Sử dụng thực tại ảo mô phỏng điểm đen giao thông trên địa bàn tỉnh thái nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG Lê Hữu Nhân SỬ DỤNG THỰC TẠI ẢO MÔ PHỎNG ĐIỂM ĐEN GIAO THÔNG TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH THÁI NGUYÊN LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC MÁY TÍNH Thái Ngun, năm 2012 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG Lê Hữu Nhân SỬ DỤNG THỰC TẠI ẢO MÔ PHỎNG ĐIỂM ĐEN GIAO THÔNG TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH THÁI NGUYÊN Chuyên ngành: Khoa học máy tính Mã số: 60 48 01 LUẬN VĂN THẠC SỸ CHUYÊN NGÀNH KHOA HỌC MÁY TÍNH NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Đỗ Năng Tồn Thái Ngun, năm 2012 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan tồn nội dung luận văn tơi tự tìm hiểu, sưu tầm, tra cứu xếp cho phù hợp với nội dung yêu cầu đề tài hướng dẫn thầy giáo PGS.TS Đỗ Năng Toàn Nội dung luận văn chưa công bố hay xuất hình thức chép từ cơng trình nghiên cứu Tất phần mã nguồn chương trình tơi tự thiết kế xây dựng, có sử dụng số thư viện chuẩn thuật tốn tác giả xuất cơng khai miễn phí mạng Internet Nếu sai tơi xin tơi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Thái Nguyên, ngày 15 tháng năm 2012 Người cam đoan Lê Hữu Nhân Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn i MỤC LỤC TT 10 NỘI DUNG Mục lục nội dung Luận văn Các hình vẽ Bảng từ viết tắt bảng biêu Đặt vấn đề Chương Khái quát mô điểm đen giao thông 1.1 Khái quát mô 1.1.1 Mơ gì? 1.1.2 Mơ máy tính 1.1.3 Thực ảo mơ máy tính 1.1.4 Ứng dụng thực ảo mơ máy tính 1.2 Điểm đen tai nạn va chạm giao thông 1.2.1 Điểm đen giao thông 1.2.2 Tai nạn, va chạm giao thông điểm đen 1.2.3 Mô giao thông 1.2.4 Các hệ thống phần mềm quản lý an tồn giao thơng Chương Một số kỹ thuật phát hiện, xử lý va chạm mô điểm đen giao thông 2.1 Mô điểm đen giao thông 2.2 Phát va chạm 2.2.1 Kỹ thuật dùng Hộp Bao AABB 2.2.2 Kỹ thuật dùng Hộp Bao OBB 2.2.3 Kỹ thuật sử dụng phương pháp Elipsoid 2.2.4 Phát va chạm đối tượng di chuyển 2.3 Xử lý hiệu ứu méo mó, biến dạng sau va chạm Chương Ứng dụng mô tai nạn va chạm điểm đen giao thông 3.1 Tổng quan kết cấu hạ tầng an tồn giao thơng địa bàn tỉnh Thái Nguyên 3.2 Hiện trạng an tồn giao thơng điểm đen giao thơng 3.3 Bài tốn ứng dụng mơ tình va chạm giao thông 3.4 Một số kiến nghị đề xuất giải pháp kìm chế tai nạn giao thơng địa bàn tỉnh Thái Ngun giai đoạn 2011-2015 3.5 Đề xuất Mơ hình kiến trúc ứng dụng quản lý mô điểm đen giao thông địa bàn tỉnh KẾT LUẬN: 11 TÀI LIỆU THAM KHẢO Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trang i ii iii 2 6 7 11 11 17 18 19 32 41 42 49 49 53 56 60 62 63 64 http://www.lrc-tnu.edu.vn ii BẢNG CÁC HÌNH VẼ Hình Hình 1.1 Hình 1.2 Hình 1.3 Hình 1.4 Hình 1.5 Hình 1.6 Hình 1.7 Hình 1.8 Hình 1.9 Hình 2.1 Hình 2.2 Hình 2.3 Hình 2.4 Hình 2.5 Hình 2.6 Hình 2.7 Hình 2.8 Hình 2.9 Hình 2.10 Hình 2.11 Hình 2.12 Hình 2.13 Hình 2.14 Hình 2.15 Hình 2.16 Hình 2.17 Hình 2.18 Hình 2.19 Hình 2.20 Hình 2.21 Hình 2.22 Hình 2.23 Hình 2.24 Hình 2.25 Hình 2.26 Hình 3.1 Hình 3.2, 3.3, 3.4 Tên hình Mơ 3D máy bay Mig21 Mơ 3D tim người Mơ 3D đen điều khiển tín hiệu giao thông Mô 3D va chạm giao thông Một điểm đen giao thông địa bàn tỉnh Thái Nguyên Tai nạn, van chạm giao thơng tần nhìn bị che khuất Mơ hình quy hoạch phân luồng giao thơng 3D Mơ hình quy hoạch phân luồng oto 3D hệ thống Carsim Cửa sổ thiết kế quy hoạch tuyến, luồng phương tiện giao thông Hộp bao AABB, 2D Hộp bao AABB, 3D Hộp bao AABB Chiếu đối tượng lên trục tọa độ Hộp bao hướng OBB Hình chiếu P lên đường thẳng d Chiếu đỉnh hình hộp lên trục d Kết hai hình hộp lên trục lập d Tìm điểm va chạm hai điểm tiếp xúc Tìm mặt phẳng chứa tam giác Tìm điểm va chạm giả định Tìm điểm va chạm giả định nằm mặt phẳng Điểm va chạm tập điểm Tính điểm giao thực Kiểm tra điểm nằm tam giác Kiểm tra va chạm xác nhận điểm va chạm Xử lý trượt va chạm với tam giác Khái niệm mặt phẳng trượt Tiếp diện mặt cầu Tiếp tuyến đường cong (2D) Đường cong bề mặt xác định tiếp diện với mặt cầu Tất