Thạc Sĩ Nghiên cứu ứng dụng công nghệ tự động hoá trong điều hành và quản lý hệ thống giao thông đô thị

Mục lục
Ch-ơng I Lời mở đầu .11
Ch-ơng II Hệ thống điều khiển giao thông đô thị .20
II.1_ Tổng quan về các hệ thống quản lý và điều hành giao
thông đô thị trên thế giới. . 20
II.1.1_ Hệ thống điều khiển giao thông thành phố Zurich, Thuỵ sĩ. [1] 20
II.1.2_ Các trung tâm điều hành giao thông ở Mỹ (Houston, Los Angeles,
Minesota, Chicago, Seattle, Phoenix, Destroit, San Antonio, Atlanta,
Milwaukee).[2] . 22
II.1.2.1_ Các trung tâm điều hành đ-ờng bộ 23
II.1.2.2_ Các trung tâm điều khiển tín hiệu giao thông. . 25
II.1.2.3_ Các trung tâm điều hành vận tải transit. . 26
II.1.3_ Điều khiển và điều hành giao thông thành phố (UTMC) ở Anh. [3-7] 28
II.1.4_ Hệ thống giao thông thông minh ở thành phố Luân đôn. [4] . 30
II.1.5_ Hệ thống điều hành giao thông ở thành phố Munich. [8-9] . 32
II.1.6_ Các dự án ITS ở Canada. [10-11] . 35
II.1.7_ Các hệ thống giao thông thông minh ở Ailen. [12] 37
II.1.8_ Hệ thống giao thông thông minh ở Nhật bản. [13] 37
II.1.9_ Quản lý, điều hành giao thông ở Singapore. [14,15] . 40
II.1.10_ Hệ thống điều hành giao thông ở Bắc kinh. [16] . 41
II.2_ Các hệ thống quản lý điều hành giao thông đô thị
trong n-ớc 42
II.2.1_ Thành phố Hà nội . 42
II.2.2_ Thành phố Hồ Chí Minh 43
II.2.3_ Thành phố Đà nẵng. . 44
II.3_ Mô hình hệ thống quản lý điều hành giao thông
thông minh đô thị việt nam 45
II.3.1_ Sơ đồ cấu trúc tổng thể hệ thống 45
II.3.2_ Các nhóm thiết bị chức năng 51
II.3.2.1_ Hệ thống giám sát dòng xe trên đ-ờng bằng camera . 51
II.3.2.2_ Thiết bị giám sát hành trình xe . 52
II.3.2.3_ Thiết bị hiển thị thông tin trên xe. 53
II.3.2.4_ Một số phần mềm trợ giúp công tác điều hành và quản lý thông tin. 53
II.3.3_ Lựa chọn ph-ơng thức truyền thông 55
II.3.3.1_ Các đặc điểm chung . 55
II.3.3.2_ Ph-ơng pháp truyền dữ liệu qua mạng di động . 56
II.3.3.3_ ứng dụng của dịch vụ GPRS . 57
II.3.3.4_ ứng dụng truyền dữ liệu sử dụng ph-ơng pháp GPRS . 58
II.3.4_ Mô hình hệ thống quản lý ph-ơng tiện VTCC . 59
II.3.4.1_ Bài toán quản lý mạng l-ới các ph-ơng tiện giao thông công cộng . 59
II.3.4.2_ Mô hình hệ thống quản lý và điều hành mạng l-ới xe buýt sử dụng
thiết bị định vị GPS . 59Đề tài KC.03.21
Bộ môn Điều khiển học-Đại học GTVT, Tel(04.7663446) Trang3
II.3.4.3_ Xây dựng phần mềm trong hệ thống quản lý giao thông công cộng . 61
II.4_ Nhận xét và kết luận . 64
Ch-ơng III Phần mềm mô phỏng hệ thống Giao thông
đô thị .66
III.1_ Khái quát về phần mềm mô phỏng giao thông . 66
III.1.1_ Vai trò của mô phỏng trong điều khiển giao thông . 66
III.1.2_ Phân loại phần mềm mô phỏng giao thông 66
III.1.3_ Các chức năng cơ bản của một phần mềm mô phỏng giao thông 67
III.1.4_ Các hành vi th-ờng đ-ợc mô phỏng của ph-ơng tiện giao thông 68
III.1.5_ Kết xuất kết quả mô phỏng 69
III.2_ Một số phần mềm mô phỏng giao thông tiêu biểu 72
III.2.1_ CORSIM . 72
III.2.2_ SIMTRAFFIC 72
III.2.3_ VISSIM . 73
III.2.4_ HUTSIM . 74
III.2.5_ Paramics . 75
III.2.6_ AIMSUN 75
III.2.7_ WATSIM 77
III.3_ Một số nhận xét . 78
III.4_ Phần mềm mô phỏng giao thông thành phố VTSIM . 78
