tóm tắt Xây dựng mô hình hệ thống xe buýt trường học trên cơ sở bài toán phân luồng giao thông

Header Page of 126 Công trình ñược hoàn thành BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Võ Trung Hùng LÊ HỒNG DŨNG Phản biện 1: PGS TS Tăng Tấn Chiến XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG XE BUÝT TRƯỜNG HỌC TRÊN CƠ SỞ BÀI TOÁN PHÂN LUỒNG GIAO THÔNG Phản biện 2: PGS TS Lê Mạnh Thạnh Luận văn ñược bảo vệ Hội ñồng chấm Luận văn tốt nghiệp Chuyên ngành: KHOA HỌC MÁY TÍNH thạc sĩ kỹ thuật họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 16 tháng Mã số năm 2012 : 60.48.01 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Có thể tìm hiểu luận văn tại: Đà Nẵng - Năm 2012 Footer Page of 126 • Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng • Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng MỞ ĐẦU ñón em học sinh trung học sở (THCS) bậc phụ huynh Header Page of 126 Lý chọn ñề tài Trên giới nhà quy hoạch ñô thị ñang nỗ lực phát triển hệ thống giao thông công cộng (GTCC) ñể cạnh tranh với phương tiện giao thông cá nhân Ở quốc gia ñang phát triển, phương tiện giao thông cá nhân tiếp tục gia tăng thị phần tạo thêm sức ép cạnh tranh lên GTCC Tại Mỹ, GTCC chiếm 1,8% thị trường vận cần ñược giảm thiểu Đứng phương diện bậc phụ huynh học sinh thấy thành phố nên có chủ trương xây dựng hệ thống GTCC dành riêng cho cấp học ñể ñảm bảo an toàn, an ninh cho học sinh, giảm thiểu ñược thời gian ñưa ñón em giảm thiểu phương tiện giao thông cá nhân, giảm lưu lượng xe tham gia giao thông cao ñiểm giảm lượng khí thải ñộc hại gây ô nhiễm môi trường chuyển năm 1995, so với năm 1977 2,4% năm 1983 2,2% Mặc cho hàng chục tỉ USD ñầu tư vào xây dựng hệ thống ñường sắt chi phí vận hành ñược trợ giá ñến 75%, hoạt ñộng kinh doanh GTCC không khởi sắc Sự suy giảm vai trò GTCC hồi chuông cảnh báo cho thành phố lớn phụ thuộc vào phương tiện giao thông cá nhân Nguyên nhân suy giảm bắt nguồn từ nhiều yếu tố: việc tăng thu nhập, giảm giá thành phương tiện chi phí ñậu ñỗ dẫn ñến tăng khả sở hữu phương tiện giao thông cá nhân giảm nhu cầu sử dụng GTCC Tuy nhiên, cần phải tìm ñược giải pháp cân phương tiện GTCC phương tiện giao thông cá nhân ñô thị Điển hình Singapore Copenhagen, hai thành phố ñã thay ñổi mô hình ñô thị ñể phù hợp với hình thức GTCC nguyên nhân khan ñất ñai, bảo tồn không gian mở bên cạnh việc khuyến khích phát triển ñô thị giao thông bền vững Ở nước ta xe buýt ñóng vai trò quan trọng việc di chuyển ngày người dân thành phố Đây phương tiện vận tải hành khách công cộng vừa kinh tế vừa thân thiện với môi trường, góp phần tích cực vào việc hạn chế nạn kẹt xe thành phố