pháp tuyến tiếp diện mặt cầu có hướng vào tâm cầu Độ lớn hướng vector vận tốc va chạm với mặt phẳng Hỉnh ảnh méo mó, biến dạng sau va chạm Đường cong B-Spline Mặt cong B-Spline Sơ đồ xây dựng hệ thống mô va cham giao thông Các kết thực nghiệm mô phỏng, mà mơ hình kiến trúc Phần mềm quản lý mơ điểm đen giao thơng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Trang 3 6 8 10 16 16 16 17 18 19 20 21 25 30 33 33 33 34 34 35 35 35 35 36 36 37 39 40 44 46 54 56 58, 59 iii BẢNG CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ BẢNG BIỂU Bảng từ viết tắt luận văn TT Từ viết tắt Ý nghĩa CNTT Công nghệ thông tin TNGT Tai nạn giao thơng ATGT An tồn giao thơng UBND Ủy ban nhân dân GTVT Giao thông vận tải CNTT&TT Công nghệ thông tin Truyền thông UBND Ủy ban nhân dân Bảng bảng biểu TT Tên bảng Bảng Bảng giá trị R, R0, R1 tính tốn trước 24 Bảng Tính toán sẵn toạ độ tiếp điểm trường hợp 29 Bảng Số liệu tai nạn giao thông địa bàn tỉnh Thái Nguyên từ năm 2006 đến 2010 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trang 53 http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẶT VẤN ĐỀ Công nghệ thông tin năm vừa qua phát triển vô mạnh mẽ, tác động trực tiếp, gián tiếp đến tất ngành lĩnh vực đời sống kinh tế, xã hội loài người Trở thành công cụ thiếu kinh tế, sống người đại ngày Mặt khác Công nghệ thông tin tác động mạnh mẽ, nguyên nhân bản, làm giới ngày phẳng Cùng với phát triển đó, thân nội chuyên ngành hẹp CNTT không ngừng vận động thay đổi phát triển mạnh mẽ để đáp ứng yêu cầu Một chuyên nganh hẹp có lĩnh vực nghiên cứu: xử lý ảnh, xử lý ngôn ngữ tự nhiên, công nghệ thực ảo Thái Nguyên trung tâm giáo dục đào tạo, y tế, kinh tế trị vùng Đơng Bắc Bộ theo Nghị Quyết 37 Bộ Chính trị Thái Ngun có 4.500 km đường giao thơng Hàng năm địa bàn tỉnh có khoảng 1000 vụ tai nạn va chạm giao thông xảy Nếu tính bình qn tháng Thái Ngun có 19 người chết 100 người bị thương tai nạn giao thơng (TNGT) Theo số liệu phân tích Ban An tồn giao thơng tỉnh Thái Ngun, ngun nhân xảy tai nạn va chạm giao thông nêu nhiều nguyên nhân khách quan, chủ quan khác nhau, có nhiều nguyên nhân tồn điểm đen giao thông (Trên địa bàn tỉnh có 64 điểm đen giao thơng) Nhiều “Điểm đen” giao thông xuất xuống cấp hạ tầng giao thông phát triển nhanh kinh tế xã hội…Do vậy, để đảm bảo an toàn giao thơng , ngồi việc tiếp tục đầu tư nâng cấp, cải tạo tuyến đường, nâng cao nhận thức chấp hành pháp luật giao thơng đường bộ, cịn phải đẩy mạnh tăng cường công tác quản lý, phát xử lý kịp thời điểm đen TNGT cần thiết quan trọng góp phần giảm thiểu tối đa tai nan giao thông địa bàn Xuất phát từ tình hình thực tiễn nêu trên, luận văn tốt nghiệp nhằm mục đích tìm hiều cơng nghệ thực ảo, tìm hiểu va chạm đối tượng tai nạn giao thông thực tế để mô vào máy tính Luận văn gồm chương: - Chƣơng 1: Khái quát mô điểm đen giao thông Chƣơng 2: Một số kỹ thuật phát hiện, xử lý va chạm mô điểm đen giao thông Chƣơng 3: Ứng dụng mô tai nạn va chạm phương tiện Ơtơ điểm đen giao thơng Trong q trình thực luận văn này, tơi nhận nhiều giúp đỡ thầy cô giáo trường Đại học CNTT&TT, Viên CNTT – Viện KHCN Việt Nam, bạn bè đồng nghiệp gia đình Tơi xin cảm ơn giúp đỡ tận tình thầy giáo PGS.TS Đỗ Năng Toàn người trực tiếp hướng dẫn khoa học luận văn Tôi xin trân thành cảm ơn Ban An tồn giao thơng, sở Giao thơng vân tải tỉnh Thái Nguyên cung cấp số liệu liên quan đến luận văn Cùng anh chị, bạn đồng nghiệp, người thân gia đình tạo điều kiện, động viên tơi q trình làm luận văn Vì điều kiện thời gian khơng có nhiều, kinh nghiệm cịn hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót, tơi mong nhận ý kiến đóng góp thầy giáo đồng nghiệp Trân trọng! Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn CHƢƠNG I KHÁI QUÁT VỀ MÔ PHỎNG VÀ ĐIỂM ĐEN GIAO THƠNG 1.1 Khái qt mơ 1.1.1 Mơ gì? Hiện nay, có nhiều khái niệm, cách giải thích mơ phỏng, theo từ điển từ điển Oxford, 1976, mơ hiểu sau: "To simulate is to feign, , to pretend to be, , toact like, to resemble, towear the guise of, mimic, , imitate conditions of (situation etc.) with models, for convenience or training purposes" Có thể dịch là: "Mơ có nghĩa làm giả, cố tình bắt chước giống như, hành động như, mang hình thức của, mang mặt nạ , mô điều kiện mơ hình (hay tình huống) với mục đích huấn luyện tiện lợi" Hay theo, số viết, tài liệu Việt Nam thì, mơ hiểu là: - Mơ q trình "bắt chước” hệ thống có thực; - Hoặc q trình tạo mơ hình hệ thống có sẵn để xác định hiểu rõ nhân tố điều khiển hệ thống, hay dự đoán/dự báo hành vi hoạt động hệ thống tương lai; - Hoặc mô việc nghiên cứu trạng thái mơ hình để qua hiểu hệ thống thực, mơ tiến hành thử nghiệm mơ hình Đó q trình tiến hành nghiên cứu vật thật nhân tạo, tái tạo tượng mà người nghiên cứu cần để quan sát làm thực nghiệm, từ rút kết luận tương tự vật thật Tóm lại để hiểu mơ gì? ta hiểu cách đơn giản sau “Mơ q trình “bắng chước” hệ thống (mơ hình, trạng thái, đối tượng) có thực Để thực việc mơ phỏng, ta thực từ phương tiện đơn giản giấy, bút, phấn, bảng…hay sử dụng vật liệu như: gỗ, gạch, sắt…hiện đại dùng máy tính điện tử Mơ cơng cụ hiệu quan trọng giúp người sử dụng phương thức thiết kế lựa chọn đánh giá xác kết mà khơng cần phải thực nghiệm hệ thống thực, giúp ta trả lời như: nào? điều xảy ? qua đó, cho thấy mơ ứng dụng rộng rãi kinh tế, kỹ thuật, an ninh quốc phòng, văn hóa xã hội…rất cần thiết cho sống phát triển loài người Đối với lĩnh vực an tồn giao thơng, mơ cơng cụ hữu hiệu công tác quản lý, quy hoạch giao thông; đảm bảo an tồn, cảnh báo, dự báo phịng trách tai nạn giao thơng… Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1.1.2 Mơ máy tính a) Mơ máy tính Mơ máy tính việc sử dụng chương trình máy tính (hoặc phần mềm) để mơ tả trình tập hợp trạng thái hệ thống thực theo mơ tả tốn học mơ hình cho trước Ví dụ: - Mơ chuyển động phân tử hệ khí, lỏng, rắn dùng phương trình học cổ điển Newton; Hình 1.1 Mơ 3D máy bay Mig21 - - Mô y học như: cấu tạo quan, phận thể người; Mô an ninh quốc phịng….; Hình 1.2 Mơ 3D tim người - Mơ hoạt động đèn tín hiệu giao thông; mạng lưới giao thông; quy hoạch đô thị; quy hoạch giao thơng; va Hình 1.3 Mơ 3D điểu kiển đèn tín hiệu giao thơng chạm phương tiện tham gia giao thông, vụ tai nạn giao thông…; - Mô lĩnh vực vui chơi, giải trí, truyền hình… b) Các phương pháp mơ máy tính Có hai phương pháp mơ sử dụng nay: - Mơ hay mơ nhân-quả (sequential, causal simulation); Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn - Mô vật lý hay mô phi nhân-quả (physical, non-causal simulation) Hai phương pháp thể hai hướng tiếp cận khác mô hình hóa hệ thống thể xu hướng phát triển đại lĩnh vực mơ hình hóa mô Mô nhân-quả: dựa cách tiếp cận nhân-quả mơ hình hóa hệ thống Theo đó, hệ thống phân tích thành hay nhiều hệ thống với đầu vào, đầu trạng thái Đầu ("kết quả”) hệ thống phụ thuộc vào trạng thái đầu vào ("nguyên nhân”) Mỗi hệ thống thường mơ tả hệ phương trình vi phân thường (ODE – Ordinary Differential Equation) Để tạo thành hệ thống lớn, hệ thống nối với theo nguyên tắc nhân quả: đầu vào hệ thống nhận kết từ đầu hệ thống khác mà phụ thuộc Như vậy, hệ thống tập hợp hệ ODE, xếp theo thứ tự xác định (thể quan hệ nhân-quả hệ thống) Về bản, việc mô hệ thống giải hệ ODE theo thứ tự, hệ sau sử dụng kết hệ trước Mô phi nhân-quả: dựa việc mơ hình hóa hệ thống theo hệ xác định hành vi hệ thống điểm nối chúng Thông thường, hệ đại diện cho thiết bị hay thành phần hệ thống, ví dụ thiết bị, phận, động cơ, nhiên liệu,… Mỗi hệ mơ tả phương trình cân khối lượng, lượng, công vật chất Tại điểm nối hai hệ tồn quan hệ xác định, ví dụ số đạn xe hay lượng dầu dự trữ, hay tổng thông số kỹ thuật thời điểm Mơ hình hệ thống kết hợp mơ hình hệ quan hệ điểm nối; nói cách khác, ràng buộc lẫn đại lượng theo quy luật vật lý xác định Như vậy, cách tổng quát hệ thống mơ tả phương trình đại số vi phân (DAE – Differential Algebraic Equation) thay ODE Điểm khác biệt so với mô nhân hệ thống kết nối với cách tự nhiên giống quan hệ đối tượng thực tế, khơng đơn quan hệ tín hiệu vào/ra 1.1.3 Thực ảo mô máy tính Thực ảo đời phát triển từ năm thập