Mô hình ứng dụng GPS và GIS phục vụ công tác quản lý xe buýt trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh

Nội dung text: Mô hình ứng dụng GPS và GIS phục vụ công tác quản lý xe buýt trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh

1. MƠ HÌNH ỨNG DỤNG GPS VÀ GIS PHỤC VỤ CƠNG TÁC QUẢN LÝ XE BUÝT TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH THE APPLICATION OF GPS AND GIS TECHNOLOGY FOR MANAGING THE BUS AT HO CHI MINH CITY Lê Văn Trung, Đinh Viết Chủng* Bộ mơn Địa tin học, Khoa Kỹ thuật Xây dựng, Đại học Bách khoa, Tp. Hồ Chí Minh, Việt Nam * Trung tâm Địa Tin Học – Khu Cơng Nghệ Phần Mềm Đại Học Quốc Gia, Việt Nam BẢN TĨM TẮT Cho đến nay, GIS đã được xây dựng hồn chỉnh với khả năng lưu trữ, quản lý, truy cập, xử lý phân tích và cung cấp thơng tin cần thiết để thực thi những quyết định trong nhiều lĩnh vực dịch vụ cơng cộng. Tuy nhiên, những ứng dụng thực tế GIS trong cơng tác quản lý xe buýt trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh vẫn cịn nhiều hạn chế và đang ở bước phát triển ban đầu. Đặc biệt là vẫn chưa cĩ giải pháp hiệu quả trong ứng dụng cơng nghệ tích hợp GPS và GIS phục vụ cơng tác quy hoạch và quản lý xe buýt. Bài báo nhằm giới thiệu giải pháp xây dựng hệ thống thích hợp cho cơng tác quản lý xe buýt trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh để tiết kiệm kinh phí, tận dụng nguồn nhân lực và trang thiết bị sẳn cĩ, đảm bảo sự chia sẻ thơng tin và phát triển đồng bộ, Hi vọng nội dung bài báo sẽ gĩp phần tạo giải pháp hiệu quả trong việc ứng dụng cơng nghệ tích hợp GPS và GIS trong việc cải tiến chất lượng cơng tác quản lý xe buýt. ABSTRACT In recent years, GIS (Geographical Information System) are best designed for storing, manipulating, analyzing and presenting useful information to support decision making in the public services. However, the practical application of GIS for bus management in Ho Chi Minh city is limited and still at an early stage of development. Especially, measures for effective uses of the integration GPS (Global positioning System) and GIS in planning and bus management. This paper shows those conditions required in choosing appropriate model of GPS and GIS at Ho Chi Minh city in terms of not only the cost saving benefit for setting up an information management system but also to support the setup of network for information exchange. We hope that the content of this paper can provide an useful solution in the application of GPS and GIS technology in improving quality of service management. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ đang hồn thiện mạng lưới xe buýt theo quy hoạch đến năm 2010. Nhưng thực tế hiện nay Phát triển vận tải hành khách cơng cộng cho thấy một số bất cập nẩy sinh trong quá (VTHKCC) bằng xe buýt là một địi hỏi bức trình điều hành hoạt động của hệ thống xe buýt thiết của thành phố nhằm đáp ứng nhu cầu đi ảnh hưởng khơng tốt đến các hoạt động kinh tế lại của người dân, tránh ách tắc giao thơng, ơ và sinh hoạt hàng ngày của cộng đồng dân cư nhiễm mơi trường và đảm bảo an tồn giao thành