Cùng với phát triển nhanh nước ta, thời gian ñưa Footer Page of 126 Xuất phát từ lý ñó, ñã chọn thực ñề tài: “Xây dựng mô hình hệ thống xe buýt trường học sở toán phân luồng giao thông” Mục ñích nghiên cứu Xây dựng hệ thống tuyến xe buýt phục vụ cho việc ñi lại học sinh THCS ñịa bàn thành phố Đà Nẵng Ứng dụng toán phân luồng, tìm luồng cực ñại ñể mô hình hóa toán phân luồng giao thông lên ñồ thị Cài ñặt thuật toán cho toán phân luồng giao thông Đánh giá kết ñạt ñược ñề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu Để ñạt ñược mục ñích xác ñịnh ñối tượng phạm vi nghiên cứu sau Đối tượng nghiên cứu ñề tài gồm: loại hình giao thông công cộng xe buýt, sơ ñồ ñường ñi thành phố Đà Nẵng nhu cầu ñi lại cấp học THCS Phạm vi nghiên cứu ñược giới hạn thành phố Đà Nẵng Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết số thuật toán ñồ thị: ñồ thị liên thông, toán luồng cực ñại mạng, biểu diễn toán ñồ thị 3 Header Page of 126 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐỒ THỊ Khảo sát, phân tích liệu từ nhiều nguồn khác Từ kết phân tích tiến hành xây dựng giải pháp ứng dụng hệ Chương giới thiệu ñại cương lý thuyết ñồ thị, ñường ñi, thống xe buýt ñưa ñón học sinh THCS, cuối chạy thử nghiệm chu trình, ñồ thị liên thông, thuật toán tìm kiếm ñồ thị, tìm lưu trữ kết ñạt ñược kiếm theo chiều rộng theo chiều sâu, thuật toán tìm ñường ñi Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận văn ngắn nhất, thuật toán Ford - Fulkerson tìm luồng cực ñại mạng Ý nghĩa khoa học: Triển khai việc ứng dụng công nghệ thông làm sở tính toán, xây dựng tuyến xe buýt phục vụ ñưa, ñón tin việc giải ñược toán luồng cực ñại, lựa chọn em học sinh trung học sở ñịa bàn thành phố Đà Nẵng ñường ñi ngắn nhất, tốt nhất, từ ñó xây dựng lộ trình cho tuyến xe 1.1 ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI buýt trường học 1.1.1 Định nghĩa ñồ thị, ñường ñi, chu trình, ñồ thị liên thông Ý nghĩa thực tiễn: Tạo hệ thống GTCC riêng biệt cho em học sinh THCS bên cạnh hệ thống GTCC truyền thống, ñể giảm 1.1.1.1 Định nghĩa ñồ thị Đồ thị (graph) mô hình toán học ñược ứng dụng bớt thời gian ñưa ñón em bậc phụ huynh, giảm thiểu lưu nhiều lĩnh vực khoa học, kỹ thuật lượng phương tiện giao thông cá nhân ñường phố Giải 1.1.1.2 Đường ñi chu trình ñược vấn ñề xã hội: nạn kẹt xe, tiết kiệm nhiên liệu, an toàn tham gia giao thông giảm ñược lượng khí thải gây ô nhiễm môi trường Giả sử G = (V, E) ñồ thị Định nghĩa 1.6: Đường ñi ñồ thị dãy ñỉnh: cho, ñỉnh dãy (không kể Bố cục luận văn ñỉnh ñầu tiên) kề với ñỉnh trước cạnh ñó, nghĩa là: Nội dung luận văn ñược chia thành chương Trong ∀ i = 2, 3, , k-1, k : (xi-1, xi) ∈ E chương 1, trình bày kiến thức tổng quan bao gồm giới thiệu Ta nói ñường ñi ñi từ ñỉnh ñầu x1 ñến ñỉnh cuối xk Số sở lý thuyết ñồ thị, thuật toán ñồ thị Chương 2, phân tích cạnh ñường ñi ñược gọi ñộ dài ñường ñi ñó trạng GTCC ñịa bàn thành phố Đà Nẵng, vấn ñề 1.1.1.3 Đồ thị liên thông ñưa ñón học sinh THCS ñưa giải pháp luồng cực ñại ứng dụng Nếu hai ñiểm ñồ thị ñều thiết lập hệ thống xe buýt trường học Chương 3, xây dựng ứng dụng ñường ñi từ ñỉnh ñến ñỉnh kia, ñồ thị ñược coi liên thông; tuyến hệ thống xe xuýt trường học mà cụ thể trường không, ñồ thị ñược coi không liên thông Một ñồ thị ñược coi THCS ñịa bàn hai quận trung tâm thành phố Đà Nẵng là hoàn toàn không liên thông ñường ñi hai ñỉnh quận Hải Châu Thanh Khê ñồ thị Đây tên khác ñể miêu tả ñồ thị rỗng tập ñộc lập Footer Page of 126 5 Header Page of 126 1.1.2 Một số dạng ñồ thị ñặc biệt toán tìm thành phần liên thông ñồ thị, thuật toán tìm ñường ñi hai ñỉnh 1.1.2.1 Đồ thị ñầy ñủ Đồ thị ñầy ñủ n ñỉnh, ký hiệu Kn, ñơn ñồ thị vô hướng 1.2.1.1 Thuật toán tìm kiếm theo chiều sâu mà hai ñỉnh có cạnh nối 1.2.1.2 Thuật toán tìm kiếm theo chiều rộng 1.1.2.2 Đồ thị vòng 1.2.1.3 Bài toán tìm thành phần liên thông ñồ thị Cho ñồ thị G=(V.E) Hãy cho biết số thành phần liên Đồ thị vòng Cn, n≥3, gồm n ñỉnh v1, v2, cạnh (v1, v2), (v2, v3) (vn-1, vn), (vn, v1) thông ñồ thị thành phần liên thông gồm ñỉnh 1.1.2.3 Đồ thị bánh xe Như ta ñã biết, thủ tục DFS(u) BFS(u) cho phép viếng thăm Đồ thị Wn thu ñược từ Cn cách bổ sung vào ñỉnh nối với tất ñỉnh Cn tất ñỉnh có thành phần liên thông với u nên số thành phần liên thông ñồ thị số lần gọi thủ tục 1.2.1.4 Bài toán tìm ñường ñi hai ñỉnh ñồ thị 1.1.2.4 Đồ thị lập phương n Đồ thị lập phương n ñỉnh Qn ñồ thị với ñỉnh biểu diễn xâu nhị phân ñộ dài n Hai ñỉnh gọi kề hai xâu Cho ñồ thị G=(V,E) Với hai ñỉnh s t hai ñỉnh ñó ñồ thị Hãy tìm ñường ñi từ s ñến t nhị phân tương ứng khác bit cho thấy Qn với n=1,2,3 1.1.2.5 Đồ thị hai phía Đơn ñồ thị G=(V, E) ñược gọi hai phía tập ñỉnh V Do thủ tục DFS(s) BFS(s) thăm ñỉnh liên thông với u nên sau thực xong thủ tục có hai khả năng: - ñỉnh s tới ñỉnh t phân hoạch thành hai tập X Y cho cạnh ñồ thị nối ñỉnh ñó X với ñỉnh ñó Y Nếu Daxet[t] = True có nghĩa: Tồn ñường ñi từ - Khi ñó ta sử dụng ký hiệu G=(X∪Y, E) ñể ñồ thị hai phía với Ngược lại, ñường ñi nối s t Vấn ñề lại toán là: Nếu tồn ñường ñi nối ñỉnh s tập ñỉnh X∪Y ñỉnh t làm cách ñể viết ñược hành trình (gồm thứ tự 1.1.2.6 Đồ thị phẳng ñỉnh) từ s ñến t Đồ thị ñược gọi ñồ thị phẳng ta vẽ mặt phẳng cho cạnh không cắt ñỉnh Cách vẽ ñược gọi biểu diễn phẳng ñồ thị 1.2.2 Mạng, luồng mạng 1.2.2.1 Mạng luồng Mạng luồng ñồ thị có hướng, ñó cạnh có 1.2 CÁC THUẬT TOÁN CƠ BẢN TRÊN ĐỒ THỊ ñộ thông qua giá trị luồng Lượng luồng cạnh không 1.2.1 Thuật toán tìm kiếm ñồ thị ñược vượt ñộ thông qua cạnh ñó Lượng luồng ñi vào Giới thiệu số thuật toán tìm kiếm ñồ thị: thuật toán ñỉnh phải lượng luồng ñi khỏi nó, trừ ñó ñỉnh nguồn tìm kiếm theo chiều sâu, thuật toán tìm kiếm theo chiều rộng, thuật (có nhiều lượng luồng ñi hơn), hay ñỉnh ñích (có nhiều lượng Footer Page of 126 7 Header Page of 126 luồng ñi vào hơn) Mạng luồng dùng ñể mô hình hóa hệ thống ñường giao thông, dòng chảy chất lỏng ống, dòng ñiện 1.2.3.3 Thuật toán Floyd Thuật toán tìm ñộ dài ñường ñi ngắn cặp ñỉnh mạch, hay toán tương tự có di chuyển ñồ thị có hướng liên thông có trọng số (không bắt buộc ≥ 0) mạng nút 1.2.3.4 Thuật toán tìm luồng cực ñại (Ford-Fulkerson) 1.2.2.2 Bài toán luồng cực ñại mạng Tồn ñường ñi từ nguồn (nút bắt ñầu) ñến ñiểm xả (nút + Đầu vào Mạng G với nguồn a, ñích z, khả thông qua C = (cij), (i,j)∈G cuối), với ñiều kiện tất cung ñường ñi ñó khả Ký hiệu a = v0, , = z thông qua, ta gửi ñi luồng dọc theo ñường ñi ñó Sau + Đầu Luồng cực ñại F = (fij), (i,j)∈G ñó tìm ñường ñi khác, tiếp tục Một ñường + Các bước ñi khả thông qua ñường ñi có khả mở rộng Khởi tạo luồng xuất phát: fij := ∀(i,j) ∈G thêm hay ñường ñi mà luồng qua ñó khả tăng thêm gọi Đặt nhãn cho nguồn: Cho nguồn a mang nhãn a(, ∞) tắt ñường tăng Kiểm tra nhãn ñích: Nếu ñích z có nhãn, sang bước (6) Các thuật toán tìm ñường ñi ngắn 1.2.3 Ngược lại sang bước (4) Xác ñịnh ñỉnh ñánh dấu: Trong số ñỉnh mang nhãn chưa 1.2.3.1 Phát biểu toán Cho ñồ thị có trọng số G=(V,E) Ký hiệu w(i,j) trọng số ñược ñánh dấu chọn ñỉnh vi với số i nhỏ Nếu không tồn cạnh (i,j) Độ dài ñường ñi µ = v0→v1→v2→ →vn-1→vn tổng ñỉnh vậy, kết thúc, luồng F cực ñại Ngược lại gán v := vi trọng số ñánh dấu ñỉnh v n L(µ) = ∑w(vi−1, vi ) i=1 Cho hai ñỉnh a, z ñồ thị Bài toán ñặt tìm ñường ñi ngắn từ a ñến z 1.2.3.2 Thuật toán Dijkstra Thuật toán tìm ñường ñi ngắn từ ñỉnh a ñến ñỉnh z ñồ thị liên thông có trọng số Trọng số cạnh (i,j) w(i,j) > ñỉnh x mang nhãn L(x) Khi kết thúc thuật toán L(z) chiều dài ngắn từ a ñến z Footer Page of 126 Đặt nhãn ñỉnh chưa có nhãn, kề ñỉnh v: Giả sử (α, ∆) nhãn ñỉnh v Xét cung có dạng (v,w), (w,v) theo thứ tự (v,v0), (v0,v), (v,v1), (v1,v), , ñó w chưa ñược mang nhãn Với cung dạng (v,w), fvw < cvw, ñặt nhãn ñỉnh w (v, min{∆, cvw - fvw}), fvw = cvw, không ñặt nhãn ñỉnh w Với cung dạng (w,v), fwv > 0, ñặt nhãn ñỉnh w (v, min{∆, fwv}), fwv = 0, không ñặt nhãn ñỉnh w Sang bước (3) Hiệu chỉnh luồng: Giả sử (β,δ) nhãn ñích z Đặt: w0 := z, w1 := β 10 Header Page of 126 Nếu nhãn wi (β',∆'), ñặt wi+1 := β' Tiếp tục trình - xij = 1, bố trí tiểu ban i làm việc phòng j cho ñến wk = a Đến ñây ta nhận ñược ñường ñi P từ a ñến z - xij = 0, ngược lại Với i=1, 2, ,m ; j=1, 2, ,n, ñó dễ thấy mô hình toán học cho P = (a= wk, wk-1, , w1, w0= z) Ký hiệu δ nhãn thứ hai nhỏ ñỉnh P toán ñặt toán (1)-(2), ñó pi =1, i=1, 2, ,m Ta hiệu chỉnh luồng f P sau: 1.4 TỔNG KẾT CHƯƠNG Trong chương ñã trình bày lý thuyết ñồ thị: Chu trình, ñồ thị liên thông, thuật toán tìm kiếm ñồ thị, tìm kiếm theo chiều rộng theo chiều sâu, thuật toán tìm ñường ñi ngắn thuật toán Ford - Fulkerson tìm luồng cực ñại mạng Một số Sau ñó xoá tất nhãn ñỉnh P quay lại bước (2) ứng dụng thực tế thuật toán Ford – Fulkerson tổ chức Định lý Nếu giá trị thông qua cij số nguyên, sau mạng vận chuyển bưu chính, toán lập lịch cho hội nghị Dựa số bước hữu hạn trình giải kết thúc Hệ Nếu giá trị thông qua cij số hữu tỉ với (i,j) ∈ E, sau số bước hữu hạn trình giải kết thúc 1.3 MỘT SỐ ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT ĐỒ THỊ TRONG THỰC TẾ 1.3.1 Ứng dụng lý thuyết ñồ thị tổ chức mạng vận chuyển bưu 1.3.2 Bài toán ñám cưới vùng quê 1.3.3 Bài toán lập lịch cho hội nghị Một hội nghị có m tiểu ban, tiểu ban cần sinh hoạt ngày phòng họp phù hợp với Có n phòng họp dành cho việc sinh hoạt tiểu ban Biết: - aij = 1, phòng họp i thích hợp với tiểu ban j - aij = 0, ngược lại Với i = 1, 2, ,m, j = 1, 2, , n Hãy bố trí phòng họp cho tiểu ban cho hội nghị kết thúc sau ngày làm việc Đưa vào biến số: Footer Page of 126 cở sở lý thuyết thực tiễn ta xây dựng tuyến xe buýt nội ñô ñể phục vụ vận chuyển ñưa ñón học sinh cấp trung học sở Trong chương giới thiệu giải pháp ứng dụng luồng cực ñại qui hoạch hệ thống xe buýt trường học 11 12 Header Page of 126 2.1.2 Các tuyến xe buýt ñịa bàn thành phố Đà Nẵng CHƯƠNG 2: GIẢI PHÁP ỨNG DỤNG LUỒNG CỰC Theo số liệu sở giao thông vận tải thành phố Đà Nẵng, ĐẠI TRONG QUY HOẠCH HỆ THỐNG XE BUÝT TRƯỜNG HỌC ñịa bàn thành phố vùng phụ cận có tuyến xe buýt sau: Tuyến số 1: Đà Nẵng - Hội An ngược lại Trong chương phân tích trạng hệ thống xe buýt Tuyến số 2: Kim Liên – Chợ Hàn ngược lại ñịa bàn thành phố Đà Nẵng hệ thống xe buýt ñưa ñón học Tuyến số 3: Đà Nẵng – Đại Lộc sinh số trường phổ thông Thống kê phân tích Tuyến số 4: Đà Nẵng – Tam Kỳ số liệu mặt vị trí ñịa lý, ñường ñi tại, chi phí vận chuyển Tuyến số 5: Đà Nẵng - Mỹ Sơn thời gian vận chuyển Sau ñó ñề giải pháp mới, triển khai giải pháp mới, ñồ thị hóa vị trí ñịa lý chuyển hóa sơ ñồ dạng ký 2.1.3 Do số lượng học sinh ñủ lớn có nhu cầu ñi lại hệ thống hiệu, ứng dụng ký hiệu vừa chuyển hóa vào thuật toán Ford– Fulkerson