Xây dựng hệ thống hỗ trợ giao thông trên di động theo mô hình chung đường chung xe

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Vũ Đức Mạnh XÂY DỰNG HỆ THỐNG HỖ TRỢ GIAO THÔNG TRÊN DI ĐỘNG THEO MÔ HÌNH CHUNG ĐƯỜNG CHUNG XE Chuyên ngành: Khoa học máy tính Mã số: 60.48.01.01 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2013 Luận văn được hoàn thành tại: HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Mạnh Hùng Phản biện 1: ……………………………………………………… Phản biện 2: ……………………………………………………… Luận văn sẽ được bảo vệ trước hội đồng chấm luận văn thạc sĩ tại Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn Thông Vào lúc: giờ ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện của Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn Thông 1 MỞ ĐẦU Song song với sự phát triển của xã hội và kinh tế của Việt Nam, việc dân số tăng nhanh trong nhiều năm qua đã góp phần làm tăng lượng lớn phương tiện tham gia giao thông khiến cho cơ sở hạ tầng giao thông khó có thể đáp ứng được nhu cầu đi lại của người dân, từ đó xảy ra nhiều vấn đề bất cập như ô nhiễm môi trường, tai nạn giao thông và nghiêm trọng nhất là tình trạng tắc nghẽn giao thông xảy ra thường xuyên đặc biệt ở các thành phố lớn như Hà Nội hay Hồ Chí Minh. Mô hình “Chung đường – Chung xe” (Ridesharing, Liftsharing, carpooling, vanpooling) giúp kết nối những người tham gia giao thông có chung điểm đi, điểm đến, thời gian giống hoặc gần giống nhau để họ có thể đi chung bằng cách chia sẻ những chỗ còn trống trên phương tiện. Đi chung xe có thể làm giảm ùn tắc giao thông do giảm bớt số chuyến xe vào giờ cao điểm đồng thời giảm chi phí hạ tầng đường sá, bãi đỗ, tai nạn và phát sinh khí thải. Đi chung xe giúp tiết kiệm chi phí đến mức thấp nhất do tận dụng được những chỗ trống trên xe. Ở Việt Nam hiện nay mặc dù cũng đã bắt đầu dịch vụ hỗ trợ chung đường chung xe nhưng chủ yếu được thực hiện thông qua các website vì thế nó chưa linh hoạt và thật sự hiệu quả trong nhiều trường hợp. Từ hiện trạng và nhu cầu thực tế được trình bày như trên, luận văn sẽ tập trung xây dựng và triển khai mô hình “Chung đường – Chung xe” trên các thiết bị di động thông minh. Công nghệ Location Based Services hỗ trợ tìm kiếm và chia sẻ chuyến đi gắn với vị trí địa lý của người dùng, điều đó giúp cho những người dùng có nhu cầu đi chung có thể kết nối với nhau mọi lúc mọi nơi theo cách tiện lợi và hiệu quả nhất. Người dùng có thể cập nhật thông tin lộ trình của 2 mình, từ đó hệ thống sẽ phản hồi lại kết quả là danh sách những người có lộ trình phù hợp. Nội dung chính của luận văn được trình bày theo cấu trúc như sau: Chương 1: Sự ra đời, phát triển của mô hình “Chung đường – Chung xe” trên thế giới, các mô hình đã triển khai ở Việt Nam cùng với những thách thức khó khăn khi triển khai mô hình này từ đó đưa ra mô hình phù hợp cho tình hình hiện tại ở Việt Nam. Chương 2: Các tiêu chí để đánh giá kết quả tìm kiếm người đi chung trong mô hình “Chung đường – Chung xe”, sau đó là giới thiệu công nghệ sử dụng để xây dựng mô hình. Chương 3: Chi tiết thiết kế mô hình theo dạng Client/Server, cài đặt và đánh giá kết quả của chương trình. Phần cuối của luận văn sẽ là tổng kết đánh giá và hướng phát triển đề tài. 3 CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU VỀ MÔ HÌNH “CHUNG ĐƯỜNG – CHUNG XE” Trong chương 1 luận văn sẽ trình bày: - Sự ra đời, phát triển của các loại mô hình “Chung đường – Chung xe” trên thế giới, các mô hình đã được triển khai ở Việt nam - Những khó khăn thách thức khi triển khai các mô hình này và từ đó đưa ra mô hình phù hợp với tình hình hiện tại của Việt Nam. 1.1 - Sự ra đời và phát triển của mô hình Mô hình đi chung xe (Ridesharing) xuất hiện trước tiên và nổi bật ở Mỹ trong khoảng thời gian thế chiến thứ II. Nó trở lại và phát triển mạnh vào khoảng giữa những năm thập kỷ 1970 do cuộc khủng khoảng dầu mỏ năm 1973 và khủng hoảng năng lượng năm 1979. 