phố. Cụ thể là Trung tâm Quản lý và thơng. Mặc dù Sở Giao thơng Cơng Chính đã Điều hành Vận tải Hành Khách Cơng Cộng cĩ bước đi và lộ trình thích hợp trong việc phát đang quản lý 89 tuyến xe buýt thực hiện vận triển xe buýt, thu hút người dân chuyển hình chuyển khoảng 15.000 chuyến xe mỗi ngày. thức đi lại bằng phương tiện cá nhân (đặc biệt Để giám sát tài xế khơng bỏ chuyến, bỏ trạm, là xe gắn máy) sang phương tiện cơng cộng và phĩng nhanh chạy ẩu, dừng đỗ khơng đúng 230
2. trạm để đĩn và trả khách, chạy sai lộ trình, Để gĩp phần hỗ trợ Trung tâm quản lý điều Trung tâm đã phải bố trí 176 nhân viên điều hành vận tải hành khách cơng cộng – Sở GTCC hành tại 92 vị trí đầu cuối bến, đây chỉ là giải TP.HCM đáp ứng các mục tiêu trên, bài báo đề pháp tình thế, khơng hiệu quả kinh tế trên quan xuất mơ hình xây dựng một Hệ thống thơng tin điểm phát triển hệ thống xe buýt bền vững và phục vụ hiệu quả cơng tác quản lý và điều hành chưa gĩp phần cải thiện dịch vụ xe buýt nhằm hoạt động xe buýt dựa trên cơng nghệ tích hợp khắc phục các tình trạng đã xảy ra nêu trên. GPS và GIS. Trong chiến lược phát triển mạng lưới xe buýt đến năm 2010, Sở Giao Thơng Cơng 2. TỔNG QUAN VỀ CƠNG TÁC QUẢN Chính giao nhiệm vụ cho Trung tâm Quản lý LÝ XE BUÝT và Điều hành Vận tải hành khách cơng cộng nghiên cứu đầu tư một hệ thống thiết bị quản Cơng tác quản lý và điều hành hoạt động lý khách quan về tình hình xe buýt hoạt động của hệ thống xe buýt hiện nay được thực hiện trên tuyến, nhằm gĩp phần đem lại hiệu quả bởi Trung tâm Quản lý và Điều hành thiết thực cho các hoạt động quản lý và điều VTHKCC, trực thuộc Sở Giao Thơng Cơng hành xe buýt hiện tại và tương lai như sau : Chính. Bên cạnh đĩ, các doanh nghiệp vận tải, ¾ Cung cấp thơng tin xe buýt rộng rãi đến Hợp tác xã xe buýt là đơn vị phụ trách trực tiếp người dân về số lượng và chất lượng dịch phương tiện vận chuyển và mọi tác nghiệp của vụ của hệ thống xe buýt thành phố, để tạo từng tài xế, tiếp viên. sự thu hút người dân sử dụng hình thức đi Trong quản lý và điều hành hoạt động của lại bằng xe buýt và thật sự yên tâm sử xe buýt, nhiệm vụ chính của Trung tâm là: dụng phương tiện này. • Quản lý số lượng, chất lượng, ¾ Tiết kiệm được ngân sách của thành phố chủng loại xe buýt, đề xuất hướng khi xu hướng phát triển xe buýt trong đổi mới và phát triển xe buýt. tương lai là tất yếu. Chỉ ước tính với số • Giám sát hoạt động xe buýt trong lượng xe buýt hiện nay, nếu Trung tâm cĩ từng ngày, thống kê tình hình vận hệ thống quản lý điều hành phù hợp sẽ tiết tải hành khách, tình hình vi phạm. kiệm trên 3 tỷ đồng mỗi năm (bao gồm trả • Phân tích số liệu báo cáo thống kê lương cho nhân viên kiểm tra tại 92 vị trí để hoạch định các định hướng phát đầu cuối bến và phải trả cho các lãng phí triển, qui hoạch, thiết kế và xây do tài xế bỏ chuyến, ) dựng các tuyến xe buýt. ¾ Gĩp phần giải quyết vấn đề hoạch định các Trung tâm cĩ Đội kiểm tra trên tuyến và tuyến xe buýt và trạm dừng sao cho hiệu nhân viên điều hành các bến đầu cuối để giám quả trong việc thu hút người dân chuyển sát hoạt động của tài