Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN 978 604 82 2548 3 157 KHẢO SÁT GIẢI PHÁP CHO BÀI TOÁN TẮC NGHẼN GIAO THÔNG Ở CÁC THÀNH PHỐ LỚN CỦA VIỆT NAM Lê Nguyễn Tuấn Thành Trường Đại học Th[.]
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN: 978-604-82-2548-3 KHẢO SÁT GIẢI PHÁP CHO BÀI TOÁN TẮC NGHẼN GIAO THÔNG Ở CÁC THÀNH PHỐ LỚN CỦA VIỆT NAM Lê Nguyễn Tuấn Thành Trường Đại học Thuỷ lợi, email: thanhlnt@tlu.edu.vn GIỚI THIỆU Cùng với phát triển thành phố đại, bùng nổ phương tiện cá nhân khiến cho hạ tầng giao thông công cộng đáp ứng kịp Như hệ quả, vấn đề tắc nghẽn giao thông xuất xem bệnh nan y qúa trình thị hố nước phát triển, có Việt Nam Theo nghiên cứu, tổng thiệt hại gây vấn đề tắc nghẽn giao thơng Hà nội thành phố Hồ Chí Minh 20 triệu tỷ đồng, bao gồm thiệt hại thời gian, xăng dầu môi trường Tắc nghẽn giao thông gây tâm lý bất ổn, làm tổn hại sức khoẻ người dân kiềm chế phát triển kinh tế - xã hội Chính phủ Việt Nam cố gắng đưa giải pháp cho vấn đề cấp bách này, bao gồm việc ban hành điều luật hướng dẫn, nhằm giúp giảm số lượng phương tiện tham gia cao điểm Tuy nhiên, cố gắng dường không đủ nhiều nguyên nhân khác nhau: tình trạng xuống cấp sở hạ tầng có, ý thức người tham gia giao thông, tải tuyến đường… Lý thuyết dịng chảy giao thơng, nghiên cứu nhiều thập kỷ, có nhiều điểm tương đồng với lý thuyết dòng chảy nước [1] Để hiểu nguyên nhân vấn đề tắc nghẽn giao thơng, cuối tiến tới xố bỏ nó, tìm hiểu ngun nhân gây tắc nghẽn dịng chảy nước Có thể nhận thấy có nhiều nguyên nhân gây tắc nghẽn giao thông như: xung đột hướng di chuyển phương tiện tham, tải tuyến phố, xuất (bất ngờ) vật chắn lớn đường dẫn đến giảm lưu lượng, người dân bất ngờ băng qua đường, pha trộn nhiều loại phương tiện khác (đặc biệt xe bt tơ tuyến đường hẹp)… Hình minh hoạ hai tình dẫn đến tắc nghẽn giao thơng Hình Các tình tiềm dẫn đến tắc nghẽn giao thơng Hình 1-a xung đột hướng di chuyển phương tiện tham gia, nguyên nhân dẫn đến tắc nghẽn giao thông Tuyến đường nghiên cứu, gồm bốn làn, bị tắc nghẽn điểm giữa, gây phương tiện di chuyển theo hướng màu đỏ Hướng di chuyển màu đỏ xung đột với hướng di chuyển màu đen, phương tiện di chuyển theo hướng màu đen phải giảm tốc độ thay đổi hướng di chuyển Một tình khác Hình 1-b, với vật cản màu đỏ đường Vật cản có tảng đá lớn, ổ gà, tô/ xe buýt dừng (bất ngờ) bị tai nạn, hay chí người băng qua đường Điều khiến thu hẹp lưu lượng tạo nút cổ chai vị trí gần vật cản 157 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN: 978-604-82-2548-3 Để giải tốn tắc nghẽn giao thơng, cách tiếp cận sử dụng mơ hình hố mơ hệ thống giao thông nghiên cứu nhiều thập kỷ [4] Nhiều tảng, tuân theo cách tiếp cận này, phát triển, SUMO, ARCHISM MATSim, GAMA… Trong cách tiếp cận mơ hình hố mơ giao thơng, mơ hình vi mơ gần chứng minh tính hiệu [4] Theo đó, phương tiện