Báo cáo khoa học: "XÂY DỰNG MÔ HÌNH VẬN CHUYỂN THÔNG MINH NHẰM CẢI THIỆN GIAO THÔNG TẠI HÀ NỘI TRƯƠNG TIẾN LONG" pdf

XÂY DỰNG MÔ HÌNH VẬN CHUYỂN THÔNG MINH NHẰM CẢI THIỆN GIAO THÔNG TẠI HÀ NỘI TRƯƠNG TIẾN LONG Bộ môn Xây dựng cơ sở hạ tầng Viện KH và CN xây dựng giao thông Trường Đại học Giao thông Vận tải Tóm tắt: Các tiến bộ trong công nghệ thông tin và viễn thông mang đến khả năng tối ưu hóa hoạt động của mạng lưới đường hiện có theo cách không thể thực hiện được trước đây mười năm. Bài báo đề xuất một mô hình vận chuyển thông minh ứng dụng internet, điện thoại di động và công nghệ máy tính để kết hợp các hành trình giống nhau nhằm giảm lưu lượng giao thông nhưng vẫn bảo đảm sự tiện lợi. Mô hình này phân nhóm và tối ưu hoá các hành trình trên mạng lưới đường hiện có. Khác với các hệ thống vận chuyển khối lượng lớn thông thường, các phương tiện vận chuyển thông minh không chạy trên các tuyến đường được định sẵn. Thay vào đó, một máy tính trung tâm nhận thông tin về các yêu cầu di chuyển của hành khách, tìm ra cách tốt nhất để phân nhóm hành khách, và gửi các phương tiện vận chuyển đến để phục vụ hành khách. Summary: Advances in information and communications technology offer the possibility of optimizing the performance of existing road networks in such ways that were impossible 10 years ago. This paper proposes a smart mass transit system that uses cell phones, the Internet, and computer technologies to combine similar trips to reduce traffic, but preserve convenience. This system groups and optimizes the existing trips that take place on the road network. On the contrary to traditional mass transit, these smart vehicles do not run on determined routes. Instead, a central computer collects information about requested trips, figures out how best to group passengers, and dynamically dispatches vehicles to serve the required trips. CT 2 I. GIỚI THIỆU CHUNG Hà nội và các thành phố lớn ở Việt Nam đang phải đối mặt với vấn đề tắc nghẽn giao thông do sự gia tăng liên tục của số lượng xe hơi và xe máy. Giao thông ở Hà Nội rất đặc biệt vì tỷ lệ xe máy chiếm tới 75% trong khi tỷ lệ xe hơi chiếm khoảng 5%. Hệ thống giao thông công cộng đã phát triển nhanh chóng trong những năm gần đây, hiện đáp ứng được khoảng 15% tỷ lệ hành khách. Như vậy, phương tiện đi lại cá nhân, là phương tiện tồi nhất khi xét về hiệu quả sử dụng không gian, đang chiếm thế áp đảo trên đường phố Hà Nội. Câu trả lời thường gặp cho các vấn đề tắc nghẽn giao thông là mở thêm các làn đường trong nội đô. Tuy nhiên, đây không phải lúc nào cũng là biện pháp hiệu quả để tăng cường năng lực giao thông vì việc mở rộng thêm làn đường cho ô tô cần chi phí rất đắt nhưng không cải thiện được tình hình tắc nghẽn giao thông mà có khi còn có tác dụng ngược lại. Kinh nghiệm ở Mỹ cho thấy, khi mở thêm làn đường trong nội đô tức là tạo ra nhiều khoảng trống cho xe chạy với hy vọng giải tỏa ách tắc giao thông. Thực tế lúc đầu tình hình có được cải thiện. Tuy nhiên, khoảng trống đó được nhanh chóng lấp đầy bằng phương tiện đi lại của người dân và như vậy tắc nghẽn giao thông lại trở về như cũ và thế là không cải thiện được tình hình. Bài báo này đề xuất một mô hình vận chuyển hành khách thông minh ứng dụng các tiến bộ trong công nghệ thông tin và viễn thông để giải bài toán tắc nghẽn giao thông ở Hà nội. Sự thông dụng của điện thoại di dộng tích hợp web đã đặt một thiết bị nhập dữ liệu di dộng vào tay của đại đa số các cư dân ở thành thị. Bằng cách áp dụng điện thoại di động, internet và công nghệ thông tin, Hà Nội giờ đây có cơ hội để xây dựng một hệ thống có thể tăng đáng kể tốc độ hành trình, vận