Ứng dụng camera AI trong quản lý tín hiệu giao thông đô thị

Đây là nội dung được các chuyên gia chia sẻ với Báo Điện tử VTC News tại talkshow VietnamOn với chủ đề “Đèn xanh quyết định bằng dữ liệu: Tương lai giao thông đô thị”.

Trong bối cảnh Nghị quyết 57-NQ/TW của Bộ Chính trị xác định khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số là động lực quan trọng phát triển đất nước, việc ứng dụng AI và dữ liệu vào quản lý giao thông mở ra hướng tiếp cận mới, góp phần nâng cao hiệu quả điều hành đô thị.

Tự điều chỉnh tín hiệu giao thông

Theo GS.TS. Lê Hùng Lân, Giảng viên cao cấp Trường Đại học Giao thông vận tải, Phó Chủ tịch Hội Tự động hóa Việt Nam, hiện có hai phương thức điều khiển đèn tín hiệu giao thông phổ biến.

Thứ nhất là điều khiển cố định, còn gọi là điều khiển cưỡng bức. Với phương thức này, thời gian đèn được thiết lập trước và vận hành theo chương trình đã cài đặt. Cách điều khiển này phù hợp với những nút giao có lưu lượng phương tiện tương đối ổn định. Tuy nhiên, khi lượng xe thay đổi theo từng thời điểm, chu kỳ đèn cài đặt sẵn không phải lúc nào cũng đáp ứng được tình hình thực tế.

Phương thức thứ hai là điều khiển thích ứng. Hệ thống sử dụng dữ liệu thu thập từ các hướng giao thông để tính toán, điều chỉnh thời gian tín hiệu, giống như cảnh sát giao thông trực tiếp quan sát tại nút giao.

“Với hệ thống tự động, camera và cảm biến thu thập thông tin về dòng phương tiện, sau đó chuyển dữ liệu về bộ điều khiển để phân tích, tính toán phương án điều chỉnh thời gian đèn phù hợp với tình hình tại nút giao”, GS.TS Lê Hùng Lân chia sẻ.

Tuy nhiên, việc triển khai công nghệ này tại Việt Nam gặp những thách thức riêng do đặc thù giao thông hỗn hợp. Xe máy chiếm tỷ lệ lớn, di chuyển không theo làn cố định và thường xuyên chen lấn, khiến việc nhận diện, đếm chính xác phương tiện trở nên khó khăn.

Với sự phát triển của công nghệ, camera tích hợp AI kết hợp cảm biến được xem là giải pháp phù hợp hơn. Hệ thống có thể nhận diện, đếm và phân loại phương tiện như ô tô, xe máy, đồng thời đo tốc độ di chuyển và chiều dài hàng xe chờ. Những dữ liệu này giúp hệ thống đánh giá tình hình giao thông và điều chỉnh tín hiệu đèn.

Dù vậy, theo GS.TS. Lê Hùng Lân, thu thập càng nhiều biến số thì quá trình xử lý càng phức tạp và tốn kém. Vì vậy, các kỹ sư cần tìm điểm cân bằng giữa chi phí, khối lượng dữ liệu và hiệu quả thực tế, thay vì thu thập thông tin dàn trải.

Kết nối dữ liệu, điều phối toàn mạng lưới

Ông Đào Xuân Trường, Phó Giám đốc Trung tâm Đô thị số, Tổng Công ty Giải pháp Doanh nghiệp Viettel (Viettel Solutions) cho biết, bài toán điều khiển đèn giao thông không chỉ là điều chỉnh thời gian xanh, đỏ tại từng nút giao mà còn phải tính đến sự vận động của dòng phương tiện trên toàn mạng lưới.

Chuyên gia này hình dung, dòng xe lưu thông như dòng nước chảy, mạng lưới đường sá giống hệ thống đường ống, còn các cụm đèn tín hiệu tại ngã tư đóng vai trò như những chiếc van đóng, mở để điều tiết dòng chảy. Mỗi nút giao không hoạt động độc lập mà có mối liên hệ với các nút giao khác trên cùng tuyến và trong toàn mạng lưới. Vì vậy, việc điều chỉnh tín hiệu tại một điểm cần được tính toán trong tương quan với lưu lượng phương tiện ở những điểm còn lại.

“Nếu chỉ tối ưu thời gian đèn tại từng nút riêng lẻ mà không tính đến toàn tuyến, dòng phương tiện có thể bị gián đoạn ở các nút giao tiếp theo”, ông Trường nhấn mạnh.

Vị chuyên gia này cũng cho rằng điều phối tín hiệu đèn trên quy mô toàn thành phố thực chất là bài toán tối ưu hóa toán học phức tạp, nhằm tìm ra phương án vận hành giúp dòng phương tiện lưu thông hiệu quả trên toàn mạng lưới.

Đáng chú ý, các hệ thống hiện nay có thể kết hợp dữ liệu dự báo giao thông trước khoảng 30 phút đến một giờ để chủ động tối ưu chu kỳ đèn. Thay vì chỉ căn cứ vào tình hình phương tiện hiện tại, hệ thống sử dụng thông tin dự báo để tính toán, điều chỉnh chu kỳ và chuẩn bị phương án đón đầu dòng xe.

Đây cũng là một trong những hướng ứng dụng quan trọng để xây dựng hệ thống giao thông thông minh, trong đó dữ liệu và công nghệ giúp nâng cao năng lực giám sát, điều hành và tối ưu hóa hoạt động giao thông đô thị.