THAY ĐỔI TÍN HIỆU ĐÈN GIAO THÔNG ĐÔ THỊ DỰA TRÊN MỨC ĐỘ ƯU TIÊN CỦA CÁC HƯỚNG QUA GIAO LỘ LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH MÁY TÍNH

NGUYỄN TẤN ĐẠT BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM VÀ ĐÀO TẠO KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VN HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Nguyễn Tấn Đạt HỆ THỐNG THƠNG TIN THAY ĐỔI TÍN HIỆU ĐÈN GIAO THƠNG ĐƠ THỊ DỰA TRÊN MỨC ĐỘ ƯU TIÊN CỦA CÁC HƯỚNG QUA GIAO LỘ LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH MÁY TÍNH 2021 Thành phố Hồ Chí Minh - 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VN HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Nguyễn Tấn Đạt THAY ĐỔI TÍN HIỆU ĐÈN GIAO THƠNG ĐÔ THỊ DỰA TRÊN MỨC ĐỘ ƯU TIÊN CỦA CÁC HƯỚNG QUA GIAO LỘ Chuyên ngành : Hệ Thống Thông Tin Mã số : 8480104 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH MÁY TÍNH NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS TRẦN VĨNH PHƯỚC Thành phố Hồ Chí Minh – 2021 i LỜI CAM KẾT Tôi cam kết số liệu, kết luận văn “Thay đổi tín hiệu đèn giao thơng đô thị dựa mức độ ưu tiên hướng qua giao lộ” trung thực, xuất phát từ nhu cầu thực tế trình học tập, tình hình thực tế tìm giải pháp hạn chế ùn tắc giao thông đô thị Trong q trình nghiên cứu có tham khảo tài liệu từ nghiên cứu liên quan dẫn nguồn cụ thể, nội dung trích dẫn luận văn Tất nội dung trình bày, kết luận văn học hỏi, thực nghiêm túc thân chưa cơng bố cơng trình nghiên cứu khoa học, báo liên quan khác Học viên thực Nguyễn Tấn Đạt ii LỜI CẢM ƠN Trong trình thực luận văn “Thay đổi tín hiệu đèn giao thông đô thị dựa mức độ ưu tiên hướng qua giao lộ”, Tôi nhận nhiều hỗ trợ, hướng dẫn từ phía quý Thầy Cô, cá nhân tổ chức sau: Tôi xin trân trọng gởi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy hướng dẫn khoa học PGS.TS Trần Vĩnh Phước nhiệt tình hướng dẫn, chỉnh sửa, dạy kiến thức trực quan giao thông, khai phá liệu, hệ thống thơng tin để tơi hồn thành luận văn Trân trọng cảm ơn TS Trương Nguyên Vũ – Viện trưởng viện Cơ học Tin học ứng dụng thuộc Viện Hàn Lâm Khoa Học tạo điều kiện cho lớp học tốt nhất, mời nhiều nhà giáo ưu tú để lớp học thành công tốt đẹp Cảm ơn Ban Giám đốc Học viện, phòng đào tạo, quý thầy cô Khoa Hệ Thống Thông Tin Viễn Thông, Thầy Cô Học Viện Khoa học Công Nghệ, quý thầy cô tham gia giảng dạy truyền đạt kiến thức cho thân suốt khóa học 2018 – 2021 Tơi xin gởi lời cảm ơn đến gia đình, quý đồng nghiệp Trường Cao đẳng Giao Thông Vận Tải III, bạn bè giúp đỡ đóng góp ý kiến, động viên tinh thần cho tơi có thêm nghị lực hồn thành luận văn Trân trọng cảm ơn iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Ý nghĩa STT Chữ viết tắt Tập hợp hướng vào ngã tư D 𝑻𝒊𝑫 𝑻𝒊𝑷 𝑫𝒊𝒄𝒔 𝑫𝒊𝒄𝒇 𝑫𝒄𝒖𝒓𝒓𝒆𝒏𝒕 𝒓𝒐𝒘 Tập hợp hướng di chuyển 𝑫𝒄𝒖𝒓𝒓𝒆𝒏𝒕 𝒑𝒓𝒐 Tập hợp hướng cấm di chuyển 𝑻𝒊𝒈 Thời gian đèn xanh hướng i 𝑻𝒊𝒓 Thời gian đèn đỏ hướng i 10 𝑫𝒏𝒆𝒘 𝒓𝒐𝒘 Tập hợp hướng 11 𝑫𝒏𝒆𝒘 𝑷𝒓𝒐 Tập hợp hướng cấm Thời gian ngắn cần thiết cho xe hướng i vượt khỏi ngã tư Thời gian dừng (thời gian đèn đỏ) tối đa cho hướng i Tập