chuyển nhiều hành khách trong khi dần dần giảm số lượng phương tiện trên đường dẫn tới giảm tiêu hao nhiên liệu, khí thải, tắc nghẽn, và những tác động môi trường nguy hại. Mô hình vận chuyển thông minh này sẽ cho phép giảm thời gian hành trình, chi phí vận chuyển và có thể cạnh tranh với các phương tiện giao thông cá nhân trong khi vẫn tận dụng được mạng lưới đường hiện có và không yêu cầu vốn đầu tư lớn. Hình 1. Không gian cần thiết cho mỗi hành khách ứng với các phương tiện vận chuyển Đi bộ Tàu Xe máy Xe buýt Xe con TCT2 Hình 2. Không gian cần để vận chuyển cùng một số lượng hành khách: xe hơi, xe đạp, và xe buýt II. HOẠT ĐỘNG CỦA MÔ HÌNH VẬN CHUYỂN THÔNG MINH Mô hình vận chuyển thông minh ứng dụng công nghệ thông tin để phân nhóm và tối ưu hóa các hành trình sẵn có trên mạng lưới đường. Mô hình này bao gồm nhiều thành phần. Thành phần vận chuyển là một số lượng lớn các xe có tính năng cơ động như: xe vận chuyển hành khách loại nhỏ và loại lớn. Khác với các hệ thống vận chuyển khối lượng lớn thông thường, các phương tiện vận chuyển thông minh này không chạy trên các tuyến đường được định sẵn. Thay vào đó, một máy tính trung tâm nhận thông tin về các yêu cầu di chuyển của hành khách, tìm ra cách tốt nhất để phân nhóm hành khách và gửi các phương tiện vận chuyển đến để phục vụ hành khách. Ở một thành phố đông đúc như Hà nội, rất nhiều người sử dụng các phương tiện cá nhân để thực hiện các chuyến đi khá giống nhau ở cùng một thời điểm. Mô hình vận chuyển mới sẽ cho phé ng tiện át p phân nhóm các chuyến đi giống nhau lại để giảm sự chồng chéo xảy ra với các phươ cá nhân đi trên cùng tuyến đường. Lấy một ví dụ cho một nhóm người muốn đi từ Giáp B CT 2 xe hơi để di chuyển, họ có th đến Cầu Giấy, Hà Nội. Nhóm 12 người này dự định sử dụng xe máy và ể cần 8 xe máy và 2 xe con để thực hiện chuyến đi. Thay vì 8 xe máy và 2 xe con, một chiếc xe 12 chỗ có thể chuyên chở toàn bộ nhóm người này và hợp nhất 10 phương tiện thành chỉ 1 phương tiện. Chiếc xe này có thể dừng đón khách nhanh tại 3 điểm ở Giáp Bát và hướng thẳng đến Cầu Giấy. Khi đến Cầu Giấy, xe có thể dừng trả khách tại điểm trung chuyển, rồi tiếp tục đưa một số hành khách về nhà riêng. Một ví dụ tóm tắt về cách làm việc của hệ thống từ góc nhìn của người sử dụng dịch vụ sẽ giúp ta hình dung bằng cách nào hệ thống vận chuyển này có thể hoạt động. Trước khi người dùng bắt đầu chuyến đi, họ sẽ nhập dữ liệu về vị trí hiện tại, đích đến và thời gian khởi hành mong muốn của họ vào hệ thống. Hệ thống vận chuyển thông minh này có thể truy cập qua website, điện thoại di động hoặc điện thoại bàn. Máy tính trung tâm của hệ thống sẽ thu nhận thông tin của chuyến đi này và hướng dẫn người dùng đến một điểm đón khách trong phạm vi gần xung quanh vị trí hiện tại của họ. Sau đó người dùng đi bộ đến điểm đón khách. Sau một vài phút, một chiếc xe chuyên chở khách sẽ dừng lại ở điểm đón và đón các hành khách lên xe. Sau đó, xe hướng thẳng đến khu vực đích đến và trả khách tại một số điểm. Chuyến đi này gần như trực tiếp như 12 chuyến đi riêng rẽ … gộp lại thành 2 Hình 3. Mô hình vận chuyển mới kết hợp các hành trình giống nhau nhằm giảm lưu lượng giao thông nhưng vẫn bảo đảm sự tiện lợi một chuyến đi bằng phương tiện cá nhân; không phải chuyển xe và thời gian đợi là rất ít. III. KẾT HỢP MÔ HÌNH VẬN CHUYỂN THÔNG MINH VỚI CÁC LÀN XE DÀNH RIÊNG ĐỂ NÂNG CAO NĂNG LỰC VẬN CHUYỂN Một phương tiện vận chuyển nhiều hành khách một lúc có hiệu quả sử dụng không gian cao hơn là phương tiện cá nhân, do đó bằng cách sử dụng các làn đường dành riêng, mạng lưới đường hiện nay có thể vận chuyển nhiều hành khách hơn trong khi