niên 90, chủ yếu quốc gia phát triển phương tây Mỹ Thực ảo hệ thống sử dụng đồ họa máy tính để mô giới thật Hơn nữa, giới "nhân tạo" không tĩnh tại, mà lại phản ứng, thay đổi theo ý muốn (tức tín hiệu vào) người sử dụng (nhờ hành động, lời nói, ) Điều xác định đặc tính Thực ảo, khả tương tác với thời gian thực (real-time interactivity) Thời gian thực hiểu máy tính có khả nhận biết tín hiệu vào người sử dụng thay đổi giới ảo Người sử dụng nhìn thấy vật thay đổi Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 52 Phương tiện giao thông đường gia tăng tự phát theo nhu cầu mục đích sử dụng Các sách nhà nước có tác động khơng nhiều đến số lượng, cấu chủng loại phương tiện Mức độ gia tăng phương tiện hàng năm từ 15%-18% Năm 2010 số phương tiện đăng ký gồm 38.260 xe mô tô, 2.634 xe ô tô Số phương tiện có tỉnh theo đăng ký 423.322 xe mô tô 23.438 xe ô tô b) Phương tiện giao thơng đường thủy nội địa Hiện tồn tỉnh có 29 phương tiện thuỷ (tàu thủy, đị ngang, đò dọc) đăng ký, đăng kiểm; chủ yếu hoạt động chở khách tham quan du lịch Hồ Núi Cốc, đò ngang số phương tiện tàu hút cát Sông Cầu, sông Công c) Phương tiện giao thông đường sắt Đường sắt Quan Triều - Núi Hồng: Tuỳ thuộc vào lượng than tiêu thụ hàng ngày có từ 2-3 chuyến vận chuyển không quy định cụ thể Đường sắt Đông Anh - Quan Triều: Mỗi ngày có 01 chuyến chở khách số chuyến tàu hàng từ Thái Nguyên Hà Nội ngược lại không quy định cụ thể Đường sắt Lưu Xá - Trại Cau: hàng ngày có số chuyến khơng quy định cụ thể 3.1.3.2 Quản lý phƣơng tiện giao thông Quản lý phương tiện giao thông đường bộ: Cơng tác đăng ký, cấp biển số phịng Cảnh sát giao thông - Công an tỉnh thực hiện; Từ năm 2009 phân cấp cho số huyện, thị quản lý cấp đăng ký biển số xe mô tô, xe máy Quản lý hoạt động xe Taxi, xe buýt, xe khách: Do Sở Giao thông vận tải thực chức quản lý vận tải; Phối hợp với ngành Cơng an, quyền địa phương quản lý việc chấp hành qui định trật tự, an toàn Quản lý hoạt động phương tiện chở hàng hóa: Chưa có qui định cụ thể đầu mối, ngành thực chức quản lý Quản lý phương tiện giao thông đường thủy: Sở Giao thông vận tải thực quản lý công tác đăng ký, kiểm định, đào tạo cấp đổi chứng người điều khiển; Phối hợp với ngành Công an, Thanh tra thực chức kiểm tra, xử lý vi phạm Chính quyền địa phương đạo quản lý hoạt động chấp hành qui định Các phương tiện đăng ký, đăng kiểm trang bị đầy đủ thiết bị an toàn phao cứu sinh, thiết bị phòng chống cháy nổ phương tiện Quản lý phương tiện giao thông đường sắt: Do ngành đường sắt quản lý, khoảng 20 năm trở lại trì sở vật chất có từ trước chưa có đầu tư, nâng cấp Hoạt động phương tiện đường sắt độc lập, tiềm ẩn nhiều nguy ATGT cịn nhiều đường ngang khơng có rào chắn khơng có người gác (điển hình tuyến đường sắt Quán Triều Núi Hồng) Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 53 3.2 Hiện trạng an toàn giao thông điểm đen giao thông 3.2.1 Hiện trạng đảm bảo an tồn giao thơng a) Quản lý hành lang an tồn giao thơng (HLATGT) Các tuyến Quốc lộ, đường tỉnh cắm xong mốc lộ giới, bàn giao cho địa phương quản lý Trên tuyến đường đô thị, nhiều tuyến cắm mốc lộ giới có thơng báo giới đường Trên tuyến đường huyện đường xã, địa phương có thơng báo lộ giới chưa cắm mốc lộ giới Các tuyến đường sắt, công tác quản lý hành lang ngành đường sắt phối hợp với UBND địa phương quản lý, tiến hành cắm mốc giới hạn hành lang theo quy định nhiên nhiều nơi cịn xảy tình trạng lấn chiếm hành lang, tự phát mở đường ngang khơng theo quy định Nhìn chung việc quản lý HLATGT quan tâm tình trạng vi phạm hành lang cịn diễn phổ biến, làm cản trở tầm nhìn cho phương tiện tham gia giao thơng b) Quản lý, bảo trì đường Đối với Quốc lộ, đường tỉnh, đường nội thị: cơng tác quản lý, bảo trì trì thường xuyên theo qui định Bộ GTVT, đáp ứng yêu cầu đảm bảo tuổi thọ khai thác Các tuyến đường huyện, đường xã: việc bố trí vốn để thực quản lý, bảo trì chưa đáp ứng yêu cầu nên nhiều tuyến đường nhanh chóng xuống cấp; hệ thống cơng trình đường bị hư hỏng không khôi phục kịp thời nên phát huy hiệu Hệ thống