1.2 - Giới thiệu về các loại mô hình 4 Hình 1.1: Phân loại các mô hình Theo hình 1 thì sự phân loại các mô hình chủ yếu dựa trên mối quan hệ giữa những người tham gia đi chung, chia làm 3 nhóm chính - Acquaintance-based: Thường được hình thành giữa người thân trong gia đình hoặc bạn bè và thường được gọi là “fampools”, tương tự giữa các đồng nghiệp là “coworkers carpool”. Loại hình này thường là các thành viên tự tổ chức. - Organization-based: Chia ra 2 loại mô hình là carpool và vanpool, mô hình dạng này yêu cầu n gười sử dụng dịch vụ có thể thông qua thành viên chính thức hoặc đơn giản là truy cập vào trang web của tổ chức, trong đó:  Carpool là việc những người thường là không quen biết nhau có chung hành trình và cùng thuê chung (thông thường là taxi) hoặc chia sẻ với nhau chỗ trống trên phương tiện của mình, thông qua các 5 phương tiện truyền thông như báo chí, internet, mobile phone hoặc smart phone,…  Vanpool tương tự như Carpool nhưng với số lượng người nhiều hơn khoảng 5 đến 15 người và với quãng đường dài hơn so, ví dụ như các loại xe du lịch, xe khách… - Ad hoc: Việc đi chung xe tình cờ, không dự tính trước. 1.3 - Những thách thức và khó khăn của mô hình - Tội phạm: Những lo lắng về vấn đề an ninh khi đi chung xe với người lạ - Độ tin cậy và hiệu quả tổng thể: Khó thu hút được số người tham gia đủ lớn để đảm bảo luôn có những hành trình phù hợp cho người dùng khi tìm kiếm - Tính linh hoạt: Hạn chế trong các điểm dừng đỗ xe, thay đổi thời gian hoặc lộ trình. 1.4 - Một số mô hình đã triển khai trên thế giới và Việt Nam Trong các nước áp dụng Ridesharing thì Mỹ là nước áp dụng sớm và nhiều nhất, quá trình phát triển của mô hình này ở Mỹ có thể chia ra làm 5 giai đoạn gắn liền với những khoảng thời gian trong lịch sử: 1.4.1 Cuộc khủng hoảng năng lượng (cuối những năm 1960- 1980) Ridesharing tăng trưởng đáng kể trong những năm 1970 do cuộc khủng khoảng năng lượng và lệnh cấm vận dầu mỏ các nước Ả Rập từ 1973 đến 1974. 1.4.2 Các đề án tổ chức Ridesharing (1980-1987): Trong khoảng thời gian này các tổ chức quản lý giao thông vận tải tập trung vào việc giảm ùn tắc và cải thiện chất lượng không 6 khí. Sự phát triển của máy tính đã thúc đẩy sự phát triển các ứng dụng ridematching dựa trên điện thoại di động và internet. Tuy nhiên khi giá xăng dầu trở lại mức thấp hơn trong thời gian này đã làm giảm đi sự cạnh tranh của Ridesharing. Nhiều đề án về Ridesharing lúc đầu với sự phát triển và công nghệ chưa hoàn hảo để thu được lợi ích lớn nhất nhưng chúng là cơ sở cho sự phát triển các dịch vụ Ridesharing ngày nay. 1.4.3 Các hệ thống Ridesharing đáng tin cậy (1999-2004): Khi các ứng dụng ridematching năng động nhất của những năm 1980 đến 1990 thất bại trong việc vượt qua rào cản “critical mass”(ví dụ là cung cấp một số lượng đủ số người dùng để luôn đảm bảo tạo ra ridematching). Đa số các hệ thống ridematching từ năm 1999 đến 2004 đều tập trung vào các hệ thống khuyến khích ridesharing giữa những người có lịch trình di chuyển có độ tin cậy cao. 1.4.4 Áp dụng các công nghệ ridematching (2004 đến nay): Một thế hệ mới của các nền tảng ridematching đã được phát triển cho các khu vực và những người sử dụng lao động như các tổ chức công cộng, nền tảng xã hội và các diễn đàn phi lợi. Còn ở Việt Nam hiện nay đã có những diễn đàn phi lợi nhuận lập lên để giúp mọi người đăng thông tin lộ trình của mình hoặc tìm người đi chung, ví dụ như: chungduong.com, cungdi.vn, dichungxe.vn, có một số trang