Tổng Quan Dự Án
RODA (Road Observation & Data Analytics) là hệ thống giám sát hạ tầng giao thông đô thị thông minh được nghiên cứu và phát triển từ tháng 12/2025 đến tháng 07/2026. Mạng lưới giao thông tại các đô thị đang phát triển thường xuyên phải đối mặt với hai thách thức lớn: sự xuống cấp khó lường của bề mặt đường (ổ gà, nứt gãy) và tình trạng ngập úng cục bộ mỗi khi xuất hiện mưa lớn hoặc triều cường.
Dự án RODA kết hợp các nút cảm biến phần cứng biên (Edge IoT) với hệ thống phân tích đám mây GIS để tự động nhận diện các bất thường trên mặt đường và theo dõi mức độ ngập lụt theo thời gian thực, cung cấp dữ liệu không gian trực quan cho người tham gia giao thông và các cơ quan quản lý đô thị.
Kiến Trúc Hệ Thống
Hệ sinh thái nền tảng hoạt động qua 3 tầng liên kết chặt chẽ:
[ Trạm cố định: JSN-SR04T ] ---+
+--> [ Nút Biên ESP32 ] --(WiFi/MQTT)--> [ Supabase Cloud ]
[ Nút di động: MPU6050 + Cam ] + | |
| |
[ AI YOLOv8 Nhận Diện ] [ Bản Đồ GIS Leaflet ]
(Hugging Face API) [ Ứng Dụng Android ]
1. Phần Cứng Cảm Biến Biên (Edge Sensing)
- Nút di động phát hiện hư hại mặt đường: Được gắn trên phương tiện di chuyển, sử dụng vi điều khiển ESP32 kết hợp cảm biến quán tính 6 trục MPU6050 (gia tốc kế & con quay hồi chuyển) để bắt các xung giật dao động thẳng đứng đột ngột (gia tốc trọng trường jerk > 2.5g). Một mô-đun camera tại biên sẽ tự động kích hoạt chụp ảnh hiện trường ngay khi phát hiện dao động vượt ngưỡng.
- Trạm cố định đo mức ngập đô thị: Sử dụng năng lượng mặt trời lắp đặt tại các điểm trũng bên lề đường, trang bị cảm biến khoảng cách siêu âm chống nước chuyên dụng JSN-SR04T được hiệu chuẩn để đo biến thiên mực nước ngập so với cốt mặt đường với độ chính xác từng milimét.
2. Xử Lý Trí Tuệ Nhân Tạo (Edge-to-Cloud AI Vision)
- Ảnh chụp bất thường được gửi lên luồng xử lý thị giác máy tính dựa trên mô hình YOLOv8, lưu trữ và vận hành thông qua Hugging Face Inference Endpoints.
- Mô hình phân loại chuẩn xác các dạng khuyết tật bề mặt (ổ gà sâu, nứt gãy ngang dọc diện rộng, vũng nước đọng), giúp loại bỏ hoàn toàn các trường hợp cảnh báo sai do xe đi qua gờ giảm tốc thông thường.
3. Bản Đồ Không Gian Số & Ứng Dụng Đa Nền Tảng
- Cơ sở dữ liệu thời gian thực Supabase: Lưu trữ tọa độ địa lý GPS, mức độ nghiêm trọng của ổ gà, độ sâu ngập nước và dữ liệu telemtry hoạt động của từng cảm biến.
- Cổng thông tin Web GIS Leaflet: Hiển thị bản đồ nhiệt (heatmap) đa sắc, phân vùng rủi ro giao thông hỗ trợ các đội bảo trì đường bộ.
- Ứng dụng di động Android: Cảnh báo sớm bằng âm thanh và hình ảnh cho tài xế trước khi phương tiện tiếp cận các đoạn đường ngập sâu hoặc có ổ gà nguy hiểm.
Thông Số Kỹ Thuật Trọng Yếu
- Vi điều khiển trung tâm: ESP32-WROOM-32D (Lõi kép 240MHz, 520KB SRAM)
- Đo lường quán tính: Cảm biến MPU6050 giao tiếp bus I2C tốc độ 400kHz
- Đo khoảng cách siêu âm: JSN-SR04T (Khoảng đo 20cm – 600cm, đầu dò chuẩn công nghiệp chống nước)
- Thị giác máy tính AI: Mô hình YOLOv8n fine-tune riêng trên tập dữ liệu đường phố Việt Nam
- Hạ tầng Cloud: Supabase (PostgreSQL + mở rộng không gian PostGIS + Realtime WebSockets)
- Ngăn xếp phát triển Client: Next.js, Tailwind CSS, Leaflet.js, Android Java/Kotlin SDK
Kết Quả & Đánh Giá Thực Nghiệm
Dự án RODA đã hoàn thành với tư cách là đề tài nghiên cứu kỹ thuật tốt nghiệp tại trường Đại học Khoa học Tự nhiên - ĐHQG-HCM (HCMUS) và được hội đồng chuyên môn đánh giá cao về tính khả thi, tối ưu chi phí phần cứng và năng lực mở rộng thực tế cho các đô thị thông minh.