Ứng dụng Máy tính công nghiệp trong hệ thống giao thông thông minh (ITS)

Khi số lượng hàng hóa và con người sử dụng hệ thống giao thông vận tải tăng lên, thông tin về giao thông vận tải trở nên quan trọng hơn để làm cho hệ thống hoạt động hiệu quả hơn. Máy tính công nghiệp đang biến đổi ngành giao thông vận tải bằng cách kết nối các phương tiện, tín hiệu giao thông và các thiết bị khác với nhau, cũng như internet.

Bài viết này tập trung vào việc sử dụng máy tính công nghiệp trong hệ thống giao thông thông minh (Intelligent Transportation Systems – ITS). Máy tính công nghiệp và máy tính cá nhân được sử dụng để mang lại trí thông minh cho các hệ thống giao thông. Hệ thống giao thông hiệu quả là điều cần thiết cho nền kinh tế toàn cầu. Các phương tiện thương mại, ô tô, xe buýt, máy bay, tàu thủy và xe lửa là những thứ thiết yếu để di chuyển hành khách và hàng hóa trên toàn cầu. Máy tính công nghiệp đang được triển khai để làm cho hệ thống giao thông trở nên thông minh.

Các ứng dụng hệ thống giao thông thông minh khác nhau

Bây giờ chúng ta sẽ thảo luận về các mô hình hệ thống giao thông thông minh khác nhau có thể được hưởng lợi từ các giải pháp điện toán công nghiệp.

Hệ thống thông tin hành khách (Passenger Information System – PIS)

Máy tính công nghiệp thường được triển khai để cấp nguồn cho hệ thống thông tin hành khách. Đã qua rồi thời của những bản đồ giấy hiển thị cho hành khách những chuyến tàu và xe buýt sẽ đến trạm vào khoảng thời gian nào. Giờ đây, hành khách có thể truy cập thông tin thời gian thực về tình trạng của xe buýt, xe lửa, các phương tiện giao thông khác thông qua điện thoại hoặc bảng hiệu kỹ thuật số hiển thị thông tin tại các trạm giao thông. Tuy nhiên, cung cấp cho hành khách thông tin theo thời gian thực không phải là một nhiệm vụ dễ dàng. Nó yêu cầu các máy tính công nghiệp phải được lắp đặt trên các phương tiện và đẩy trạng thái và vị trí của phương tiện lên đám mây, cung cấp cho hành khách quyền truy cập vào thông tin di chuyển của xe.

Máy tính công nghiệp có thể thu thập tất cả thông tin liên quan từ các cảm biến và camera đặt trên xe, xử lý thông tin và gửi lên đám mây, cho phép hành khách truy cập thông tin bằng thiết bị di động của họ. Điều này hỗ trợ hành khách bằng cách cảnh báo họ về bất kỳ sự chậm trễ nào mà phương tiện vận tải có thể gặp phải, cho phép hành khách lập kế hoạch tốt hơn cho chuyến đi hoặc đường đi của họ. Ngoài ra, máy tính công nghiệp cung cấp cho hành khách thời gian đến và đi để hành khách lên kế hoạch, lựa chọn chuyến xe phù hợp.

Điều đó nói lên rằng, việc triển khai máy tính công nghiệp trên các phương tiện giao thông, chẳng hạn như xe lửa, xe buýt hoặc tàu cao tốc là một nhiệm vụ đầy thách thức. Đó là, máy tính công nghiệp phải đủ chắc chắn để tồn tại trong điều kiện hoạt động rung lắc liên tục của các phương tiện. Giải pháp là triển khai các máy tính công nghiệp chuyên dụng cho vân tải. Tại sao vậy? Vì máy tính chuyên dụng cho vân tải được thiết kế để chịu được việc triển khai trong những môi trường khắc nghiệt nhất như các cú sốc, rung, bụi, mảnh vỡ, nhiệt độ khắc nghiệt (lạnh và nóng), độ ẩm và nước…vv

Máy tính công nghiệp được làm mát thụ động và các link kiện có dải nhiệt độ hoạt động rộng đã được kiểm tra và xác nhận để hoạt động trong các điều kiện môi trường khắc nghiệt nhất.

Ngoài ra, các máy tính chắc chắn trong xe được trang bị Wi-Fi và kết nối di động 4G (LTE), cho phép các hệ thống kết nối với internet để gửi thông tin lên đám mây phục vụ việc giám sát từ xa. Một số model được trang bị 2 hai SIM, cho phép kích hoạt hai nhà cung cấp dịch vụ internet trên một thiết bị duy nhất, cung cấp kết nối đáng tin cậy ngay cả trong trường hợp một nhà cung cấp dịch vụ bị mất kết nối, hệ thống có khả năng chuyển sang nhà cung cấp dịch vụ thứ hai để đảm bảo việc kết nối, gây mất dữ liệu.