III.4.1_ Module xây dựng mô hình mạng giao thông . 78
III.4.2_ Module mô phỏng giao thông 79
III.4.3_ Kết quả của ch-ơng trình mô phỏng 82
III.4.4_ Ngôn ngữ lập trình và công cụ phát triển . 83
III.4.5_ Ph-ơng pháp đánh giá độ tin cậy kết quả mô phỏng . 83
III.5_ Mô hình ph-ơng tiện giao thông trong phần mềm
VTSIM 87
III.5.1_ Các chế độ hoạt động của ph-ơng tiện GT 87
III.5.2_ Khởi tạo các mô hình . 87
III.5.3_ Mô phỏng cơ chế thu thập thông tin của lái xe 87
III.5.4_ Mô phỏng cơ chế ra quyết định “vĩ mô” 91
III.5.4.1_ Quyết định chuyển làn trái . 92
III.5.4.2_ Quyết định chuyển làn phải 93
III.5.4.3_ Chuyển làn trái hay bám theo xe phía tr-ớc? 94
III.5.5_ Các mục tiêu vi mô 94
III.5.5.1_ Điều khiển đỗ xe . 94
III.5.5.2_ Bám xe[38] (Car Flowing) . 95
III.5.5.3_ Chuyển làn[38] 95
III.6_ Ph-ơng trình động lực và quỹ đạo chuyển động của
xe trong phần mềm VTSIM . 97
III.7_ Cấu trúc file dữ liệu ch-ơng trình VTSIM 100
III.7.1_ Giới thiệu chung . 100
III.7.2_ Cấu trúc các đối t-ợng trong mô hình mạng giao thông 100
III.8_ Cơ sở dữ liệu của ch-ơng trình VTSIM 105
III.9_ Sử dụng phần mềm VTSIM mô phỏng hệ thống điều khiển
tín hiệu giao thông bằng logic mờ 113Đề tài KC.03.21
Bộ môn Điều khiển học-Đại học GTVT, Tel(04.7663446) Trang4
III.9.1_ Đặt vấn đề 113
III.9.2_ Cấu trúc tổng quát hệ thống . 113
III.9.3_ áp dụng trong ch-ơng trình mô phỏng VTSIM . 115
III.10_ Phần mềm Mô phỏng hệ thống giao thông Hà Nội và
Thành phố. Hồ Chí Minh 117
III.11_ Kết luận . 119
Ch-ơng IV Trung tâm điều hành giao thông .120
IV.1_ VAI TRò và CHứC NĂNG CủA TRUNG TÂM ĐIềU HàNH GIAO
THÔNG. . 120
IV.2_ CáC KHốI THIếT Bị CƠ BảN 120
IV.2.1_ Thiết bị phần cứng 120
IV.2.2_ Phần mềm ứng dụng . 122
IV.2.3_ Ph-ơng pháp kết nối phần mềm điều hành với phần mềm mô phỏng hệ
thống giao thông đô thị. . 122
IV.2.3.1_ Thu thập số liệu về tình trạng giao thông theo thời gian thực . 124
IV.2.3.2_ Xử lý số liệu trong ch-ơng trình mô phỏng . 124
IV.2.3.3_ Kết quả và một số nhận xét 125
IV.3_ Mô hình truyền dữ liệu qua wap tại trung tâm điều
khiển 125
IV.4_ Kết luận . 128
Ch-ơng V Thiết bị thu thập thông tin trên xe sử dụng
thông tin định vị toàn cầu gps .129
V.1_ Giới thiệu khái quát về hệ thống định vị toàn cầu 129
V.1.1_ Lịch sử kỹ thuật định h-ớng . 129
V.1.2_ Nguyên lý định vị vệ tinh GPS . 129
V.1.3_ Giới thiệu về hệ thống định vị toàn cầu GPS . 132
V.1.4_ Các thông số cơ bản về hệ GPS 133
V.1.4.1_ Các vệ tinh trong không gian . 133
V.1.4.2_ Cấu trúc tín hiệu GPS . 135
V.1.4.3_ Máy thu GPS . 138
V.1.5_ Một số -u điểm của hệ GPS . 140
V.1.6_ Một số nhà sản xuất máy thu GPS chuyên nghiệp . 140
V.1.6.1_ Hãng GARMIN . 140
V.1.6.2_ Hãng THALES 141
V.1.6.3_ Hãng INTERSTATE ELECTRONICS CORPORATION 142
V.1.6.4_ Hãng NAVMAN . 142
V.1.6.5_ Hãng WHISTLER . 142
V.1.6.6_ Hãng HP . 143
V.1.6.7_ Hãng ISTAC 143
V.1.6.8_ Hãng JAPAN RADIO CORPORATION . 143
V.1.7_ Một số lĩnh vực ứng dụng chủ yếu của GPS 143
V.1.7.1_ Các ứng dụng trong trắc địa và bản đồ mặt đất 143
V.1.7.2_ Các ứng dụng trong trắc địa và bản đồ trên biển 144
V.1.7.3_ Các ứng dụng trong trắc địa và bản đồ hàng không 144Đề tài KC.03.21
Bộ môn Điều khiển học-Đại học GTVT, Tel(04.7663446) Trang5
V.1.7.4_ Các ứng dụng trong ph-ơng tiện giao thông đ-ờng bộ 144
V.2_ Thiết bị kiểm soát hành trình offline kiểu hộp đen sử
dụng gps . 145
V.2.1_ Giới thiệu: 145
V.2.2_ Cấu trúc thiết bị hộp đen GPS: . 145
V.2.3_ Thiết kế chi tiết thiết bị hộp đen GPS – VeDA1: . 146
V.2.4_ So sánh với các thiết bị hộp đen hiện nay: . 148
V.3_ Thiết bị giám sát hành trình trực tuyến 151
V.3.1_ Giới thiệu: 151
V.3.2_ Các tính năng của thiết bị giám sát hành trình trực truyến: . 152
V.3.3_ Thiết kế các thiết bị trong hệ thống giám sát hành trình trực tuyến: 153
V.3.4_ So sánh với các thiết bị kiểm soát hành trình trực tuyến hiện nay: 158
V.4_ Kết luận . 161
Ch-ơng VI Mô hình thiết bị thu thập thông tin và
đánh giá trạng thái dòng giao thông 162
VI.1_ phân tích các giải pháp đánh giá dòng giao thông và
việc sử dụng công nghệ xử lý ảnh trong đánh giá
dòng giao thông trên thế giới . 162
VI.1.1_ Tổng quan 162
VI.1.2_ Phân tích các giải pháp đánh giá dòng giao thông trên thế giới . 163
VI.1.2.1_ Giải pháp sử dụng các chủng loại thiết bị cảm ứng gắn trên từng đối
t-ợng tham gia giao thông 163
VI.1.2.2_ Giải pháp với thiết bị đ-ợc cài đặt tại đ-ờng giao thông . 166
VI.1.3_ Sử dụng công nghệ xử lý ảnh trong đánh giá dòng giao thông 168
VI.1.4_ Một số kỹ thuật cơ bản trong việc giám sát giao thông bằng công nghệ xử
lý ảnh trên thế giới . 169
VI.1.5_ Một số hệ thống giám sát giao thông dựa trên công nghệ xử lý ảnh hiện có
trên thế giới 172
VI.2_ phần mềm đánh giá dòng giao thông trên cơ sở công
nghệ xử lý ảnh . 178
VI.2.1_ Giới thiệu 178
VI.2.2_ Tổng quan hệ thống 178
VI.2.3_ III. xây dựng hệ thống 179
VI.2.3.1_ Tiền xử lý ảnh . 179
VI.2.3.2_ Phát hiện và tách đối t-ợng 181
VI.2.3.3_ Nhận dạng và bắt bám đối t-ợng . 184
VI.2.4_ ch-ơng trình . 185
VI.2.4.1_ Một số yêu cầu kỹ thuật 185
VI.2.4.2_ H-ớng dẫn chạy ch-ơng trình 185
VI.3_ Kết luận . 190
Ch-ơng VII thiết bị trên xe thông báo thông tin điều
khiển từ trung tâm 191
VII.1_ TổNG QUAN CHUNG. 191
VII.2_ TìNH HìNH NGHIÊN CứU TRONG Và NGOàI NƯớC . 192Đề tài KC.03.21
Bộ môn Điều khiển học-Đại học GTVT, Tel(04.7663446) Trang6
VII.3_ MụC ĐíCH, NHIÊM Vụ CủA THIếT Bị 192
VII.4_ CấU TRúC mạng Dữ LIệU TRUYềN GIữA TRUNG TÂM Và THIếT
Bị TRÊN XE . 192
VII.4.1_ Các đặc điểm chung. 192
VII.4.2_ Ph-ơng pháp truyền dữ liệu qua mạng di động 194
VII.4.3_ ứng dụng của dịch vụ GPRS . 194
VII.5_ CáC THIếT Bị THựC HIệN 197
VII.5.1_ Máy tính nhúng 197
VII.5.2_ Bộ thu tín hiệu GPS 200
VII.5.3_ Modem truyền thông GSM . 202
VII.5.4_ Thiết bị truyền dữ liệu giữa trung tâm và thiết bị trên xe . 204
VII.6_ Kết luận . 210
Ch-ơng VIIIMÔ HìNH THIếT Bị CUNG CấP THÔNG TIN CHO
NGƯờI THAM GIA GIAO THÔNG 211
VIII.1_ MụC ĐíCH, NHIÊM Vụ CủA THIếT Bị 211
VIII.2_ THIếT Kế CấU TRúC Hệ THốNG 211
VIII.2.1_ Tính năng kỹ thuật bảng thông tin điện tử. . 211
VIII.2.2_ Thiết kế bên trong bảng thông tin. 211
VIII.2.3_ Phần mềm điều khiển bên trong bảng điện tử. 217
VIII.2.4_ Kênh truyền dữ liệu giữa trung tâm và bảng thông tin điện tử 217
VIII.2.5_ Ch-ơng trình điều khiển 217
VIII.3_ Kết luận . 231
Ch-ơng IX Kết luận và kiến nghị .232