ứng dụng hình thức đi chung vào một lĩnh vực riêng như sàn giao dịch thông tin Letgo24.com (giải thưởng nhân tài đất việt 2010) kết nối nhu cầu vận tải, hàng hóa và kho bãi đã kinh doanh rất thành công, taxitructuyen.com để tận dụng chỗ trống trên taxi. Điển hình trong đó là diễn đàn dichungxe.vn hiện nay đã có gần 1000 thành viên và hoạt động rất hiệu quả, diễn đàn này 7 cho phép người đăng ký thành viên và đăng thông tin về mình và lộ trình hoặc có thể tìm kiếm những lộ trình có sẵn phù hợp với mình. 1.5 - Giới thiệu về mô hình “Chung đường – Chung xe” triển khai trên di động Dịch vụ này sử dụng GIS và định vị GPS toàn cầu thông qua internet được tích hợp trên các smartphone. Trước khi bắt đầu cuộc hành trình, người lái xe gửi hành trình của họ lên hệ thống, sau đó những người muốn đi chung xe (hành khách) sẽ gửi yêu cầu tìm kiếm các lộ trình mà họ mong muốn trước giờ khởi hành lên hệ thống. Sau đó phần mềm hệ thống sẽ tự động tìm kiếm những lộ trình phù hợp và thông báo lại cho hành khách. CHƯƠNG 2 – TÌM KIẾM TRÊN MÔ HÌNH “CHUNG ĐƯỜNG – CHUNG XE” Trong chương 2 luận văn sẽ trình bày: - Các tiêu chí tìm kiếm trên trên mô hình “Chung đường – Chung xe” bao gồm tiêu chí tùy chọn và tiêu chí bắt buộc. - Các thuật toán để xử lý tính toán dựa trên các tiêu chí. Giới thiệu các công nghệ sử dụng để xây dựng mô hình. 2.1 - Các tiêu chí tìm kiếm trên hệ thống Chương 2 sẽ đề cập đến 2 loại tiêu chí để đánh giá kết quả tìm kiếm đó là tiêu chí bắt buộc và tiêu chí tùy chọn: - Tiêu chí bắt buộc là tiêu chí người dùng bắt buộc phải nhập về thông tin lộ trình đi chung của những người tham gia đi chung xe gồm điểm đi, điểm đến và thời gian khởi hành - Tiêu chí tùy chọn là tiêu chí về thông tin cá nhân của người đi chung xe như tuổi, giới tính, quê quán, mục đích chuyến đi, phương tiện đi chung… 8 2.1.1 - Tiêu chí bắt buộc Đây là tiêu chí về thông tin lộ trình đi chung, tiêu chí này cho phép tìm kiếm dựa trên điểm khởi hành (có thể là vị trí hiện tại của người dùng được lấy trực tiếp thông qua gps) và điểm đến cùng với thời gian do người dùng cung cấp: - Đối với Rider – Hành khách:  Cho phép tìm kiếm những người xung quanh mình hoặc những người có lộ trình đi qua gần vị trí của mình mà có chung điểm đến hoặc đi qua gần điểm đến của mình trong vòng bán kính 5km.  Cho phép tìm kiếm cả những lộ trình đã khởi hành Đối với Driver – Chủ xe: Cho phép tìm kiếm những người đi nhờ xe mà có điểm khởi hành và điểm đến nằm trong lộ trình của mình. 2.1.2 - Tiêu chí tùy chọn Tiêu chí này cho phép tìm kiếm và lọc thông tin cá nhân về người sẽ đi chung với mình, tiêu chí này áp dụng chung cho cả Rider và Driver:  Giới tính  Tần suất lộ trình  Phương tiện đi chung 2.1 - Thuật toán tìm kiếm dựa trên các tiêu chí Để đánh giá các tiêu chí theo các mức độ ưu tiên luận văn sẽ áp dụng toán tử trung bình trọng số có sắp xếp (Ordered Weighted Averaging Operator – OWA) 2.1.1 – Thuật toán xử lý đánh giá độ ưu tiên các tiêu chí tùy chọn [...]... đời, phát triển của mô hình Chung đường – Chung xe cũng như các lợi ích và hạn chế của mô hình - Áp dụng thuật toán đánh giá tiêu chí về lộ trình và độ ưu tiên các thông tin cá nhân đối với kết quả tìm kiếm trên hệ thống - Xây dựng thử nghiệm hệ thống mô hình Chung đường – Chung xe dưới dạng Client/Server được triển khai trên các thiết bị di động giúp hỗ trợ người tham gia giao thông bằng cách đưa... hạn chế của mô hình, luận văn cũng trình bày các thuật toán nhằm đánh giá các tiêu chí cho việc tìm kiếm các lộ trình phù hợp giữa những người tham gia đi chung xe để xây dựng hệ thống hỗ trợ giao thông dựa trên mô hình Chung đường – Chung xe cho các thiết bị di động nhằm mục đích đưa vào ứng dụng