xế và tiếp viên xe buýt: đổi hình thức đi lại, cũng như nâng cao kiểm tra tài xế chạy đúng biểu đồ giờ, chạy năng lực cơng tác kiểm tra giám sát tồn đúng lộ trình, khơng rà rút khách, bỏ khách diện đối với từng xe trong phạm vi quản hoặc dừng đỗ khơng đúng trạm; và kiểm tra lý. tiếp viên cĩ xé vé hay khơng, ¾ Nâng cao khả năng ứng dụng CNTT của Hàng ngày, thơng tin về số chuyến của cán bộ quản lý vận tải hành khách cơng từng xe trên tuyến, tổng số xe trên tuyến, số cộng và cải tiến việc sử dụng bản đồ được lượng hành khách (vé lượt, vé tập, vé tháng, cung cấp bởi Hệ thống HCMGIS của thành miễn vé) được thu thập và xử lý theo qui trình phố để quản lý tuyến xe, tạo thơng tin và như sơ đồ: báo cáo đồng bộ, giảm khĩ khăn trong việc tìm kiếm, tra cứu và quản lý điều hành 231
3. Mỗi xe cĩ 1 sổ nhật Nhân viên điều hành Trung tâm: trình chạy xe cĩ nội đầu cuối tuyến của – Tập hợp các tờ nhật dung: Trung tâm: trình của xe – Ngày hoạt động – Kiểm tra hoạt động – Xử lý số liệu và nhập – Số xe của xe vào máy để lưu trữ – Tên tài xế – Ký xác nhận hoạt động – Đánh giá: tổng số – Tên tiếp viên của chuyến lên tờ nhật hành khách (theo từng – Nơi đi và đến trình của xe loại vé), số chuyến thực – Giờ đi và đến từng – Làm báo cáo tổng hợp hiện, thời gian hành chuyến ngày và gửi về Trung trình của chuyén, tốc độ – Số lượng vé bán ra tâm vào ngày hơm sau trung bình của xe –Số chuyếnhoạt động – Xử lý các vi phạm o Dữ liệu khơng gian: Hiện nay tại hoạt động và chất lượng của hệ thống Trung Tâm Quản Lý và Điều Hành xe buýt . Vận Tải Hành Khách Cơng Cộng chỉ 4. Chưa cĩ hệ thống thơng tin liên lạc quản lý duy nhất một bản đồ số về các giữa tài xế và Trung tâm để điều phối, tuyến xe buýt trên địa bàn tồn thành thay đổi ngay hoạt động của xe trong phố và các tỉnh kế cận được thiết kế các tình huống đặc biệt, cũng như tài trên phần mềm MapInfo. xế khơng thể thơng tin cho Trung tâm o Dữ liệu thuộc tính: Hiện nay hầu hết biết tình hình lưu thơng, các sự cố cơ sở dữ liệu thơng tin về xe buýt phục đang xảy ra trên đường. vụ cho việc quản lý và điều hành xe buýt đều ở dưới dạng số nên rất thuận 3. MƠ HÌNH ĐỀ XUẤT lợi để làm cơ sở dữ liệu cho GIS. 3.1 Sử dụng Module di động gắn trên xe Những hạn chế trong phương pháp quản lý buýt hiện tại: 1. Trung tâm đánh giá hoạt động của xe Module di động trang bị trên xe gồm nhiều buýt, tình hình vận chuyển hành khách thành phần: các thiết bị, cảm biến thu thập dữ hồn tồn dựa vào thơng tin do các liệu, các thiết bị hiển thị cung cấp thơng tin nhân viên tại các bến đầu cuối thu hay cảnh báo, thiết bị báo tin khẩn cấp và bộ thập. Độ tin cậy phụ thuộc nhiều vào tập trung dữ liệu (data logger) giao tiếp với tính khách quan của nhân viên tác trung tâm điều hành. Các thiết bị định vị và nghiệp. cảm biến sẽ tự động thu thập thơng tin và lưu 2. Chất lượng phục vụ của hệ thống xe trữ ở bộ nhớ, bộ điều khiển tập trung dữ liệu sẽ buýt chưa thể được giám sát đầy đủ truy xuất bộ nhớ khi nhận các yêu cầu từ trung như: xe chạy khơng đúng lộ trình, tâm điều hành để gởi dữ liệu thu thập về trung dừng đỗ khơng đúng