống điều khiển giao thông: cung cấp thông tin dữ liệu phục vụ công tác xử lý các vi phạm, giám sát bảo đảm an ninh trật tự đô thị, xử lý sự cố khẩn cấp và giúp cho người dân lựa chọn những tuyến đường đi phù hợp - những chức năng và nhiệm vụ cơ bản của hệ thống ITS.
Hệ thống ITS đã phát huy hiệu quả tại nhiều đô thị thuộc khu vực Đông Nam Á nói riêng và trên thế giới nói chung. Tuy nhiên, muốn khai thác có hiệu quả hệ thống này trong điều kiện thực tế của Việt Nạm, cụ thể tại Thành phố Hồ Chí Minh, cần chú ý những điểm khác biệt của hệ thống giao thông Việt Nam so với thế giới:
Một là, về phương tiện giao thông
Phương tiện giao thông chính tại Thành phố Hồ Chí Minh là mô tô và xe gắn máy. Phương tiện này không có thiết bị kết nối điện tử - viễn thông nào với hệ thống quản lý, giám sát phương tiện hiện có, nên không thể truyền - nhận thông tin. Hiện nay, các phương tiện, máy móc kiểm đếm dòng phương tiện cũng chưa thể đếm chính xác số lượng xe mô tô, xe gắn máy trên đường do nhóm phương tiện này không lưu thông theo làn giống như ô tô. Điều này sẽ ảnh hưởng đến kết quả kiểm đếm dòng phương tiện thực tế trên đường giao thông, khiến các phép toán phân tích, xử lý dữ liệu của hệ thống ITS sẽ đưa ra kết quả không thích hợp với tình hình thực tế của mạng lưới giao thông.
Hai là, về hệ thống trang thiết bị, phương tiện kỹ thuật nghiệp vụ quản lý TTATGT. Hệ thống đèn tín hiệu giao thông trên địa bàn thành phố hiện nay chủ yếu hoạt động riêng lẻ, độc lập, các đèn tín hiệu giao thông phần lớn không được kết nối có hiệu quả với trung tâm chỉ huy, điều khiển đèn tín hiệu giao thông. Các camera giám sát hoạt động giao thông chỉ được lắp đặt tại một số ít các giao lộ và trên các tuyến giao thông trọng điểm, không đảm bảo hiệu quả ghi nhận, giám sát và thu thập thông tin của mạng lưới giao thông trên phạm vi toàn thành phố. Tính năng của các camera còn hạn chế, chất lượng hình ảnh thấp, mờ, không rõ nét gây khó khăn cho công tác xác minh và hoạt động xử phạt người vi phạm về sau. Hệ thống cơ sở dữ liệu quản lý phương tiện và người điều khiển phương tiện tham gia giao thông còn sơ sài, chưa được số hóa và liên kết giữa các cơ quan quản lý khác nhau gây khó khăn cho hoạt động quản lý của Nhà nước trong lĩnh vực giao thông đường bộ nói chung… Những hạn chế nêu trên sẽ là cản trở lớn trong quá trình vận hành hệ thống ITS: thông tin đầu vào không chính xác, các thông tin đầu ra không tương thích và không có cơ sở dữ liệu và căn cứ pháp lý vững chắc để xử phạt các hành vi vi phạm được ghi nhận.
Ba là, vai trò của con người trong việc quyết định tính hiệu quả của hệ thống ITS. Yếu tố con người bao gồm người điều khiển hệ thống ITS và người tham gia giao thông. Người điều khiển hệ thống ITS cần phải được đào tạo bài bản, có trình độ, hiểu biết rõ về hệ thống, cách thức vận hành và kinh nghiệm giải quyết các vấn đề phát sinh trong quá trình khai thác hệ thống. Người tham gia giao thông phải có ý thức tự giác tuân theo các mệnh lệnh, thông tin từ hệ thống, biết cách khai thác thông tin từ cơ sở dữ liệu của hệ thống ITS để lựa chọn lộ trình thích hợp. Cả hai yếu tố này, theo đánh giá, là bài toán phức tạp đối với chính quyền Thành phố Hồ Chí Minh trong việc quyết định áp dụng và triển khai thực hiện có hiệu quả hệ thống giao thông thông minh ITS trong thời gian tới.
Để triển khai xây dựng hệ thống giao thông minh ITS có hiệu quả, đề xuất các nhà khoa học của thành phố cần nghiên cứu các vấn đề trên, xác định các nguyên nhân, điều kiện và xây dựng hệ thống giải pháp cụ thể, toàn diện cho từng vấn đề trước khi bắt đầu sử dụng nguồn vốn Nhà nước để mua sắm, lắp đặt trang thiết bị của ITS tại các giao lộ và tuyến giao thông trên toàn thành phố.
Tính cấp thiết của việc phát triển hệ thống giao thông thông minh được xác định không chỉ bởi sự gia tăng liên tục về số lượng phương tiện giao thông và vấn đề UTGT trên các tuyến đường tại các đô thị và các siêu đô thị trên thế mà xuất phát từ nhu cầu tổ chức giao thông an toàn và thuận tiện cho tất cả các đối tượng tham gia giao thông trên cơ sở áp dụng các công nghệ tiên tiến và các giải pháp quản lý mới. ITS là ứng dụng đòi hỏi cần được triển khai xây dựng gồm nhiều thành phần cơ bản khác nhau để thực sự phát huy hiệu quả khi tổ chức thực hiện tại Thành phố Hồ Chí Minh. Chính quyền thành phố cần cân nhắc tính toán các điều kiện cơ bản cần thiết, xây dựng lộ trình thích hợp để đảm bảo Hệ thống giao thông thông minh ITS phát huy hiệu quả trong thực tế, tránh đầu tư dàn trải, lãng phí thời gian, nguồn lực con người, nguồn lực tài chính và tri thức để phục vụ tối đa cho các hoạt động quản lý Nhà nước về TTATGT./.
Trung tâm Nghiên cứu ATGT - Học viện CSND
TÀI LIỆU THAM KHẢO
- http://vtv.vn/kinh-te/he-thong-giao-thong-thong-minh-la-gi-20170208133519437.htm
- http://apluss.ru/activities/its_konsalting
- http://vtv.vn/trong-nuoc/tphcm-dau-tu-xay-dung-trung-tam-giao-thong-thong-minh-20171128212219111.htm
- http://www.fcp-pbdd.ru/special_equipment/transport_systems/