Số 11D2, Khu nhà ở Tây A - 282A Võ Thị Sáu, KP Tây A, Phường Đông Hoà, Dĩ An, Bình Dương
0937333616
Đèn tín hiệu giao thông truyền thống thường được kiểm soát dựa trên các quy tắc có sẵn. Tuy nhiên, hướng tiếp cận cứng nhắc này đã không còn hiệu quả trong nhiều tình huống giao thông hiện nay, đặc biệt là ở các thành phố lớn đông đúc xe cộ. Với nhiều vấn đề phức tạp xuất hiện trong cách quản lý và vận hành giao thông ở những khu vực trung tâm nên các thành phố thông minh đang dần thay thế hệ thống đèn tín hiệu giao thông truyền thống bằng trụ đèn giao thông thông minh.
Đèn giao thông thông minh là một hệ thống kiểm soát đèn tín hiệu giao thông tích hợp công nghệ với khả năng điều chỉnh đèn tín hiệu dựa trên dữ liệu thu thập từ các cảm biến, thiết bị biên và hệ thống video.
Tại nhiều giao lộ, các loại trụ đèn tín hiệu thông minh được thiết kế giống như đèn tín hiệu thông thường nhưng có sự tích hợp của nhiều thành phần khác như cảm biến Internet vạn vật (IoT - Internet of Things) và camera quan sát thông minh để theo dõi tình hình giao thông trong thời gian thực.
Mặt khác, đèn giao thông thông minh còn được liên kết với nền tảng đám mây để hỗ trợ trong quá trình quản lý. Thường thì chúng sẽ được tích hợp các thuật toán dự đoán để tự động điều chỉnh chuỗi đèn tín hiệu giao thông.
Thực tế, hệ thống đèn giao thông thông minh không thể giải quyết hoàn toàn mọi vấn đề về giao thông như ùn tắc, tai nạn và vi phạm. Tuy nhiên, đây là biện pháp phòng ngừa hiệu quả thuộc hệ thống giao thông thông minh và nổi bật hơn nhiều so với đèn giao thông truyền thống với nhiều lợi ích như sau:
- Giảm thời gian di chuyển: Các biện pháp kiểm soát thông minh hơn giúp cải thiện khả năng di chuyển của người dân và phương tiện hàng hóa, giảm thời gian qua các tuyến đường trong thành phố.
- Giảm ô nhiễm môi trường từ khí thải: Mỗi chiếc ô tô chạy không tải trung bình phát ra 30 triệu tấn CO2 vào không khí mỗi năm. Do đó, giảm thời gian chờ và ùn tắc giao thông sẽ đóng góp vào việc hạn chế ô nhiễm không khí.
- Giảm tai nạn đường bộ: 90% tai nạn đường bộ xảy ra chủ yếu do vi phạm luật giao thông. Tích hợp hệ thống đèn giao thông thông minh không chỉ làm cho việc đi lại thuận tiện hơn mà còn dễ dàng ghi nhận các vi phạm, góp phần tăng cường ý thức cho người dân khi tham gia giao thông.
- Khuyến khích sử dụng phương tiện công cộng: Các làn đường và tín hiệu ưu tiên cho giao thông công cộng sẽ thu hút nhiều người sử dụng các dịch vụ này.
Đèn giao thông thông minh được trang bị công nghệ cảm biến và camera quay video, hoạt động liên kết với trung tâm điều khiển trực tuyến để thu thập dữ liệu theo thời gian thực. Dữ liệu thu được sẽ được xử lý và phân tích ngay trên thiết bị hoặc truyền đến nền tảng đám mây tại trung tâm quản lý và điều hành giao thông. Từ đó, hệ thống có thể thực hiện dự đoán và điều chỉnh tín hiệu đèn giao thông để đáp ứng tốt nhất với tình trạng giao thông theo thời gian thực.
Một hệ thống đèn giao thông thông minh tiêu chuẩn sẽ bao gồm hai thành phần chính: cột đèn giao thông trên đường và trung tâm điều khiển trực tuyến.
Đèn giao thông bên đường vẫn giữ giao diện ba đèn màu quen thuộc nhưng đã được bổ sung thêm một số tính năng đáng chú ý, bao gồm:
- Mô-đun kết nối: Wi-Fi, V2X, 4G / 5G, GPS.
- Hệ thống cảm biến: Radar / LiDAR, phát hiện tốc độ, cảm biến khí thải, cảm biến thời tiết.
- Camera ghi nhận sự kiện thời gian thực: Giám sát tín hiệu đèn, đo lường lưu lượng giao thông, nhận diện loại phương tiện và người đi bộ, phát hiện tai nạn.
- Thiết bị tích hợp thông tin: Trụ đèn tín hiệu giao thông thông minh có khả năng thu thập, đồng thời xử lý dữ liệu biên, trao đổi thông tin trên nhiều kênh khác nhau như trung tâm giám sát và điều hành giao thông thông minh, ứng dụng lái xe, radio trên xe hoặc thiết bị di động,....
Về phần mềm, hệ thống đèn giao thông thông minh có khả năng xử lý dữ liệu theo hai phương pháp: trên thiết bị (ở rìa) và trên đám mây. Xử lý dữ liệu ở biên giúp giảm độ trễ, đem đến thông tin chi tiết nhanh chóng so với thời gian thực. Với phần cứng thích hợp, đèn giao thông thông minh có thể thực hiện phân tích tình trạng giao thông cơ bản trên đường, như:
- Theo dõi chuyển động xe tại các giao lộ để phát hiện vi phạm.