trạm, bỏ khách, tâm hoặc hiển thị thơng tin cho hành khách rà rút khách, việc đĩng mở cửa xe, hoặc gởi cảnh báo đến tài xế xe buýt, phanh gấp, khơng bật máy lạnh, khơng xé vé, 3. Số tuyến xe buýt thể nghiệm là 89 tuyến, tương ứng với 92 vị trí đầu cuối bến thì nhu cầu số lượng nhân viên đầu cuối tuyến phải cĩ là 176 người. Tuy nhiên, Trung tâm khơng cĩ đủ nhân sự nên chỉ bố trí 65 nhân viên tại 31 vị trí. Trong tương lai, khi mở rộng mạng lưới xe buýt, số lượng xe, số trạm dừng, nhà chờ tăng lên rất nhiều, với cùng phương pháp giám sát xe buýt như hiện nay, Trung tâm phải cần nhiều nhân lực hơn nữa để đảm bảo 232
4. Radio trunking GPS satellite thống AVLS, thiết bị thu GPS cĩ thể áp dụng tích hợp phương pháp định vị động thời gian thực RTK (Real Time Báo Kinematic) và định vị vi sai DGPS khẩn pan (Different Global Positioning System). Tuy nhiên, trong trường hợp DGPS, chip Nguồn DATALOGGER GPS phải cĩ khả năng thu và xử lý tín hiệu DGPS và hệ thống phải trang bị bộ thu SENSORS GPS chính xác cao để tính tốn số liệu GPS INTERFACE receiver hiệu chỉnh vi sai. DGPS cĩ thể nâng cao hi Bảng thơng tin độ chính xác định vị lên từ 5 – 10 lần. Cảm biến Trong trường hợp định vị trong khu vực đơ tốc độ Cảm biến Đọc thẻ Cảm biến hoạt thị, rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến độ đĩng mở cửa nhân viên động máy lạnh chính xác định vị, sử dụng định vị DGPS đảm bảo ứng dụng cĩ được độ chính xác Hình 1: Mơ hình Module di động gắn trên xe cao hơn. buýt Mơ hình Module di động đảm nhận các chức năng sau: 1. Cung cấp thơng tin khi nhận được yêu cầu từ Trung tâm điều hành: bao gồm vị trí của xe buýt, tốc độ di chuyển, tình trạng hoạt động của tài xế và của hành khách, Thơng tin này được phân làm hai nhĩm: định vị xe buýt (sử dụng thiết bị thu GPS để xác định tọa độ vị trí, tốc độ di chuyển, hướng Hình 2: Định vị GPS và thơng tin được truyền di chuyển của xe buýt theo thời gian về trung tâm thực) và xác định trạng thái vận tải của xe (thơng tin từ các cảm biến) o Các cảm biến hỗ trợ quản lý các thơng 2. Cung cấp thơng tin cho hành khách: lộ tin yêu cầu trên xe buýt: trình di chuyển của xe buýt, thơng tin ƒ Quản lý tên tài xế, tiếp viên các trạm dừng và bến đỗ, giá vé, tài xế ƒ Quản lý xe vi phạm tốc độ và nhân viên phục vụ trên xe, ƒ Quản lý các trường hợp xe bỏ chuyến, 3. Gởi tín hiệu báo khẩn về trung tâm bỏ trạm, chạy sai lộ trình trong các trường hợp cĩ sự cố cần ƒ Quản lý tình trạng đĩng mở cửa xe giúp đỡ. ƒ Quản lý các trường hợp thắng xe gấp Các thành phần của module di động ƒ Quản lý tình hình sử dụng máy lạnh bao gồm: trên xe o Bộ thu phát vơ tuyến: trao đổi dữ liệu, 3.2 Mơ hình hệ thống quản lý xe buýt âm thanh với trung tâm. Sử dụng mạng vơ tuyến bộ đàm (radio trunking), hoạt động ở Để đảm bảo chức năng giám sát và điều tần số UHF hoặc VHF. hành hệ thống xe buýt hoạt động theo thời gian o Thiết bị thu GPS: thường là các chip thực, Hệ thống được xây dựng trên cơ sở tích GPS receiver, cĩ chức năng xử lý tín hiệu hợp cơng nghệ GPS và GIS sao cho thơng tin vệ tinh thu được qua anten, tính tốn tọa về tình trạng hoạt động của xe buýt được phân độ định vị của máy thu. Đầu ra của chip tích và hiển thị trực quan, các dữ liệu được GPS thường được tích hợp vào datalogger kiểm tra và lưu trữ nhanh và chính xác nhằm kết nối với thiết bị đầu cuối vơ tuyến và đáp ứng các yêu cầu quản lý như sau: được truyền về trung tâm điều hành. Để cĩ o Cho phép hiển thị vị trí các xe buýt thể tăng độ chính xác định vị trong các hệ trực quan trên nền bản đồ số. 233
