Một tuyến cao tốc có hệ giám sát đường cao tốc Advantech đúng nghĩa không dừng ở việc đếm xe và ghi hình. Phần tạo ra giá trị là chuỗi ba khâu: đo dòng xe, ra quyết định điều tiết, rồi đẩy quyết định đó ra biển báo và đèn nhả xe. Bài viết dựng chuỗi ba khâu này bằng thiết bị đặt dọc tuyến, kèm thông số lấy từ tài liệu của từng model.
1. Năm việc điều tiết thường gặp trên cao tốc
| Việc điều tiết | Số liệu đầu vào | Thiết bị chấp hành |
|---|---|---|
| Giữ nhịp xe vào từ nút | Lưu lượng nhánh vào và mật độ làn chính | Đèn nhả xe tại nhánh, đèn báo hàng chờ |
| Hạn chế tốc độ theo đoạn | Tốc độ trung bình, mật độ, thời tiết | Biển hạn chế tốc độ thay đổi được |
| Đóng và mở làn | Sự cố, thi công, xe hỏng dừng trên làn | Biển báo làn treo trên giá long môn |
| Cảnh báo và dẫn hướng | Sự cố phía trước, ùn tắc, thời tiết xấu | Biển thông tin thay đổi được |
| Công bố thời gian hành trình | Thời gian đi giữa hai điểm đo liền kề | Bảng thời gian hành trình đặt trước nút rẽ |
2. Chuỗi đo, quyết định và chấp hành
Số liệu đo tới từ vòng đếm dưới mặt đường, radar cạnh làn, camera nhận dạng biển số đặt ở hai đầu đoạn và trạm khí tượng. Mỗi loại có nhịp riêng: vòng đếm trả số liệu theo giây, camera trả thời gian đi theo phút, trạm khí tượng trả số theo chu kỳ dài hơn.
Luật quyết định nên nằm ở máy đặt theo đoạn tuyến, không nằm ở trung tâm. Lý do là độ trễ: nếu mọi thay đổi tốc độ cho phép phải đi về trung tâm rồi quay ra, biển sẽ đổi chậm hơn dòng xe và mất tác dụng. Trung tâm giữ hai quyền: đặt tham số cho từng đoạn và ghi đè bằng tay khi có sự cố. Cách chia này còn giúp việc thử tham số dễ hơn, vì có thể chạy tham số mới trên một đoạn trước khi áp cho cả tuyến.
3. Thiết bị Advantech theo vị trí trên tuyến
| Vị trí | Model | Đặc điểm dùng được |
|---|---|---|
| Tủ tại nút vào cao tốc | ARK-2121L | Celeron J1900 bốn nhân 2,0 GHz có tăng xung tới 2,42 GHz, xuất hai màn hình độc lập qua VGA và HDMI, nguồn dải rộng 9–36 VDC, chạy từ -20 đến 70 độ C khi dùng ổ và RAM nhiệt rộng cùng luồng gió 0,7 m/s, khe mPCIe kèm chỗ cắm SIM cho module di động, mSATA và một ổ 2,5 inch, mở rộng vào ra qua iDoor |
| Tủ điều khiển theo đoạn | UNO-2184G | Chip Celeron 847E hoặc Core i7-3555LE hàn sẵn, 4 cổng Gigabit, 2 cổng RS-232 và 2 cổng RS-232/422/485, xuất hai màn hình độc lập, hai khe cắm PCI-104, khe CFast tháo được từ ngoài, đèn báo trạng thái trên máy, vỏ đạt IP40 |
| Đo khí tượng và mặt đường | ADAM-6017 | 8 kênh vào analog và 2 kênh ra số, nhận mV, V và mA, có trang web cấu hình sẵn, tính giá trị lớn nhất, nhỏ nhất và trung bình ngay trên mô-đun |
| Mạng trong tủ dọc tuyến | EKI-7629C | 2 cổng combo Gigabit đồng hoặc SFP cùng 8 cổng Fast Ethernet, chống tĩnh điện 4.000 VDC trên cổng mạng, chống xung 3.000 VDC trên đường nguồn, nguồn kép 12–48 VDC và một ngõ relay, gắn DIN rail hoặc tường |
| Nhánh quang tới giá long môn | EKI-2541M | Một cổng đồng 10/100 và một cổng quang SC 100 Mbps, chân cắm đặt chế độ báo lỗi xuyên suốt, truyền theo cơ chế lưu và chuyển tiếp, nguồn dự phòng 12–48 VDC, gắn DIN rail hoặc bắt tấm |
| Màn hình phòng điều hành | FPM-3171G | Màn 17 inch SXGA đèn nền LED tuổi thọ 50.000 giờ, khung thép không gỉ và mặt nhôm, kính cường lực chống chói, mặt trước đạt IP65, bàn phím chỉnh khoá được ở mặt sau, nguồn 24 VDC, gắn tấm, tường, bàn, tủ rack hoặc tay treo VESA |
Cách chọn nhanh: tủ ở nút vào chỉ cần đọc vài chục tín hiệu rời và điều khiển một cụm đèn, nên máy nhỏ dải nhiệt rộng là đủ. Tủ điều khiển theo đoạn phải gom nhiều nguồn số liệu và tách nhiều nhánh mạng, nên cần máy có bốn cổng Gigabit và khe cắm mở rộng.
4. Đường truyền dọc tuyến và cách chia mạng
Tuyến cao tốc dài hàng chục kilômét nên mạng thường đi quang theo trục, mỗi tủ rẽ nhánh bằng bộ chuyển đổi quang điện hoặc bằng cổng SFP trên switch. Ba nhóm lưu lượng phải tách VLAN từ đầu: camera, thiết bị đo và lệnh điều khiển. Nếu để chung, một cụm camera phát lỗi có thể làm chậm lệnh đổi biển vào đúng lúc cần nhất.