trong thực tế để giải quyết vấn đề tắc nghẽn giao thông, ô nhiễm môi trường, tai nạn giao thông, giảm... nghệ ASP.NET MVC để xây dựng server, dùng nền tảng Android để phát triển client cho mô hình 14 CHƯƠNG 3 – THIẾT KẾ HỆ THỐNG CLIENT/SERVER CHO MÔ HÌNH CHUNG ĐƯỜNG – CHUNG XE Trong chương 3 luận văn trình bày: - Đặt ra bài toán đối với người tham gia giao thông và đưa ra giải pháp xử lý là mô hình Chung đường – Chung xe - Trình bày thiết kế cở sở dữ liệu cho Server và một số thư viện sử dụng để hỗ. .. những người có cùng lộ trình liên hệ đi nhờ hoặc họ có thể tự tìm kiếm những người muốn đi nhờ có cùng lộ trình 3.1.2 - Giải pháp 15 Áp dụng mô hình Chung đường – Chung xe triển khai trên di dộng: Dịch vụ này sử dụng GIS và định vị GPS toàn cầu thông qua internet được tích hợp trên các smartphone 3.2 - Thiết kế hệ thống Xây dựng mô hình Chung đường – Chung xe sẽ áp dụng hệ thộng dạng Client/Server,... Internet trên các thiết bị di động thông minh 3.2.1 - Kiến trúc hệ thống Client/Server của mô hình Hình 3.1: Mô hình tổng quan hệ thống chung đường chung xe Hệ thống bao gồm 2 thành phần chính là client và server: - Server  Lưu trữ và xử lý các (Lộ trình chia sẻ) và (Yêu cầu) tìm kiếm của các Driver và Rider 16  - Tùy thuộc vào (Lộ trình chia sẻ) và (Yêu cầu) từ Client mà Server sẽ quyết định truy xuất thông. .. dùng - - Hình 3.8: Màn hình trước và sau khi đang nhập Giao di n giúp người dùng chia sẻ lộ trình của mình Hình 3.9: Giao di n đăng tin lộ trình và thời gian 21 Hình 3.9: Giao di n đăng tin các thông tin liên quan lộ trình - Màn hình yêu cầu tìm kiếm và hiển thị danh sách kết quả tìm kiếm Hình 3.10: Giao di n nhập yêu cầu tìm kiếm theo các tiêu chí 22 Hình 3.11: Danh sách kết quả tìm kiếm theo mức... bài toán đối với người giao thông và thiết kế chi tiết hệ thống Client/Server cho mô hình Chung đường – Chung xe để giải quyết bài toán Tiếp đó là cài đặt hệ thống và chạy thử với ví dụ đã nêu ở mục 2.2.3 và cho kết quả chính xác là độ ưu tiên của 2 lộ trình được chia sẻ đối với yêu cầu tìm kiếm của người dùng 23 KẾT LUẬN Luận văn đã giới thiệu về mô hình Chung đường – Chung xe , những đặc trưng,... trình bày 2 tiêu chí để đánh giá kết quả tìm kiếm người đi chung trong mô hình chung đường chung xe là tiêu chí bắt buộc về thông tin lộ trình đi chung và tiêu chí tùy chọn về các thông tin cá nhân những người đi chung hoặc thông tin về phương tiện đi chung cùng với đó là các thuật toán xử lý tính toán các tiêu chí bắt buộc trong trường hợp 1 chủ xe và 1 hành khách, thuật toán OWA để xử lý tính toán độ... khi nhận được kết quả tìm kiếm từ Server, Driver và Rider có thể (Liên lạc) trực tiếp với nhau thông qua thông tin cá nhân đã đăng ký trên hệ thống để thực hiện đi chung xe 3.2.2 - Giới thiệu về các chức năng trên hệ thống - Cập nhật thông tin cá nhân - Đăng tin lộ trình - Tìm kiếm người đi chung dựa trên các tiêu chí 3.2.3 - Thiết kế cơ sở dữ liệu Trong phần thiết kế cơ sở dữ liệu sẽ trình bày 2 phần... hiện đi chung Kết quả thử nghiệm ban đầu của hệ thống và đánh giá độ chính xác cũng như các yếu tố khác cho thấy hệ thống thử nghiệm mà luận văn xây dựng về cơ bản đáp ứng được các tiêu chí tìm kiếm của người dùng Hướng phát triển - Phát triển thêm tính năng hỗ trợ người dùng có thể liên lạc trực tiếp với nhau qua ứng dụng client của hệ thống - Thêm chức năng cập nhật tọa độ của người chủ xe khi lộ . VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Vũ Đức Mạnh XÂY DỰNG HỆ THỐNG HỖ TRỢ GIAO THÔNG TRÊN DI ĐỘNG THEO MÔ HÌNH CHUNG ĐƯỜNG CHUNG XE Chuyên. trên các thiết bị di động thông minh. 3.2.1 - Kiến trúc hệ thống Client/Server của mô hình Hình 3.1: Mô hình tổng quan hệ thống chung đường chung xe