không cần phải đầu tư cải tạo. Mô hình vận chuyển thông minh này cung cấp một lựa chọn đi lại tốt nhưng lại không có được ưu thế về thời gian hành trình so với phương tiện cá nhân. Tuy nhiên, nếu các xe vận chuyển được phép sử dụng các làn đường ưu tiên tại các điểm nóng như nút giao, cầu… thì thời gian hành trình của chúng có thể sẽ ngắn hơn hẳn so với phương tiện giao thông cá nhân bởi vì các xe này có thể chạy qua các điểm nóng trong khi phương tiện giao thông cá nhân tắc lại trong dòng xe. Với các phương tiện chất lượng cao, thời gian đi lại ngắn, tiết kiệm chi phí, nhiều người sẽ sẵn sàng chuyển từ sử dụng phương tiện giao thông cá nhân sang sử dụng hệ thống vận chuyển thông minh. Như là một hệ quả tất yếu, khi số người chuyển sang sử dụng hệ th ống vận ghẽn giao chuyển thông minh tăng lên thì đường phố càng thông thoáng hơn dẫn tới giảm tắc n thông, kéo theo đó là thời gian hành trình ngắn hơn. TCT2 Hình 4. Sơ đồ hoạt động của mô hì Ng nh vận chuyển thông minh H ới tất cả vấn đề cho các ph ắp xếp thì chỉ m y. n chuyển. S ng cần ư nhân n bởi hệ th a các tổ ch IV. CÁC VẤN ĐỀ VỀ HOẠT ĐỘNG CỦA MÔ HÌNH VẬN CHUYỂN THÔNG MIN Một hệ thống vận chuyển hành khách cho cả thành phố sẽ rất phức tạp. Việc xem xét t các yếu tố sẽ vượt quá phạm vi của bài báo này, do đó bài báo chỉ đề cập đến một số chính liên quan đến hoạt động của hệ thống. Một trong những vấn đề lớn nhất là bãi đỗ ương tiện vận chuyển. Tuy nhiên, không gian cho các phương tiện này là có thể s được. Khi một phương tiện vận chuyển thông minh này khả năng thay thế vài ô tô con, ột phần của bãi đỗ xe hiện nay dành riêng cho ô tô con cũng có thể giải quyết vấn đề nà Các vấn đề khác cũng cần được xem xét như là việc đầu tư và quản lý đoàn xe vậ ự quản lý tập trung là ko bắt buộc đối với đoàn xe vận chuyển. Phần duy nhất của hệ thố được quản lý tập trung là hệ thống máy tính. Điều này cho phép sự tham gia của nhân tố t trong đầu tư và quản lý đoàn xe vận chuyển. Theo đó, sự điều động xe sẽ được thực hiệ ống máy tính trung tâm, nhưng trên thực tế, các xe đó có thể vẫn thuộc sự quản lý củ ức khác nhau. V. KẾT LUẬN Bài báo đề xuất một mô hình vận chuyển thông minh, mô hình này có khả năng thỏa mãn hầu hết nhu cầu đi lại ở Hà Nội. Việc áp dụng mô hình này vào thực tế như là một phần của toàn bộ hệ thống giao thông bên cạnh hệ thống giao thông công cộng là khả thi, và tiềm năng để cải thiện giao thông tại Hà nội là rất lớn. Việc quy hoạch và triển khai mô hình này cũng như ứng dụng của nó trong các lĩnh vực khác như vận chuyển thư từ, tài liệu trong ngành bưu điện … cần được tiến hành nghiên cứu thêm trong tương lai. Tài liệu tham khảo [1] Lloyd Wright, Mass Transit Options, July 2005. [2] Lloyd Wright, Bus Rapid Transit, January 2004. [3] Richard Meakin, Bus Regulation and Planning, December 2004. [4] Dự án IMV, Điều tra giao thông Hà nội, 3/2004 ♦ ười dùng nhập vị trí hiện tại và đích đến vào hệ thống Xe đến đón HK tại các điểm đón Nhóm HK di chuyển đến địa điểm gần nhau dõi thông qua GPS TRUNG TÂM ĐIỀU PHỐI Các xe sẽ được theo . XÂY DỰNG MÔ HÌNH VẬN CHUYỂN THÔNG MINH NHẰM CẢI THIỆN GIAO THÔNG TẠI HÀ NỘI TRƯƠNG TIẾN LONG Bộ môn Xây dựng cơ sở hạ tầng Viện KH và CN xây dựng giao thông Trường Đại học Giao thông Vận. CỦA MÔ HÌNH VẬN CHUYỂN THÔNG MINH Mô hình vận chuyển thông minh ứng dụng công nghệ thông tin để phân nhóm và tối ưu hóa các hành trình sẵn có trên mạng lưới đường. Mô hình này bao gồm nhiều thành. tắc nghẽn giao thông lại trở về như cũ và thế là không cải thiện được tình hình. Bài báo này đề xuất một mô hình vận chuyển hành khách thông minh ứng dụng các tiến bộ trong công nghệ thông tin