cọc tiêu, biển báo, cột km bị mất, gãy, mờ khơng có kinh phí bổ xung, thay nên có tác dụng c) Quản lý cải tạo điểm đen Những năm qua công tác cải tạo vị trí điểm đen có tính chất điểm đen cấp, ngành quan tâm Đến điểm đen tuyến Quốc lộ, đường tỉnh giải xong; Trên tuyến đường đô thị, đường huyện Sở Giao thông vận tải phối hợp với ngành, địa phương kiểm tra báo cáo UBND tỉnh bố trí kinh phí, hết năm 2011 giải xong d) Tuyên truyền pháp luật, phổ biến giáo dục ATGT (TTANTGT) Trong năm qua, công tác tuyên truyền, phổ biến, giáo dục pháp luật TTATGT UBND tỉnh, ngành, cấp quan tâm, có mục tiêu thống nhất, đa dạng, phong phú, bước phát huy hiệu quả, tạo đồng thuận tầng lớp nhân dân, nhiên hạn chế, tồn tại: Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 54 Công tác tuyên truyền chưa thường xuyên, liên tục; Kỹ chất lượng nghiệp vụ tổ chức hoạt động tuyên truyền thực tuyên truyền hạn chế, đặc biệt cấp sở Công tác tuyên truyền tập trung trách nhiệm quan, đơn vị phân công việc thực công tác đảm bảo TTATGT, số ngành, địa phương cấp chưa thực vào Công tác tuyên truyền chưa đến với người dân, niên, người dân vùng nông thôn, vùng sâu, vùng xa e) Công tác cưỡng chế thi hành luật Bên cạnh công tác tuyên truyền, phổ biến giáo dục pháp luật, cam kết thực qui định pháp luật giao thông quan, tổ chức công dân; lực lượng chức đẩy mạnh công tác cưỡng chế thi hành luật đối tượng khơng có ý thức tự giác chấp hành Công tác cưỡng chế thi hành luật lực lượng chức góp phần tăng cường kỷ cương pháp luật hoạt động giao thông, nâng cao hiểu biết ý thức chấp hành luật lệ giao thơng nhân dân; góp phần đắc lực kiềm chế TNGT, hạn chế ùn tắc giao thông điều kiện phương tiện giao thông tăng nhanh Hai lực lượng cưỡng chế giao thơng Cảnh sát giao thơng (CSGT) Thanh tra giao thơng Ngồi cịn có lực lượng hỗ trợ khác lực lượng cảnh sát khác công an xã phối hợp với CSGT tham gia tuần tra, kiểm soát trật tự, ATGT đường trường hợp cần thiết Các lực lượng chức trì thường xuyên hoạt động tuần tra, kiểm soát, mở chiến dịch cao điểm gắn với chủ đề trọng tâm, trọng điểm: Tổng kiểm tra, xử lý vi phạm phương tiện vận tải khách, kiểm tra xử lý xe chở khổ, tải, lái xe uống rượu bia, người xe mô tô, xe gắn máy không đội mũ bảo hiểm; giải toả hành lang giao thông, hành vi lấn chiếm vỉa hè, lịng đường gây ATGT… Chỉ tính riêng năm 2010, Công an tỉnh kiểm tra phát 62.470 trường hợp vi phạm: Tạm giữ 170 xe ô tô, 9.200 xe mô tô, xe tự chế 53.100 giấy tờ; Xử phạt hành 59.304 trường hợp, thu nộp Kho bạc nhà nước gần 15 tỉ đồng, tước Giấy phép lái xe (GPLX) có thời hạn 1.836 trường hợp Hiện lực cưỡng chế củng cố tăng cường, nhiên chưa đáp ứng gia tăng lưu lượng giao thông vi phạm giao thông Sự thiếu hụt nhân lực, phương tiện, trang thiết bị cưỡng chế (ô tô, máy xúc, máy ủi, cần cẩu, xe cứu hộ giao thông, máy đo tốc độ, máy đo nồng độ cồn khí thở, camera, cân tải trọng xe…) làm ảnh hưởng không nhỏ đến hiệu công tác cưỡng chế f) kinh phí cho cơng tác đảm bảo trật tự ATGT Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 55 Kinh phí cấp cho công tác đảm bảo TTATGT gồm nội dung chí nh: - Xóa điểm đen, cải thiện cơng tác quản lý giao thông; - Cưỡng chế thi hành luật; - Tuyên truyền, giáo dục; - Cấp cứu tai nạn 3.2.2 Tình hình tai nạn giao thơng c) Diễn biến tình hình tai nạn giao thông từ năm 2006-2010 Năm Số vụ So sánh với kỳ +/- Người bị thương Người chết Vụ TNGT Số ngườ i chết % So sánh với kỳ +/- Số người bị thương % So sánh với kỳ +/- % 2006 231 - 29 - 11,1 181 +25 +16,0 189 -64 -25,3 2007 205 - 26 - 11,2 189 +08 +4,4 113 -76 -40,2 2008 199 - 06 -2,9 197 +08 +4,2 137 +24 +21,2 2009 204 +05 +2,5 217 +20 +10,2 139 +02 +1,4 2010 209 +05 +2,45 238 +21 +9,7 96 - 43 -30,9 Bảng Số liệu tai nạn giao thông đị a bàn tỉ nh từ năm 2006 đến 2010 – Ngồn số liệu: Ban an tồn giao thơng tỉ nh Thái Nguyên Số vụ TNGT, số người chết liên tục tăng theo năm: Năm 2010 số người chết tăng gấp 1,3 lần so với năm 2006 (238/181 người); Năm 2006 trung bình ngày có người chết đến năm 2010 trung bình 1,5 ngày có