Với giá long môn treo biển báo làn, nên chạy một nhánh quang riêng thay vì kéo cáp đồng dài dọc lề, vì cáp đồng ngoài trời chịu sét lan truyền kém. Bộ chuyển đổi quang điện đặt trong tủ chân giá long môn, đấu ngắn sang bộ điều khiển bảng.
5. Ví dụ một đoạn ba mươi kilômét
Cấu hình đã dựng: bốn tủ điều khiển theo đoạn, mỗi tủ một máy công nghiệp và một switch; sáu nút vào, mỗi nút một máy nhỏ điều khiển đèn nhả xe; chín giá long môn treo biển báo làn và biển hạn chế tốc độ, mỗi giá một tủ chân với bộ chuyển đổi quang; ba trạm khí tượng đấu qua mô-đun analog; phòng điều hành có tường màn hình và bốn máy trạm.
Hai ghi nhận sau một mùa mưa. Thứ nhất, luật hạn chế tốc độ theo thời tiết đóng góp nhiều hơn luật theo mật độ, vì phần lớn sự cố xảy ra khi mặt đường ướt chứ không phải khi đông xe. Thứ hai, số lần trung tâm phải ghi đè bằng tay giảm hẳn sau khi tăng số điểm đo mặt đường từ ba lên sáu, cho thấy điểm nghẽn nằm ở số liệu đầu vào chứ không ở luật điều tiết.
6. Chọn thiết bị giám sát đường cao tốc Advantech
- Chốt danh sách việc điều tiết trước, vì mỗi việc kéo theo một nhóm thiết bị chấp hành và một nhóm số liệu đầu vào riêng.
- Chia tuyến thành đoạn điều khiển, mỗi đoạn một tủ và một máy giữ luật chạy độc lập khi mất liên lạc.
- Đếm tín hiệu rời tại nút vào và tại giá long môn, cộng dự phòng, rồi mới chọn số kênh vào ra.
- Tách ba VLAN camera, đo và điều khiển ngay từ bản vẽ mạng, không để việc này cho giai đoạn vận hành.
- Yêu cầu thiết bị trong tủ ngoài trời có nguồn kép, ngõ relay báo lỗi và mức chống xung đủ cho đường nguồn chạy dọc lề đường.
Phần chọn máy, switch và mô-đun cho tủ ven đường nói chung nằm ở bài hệ thống giao thông thông minh Advantech, phần thiết bị bên trong hầm ở bài giám sát hầm đường bộ, các bài cùng mảng xếp trong chuyên mục giao thông thông minh. Giới thiệu tổng quát các dòng máy của hãng đặt tại chuyên mục Advantech trên IPC247. Bộ lọc theo dải nhiệt, dải nguồn và số cổng mạng nằm trong công cụ chọn máy theo nhu cầu.
Câu hỏi thường gặp về giám sát đường cao tốc Advantech
Điều tiết nhịp xe vào từ nút cao tốc cần thiết bị gì?
Cần một máy điều khiển đặt tại nút, đọc số liệu vòng đếm trên nhánh vào và trên làn chính, rồi điều khiển đèn nhả xe theo nhịp. ARK-2121L dùng chip Celeron J1900 bốn nhân 2,0 GHz, nhận nguồn 9–36 VDC, chạy từ -20 đến 70 độ C khi dùng ổ và RAM nhiệt rộng cùng luồng gió 0,7 m/s, và có khe mPCIe kèm chỗ cắm SIM cho đường di động.
Vì sao luật điều tiết nên chạy ở máy đặt theo đoạn tuyến?
Vì độ trễ. Nếu mọi quyết định phải đi về trung tâm rồi quay ra, biển hạn chế tốc độ sẽ đổi chậm hơn dòng xe. Máy theo đoạn giữ luật cơ bản và tự chạy khi mất liên lạc; trung tâm giữ quyền ghi đè và đặt tham số. Cách chia này cũng làm việc thử nghiệm tham số dễ hơn.
Máy đặt theo đoạn tuyến nên có bao nhiêu cổng mạng?
Nên đủ để tách mạng camera, mạng thiết bị đo và đường lên trung tâm. UNO-2184G có 4 cổng Gigabit, 2 cổng RS-232 và 2 cổng RS-232/422/485, xuất hai màn hình độc lập, hai khe cắm mở rộng PCI-104 và khe CFast tháo từ ngoài, vỏ đạt IP40.
Trạm khí tượng và đo mặt đường đấu vào hệ bằng gì?
Đầu đo gió, mưa, nhiệt độ mặt đường thường phát 4–20 mA hoặc tiếp điểm. Mô-đun ADAM-6017 có 8 kênh vào analog và 2 kênh ra số, nhận mV, V, mA và tính sẵn giá trị lớn nhất, nhỏ nhất, trung bình nên bên nhận đọc số đã lọc.
Giám sát đường cao tốc Advantech khác gì hệ chỉ có camera?
Hệ chỉ có camera cho người trực nhìn thấy sự việc sau khi nó xảy ra. Hệ điều tiết dùng số liệu đo để đổi tốc độ cho phép, đóng làn và giữ nhịp xe vào trước khi dòng xe dồn thành ùn. Khác biệt nằm ở chuỗi đo, luật quyết định và thiết bị chấp hành, không nằm ở số lượng camera.
Đọc thêm về thiết bị: toàn bộ máy tính công nghiệp Advantech cùng các hãng khác trên ipc247.com.