hợp hướng không gây xung đột với hướng i ngã tư Tập hợp hướng gây xung đột với hướng i ngã tư iv DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 3.1: Hướng không gây xung đột (ngã tư mơ hình), 𝐷𝑐𝑠𝑖 18 Bảng 4.1 Hướng không gây xung đột (ngã tư thực nghiệm), 𝐷𝑐𝑠𝑖 42 v DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2.1: Xe cứu thương bị ùn tắc trước đèn đỏ Hình 2.2: Mật độ lưu lượng hướng không Hình 3.1: Cấu trúc mơ đun phân bổ hướng dựa thứ tự ưu tiên 13 Hình 3.2 Một ngã tư mơ hình 15 hướng qua ngã tư 19 Hình 4.1: Sơ đồ thuật toán 31 Hình 4.2: Giao diện chương trình mơ html + Javascript 32 Hình 4.3: Giao diện nhận liệu đầu vào 33 Hình 4.4: Ngã tư mơ với đèn xanh, đỏ mũi tên hướng 34 Hình 4.5: Ngã tư mô với đèn vàng cảnh báo theo luật định 34 Hình 4.6: Tập liệu "arrDs" để chương trình mơ tự động 37 Hình 4.7: Khu vực cho kết đầu “Output” 38 Hình 4.8: Kết sau bước chạy thứ từ tập liệu "arrDs" 38 Hình 4.9: Kết sau bước chạy thứ từ tập liệu "arrDs" 39 Hình 4.10: Ảnh Google Map giao lộ đường 3/2 đường Lý Thường Kiệt 40 Hình 4.11: Giao lộ đường 3/ đường Lý thường kiệt mơ hóa 41 Hình 4.12: Giao diện chương trình mơ ngã tư thực nghiệm 45 Hình 4.13: Giao diện chương trình thể tập liệu đầu vào 46 Hình 4.14: Tập liệu "arrDs" cho ngã tư thực nghiệm 48 Hình 4.15: Khu vực tra kết đầu chương trình mơ 49 Hình 4.16: Ngã tư thực nghiệm sau bước chạy thứ từ tập "arrDs" 49 Hình 4.17: Ngã tư thực nghiệm sau bước chạy thứ từ tập "arrDs" 50 Hình 4.18: Ngã tư thực nghiệm cho kết đèn vàng cảnh báo 51 vi MỤC LỤC LỜI CAM KẾT i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT iii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU iv DANH SÁCH CÁC HÌNH v MỤC LỤC vi CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.1.1 Tình hình nghiên cứu nước 1.1.2 Tình hình nghiên cứu nước 1.2 Đặt vấn đề 1.3 Mục tiêu nghiên cứu 1.4 Phạm vi nghiên cứu 1.5 Phương pháp nghiên cứu 1.6 Bố cục luận văn CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan tình hình giao thơng đường thành phố Hồ Chí Minh 2.2 Mạng lưới ngã tư đường thị thành phố Hồ Chí Minh 2.3 Hệ thống đèn giao thông thông minh 10 2.4 Các tài liệu nghiên cứu ứng dụng luận văn 11 CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG ĐÈN GIAO THÔNG ĐÔ THỊ DỰA TRÊN MỨC ĐỘ ƯU TIÊN CỦA CÁC HƯỚNG QUA GIAO LỘ 12 3.1 Nội dung nghiên cứu 12 3.2 Mô tả toán 13 3.2.1 Khái niệm hệ thống đèn giao thông dựa thứ tự ưu tiên 13 3.2.2 Đầu vào toán 14 3.2.3 Đầu toán 15 3.2.4 Thuật toán 15 vii 3.2.5 Thuộc tính toán 17 3.3 Giải toán 17 3.4 Đánh giá, Nhận xét 21 3.5 Kết luận 22 CHƯƠNG 4: MƠ PHỎNG THỰC NGHIỆM THAY ĐỔI TÍN HIỆU ĐÈN GIAO THÔNG ĐÔ THỊ DỰA TRÊN MỨC ĐỘ ƯU TIÊN CỦA CÁC HƯỚNG QUA GIAO LỘ 23 4.1 Giới thiệu 23 4.2 Giải thuật 24 4.2.1 Mã giả 24 4.2.2 Sơ đồ thuật toán 30 4.2.3 Chương trình html mơ tốn 32 4.3 Giao lộ thực nghiệm 40 4.3.1 Mô tả giao lộ thực nghiệm 40 4.3.2 Áp dụng thuật tốn tìm hướng theo thứ tự ưu tiên: 42 4.4 Chương trình html + Javascript mơ giao lộ thực nghiệm 44 4.5 Kết luận 51 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 53 5.1 Kết nghiên cứu đạt 53 5.2 Hướng phát triển 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 PHỤ LỤC 57 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU Trong chương giới thiệu này, luận văn trình bày tổng quan tình hình nghiên cứu nước vấn đề điều khiển giao thơng ngã tư thị Từ đó, đưa mục tiêu, phạm vi, phương pháp nghiên cứu cấu trúc luận văn 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.1.1 Tình hình nghiên cứu nước ngồi Trong thành phố lớn giới vấn đề điều khiển hệ thống giao thơng tốn lớn quản lý vận hành hệ thống giao thông thành phố Hệ thống giao thông đại hệ thống mà tích hợp thành tựu cơng nghệ truyền thơng, cơng nghệ máy tính cơng nghệ điện tử vào sở hạ tầng giao thông, nhằm giải vấn đề giao thông đáp ứng nhu cầu giao thông điều kiện gia tăng số lượng phương tiện giao thông gây tắc nghẽn giao thông, giảm ô nhiễm môi trường, làm tăng khả lưu thơng dịng phương tiện giao thơng, tăng tính an tồn lưu thơng phương tiện giao thông Trong vấn đề giám sát điều khiển hệ thống giao thơng vấn đề thu thập liệu thời gian thực phương tiện lưu thông Việc quan trắc xác định thông số dịng phương tiện giao thơng dùng phương pháp khác như: vòng từ (look detector), radar, sóng siêu âm, hồng ngoại dùng camera quan trắc, … Phương pháp dùng sóng rada, sóng siêu âm hồng ngoại để quan trắc phương tiện giao thơng có ưu điểm không phụ thuộc điều kiện môi trường xung quanh Phương pháp quan trắc dịng phương tiện giao thơng sử dụng camera có nhiều ưu điểm đưa nhiều thơng tin dịng phương tiện giao thơng, có giá thành rẻ so với phương pháp trên, nhược điểm phương pháp phụ thuộc nhiều vào điều kiện ngoại cảnh (thời điểm ngày, cường độ ánh sáng chế độ thời tiết, …) 2 Một cấu thành quan trọng hệ thống giao thơng thơng minh hệ thống điều khiển tín hiệu giao thơng Việc điều khiển tín hiệu đèn giao thơng cách hợp lý góp phần lớn đến thơng suốt dịng phương tiện hệ thống giao thông giảm thời gian chờ đợi điểm giao cắt Điều khiển hệ thống đèn giao thông có: điều khiển với chu kì tín hiệu lập trình sẵn; điều khiển động điều khiển phối hợp [1] Điều khiển lập trình sẵn thời gian hoạt động đèn giao thơng tính tốn trước phù hợp với điểm giao cắt giá trị cố định Kiểu điều khiển có ưu hệ thống điều khiển đơn giản phù hợp lưu lượng giao thơng biến đổi Nhưng nhược điểm chu kỳ cố định, mà lưu lượng giao thông điểm giao cắt biến số thay đổi Điều khiển đèn giao thông động phương pháp điều khiển đèn giao thông mà chu kỳ bật tắt tín hiệu giao thơng thay đổi theo yếu tố lưu lượng, thời điểm ngày Phương pháp điều khiển giao thông giúp tối ưu hóa việc lưu thơng phương tiện giao thơng Tuy nhiên khó khăn để đạt hệ thống điều khiển động tối ưu đặc tính ảnh hưởng tính động, tính rời rạc tính khơng dự đốn hệ thống giao thơng Những nghiên cứu hệ thống điều khiển tín hiệu giao thông động tiến hành rộng rãi Những nghiên cứu áp dụng kỹ thuật điều khiển thông minh điều khiển mạng thần kinh (neural network); điều khiển mờ (fuzzy control); điều khiển gen di truyền (genetic control); thuật