người chết TNGT chủ yếu đường chiếm phần lớn với 1.010 người chết (98,8%), TNGT đường sắt 12 người chết (1,2%), giao thông đường thủy nội địa năm không xảy TNGT chết người Số người chết TNGT tăng bình quân 16,4 người/năm, tỷ lệ tăng bình quân 8,9 % Đối tượng gây TNGT tập trung độ tuổi niên từ 18 đến 30 tuổi chiếm tỷ lệ khoảng 60%; Là nông dân nông thôn chiếm 70% Phương tiện gây TNGT nhiều mô tô hai bánh chiếm tỷ lệ 78% số vụ Phần lớn vụ TNGT nghiêm trọng xảy tuyến quốc lộ chiếm tỷ lệ 50%, riêng tuyến quốc lộ chiếm tỷ lệ 40% d) Ngun nhân tai nạn giao thơng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 56 Tình hình kinh tế - xã hội phát triển mạnh, hoạt động giao thông vận tải gia tăng, mật độ người phương tiện tham gia giao thông cao, tăng nhanh số lượng xe mô tô, xe gắn máy dẫn tới số vụ va chạm tăng Ý thức tự giác chấp hành quy định pháp luật TTATGT người tham gia giao thông chưa cao Vi phạm Luật Giao thơng ngun nhân dẫn tới TNGT Phần lớn vụ TNGT xảy ý thức tự giác chấp hành Luật Giao thông người đường (chiếm 70,8%), lỗi phổ biến như: + Đi không phần đường, đường tỷ lệ 32,4% + Không ý quan sát tỷ lệ 13,6 % + Tránh, vượt sai quy định tỷ lệ 18,6 % + Điều khiển xe chạy tốc độ cho phép tỷ lệ 6,2% Hạ tầng giao thông chưa đáp ứng nhu cầu tăng nhanh phương tiện đa dạng, phức tạp đối tượng tham gia giao thông, hành lang ATGT bị lấn chiếm, che khuất tầm nhìn chưa xử lý kịp thời Chưa tạo thói quen nhân dân lại phương tiện giao thông công cộng xe buýt, xe taxi, xe khách tuyến cố định Chủ yếu người dân lại phương tiện cá nhân (xe mô tô, xe gắn máy) điều kiện giao thông hỗn hợp mật độ xe tham gia giao thông cao dễ va chạm gây tai nạn 3.3 Bài tốn ứng dụng mơ tình va chạm giao thơng 3.3.1 Bài tốn Bài tốn mơ tình hống giao thơng đường có đối tượng tham gia giao thông qua ngã tư coi điểm đen giao thông theo Luật đường Bộ Việt Nam địa bàn tỉnh Thái Nguyên, ứng dụng mô ta cần sử dụng mơ hình - Mơ hình hạ tầng giao thơng đường - Mơ hình phương tiện tham gia giao thơng tốn: + Mơ hình xe cảnh sát; + Mơ hình xe tải; + Mơ hình xe 04 chỗ ngồi Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Ngun http://www.lrc-tnu.edu.vn 57 3.3.2 Xây dựng mơ hình mô Giai đoạn chuẩn bị (Offline): xây dựng tạo đối tượng, gồm: Nhà cửa, đô thị, đường giao thơng; cơng trình hành lang giao thơng; dẫn giao thông; phương tiện tham gia giao thông: xe chỗ, xe tải, xe gắn máy Load đối tượng vào hệ thống Giai đoạn mô (Online): Tính tốn vector trạng thái (Euler, RK4) Khơng có va chạm Render Do tìm va chạm Có va chạm - Xử lý va chạm Xây dựng trạng thái Hình 3.1 Sơ đồ xây dựng hệ thống mơ Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 58 Hệ thống mô thử nghiệm tình tham gia giao thơng sử dụng ngơn ngữ lập trình Visual C.Net, thư viện đồ hoạ OpenSG Trong hệ thống có sử dụng thư viện mã nguồn mở cài [9] đặt thuật toán phát va chạm sử dụng hộp bao OBB Các mơ hình ô tô lấy từ [12] Sơ đồ khối hệ thống mơ tình giao thơng hình 3.1 Trong sơ đồ này, khối khối “Tính tốn vector trạng thái mới” cài đặt phương pháp tính tích phân gần hai phương pháp Euler Runge Kutte Ta sử dụng hai hàm cài đặt khối để tính tốn vector trạng thái từ tập vector trạng thái Khối thứ hai khối “Dị tìm va chạm” cài đặt phương pháp phát va chạm hộp bao OBB (Object Boungding Boxes) Nếu khơng có va chạm khối trả giá trị FALSE, ngược lại khối trả giá trị TRUE đồng thời cung cấp số thông tin vụ va chạm sau: - Hai đối tượng va chạm nhau: body0, body1 - Điểm tiếp xúc va chạm (contactPoint): điểm mà hai đối tượng va chạm - Vector pháp tuyến normal có gốc điểm tiếp xúc, hướng từ body0 sang body1 vng góc với mặt va chạm body0 - Khoảng cách mà hai đối tượng thâm nhập vào nhau: penatrate > Tồn cảnh thơng tin vụ va chạm biễu diễn mục 3.3 Kết thực nghiệm 3.3.3 Kết thực nghiệm Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Ngun http://www.lrc-tnu.edu.vn 59 Hình 3.2 Mơ tình phương tiên tham gia giao thơng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 60 Hình 3.3 Mơ tình di chuyển phương tiện tham gia giao