5. o Tạo các báo cáo về trường hợp vi o Cung cấp thơng tin phục vụ hành phạm cuả xe buýt. khách xe buýt. o Cảnh báo tài xế xe buýt tức thời trong trường hợp cĩ sai phạm. o TRUNG TÂM ĐIỀU HÀNH INTERNET CƠ SỞ QUẢN LÝ BÃI XE QUẢN LÝ Hình 3. Mơ hình Hệ thống quản lý xe buýt 3.2.1. Trung tâm điều hành gian vào cơ sở dữ liệu của hệ thống hoặc được hiển thị phục vụ cơng tác giám sát trực Cơ sở dữ liệu GIS được tổ chức, lưu trữ và tiếp. Nguồn dữ liệu này cũng sẽ được tổng quản lý trong một hệ quản trị cơ sở dữ liệu bao kết, thống kê theo các tiêu chí quản lý theo gồm các thành phần khơng gian và thuộc tính tuần, tháng hoặc quý. Từ đĩ, Trung tâm cĩ của các đối tượng: thể dễ dàng lưu trữ dữ liệu giám sát truy xuất o Khơng gian: sử dụng nền địa hình tỷ lệ thơng tin, cập nhật và xuất các báo cáo 1/2000 tạo các lớp chuyên đề thể hiện chuyên ngành phục vụ cơng tác Quản lý các tuyến xe buýt, bến xe, trạm dừng, nhà chờ, tuyến xe buýt, Quản lý cơ sở hạ tầng mạng bãi xe, cơ sở quản lý, lưới xe buýt, Quản lý hoạt động VTHKCC o Thuộc tính: cấp Trung tâm (tổng hợp hoạt động, hiệu quả ƒ Hoạt động của tuyến xe: đơn vị quản hoạt động, tai nạn trên từng tuyến). lý, các loại giá vé, thời gian bắt đầu, thời gian kết thúc, thời gian giản cách 3.2.2. Cơ sở và bãi xe giữa hai xe cho từng trường hợp bình thường hoặc cao điểm, thơng tin về lộ o Truy vấn khơng gian và tìm kiếm trình. thơng tin thuộc tính của các đối tượng ƒ Thơng tin đặc điểm của xe buýt như cũng như tình trạng hoạt động của các loại xe, số ghế, cơng suất, ngày sản xe buýt trực thuộc cơ sở. xuất, chu kỳ bảo hành, bảo dưỡng, o Cập nhật dữ liệu hoạt động vận tải cấp ƒ Nhân sự vận hành hệ thống xe buýt: cơ sở theo chu kỳ hàng ngày, hàng mã nhân viên, tên họ, năm sinh, quê tuần. quán, ngày hợp đồng, bằng lái, chế độ o In ấn các báo cáo, bảng biểu tổng hợp, lương bổng, chế độ ưu đãi, thống kê: liên quan trực tiếp đến Dữ liệu hoạt động của các xe buýt được phương tiện vận chuyển, nhân sự vận trung tâm điều hành điều khiển thu thập tự hành hệ thống xe buýt, hoạt động của động từ các xe buýt (ghi nhận bởi BlackBox hệ thống xe buýt, sai phạm của tài xế gắn trên xe) và được tổ chức lưu trữ theo thời xe buýt, 234
6. o Thiết lập và vận hành thời gian biểu thành phố. Ngồi ra, nĩ cũng định hướng phát bảo hành, bảo dưỡng phương tiện vận triển các dịch vụ trên xe ngày càng hiện đại chuyển. hơn, phục vụ người dân tốt hơn. 3.2.3. Phân phối thơng tin qua WEB 5. KẾT LUẬN Website của Trung tâm điều hành hệ thống Ứng dụng GPS và GIS phục vụ cơng tác xe buýt trực thuộc Sở Giao Thơng Cơng Chính quản lý và điều hành xe buýt trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh khơng chỉ cung cấp thành phố Hồ Chí Minh cĩ hiệu quả hay khơng các thơng tin chính về Trung tâm như tổ chức, phụ thuộc chủ yếu vào tổ chức hoạt động của chức năng và nhiệm vụ, kế hoạch và hoạt động hệ thống. Hiện nay, trở ngại chính khơng phải trong lĩnh vực vận tải hành khách cơng cộng, là cơng nghệ GPS hay GIS mà là vấn đề nhân mà cịn giới thiệu hoạt động quản lý điều hành lực tạo dữ liệu chính xác và vận hành khai thác vận tải hành khách cơng cộng. Việc ứng dụng hệ thống hiệu quả. Qua phân tích cho thấy nếu WebGIS sẽ rất hiệu quả trong việc cung cấp áp dụng mơ hình hệ thống được đề xuất, Trung thơng tin cho người dân về tình hình hoạt động tâm Quản Lý Điều Hành Vận Tải Hành Khách của các tuyến xe buýt, trao đổi thơng tin liên Cơng Cộng sẽ cĩ giải pháp hiệu quả trong việc quan đến dịch vụ vận tải hành khách cơng phục vụ tốt nhu cầu đi lại của người dân trong cộng, tương lai, thuận lợi trong cơng tác quản lý, giám sát và quy hoạch các tuyến trục chính, 4. KHẢ NĂNG ÁP DỤNG CỦA MƠ HÌNH các tuyến buýt chạy nhanh, tổ chức các làn dành riêng cho xe buýt, chọn tuyến để sử dụng Về mặt tổ chức, cho phép Trung tâm quản xe buýt hai tầng, tạo phương thức tiếp nối với lý tồn bộ dữ liệu khơng gian và thuộc tính của một số phương thức VTHKCC khác như tàu các tuyến xe buýt trên địa bàn thành phố, điều điện ngầm, xe điện, monorail trong tương lai phối hoạt động và chia sẻ dữ liệu VTHKCC để tạo thành mạng lưới giao thơng cơng cộng bằng cơng nghệ GIS – GPS. Việc trang bị hiện đại đáp ứng nhu cầu đi lại của người dân BlackBox cho từng xe, xây dựng đường truyền thành phố. dữ liệu và phần mềm quản lý hoạt động giám sát và điều hành theo thời gian thực địi hỏi TÀI LIỆU THAM KHẢO đầu tư ban đầu tương đối lớn. Tuy nhiên khi đi 1. David J. Magure, M. F. Goodchild & D. vào vận hành sẽ tiết kiệm nhiều thời gian và W.rhind: Geographical Information kinh phí trong quản lý điều hành xe buýt như: System (1991). tiết kiệm nhân lực giám sát, rút ngắn được thời 2. Thales: Maritime Vessel Monitoring gian tìm kiếm và xử lý thơng tin, nâng cao hiệu Solution. quả hoạt động và dịch vụ của mạng lưới xe 3. Circuitlink International P/L A: Total buýt, giám sát được việc sai phạm trong vận tải Vehicle Monitoring and Fleet từ đĩ hạn chế tránh ách tắc giao thơng, ơ Management Solution nhiễm mơi trường và đảm bảo an tồn giao 4. George B. Korte: Geographical thơng. Information System (1997). 5. US Army Corps of Engineers: NAVSTA Ưu điểm của mơ hình là áp dụng khoa học Global Positioning System Surveying kỹ thuật hiện đại vào cơng tác quản lý xe buýt, (2003). phù hợp với mơ hình quản lý và điều hành của 6. Trung tâm Quản Lý Điều Hành Vận Tải thành phố, đáp ứng tốt các yêu cầu hiện tại và Hành Khách Cơng Cộng: Báo cáo tổng kết linh động cho việc phát triển trong tương lai. hoạt động xe buýt năm (2004) Cơ sở dữ liệu GIS khơng chỉ phục vụ quản lý 7. Tổng Cục Địa Chính, Dự án khả thi xây và điều hành VTHKCC mà cịn là nền tảng cho dựng cơ sở dữ liệu quốc gia về tài nguyên việc quy hoạch phát triển mạng lưới xe buýt đất, (1998). 235