(Luận văn thạc sĩ) thay đổi tín hiệu đèn giao thông đô thị dựa trên mức độ ưu tiên của các hướng qua giao lộ

NGUYỄ NT ẤNĐ ẠT 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 HỆ THỐ NGTHƠNG TIN THAY ĐỔI TÍN HIỆU ĐÈN GIAO THƠNG ĐÔ 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 THÔNG 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 thông 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 q 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 STT Chữ viết tắt D Ý nghĩa Tập hợp hướng vào ngã tư 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 Tập hợp hướng di chuyển Tập hợp hướng cấm di chuyển Thời gian đèn xanh hướng i Thời gian đèn đỏ hướng i 10 Tập hợp hướng 11 Tập hợp hướng cấm iv DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 3.1: Hướng không gây xung đột (ngã tư mơ hình), 18 Bảng 4.1 Hướng không gây xung đột (ngã tư thực nghiệm), 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 mơ 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 .9 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 Mơ tả tốn 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 tốn .17 3.3 Giải toán 17 3.4 Đánh giá, Nhận xét 21 3.5 Kết luận .22 CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG THỰC NGHIỆM THAY ĐỔI TÍN HIỆU ĐÈN GIAO THƠNG 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 mô 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 ngồi nước vấn đề điều khiển giao thông 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 Trong thành phố lớn giới vấn đề điều khiển hệ thống giao thông toán lớn quản lý vận hành hệ thống giao thông thành phố Hệ thống giao thơng đại hệ thống mà tích hợp thành tựu công nghệ truyền thông, công 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 mơi trường, làm tăng khả lưu thơng dịng phương tiện giao thơng, tăng tính an tồn lưu thông 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 thơng số dịng phương tiện giao thơng dùng phương pháp khác như: vịng 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 khơng phụ thuộc điều kiện mơi 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, …)