thơng Ở hình mơ tình tham gia giao thơng phương tiên tham gia giao thông xe ô tô sau: xe cảnh sát theo hướng ưu tiên thẳng, xe bốn chỗ, xe tải từ đường ngược chiều qua giao cắt với đường ưu tiên Xe tải rẽ phải vào đường ưu tiên; xem bốn chỗ thẳng qua giao cắt với đường ưu tiên Tình sảy va chạm xe tải xe bốn chỗ mô sau: Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Ngun http://www.lrc-tnu.edu.vn 61 Hình 3.4 Mơ va chạm giao thông xe bốn chỗ xe tải tham gia giao thơng qua ngã tư có giao cắt đường không ưu tiên với đường ưu tiên 3.4 Một số kiến nghị, đề xuất giải pháp kìm chế tai nạn giao thông địa bàn tỉnh Thái Nguyên giai đoạn 2011-2015 Một là: Tăng cường lãnh đạo cấp ủy đảng, nâng cao trách nhiệm vủa quyền cấp cơng tác đảm bảo TTATGT hoạt động Ban ATGT cấp, cấp ủy Đảng cần xác định nhiệm vụ đảm báo TTATGT nhiệm vụ quan trọng chương trình, kế hoạch công tác hàng năm; Cấp ủy Đảng, người đứng đầu thường xuyên nắm tình hình, định hướng kiểm tra việc thực TTATGT, phân công cấp ủy viên đảng viên phụ trách theo dõi công tác ATGT địa phương, đơn vị Hai là: Tăng cường công tác tuyên truyền, giáo dục ATGT Qua tâm đến việc giáo dục cho hệ trẻ cịn nhà trường, cơng tác tun truyền, phổ biến giáo dục pháp luật TTATGT cộng đồng phải quan tâm thường xuyên đến đối tượng niên, người dân vùng sâu, vùng xa Cần phải quan tâm xây dựng mơi trường văn hóa giao thông (VHGT) MTTQ tỉnh, Sở VHTT&DL đưa nội dung tiêu chí xây dựng VHGT vào tiêu chí xây dựng làng bản, quan văn hóa, khu dân cư tiên tiến Đưa nội dung VHGT vào hương ước, quy ước xóm bản, dịng họ gia đình Ký cam kết quyền địa phương với dịng họ, gia đình Cải tiến phương pháp tun truyền, giao dục như: sử dụng CNTT để mô tình giao thơng…như kết tìm hiểu thực nghiệm luận văn ví dụ Ba là: Tăng cƣờng kiểm tra xử lý vi phạm Bốn là: Xây dựng quản lý, khai thác kết cấu hạ tầng giao thơng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 62 KCHT giao thông ba yếu tố ATGT quan trọng ba yếu tố trực tiếp gây TNGT (con người, phương tiện môi trường đường bộ) - Quan tâm đến công tác quy hoạch giao thông, hệ thống quốc lộ đường tỉnh phải đưa vào cấp kỹ thuật Từng bước xây dựng hệ thống hầm chui, cầu vượt giao cắt đường cao tốc, quốc lộ đường địa phương, đảm bảo ATGT Phát triển hợp lý hệ thống kết cấu hạ tầng giao thông đô thị vận tải công cộng; đảm bảo quỹ đất dành cho giao thông đô thị từ 16% - 26% Quy hoạch xây dựng hệ thống đường giao thông nông thôn gắn kết với mạng lưới giao thông quốc gia - Đẩy nhanh tiến độ đầu tư xây dựng hệ thống bến xe, bãi đỗ xe tĩnh địa bàn tỉnh, giảm ùn tắc bến xe trung tâm - Chú trọng công tác thẩm định ATGT, Tăng cường công tác cải tạo điểm đen điểm nguy hiểm thường xuyên xảy TNGT Tăng cường quản lý giả tỏa HLATGT - Đầu tư xây dựng cơng trình ATGT, ưu tiên xây dựng đường tránh đô thị, phòng tránh TNGT điểm giao cắt đường đường sắt; Phân luồng cho phương tiện có tải trọng lớn, phân cho xe mơtơ, xe gắn máy giao cắt đô thị; Xây dựng giải pháp phòng tránh tai nạn cho người tham gia giao thông dễ bị tổn thương - Tăng cường công tác quản lý ATGT, theo dõi đánh giá trì giải pháp bảo đảm ATGT - Tập trung phát triển nguồn nhân lực tài cho cơng tác ATGT Nghiên cứu, phát triển đào tạo nhân lực để triển khai cách bền vững biện pháp đảm bảo ATGT Năm là: Kiện tồn tổ chức thực cơng tác ATGT; tăng cƣờng quản lý phƣơng tiện ngƣời điều khiển phƣơng tiện giao thông, công tác cứu hộ, cứu nạn cấp cứu y tế TNGT Tăng cường ứng dụng CNTT để xây dựng giải pháp ngăn chặn kiềm chế TNGT, đạo việc khắc phục hậu TNGT gây ra, xác định nguyên nhân tai nạn./ 3.5 Đề xuất mơ hình kiến trúc tổng thể a) Mơ hình kiến trúc tổng thể Hệ thống quản lý mơ điểm đen giao thơng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 63 b) Mơ hình kiến trúc phần mềm quản lý mơ điểm đen giao thơng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 64 KẾT LUẬN Luận văn tìm hiểu trình bày số vấn đề mô phỏng, mô máy tính ứng dụng mơ giải toán ứng dụng giao thơng như: Quy hoạch giao thơng; An tồn giao thơng; cơng tác tun