và/ tuyến đường mơ hình hố tác tử với tập thuộc tính (e.g chiều dài, chiều rộng, tốc độ tối đa cho phép…) [4] Hệ thống giao thơng xem tập hợp gồm tác tử tương tác chúng Trong báo này, khảo sát giải pháp cho tốn tắc nghẽn giao thơng thành phố lớn Việt nam Các phần báo tổ chức sau Phần giới thiệu trạng mơ hình hệ thống đa tác tử Sau tơi giới thiệu mơ hình hố mơ hệ thống giao thơng Cuối phần kết luận hướng phát triển MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐA TÁC TỬ Mơ hình đa tác tử giúp nghiên cứu hệ thống phức tạp (e.g hệ thống giao thông) dạng tập hợp cá thể (thông minh, tự trị), gọi tác tử, cách tiếp cận tiến hành nhiều nhà nghiên cứu Mặc dù khơng có định nghĩa chung tác tử chấp nhận tất nhà nghiên cứu, hình ảnh thường sử dụng để minh hoạ tác tử Hình Hình Tác tử trí tuệ nhân tạo [3] Theo định nghĩa này, tác tử tương tác và/hoặc giao tiếp với tác tử khác, nhận thức môi trường xung quanh, đưa hành động thích hợp Theo [2], hệ thống đa tác tử chia thành: hệ thống hướng tác tử (ACMAS) hệ thống hướng tổ chức (OCMAS) Cách tiếp cận ACMAS tập trung vào khía cạnh cá nhân (i.e hành xử tác tử tương tác lẫn nhau) hỗ trợ mô vi mô Tuy nhiên, việc bỏ qua khía cạnh xã hội – tổ chức dẫn đến số yếu điểm, bao gồm khó khăn cho việc dự đốn cách hành xử tồn hệ thống, vấn đề bảo mật… Trong đó, OCMAS tập trung vào khía cạnh xã hội - tổ chức hệ thống đa tác tử, hỗ trợ mô vĩ mô sử dung để đánh giá chất lượng tổ chức MƠ HÌNH VÀ MƠ THỐNG GIAO THƠNG PHỎNG HỆ Mơ hình hố mơ hệ thống giao thơng máy tính Dr Gerlough, D.L xuất luận án ông, có tên “Simulating Freeway Traffic on a General-Purpose Discrete Variable Computer”, trường đại học California, Los Angeles, năm 1995 Sau đó, phương pháp sử dụng rộng rãi ngành kỹ thuật giao thông với nhiều ứng dụng nghiên cứu khoa học, để giải tốn giao thơng (e.g tắc nghẽn giao thơng), để kiểm tra, đánh giá chứng minh đề xuất trước triển khai để nhằm mục đích nghiên cứu, đào tạo Nhìn chung, hệ thống giao thơng lĩnh vực khó khăn để áp dụng cách tiếp cận mơ hình hố mơ Một vài tác vụ phải làm mơ hình hố mơ hệ thống giao thơng như: mơ hình hố hành vi tự trị người điều khiển phương tiện, tương tác khả họ, mô luồng giao thông… Hơn nữa, để mô hình hố mơ hệ thống giao thơng, cần xem xét thuộc tính dịng chảy giao thông, 158 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN: 978-604-82-2548-3 nghiên cứu lý thuyết giao thơng, như: tốc độ dịng chảy (số lượng phương tiện đơn vị thời gian), tốc độ phương tiện, thời gian di chuyển, độ lấp đầy (phần trăm thời gian điểm đường bị chiếm dụng phương tiện), mật độ (số phương tiện đơn vị khoảng cách), khoảng thời gian phương tiện, khoảng cách phương tiện… Các mơ hình giao thơng phân loại theo mức độ biểu diễn [4] chia thành: mô hình vĩ mơ (macroscopic model), mơ hình vi mơ (microscopic model), mơ hình lai (mesoscopic model), mơ hình vi phân (submicroscopic model) Các cách tiếp cận trình bày chi tiết Trong cách tiếp cận mơ hình vĩ mơ, mơ dịng chảy giao thơng cách xem xét thuộc tính (e.g tốc độ, lưu lượng, mật độ…) mối liên hệ Những mơ hình xem xét phương trình bảo tồn dịng chảy lan truyền nhiễu hệ thống giao thơng Từ đó, chúng sử dụng để dự đốn tắc nghẽn theo không gian thời gian, gây vật cản tai nạn Tuy nhiên, chúng mô hình hố mơ tương tác phương tiện Cách tiếp cận vi mô tập trung vào mô hình hố mơ thuộc tính phương tiện cá nhân tương tác chúng, minh hoạ Hình Chúng ta mơ hình hố phương tiện sử dụng thuộc tính như: vị trí, tốc độ, tốc độ tối đa, khoảng nhìn… Các mơ hình vi mơ bao gồm thuật toán miêu tả cách phương tiện di chuyển tương tác với Chúng miêu tả tăng, giảm tốc độ, chuyển làn, vượt qua phương tiện khác Trong cách tiếp cận lai (mesoscopic approach), mơ hình hố mơ phương tiện cá nhân giống cách tiếp cận vi mô, miêu tả hành vi tương tác chúng dựa cách tiếp cận vĩ mô Trong cách tiếp cận vi phân (submicroscopic approach), mơ hình tạo cho phương tiện cá nhân giống cách tiếp cận vi mô, mở rộng cách phân chia chúng thành cấu trúc Điều cho phép nhiều tính tốn chi tiết so với cách tiếp cận vi mơ Do đó, mơ hình vi phân u cầu nhiều thời gian tính tốn hơn, giới hạn kích thước hệ thống nghiên cứu KẾT LUẬN Trong báo này, khái quát trạng mô hình đa tác tử cách tiếp cận mơ hình hố mơ hệ thống giao thơng dựa mức độ biểu diễn, bao gồm: mơ hình vĩ mơ, mơ hình vi mơ, mơ hình lai mơ hình vi phân Đây bước hướng tới giải tốn tắc nghẽn giao thơng thành phố lớn Việt Nam TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Drew, D R.: Traffic flow theory and control In: Technical report, Rensselaer Polytechnic Institute, 1968 [2] Ferber, J., Gutknecht, O., and Michel, F.: From agents to organizations - An organizational view of multi-agent systems In: Agent-Oriented Software Engineering IV, pages 214-230, 2004 [3] Russell, S and Norvig, P.: A modern approach In: Artificial Intelligence, Prentice Hall, pages 25-27, 1995 [4] Taillandier, P.: Traffic simulation with the GAMA platform In: International Workshop on Agents in Traffic and Transportation, page 8, 2014 Hình Cách tiếp cận vi mô áp dụng cho hệ thống giao thông 159 ... rộng, tốc độ tối đa cho phép…) [4] Hệ thống giao thơng xem tập hợp gồm tác tử tương tác chúng Trong báo này, khảo sát giải pháp cho tốn tắc nghẽn giao thơng thành phố lớn Việt nam Các phần báo tổ... ISBN: 978-604-82-2548-3 Để giải toán tắc nghẽn giao thơng, cách tiếp cận sử dụng mơ hình hố mô hệ thống giao thông nghiên cứu nhiều thập kỷ [4] Nhiều tảng, tuân theo cách tiếp cận này, phát triển,... Angeles, năm 1995 Sau đó, phương pháp sử dụng rộng rãi ngành kỹ thuật giao thông với nhiều ứng dụng nghiên cứu khoa học, để giải tốn giao thơng (e.g tắc nghẽn giao thông) , để kiểm tra, đánh giá