toán học (learning algorithm) [2] Chúng ta xem xét qua cơng trình áp dụng thuật tốn vào điều khiển đèn giao thơng Trong điều khiển tín hiệu giao thơng động kỹ thuật điều khiển mờ áp dụng rộng rãi Hàng loạt cơng trình nghiên cứu điều khiển mờ [3], [4], [5] Một phương pháp tiến hành chung: xây dựng hàm quan hệ để mờ hóa thơng số đầu vào thơng số dịng phương tiện giao thơng, số lượng xe đến đường, độ dài dãy phương tiện giao thông, …; định dạng luật điều khiển mờ Sau từ luật điều khiển mờ để xác định kết đầu như: chu kì tín hiệu đèn giao thơng; thời gian bật tắt pha Ứng dụng phương pháp mờ để điều khiển tín hiệu giao thơng có nhiều ưu điểm Một ưu điểm sử dụng tài ngun hệ thống máy tính, thuật tốn đơn giản so với thuật tốn điều khiển thơng minh khác Ưu điểm so với phương pháp điều khiển đèn đường thời gian cố định giảm thời gian chờ phương tiện giao thông, tăng khả lưu thông phương tiện giao thơng Một khó khăn sử dụng phương pháp điều khiển mờ việc xây dựng luật điều khiển mờ điều phụ thuộc vào tảng kiến thức tổng hợp điều khiển giao thơng người nghiên cứu, điều gây khó khăn lớn đạt kết tối ưu [6] Hơn điều khiển mờ áp dụng khó khăn hệ thống điều khiển nhiều điểm giao cắt Trong nhiều nghiên cứu sử dụng mạng neural thuật tốn học để điều khiển tín hiệu đèn giao thơng [7], [8], [9] Ưu điểm thuật tốn đem lại nhiều ưu điểm tận dụng vốn kinh nghiệm cho trường hợp giao thông đặc thù thành phố khác nhau, kết đưa lại khả quan Nhược điểm việc điều khiển tín hiệu giao thơng điểm giao cắt cần thuật toán phức tạp sử dụng điều khiển nhiều nút hệ thống tín hiệu giao thơng 1.1.2 Tình hình nghiên cứu nước Về quan trắc dịng phương tiện giao thơng, số hệ thống quan trắc dịng phương tiện giao thơng số nhóm nghiên cứu thử nghiệm Chẳng hạn, nhóm nghiên cứu cơng ty FPT sử dụng liệu từ camera để đếm xe từ video clip quay dòng xe Kết họ đếm xe cho xe Các kiểm chứng hiệu việc sử dụng camera thời điểm khác cường độ ánh sáng, mật độ dòng xe cao di chuyển với vận tốc thấp chưa thể rõ ràng Nhóm nghiên cứu Trường đại học Quốc tế - Đại học Quốc Gia Thành phố Hồ Chí Minh có nghiên cứu để đánh giá hệ thống giao thông thông minh, hệ thống quang báo cảnh báo tình trạng kẹt xe Cơng ty TNHH Giải pháp Cơng nghệ FPT (FPT Technology Solutions – FTS), kênh VOV giao thơng (Đài tiếng nói Việt Nam - VOV) Sở Giao thơng vận tải Thành phố Hồ Chí Minh hợp tác để đưa thông tin giao thông kênh VOV giao thông cung cấp lên hệ thống Bảng quang báo điện tử nhằm cung cấp kịp thời thông tin tình trạng kẹt xe địa bàn Thành phố để người tham gia giao thông tự điều tiết thay đổi hướng di chuyển cho phù hợp Ngoài ra, để đảm bảo an tồn giao thơng, tất xe ơtơ tham gia dịch vụ giao thơng, vận chuyển hàng hóa hay hành khách phải gắn hệ thống giám sát hành trình cảnh báo tình trạng hoạt động xe 1.2 Đặt vấn đề Tình trạng kẹt xe đề tài nóng Việt Nam, đặc biệt hai thành phố lớn thành phố Hồ Chí Minh Hà Nội Tình trạng kẹt xe gây nhiều thiệt hại tài sản nhà nước nhân dân tốn nhiều thời gian để di chuyển, lãng phí xăng dầu giảm tuổi thọ phương tiện tham gia giao thơng, thiệt hại kinh tế xã hội…Ngồi ra, tình trạng kẹt xe gây nhiều ức chế mặt tâm lý cho tham gia giao thông, gây ô nhiễm môi trường, … Rất nhiều giải pháp Nhà nước, Bộ Giao thông vận tải, Sở Giao thông vận tải thành phố Hồ Chí Minh, đơn vị tư vấn đề xuất nhằm giải tình trạng kẹt xe thay đổi điều chỉnh làm việc cá công chức, học sinh sinh viên; thay đổi dải phân cách, quy họach lại tuyến đường giao thông, gần xây dựng cầu vượt giao lộ, chương trình VOV giao thơng, … có tác động tốt làm giảm tình trạng kẹt xe Tuy nhiên, thực tế nhận thấy rõ giải pháp đề xuất giải pháp giải cục tạm thời Tình trạng ùn tắc giao thơng thành phố Hồ Chí Minh Hà Nội tiếp tục xảy Một nguyên nhân gây nên tình trạng kẹt xe hệ thống đèn điều khiển giao thông giao lộ, số hệ thống đèn hoạt động cách độc lập với chu kỳ đèn xanh, đèn đỏ cố định chưa có tín hiệu đèn phù hợp cho hướng lưu thơng có phương tiện ưu tiên Vì vậy, đề tài nghiên cứu “Thay đổi tín hiệu đèn giao thơng thị dựa mức độ ưu tiên hướng qua giao lộ’’ chọn làm luận văn tốt nghiệp 1.3 Mục tiêu nghiên cứu Cung cấp giải pháp điều khiển đèn giao thông ngã tư đô thị với tín hiệu đèn thay đổi theo mức độ ưu tiên hướng qua giao lộ Góp phần xây dựng hệ thống đèn điều khiển giao thông linh hoạt, giúp cho phương tiện di chuyển hợp lý hơn, giảm ùn tắc giao thông hạn chế thời gian chờ ngã tư đô thị 1.4 Phạm vi nghiên cứu Áp dụng thử nghiệm mô với ngã tư Thành phố Hồ Chí Minh: thiết kế, lập trình phần mềm mơ tình trạng giao thông ngã tư đô thị điều khiển đèn giao thông dựa mức độ ưu tiên hướng 1.5 Phương pháp nghiên cứu Phương pháp toán áp dụng để triển khai thuật toán điều khiển đèn giao thông dựa độ ưu tiên hướng qua giao lộ Phương pháp mô áp dụng để mơ tình trạng giao thơng ngã tư có đèn giao thơng điều khiển theo độ ưu tiên hướng qua giao lộ 1.6 Bố cục luận văn Cấu trúc luận văn “Thay đổi tín hiệu đèn giao thơng thị dựa mức độ ưu tiên hướng qua giao lộ’’ trình bày chương với bố cục cụ thể sau : Chương 1: Giới thiệu Chương trình bày đặt vấn đề, nêu lý chọn đề tài, mục tiêu, phạm vi nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu bố cục luận văn Chương 2: Tổng quan tình hình giao thơng hệ thống đèn giao thông Thành phố lớn Việt nam Chương 3: Hệ thống đèn tín hiệu giao thơng thị dựa mức độ ưu tiên hướng qua giao lộ Chương 4: Mô thực nghiệm thay đổi tín hiệu đèn giao thơng ngã tư đô thị Chương 5: Kết luận 7 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN Trong chương này, luận văn trình bày tổng quan tình hình giao thơng đường Thành phố Hồ Chí Minh, Mạng lưới giao thơng hệ thống đèn giao thơng Thành phố Hồ Chí Minh 2.1 Tổng quan tình hình giao thơng đường thành phố Hồ Chí Minh Thành phố Hồ Chí Minh xây dựng ba trăm năm Tổng diện tích 2.061 km², với triệu dân, đó, dân số thành thị 7.125.494 người, dân số nông thôn chiếm 1.867.589 người Tuy nhiên, tính thêm người cư trú không đăng ký hộ (người đến từ tỉnh khác cho giáo dục, kinh doanh công việc họ số khách du lịch…) dân số thực tế Thành phố Hồ Chí Minh