truyền an tồn giao thơng Qua tìm hiểu nghiên cứu thực trạng cở sở, kết cấu hạ tầng giao thơng, tình hình tai nạn giao thông tỉnh Thái Nguyên từ năm 2006 đến 2010 tìm hiểu lý thuyết tính tốn xử lý va chạm vật (đối tượng) thực tế mơ máy tính với khơng gian R3 (3D) Để từ xây dựng cài đặt mơ tình va chạm tơ điểm đen (vị trí giao thơng nguy hiểm) đề xuất số giải pháp nhằm đảm bảo an toàn giao thông địa bàn tỉnh Thái Nguyên giai đoạn với kết cụ thể sau: Tìm hiểu mơ phỏng, mơ máy tính Tìm hiểu lý thuyết số kỹ thuật mô phát hiện, xử lý va chạm: Kỹ thuật phát va chạm sử dụng: Hộp bao AABB, OBB, Ellipsoid; Sử dụng đường cong B-Spline để xử lý hiệu ứng méo mó sau va chạm vật Ứng dụng kỹ thuật để mô va chạm phương tiên Ơ tơ điểm đen giao thơng; Tìm hiểu trạng sở hạ tầng an tồn giao thơng địa bàn tỉnh Thái Nguyên giai đoạn 2006 đến năm 2010 đề xuất số giải pháp nhằm đảm bảo an toàn giao thông địa bàn tỉnh Thái Nguyên Một số vấn đề luận văn chưa nghiên cứu kỹ thuật phát hiện, xử lý va chạm vật di chuyển địa hình khác lý thuyết động lực học để xử lý trước sau va chạm…Hướng phát triển luận văn phát triển kỹ thuật phát hiện, xử lý va chạm để phục vụ xây dựng tốn như: Trong an tồn, quy hoạch giao thơng; dựng lại trường tai nạn giao thông phục vụ công tác điều tra xử lý vụ tai nạn giao thông… Trong tuyên truyền, giảng dạy giao thơng; Phục vụ lĩnh vực giải trí Game, Phim hoạt hình, kỹ xảo phim trường… Trong thời gian làm luận văn tốt nghiệp, thân cố gắng thời gian, cơng sức để tìm hiểu nghiên cứu đề tài, đồng thời nhận bảo, định hướng tận tình thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Đỗ Năng Toàn, anh, chị trước hạn chế mặt thời gian kiến thức thân cịn hạn chế nên kết tìm hiểu, nghiên cứu cài đặt ứng dụng luận văn chưa đạt kết mong muốn đòi hỏi thực tiễn Trân trọng! Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 65 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 66 TÀI LIỆU THAM THẢO Tiếng Việt [1] Lê Tấn Hùng, Huỳnh Quyết Thắng (2004), Đồ hoạ máy tính, tr40-50, Nhà [2] [3] [4] [5] [6] xuất KHKT 2004 Đỗ Năng Tồn, Phạm Việt Bình (2007), Giáo trình xử lý ảnh Lê Huy Vần (2005), Nghiên cứu phát va chạm ứng dụng, tr 41-50, Khố luận tốt nghiệp, ĐH Cơng nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội Vũ Quang Hưng (2009), Nghiên cứu số vấn đề động lực vật rắn xử lý va chạm, Luận văn thạc sỹ, Khoa Công nghệ thông tin – Đại học Thái Nguyên Nguyễn Thanh Hải (2011), B-Spline ứng dụng đồ họa máy tỉnh, Luận văn thạc sỹ, Đại học Công nghệ thông tin Truyền thơng Đề án quy hoạch an tồn giao thông địa bàn tỉnh Thái Nguyên đến năm 2020; Luật giao thông đường Việt Nam Tiếng Anh: [7] David Eberly - Geometric Tools, Inc Copyright c 1998-2005 All Rights [8] Flipcode Image Of The Day (IOTD) on 06 September 2006 [9] Marco Monster, November, 2003 [10] Stefan Gottschalk, Ming Lin, and Dinesh Manocha, OBBTree: A Hierarchical Structure for Rapid Interference Detection, In Proceedings of ACM Siggraph, pp 171–180, 2005 [11] Tomas Moller, A Fast Triangle–Triangle Intersection Test, Journal of Graphics Tools, vol 2, no 2, pp 25–30, 2004 [12] W.H Press, B.P Flannery, S.A Teukolsky, and W.T Vetterling, Numerical Recipes in C: The Art of Scientific Computing, Cambridge University Press, Cambridge, England, 2004 [13] Martin John Baker (2006), “Physics - Collision in dimensions”, http://www.euclideanspace.com/physics/dynamics/collision/oned/index.htm [14] Marco Monster (1993), “Car Physics for Games”, http://home.planet.nl/~monstrous [15] [18] Yongchoel Choi and Seungyong Lee (2000), “Injectivity Conditions of 2D and 3D Uniform Cubic B-Spline Functions”, Department of Computer Science and Engineering, Pohang University of Science and Technology (POSTECH), Pohang, 790-784, Korea [16] Các kết nghiên cứu liên quan trực tiếp đề tài địa website Internet: http://nlp.cs.lth.se/carsim/; [17] Devid Eberly (1999), “Dynamic Collision Detection using Oriented Bounding Boxes”, http://www.geometrictools.com Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn