Cấu trúc và công nghệ VDS
VDS đóng vai trò trung tâm trong việc đo đếm lưu lượng, phân loại xe, phát hiện sự cố và cung cấp dữ liệu thời gian thực cho trung tâm quản lý điều hành giao thông. Hệ thống này sẽ là nền tảng kỹ thuật cho các ứng dụng giao thông thông minh, góp phần đảm bảo an toàn giao thông, nâng cao hiệu quả vận hành và khai thác hạ tầng.
Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) về VDS được xây dựng trên cơ sở tham khảo các tiêu chuẩn quốc tế như ISO/TC 204, CEN/TC 278, viện dẫn các tiêu chuẩn quốc gia của Mỹ, Qatar, New Zealand, cùng với tài liệu kỹ thuật từ các hãng lớn như Traficon, Clearview, HIKVISION… nhằm đảm bảo tính tiên tiến và phù hợp thực tiễn.
VDS được cấu trúc theo mô hình ba lớp, gồm:
Trung tâm điều hành tuyến, với các thành phần chính như máy chủ phân tích, phần mềm điều hành và giao diện người dùng. Trung tâm này đảm nhận chức năng thu thập, xử lý, hiển thị và lưu trữ dữ liệu từ các cảm biến bên đường, đồng thời hỗ trợ ra quyết định điều khiển trong thời gian thực.
Hệ thống truyền dẫn, bao gồm hạ tầng cáp quang, thiết bị định tuyến, chuyển mạch, các kết nối không dây tốc độ cao như LTE hoặc 5G... đảm bảo khả năng truyền dữ liệu ổn định, tốc độ cao, độ trễ thấp từ thiết bị cảm biến đến trung tâm điều hành.
Thiết bị cảm biến bên đường, bao gồm các công nghệ như camera, vòng cảm ứng, radar vi ba và từ kế không dây. Thiết bị này chịu trách nhiệm phát hiện phương tiện, đo tốc độ, phân loại xe và nhận diện các sự cố giao thông
Cấu trúc ba lớp của VDS.
Yêu cầu tiêu chuẩn và đề xuất cho Việt Nam
Trong VDS, các thiết bị cảm biến đóng vai trò quan trọng trong việc thu thập các dữ liệu thời gian thực phục vụ quản lý, giám sát giao thông. Bốn loại cảm biến chính thường được triển khai bao gồm: camera hình ảnh, radar vi ba, vòng cảm ứng và từ kế không dây. Mỗi nhóm có đặc điểm kỹ thuật riêng, song đều phải đảm bảo khả năng đo đếm, phân loại, xác định tốc độ và phát hiện sự cố giao thông.
Camera hình ảnh là loại cảm biến phổ biến nhờ khả năng nhận diện đối tượng trực quan cao, đồng thời hỗ trợ các thuật toán trí tuệ nhân tạo (AI) trong phân tích hành vi phương tiện và sự cố giao thông. Tuy nhiên, hiệu suất của camera bị ảnh hưởng đáng kể bởi điều kiện ánh sáng và thời tiết. Các thông số kỹ thuật tiêu biểu của loại thiết bị này bao gồm độ phân giải HD hoặc full HD với dải tương phản động WDR từ 90 dB trở lên, khả năng nhận diện biển số đạt trên 90%, cùng với chế độ hỗ trợ ban đêm bằng tia hồng ngoại hoặc công nghệ nhiệt.
Radar vi ba hoạt động ổn định trong mọi điều kiện thời tiết và ánh sáng, mang lại tính tin cậy cao trong giám sát lưu lượng và tốc độ. Dù có độ phân giải thấp hơn so với camera, radar vi ba vẫn là lựa chọn ưu tiên ở các vị trí yêu cầu giám sát liên tục không gián đoạn. Các chỉ số kỹ thuật điển hình bao gồm dải đo tốc độ từ 4 đến 280 km/h, sai số vị trí ±1 m, khả năng bảo vệ môi trường đạt chuẩn IP66 và hỗ trợ lưu trữ dữ liệu cục bộ.
Vòng cảm ứng được đánh giá cao về độ chính xác trong đo đếm phương tiện, đặc biệt là thông số chiếm dụng mặt đường. Tuy nhiên, loại thiết bị này đòi hỏi can thiệp trực tiếp vào kết cấu mặt đường trong quá trình lắp đặt, ảnh hưởng đến quá trình thi công và bảo trì. Về kỹ thuật, vòng cảm ứng có độ chính xác trên 95%, thời gian phản hồi dưới 125 ms và sai số tốc độ ở mức ±5%.