khoảng 14 triệu người Người dân thành phố sử dụng gần triệu xe ô tô xe máy cá nhân, không bao gồm số phương tiện giao thông công cộng phương tiện theo người đến từ tỉnh khác Mạng lưới đường đô thị thành phố Hồ Chí Minh mơ hình hóa mạng hình học với nhiều ngã tư, ngã tư điểm giao nhiều tuyến đường, từ đến đường, gọi ngã tư n nhánh (n = 3,4,5,6,7) Mạng lưới bao gồm đường với chiều rộng hình học khác đa hình đa dạng Độ dài đoạn đường hai ngã tư không nhau, nhiều đoạn ngắn dài Một số ngã tư có đường vịng trung tâm (vịng xuyến), số khác có đảo nhỏ góc để hình thành đường phụ nhằm để rẽ phải để tạo thành luồng tự 8 Hình 2.1: Xe cứu thương bị ùn tắc trước đèn đỏ (Nguồn:http://vietbao.vn/) Theo quy định luật giao thông Việt Nam, tất phương tiện di chuyển bên phải đường Trong tổ chức đường bộ, số đoạn đường sử dụng làm đường hai chiều, đường chiều Các phần đường đường hai chiều phân cách dải phân cách đường sơn kẻ đơn kép, đảo, rào chắn Một số đường chia riêng biệt dành cho xe bốn bánh xe hai bánh, xe bốn bánh gồm xe hơi, xe buýt, xe tải xe hai bánh xe đạp, xe máy, xe ba bánh, xe tay ga xe đạp Các đường dành riêng phân tách dải phân cách vạch kẻ, rào chắn đảo Đường lớn dành cho xe bốn bánh phân chia vạch kẻ nét đứt (vạch sơn không liên tục) Đèn điều khiển giao thông lắp đặt cuối đường, nơi phương tiện tham gia giao thông giao ngã tư Mỗi bao gồm ba màu sắc thường bố trí hàng dọc ngang, đèn tín hiệu xanh lục cho phép phương tiện đường di chuyển, đèn tín hiệu màu vàng nhằm để cảnh báo phương tiện chạy chậm lại dừng hẳn lại trước vạch đèn tín hiệu chuyển sang màu đỏ 9 Hình 2.2: Mật độ lưu lượng hướng khơng (Ghi vào lúc 7:30 ngày tháng năm 2015 ngã tư đường HMG HH, Thành phố Hồ Chí Minh ) Nói đến tình trạng giao thơng, thành phố Hồ Chí Minh biết đến thành phố có nhiều xe máy số số người điều khiển phương tiện di chuyển không đảm bảo tuân thủ luật Giao thông đường Họ cố vượt qua xe phía trước chen lấn qua khoảng trống, chạy lên lề đường để để vượt qua đám đơng xe lưu thơng phía trước, xe phía trước xe hai bánh hay xe bốn bánh Trong cao điểm, tình trạng ùn tắc, tắc nghẽn giao thông xảy thường xuyên số ngã tư Dẫn đến tình trạng giao thơng sở hạ tầng giao thông chưa đáp ứng đủ nhu cầu lại người dân, tình trạng chiếm dụng đường người bán hàng rong, đậu xe lòng lề đường, bên cạnh cịn bất hợp lý hệ thống điều khiển đèn giao thông với chu kỳ đơn giản, lập trình cố định 2.2 Mạng lưới ngã tư đường thị thành phố Hồ Chí Minh Sự phát triển thành phố Hồ Chí Minh qua nhiều giai đoạn lịch sử dẫn đến đa dạng mạng lưới đường thị, dạng hình học phần đường sử dụng Làn đường kết nối đến ngã tư có chiều rộng khác sử dụng làm đường chiều, đường hai chiều vào ngã tư Mỗi hướng di chuyển vào ngã tư rời khỏi ngã tư phương tiên tham gia giao thơng xem dòng chảy hỗn hợp hai dòng chảy tách biệt cho xe hai bánh xe bốn bánh 10 Các phương tiện đến ngã ba ngã tư giao lộ thẳng, rẽ phải rẽ trái; đến ngã năm, sáu, ngã bảy, xe thẳng, rẽ phải lối thứ 1, thứ thứ 3…, rẽ trái lối thứ lối thứ 2, thứ 3… Nói cách khác, luồng