- Đo lường và phân tích lưu lượng xe để điều tiết thời gian hiển thị đèn tín hiệu giao thông.
- Ước tính phát thải và thông báo cho các nhà quy hoạch đô thị.
Theo đó, quá trình xử lý tại biên trên cột đèn giao thông thông minh sẽ hỗ trợ hệ thống điều khiển tín hiệu giao thông thích ứng (ATSC) theo thời gian thực dựa trên tình hình đường hiện tại.
Để giảm ùn tắt, tai nạn và vi phạm hiệu quả cũng như phục vụ tốt cho các dự án quy hoạch đô thị thì đèn tín hiệu giao thông tương lai cần được trang bị những tính năng quan trọng sau đây:
Những thuật toán dự đoán trong hệ thống đèn giao thông thông minh có khả năng tìm ra giải pháp hiệu quả cho các vấn đề giao thông bằng cách tự động thu thập thông tin cũng như phân tích sự tương đồng giữa quy tắc báo hiệu giao thông cùng tỷ lệ vi phạm / tai nạn. Theo đó, đèn giao thông thông minh sẽ sử dụng cảm biến cùng dữ liệu trực quan để đưa ra quyết định tại chỗ và kiểm soát chuyển động của giao thông. Tiếp theo, hệ thống xây dựng mô hình và dự đoán các tình huống rủi ro với độ chính xác cao hơn so với khả năng của con người tại thời điểm thực.
Điển hình như một nhóm nghiên cứu Đức đã hợp tác với các chuyên gia quy hoạch thành phố ở Lemgo trong một dự án trí tuệ nhân tạo. Họ sử dụng bộ camera độ phân giải cao và cảm biến radar để thu thập dữ liệu. Sau đó, nhóm đào tạo một thuật toán học sâu để điều chỉnh tín hiệu tại các giao lộ đông người qua lại. Nhiệm vụ của thuật toán là ước tính hành vi chuyển động tối ưu cho đèn giao thông và xác định trình tự pha tốt nhất để giảm thời gian chờ đợi ở ngã tư, thời gian di chuyển trung bình của phương tiện, cũng như giảm tiếng ồn và lượng khí thải CO2.
Các phương tiện khẩn cấp cần nhận được ưu tiên khi di chuyển qua các con đường. Đối với xe cứu thương, cơ hội sống sót giảm từ 7 - 10% cho mỗi phút khi hỗ trợ y tế khẩn cấp bị trì hoãn. Tương tự, hậu quả của việc cảnh sát, nhân viên cứu hỏa và các dịch vụ khẩn cấp khác đến chậm trễ có thể là rất nghiêm trọng.
Tuy nhiên, phương tiện cứu thương có thể gặp khó khăn khi bị mắc kẹt tại các giao lộ bị tắc nghẽn. Khi đó, hệ thống báo hiệu kết hợp với bộ thay đổi đèn tín hiệu giao thông khẩn cấp thông minh có thể giải quyết vấn đề này bằng cách:
- Cập nhật tín hiệu kịp thời để giúp các phương tiện khẩn cấp di chuyển nhanh hơn.
- Triển khai tín hiệu ưu tiên gần nơi đỗ xe khẩn cấp, bãi đậu xe.
- Thay đổi mạng lưới tín hiệu để chuyển hướng phương tiện khẩn cấp khỏi khu vực bị ảnh hưởng.
- Thông báo trước cho mọi người về sự xuất hiện của phương tiện khẩn cấp để có thêm thời gian điều động và di chuyển.
Một lượng lớn phương tiện đổ dồn về các nút giao thông sẽ mang đến tiếng ồn và lượng lớn khí thải, tạo ra môi trường không lý tưởng cho cư dân sinh sống, học tập cũng như làm việc. Tình trạng giao lộ thường xuyên bị tắc nghẽn hay quá đông xe cũng gây ra lo ngại và ảnh hưởng đến sự phát triển kinh tế của địa phương cùng các khu vực lân cận.
Để khắc phục vấn đề này, đèn tín hiệu giao thông thông minh được xem là một giải pháp hoàn hảo giúp giảm thời gian không tải của các phương tiện và thúc đẩy thói quen lái xe bền vững. Minh chứng là một nhóm nghiên cứu ở Đài Loan đã tổng hợp dữ liệu từ các mô hình điều tiết đèn giao thông dựa trên cảm biến. Theo đó, hệ thống này có khả năng phát hiện những biến đổi trong mô hình giao thông và đề xuất các tín hiệu đèn phù hợp dành cho ô tô, người đi xe đạp, người đi bộ,....
Với những thông tin mà Sao Tháng Năm chia sẻ, hy vọng bạn đã có thêm nhiều thông tin bổ ích về hệ thống đèn giao thông thông minh. Thông qua những đóng góp thiết thực và tính bền vững, đèn giao thông thông minh đã trở thành một phần quan trọng và không thể thiếu trong hệ thống giao thông hiện đại của tương lai.
Tham khảo thêm:
Hệ thống báo hiệu đường bộ gồm mấy loại?
Điểm danh các loại đường giao thông đường bộ ở Việt Nam
Lịch sử ra đời của cột đèn giao thông và những sự thật thú vị