Từ kế không dây là giải pháp hiện đại, cho phép triển khai linh hoạt mà không làm ảnh hưởng đến mặt đường. Dù có ưu điểm về lắp đặt, thiết bị này phụ thuộc vào nguồn pin có giới hạn thời gian sử dụng và thường cần một thiết bị tiếp sóng để truyền dữ liệu. Thông số kỹ thuật thường gặp gồm thời gian phát hiện phương tiện dưới 150 ms, tuổi thọ pin trên 10 năm và sai số đo chiều dài phương tiện khoảng ±1 m.
Các yêu cầu cụ thể về kỹ thuật, hiệu suất và cấu hình hệ thống như: độ chính xác đo đếm, độ phân giải camera, giao thức truyền thông (ONVIF, TCP/IP, HTTPS...), độ bền thiết bị (IP66 tối thiểu theo IEC 60529, hoạt động 24/7), khả năng lưu trữ và chia sẻ dữ liệu.
Ngoài ra, tiêu chuẩn nhấn mạnh yêu cầu khả năng tích hợp VDS với hệ thống quản lý điều hành giao thông, cơ chế phát hiện sự cố và hành vi vi phạm giao thông, đồng thời phải có khả năng truyền dữ liệu thời gian thực và lưu trữ tối thiểu 5 triệu bản ghi.
Để hiện thực hóa việc triển khai áp dụng tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật đồng bộ và bền vững VDS trong hệ sinh thái giao thông thông minh quốc gia, Việt Nam cần thực hiện một số giải pháp sau:
Một là, hoàn thiện tiêu chuẩn kỹ thuật, ban hành tiêu chuẩn TCVN chính thức về VDS, đảm bảo thống nhất trong thiết kế, đầu tư, thẩm định và giám sát hệ thống giao thông thông minh trên đường cao tốc. Trong đó, VDS như một hạng mục bắt buộc trong các dự án đầu tư xây dựng cao tốc có thành phần giao thông thông minh, được quy định trong hồ sơ mời thầu và thiết kế cơ sở.
Hai là, ưu tiên bố trí nguồn vốn và tích hợp quy hoạch; ưu tiên đưa các dự án có thành phần VDS vào kế hoạch vốn đầu tư trung hạn của Bộ Xây dựng và các địa phương; đồng bộ hóa với quy hoạch trung tâm điều hành giao thông thông minh vùng hoặc địa phương để đảm bảo dữ liệu từ VDS được khai thác hiệu quả, hỗ trợ giao thông đô thị thông minh.
Ba là, đảm bảo chất lượng thiết bị và kiểm định hệ thống; tiêu chuẩn hóa quy trình thử nghiệm, hiệu chỉnh và đánh giá hoạt động trước khi đưa vào khai thác. Yêu cầu về hồ sơ kiểm định trong công tác nghiệm thu và vận hành hệ thống.
Bốn là, khuyến khích hợp tác giữa khu vực công và khu vực tư nhân; thúc đẩy mô hình xã hội hóa đầu tư VDS trong các đoạn tuyến trọng điểm, đặc biệt là đô thị thông minh, cửa ngõ và vành đai đô thị.
Năm là, tối ưu hóa khai thác dữ liệu VDS; xây dựng hạ tầng dữ liệu liên vùng, tích hợp VDS với trung tâm điều hành tuyến các tỉnh/thành phố. Chia sẻ dữ liệu có phân quyền cho các đơn vị chức năng, trung tâm điều hành giao thông đường cao tốc, đơn vị quy hoạch, cứu hộ cứu nạn...; thúc đẩy ứng dụng công nghệ, đặc biệt là trí tuệ nhân tạo và học máy để phân tích dữ liệu VDS, đưa ra cảnh báo sớm, hỗ trợ ra quyết định điều hành giao thông.
Sáu là, khuyến khích nội địa hóa công nghệ VDS; ưu tiên sử dụng thiết bị VDS do doanh nghiệp Việt Nam sản xuất hoặc lắp ráp, nếu đạt tiêu chuẩn tương đương quốc tế. Đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật cao thông qua các chương trình liên kết giữa Nhà nước - doanh nghiệp và cơ sở đào tạo kỹ thuật.
Việc chuẩn hóa VDS trên đường cao tốc là bước đi quan trọng nhằm hiện đại hóa hạ tầng giao thông Việt Nam. Đặc biệt, việc sớm xây dựng và ban hành TCVN cho VDS sẽ tạo nền tảng kỹ thuật quan trọng cho việc hiện đại hóa quản lý giao thông tại Việt Nam, góp phần nâng cao hiệu quả quản lý, đảm bảo an toàn và thúc đẩy phát triển bền vững hạ tầng giao thông quốc gia, phù hợp với định hướng Quy hoạch phát triển mạng lưới đường bộ thời kỳ 2021-2030, tầm nhìn đến năm 2050