giao thông đến ngã tư chia thành nhiều hướng Hầu hết hướng cần phải phối hợp với đèn điều khiển tín hiệu giao thông cách hợp lý cho phương tiện khỏi giao lộ; 2.3 Hệ thống đèn giao thông thơng minh Hệ thống đèn tín hiệu điều khiển giao thơng (cịn gọi tên khác đèn tín hiệu giao thông, đèn điều khiển giao thông, hay đèn xanh đèn đỏ) thiết bị dùng để điều khiển giao thơng giao lộ có lượng phương tiện lưu thông lớn (thường ngã ba, ngã tư đông xe qua lại) Đây thiết bị quan trọng khơng an tồn cho phương tiện mà cịn giúp giảm ùn tắc giao thơng vào cao điểm Nó lắp tâm giao lộ vỉa hè Đèn tín hiệu giao thơng hoạt động tự động hay cảnh sát giao thông điều khiển Nhằm mục đích giảm thời gian chờ đợi xe trước đèn giao thông, hoạt động đựa hệ điều khiển đèn giao thông thông minh [3,4] số tác giả tiếp cận hệ thống điều khiển thích ứng cho nhiều ngã tư gần dựa logic mờ [7] hệ chuyên gia với if-then quy tắc cho ngã tư bị cô lập [6], [5] Những cách tiếp cận phân tích liệu lưu lượng luồng tỷ lệ, mật độ vận tốc ô tô đoạn đường nối với ngã tư [2], [3] Số lượng ô tô vào đoạn đường tính theo thời gian thực theo cảm ứng vịng lặp, hệ thống định vị tồn cầu (GPS), RFID máy quay video [2-5], [8-10] Phân tích liệu xe vào đoạn đường, cách tiếp cận dự đoán số lượng xe thời gian chúng xuất ngã tư để chuyển đèn giao thơng Các cách tiếp cận khó triển khai Thành phố Hồ Chí Minh ngồi đa dạng phương tiện, khác biệt ngã tư phức tạp hành vi 11 người tham gia giao thông đường Ngã tư thành phố Hồ Chí Minh xây dựng với nhiều nhánh có chiều rộng khác cách tổ chức đường không Trên nhiều đường, xe bánh bánh lại khoảng cách gần (đi chung đường) Ngoài ra, phương tiện từ trường học, bến tàu ngõ hẻm kết nối với đường vị trí hai ngã tư làm thay đổi số lượng xe đếm cảm biến Hơn nữa, cách tiếp cận chưa xem xét đến quy định phương tiện ưu tiên luồng phương tiện hướng đến ngã tư đoàn xe, xe cứu hỏa, xe cứu thương, …vv Trong đó, hệ thống điều khiển đèn giao thông [11, 12] tập trung vào việc xóa đường cho di chuyển phương tiện khẩn cấp không giải vấn đề ùn tắc trước đèn giao thông kẹt xe ngã tư 2.4 Các tài liệu nghiên cứu ứng dụng luận văn Bài báo khoa học nghiên cứu [13] trình bày cách tiếp cận thuật tốn thay đổi tín hiệu điều khiển đèn giao thơng thị dựa mức độ ưu tiên hướng qua giao lộ phương pháp toán học Kết báo khoa học chứng minh tính tối ưu thuật toán đề xuất giải pháp tiếp cận, đưa thuật toán vào xây dựng hệ thống đèn giao thơng thơng minh góp phần giảm thiểu ùn tắc giao thông giao lộ Thành phố lớn Thành phố Hồ Chí Minh Bài báo khoa học [14] trình bày phần nghiên cứu mơ hình phân luồng giao thông cách vĩ mô Nghiên cứu đề xuất mơ hình thống kê giao thơng theo khơng gian-thời gian để ước tính tỷ lệ đám đơng phương tiện phía sau đèn tín hiệu giao thơng từ xác định mức độ ưu tiên hướng qua giao lộ [15, 16, 17] Mơ hình phân tích khu vực có phương tiện giao thơng biến lưu lượng tùy thuộc vào không gian thời gian, áp dụng khái niệm thống kê không gian GIS để thể khu vực có xe cộ dạng biểu đồ không gian trường hợp khác