Hệ thống giám sát & quản lý phương tiện

Hệ thống giao thông thông minh cho phép các công ty vận tải và người điều hành giám sát từ xa các phương tiện vận tải. Máy tính trong xe có thể gửi hình ảnh qua camera, cảm biến trên xe, thu thập dữ liệu xe qua CANBus và chuyển tiếp dữ liệu đó lên đám mây để giám sát từ xa. Thông tin có thể được thu thập bao gồm tốc độ xe, tình trạng động cơ, nhiệt độ,… và nhiều thông tin khác về xe.

Ngoài ra, hệ thống giao thông thông minh có thể được sử dụng để giám sát các phương tiện như xe buýt, xe lửa, xe tải, xe cấp cứu và nhiều loại phương tiện khác nhờ các máy tính công nghiệp trên xe. Người quản ly có thể thu thập, xử lý và phân tích dữ liệu trong thời gian thực để đưa ra quyết định theo thời gian thực. Họ cũng có thể kết nối với internet thông qua các tùy chọn kết nối phong phú (Wi-fi, 3G/4G, GPS), cho phép họ gửi và nhận dữ liệu để giám sát và điều khiển từ xa.

Độ bền, tính linh hoạt và khả năng mở rộng của các máy tính trên xe chắc chắn khiến chúng trở thành giải pháp hoàn hảo cho các tổ chức và doanh nghiệp đang tìm cách bổ sung trí thông minh vào hệ thống quản lý và giám sát xe của họ. Hệ thống giám sát và quản lý phương tiện cho phép các tổ chức dễ dàng thực hiện các nhiệm vụ, chẳng hạn như giám sát GPS trong thời gian thực, định tuyến phương tiện và điều động phương tiện.

Ngoài ra, hệ thống giao thông thông minh cho phép các tổ chức thực hiện bảo trì dự đoán. Tức là, thông tin do máy tính của xe thu thập có thể được sử dụng để dự đoán khi nào xảy ra hỏng hóc, cho phép các tổ chức thực hiện bảo trì hoặc thay thế các bộ phận trước khi chúng hỏng hóc, cho phép các tổ chức tránh được thời gian chết bất lợi.

Giám sát CCTV đối với các phương tiện vận chuyển & nhà ga

Hệ thống giao thông thông minh cải thiện sự an toàn của hành khách thông qua việc triển khai hệ thống camera trong xe buýt, tàu cao tốc, phà, xe tải và các phương tiện vận chuyển khác để giám sát hành khách, nhân viên và phương tiện, tạo ra một môi trường an toàn hơn nhiều. Máy tính công nghiệp thường được triển khai để kết nối các camera và cảm biến, cũng như kết nối chúng với internet. Hơn nữa, các máy tính được hỗ trợ GPU có thể được sử dụng để thực hiện các tác vụ như nhận dạng biển số xe để tạo điều kiện thu phí, xác định các phương tiện quan tâm và theo dõi các kiểu giao thông để lập kế hoạch tuyến đường tốt hơn.

Hơn nữa, máy tính công nghiệp có thể thu thập, xử lý và phân tích nguồn cấp dữ liệu video để biết hoạt động bất thường; khi nguồn cấp dữ liệu video tắt các trình cảnh báo (được lập trình sẵn) được tải lên đám mây để phân tích bổ sung.

Điều này khác với mô hình giám sát video truyền thống, trong đó toàn bộ nguồn cấp dữ liệu video được tải lên đám mây để giám sát từ xa. Mô hình mới chỉ gửi các đoạn video đã tắt một số trình cảnh báo nhất định làm giảm đáng kể lượng băng thông internet cho các hệ thống giám sát hoạt động. Ngoài ra, bằng cách xử lý và phân tích nguồn cấp dữ liệu video cục bộ, các máy tính biên công nghiệp cho giao thông thông minh giảm bớt gánh nặng đặt lên các trung tâm dữ liệu và đám mây để xử lý và phân tích các video đó.

Máy tính công nghiệp rất phù hợp cho các hệ thống giám sát CCTV vì chúng đủ nhỏ gọn để phù hợp với các môi trường hạn chế về không gian. Ngoài ra, chúng còn sử dụng các bộ vi xử lý công suất thấp hiệu quả, điều này làm cho chúng trở nên lý tưởng cho việc triển khai từ xa nơi không phải lúc nào cũng có sẵn nguồn điện ổn định.

Máy tính công nghiệp có thể được triển khai trong môi trường ngoài trời vì chúng có khả năng chống bụi, mảnh vỡ và nước, nhờ thiết kế không quạt bền bỉ của chúng. Thiết kế không quạt của PC công nghiệp cho giao thông thông minh cho phép các nhà sản xuất tạo ra các hệ thống hoàn toàn khép kín dựa vào các bộ tản nhiệt để làm mát các bộ phận tạo nhiệt bên trong. Bộ tản nhiệt hoạt động bằng cách truyền nhiệt từ các thành phần bên trong đến vỏ ngoài của PC, sau đó tản nhiệt ra không khí xung quanh hệ thống.

Phương tiện tự hành

Máy tính công nghiệp cho giao thông thông minh thường được sử dụng trong các phương tiện tự hành. Phương tiện tự hành bao gồm ô tô tự hành, phương tiện khai thác tự động, phương tiện nông nghiệp tự hành, phương tiện nhà kho tự hành và nhiều loại xe khác. Máy tính công nghiệp cho phép các phương tiện tự hành vì chúng có thể thu thập, xử lý và phân tích một lượng lớn thông tin được cung cấp cho chúng từ các cảm biến và camera khác nhau được đặt trên các phương tiện tự hành.

Các phương tiện và đội xe tự hành yêu cầu xử lý và phân tích dữ liệu theo thời gian thực, do đó, việc dựa vào đám mây là không khả thi vì thường mất vài giây để dữ liệu được gửi đến đám mây, được xử lý ở đó và quay trở lại nguồn gốc của thiết bị. Máy tính công nghiệp được triển khai ở biên có thể xử lý và đưa ra quyết định cục bộ trong thời gian ít nhất là một phần nghìn giây, làm cho máy tính công nghiệp trở thành thứ bắt buộc cho các ứng dụng như xe tự hành yêu cầu tính toán được thực hiện trong thời gian thực với độ trễ tối thiểu.

Ngoài ra, máy tính công nghiệp rất phù hợp cho các phương tiện tự hành vì chúng có các tùy chọn kết nối phong phú, cho phép các phương tiện kết nối với internet.

Hệ thống quản lý giao thông thông minh

Máy tính công nghiệp có thể được triển khai để cho phép quản lý lưu lượng thông minh. Với số lượng ô tô tiếp tục tăng lên, chính quyền địa phương và cơ quan chức năng luôn nghĩ cách để tăng cường hiệu quả của các điều kiện giao thông và đường bộ. Máy tính công nghiệp cho giao thông thông minh có thể được triển khai để tự động hóa hệ thống giao thông và sử dụng hiệu quả hơn cơ sở hạ tầng hiện có.

Camera và máy tính công nghiệp có thể được triển khai trên khắp các thành phố, thu thập dữ liệu thời gian thực có thể được sử dụng để phân tích điều kiện giao thông, chẳng hạn như luồng giao thông, tắc nghẽn, tốc độ của phương tiện tại các ngã tư cụ thể và nhiều dữ liệu khác. Sau đó, dữ liệu có thể được xử lý và phân tích cục bộ trên các máy tính công nghiệp tiên tiến, tạo ra những thông tin chi tiết có giá trị có thể được sử dụng để nâng cao hiệu quả của hệ thống giao thông.

Máy tính công nghiệp có thể được triển khai như các IoT Gateway, thu thập, xử lý và phân tích thông tin được cung cấp cho hệ thống bởi hàng nghìn cảm biến và camera được triển khai trên toàn thành phố. Máy tính công nghiệp có thể được sử dụng để chạy các thuật toán học máy nhằm nâng cao hiệu quả của hệ thống giao thông, chẳng hạn như tối ưu hóa các tuyến đường để giảm lượng thời gian mà các phương tiện cần đến đích. Điều này làm giảm lượng nhiên liệu được sử dụng bởi các phương tiện cũng như giảm lượng khí thải do chúng tạo ra, làm cho hệ thống giao thông thông minh tốt hơn cho môi trường.

Kết luận

Việc sử dụng máy tính công nghiệp tạo ra các phương tiện thông minh, hệ thống quản lý giao thông thông minh, thu phí thông minh, hệ thống bán vé thông minh và nhiều lợi ích khác. Hệ thống giao thông thông minh giúp giảm thiểu tắc nghẽn, ngăn ngừa tai nạn, cho phép theo dõi phương tiện và giảm lượng khí thải, làm tăng thêm hiệu quả của hệ thống giao thông trên toàn cầu.