tìm luồng cực ñại mạng 2.1 PHÂN TÍCH HIỆN TRẠNG 2.1.1 Xu hướng phát triển vận tải hành khách công cộng Đô thị hoá xu hướng tất yếu trình công nghiệp hoá ñại hoá ñất nước Đối với nước ñang phát triển trình ñô thị hoá diễn mạnh mẽ ñó có Việt Nam Xu hướng ñô thị hoá ngày gia tăng dẫn ñến sức ép lớn nhiều mặt ñó có giao thông vận tải ñô thị Hiện Việt Nam, giao thông vận tải ñã ñang yêu cầu bách, thách thức lớn ñối với ñô thị Hệ thống xe buýt công cộng có chưa ñược phổ biến, chủ yếu vận chuyển công cộng Để giảm bớt phương tiện cá nhân mật ñộ xe cộ tham gia giao thông, giảm ñược thời gian phải ñưa ñón em học sinh, giảm thiểu rủi ro Cần xây dựng thêm hệ thống xe buýt ñể phục vụ ñưa ñón em học sinh THCS Tại cần có hệ thống xe buýt riêng cho học sinh giao thông riêng Giảm mật ñộ giao thông phương tiện giao thông cá nhân cao ñiểm dẫn ñến giảm thiểu vấn ñề kẹt xe Độ tin cậy cao, an toàn, an ninh tốt tai nạn loại giao thông phương tiện giao thông cá nhân Xét mặt bảo vệ môi trường hệ thống xe buýt chạy lượng khí thiên nhiên nén (CNG) gây ô nhiễm môi trường lượng khí thải CO No Về mặt tiêu hao nhiên liệu kinh tế chi phí nhiên liệu cho xe sử dụng lượng CNG giá thành thấp 35 ñến 40% xe chạy xăng Về thời gian, phụ huynh tốn thời gian ñưa ñón mà em tự ñi học ñược 2.1.4 Số lượng học sinh trường THCS ñịa bàn thành phố Đà Nẵng Sau ñây số thống kê số lượng học sinh ñịa ñiểm trường THCS thành phố Đà Nẵng Các bảng số liệu Sở Giáo Dục Đào Tạo thành phố Đà Nẵng cung cấp dựa theo danh sách nhập học năm học 2011-2012 Footer Page of 126 13 14 Header Page of 126 2.1.4.1 Quận Hải Châu 2.1.4.2 Quận Thanh Khê Xác ñịnh ñiểm ñầu cuối Xác ñịnh lộ trình tuyến Xác ñịnh ñiểm ñỗ dọc ñường Kiểm tra phù hợp 2.1.4.3 Quận Cẩm Lệ 2.1.4.4 Quận Ngũ Hành Sơn 2.1.4.5 Quận Sơn Trà Hình 2.1 Quy trình xây dựng tuyến xe buýt 2.2.4 2.1.4.6 Huyện Hòa Vang 2.1.5 Đề xuất giải pháp xây dựng hệ thống xe buýt Xây dựng thêm hệ thống xe buýt dành riêng cho việc ñưa ñón em học sinh THCS mang lại ñộ tin cậy cao an toàn, an ninh Chở ñược nhiều học sinh, giảm diện tích chiếm mặt ñường phương tiện cá nhân tham gia giao thông, chi phí vận Điểm ñầu ñiểm cuối tuyến ñóng vai trò quan trọng cho hoạt ñộng tuyến Ngoài chức chung ñể học sinh lên xuống, bố trí ñỗ xe có chức ñảm bảo quay trở ñầu xe dễ dàng, ñiều phối xe kiểm tra hành trình chạy xe ñảm bảo không cản trở giao thông Thường ñược bố trí nơi có lưu lượng học sinh tập trung cao ñể dễ dàng cho việc di chuyển hành rẻ, tạo ñiều kiện cho việc sử dụng “nhiên liệu xanh” góp phần chống ô nhiễm môi trường Thông tin tuyên truyền ñể phụ huynh học Sau khảo sát vào yếu tố thấy lựa chọn ñiểm ñầu ñiểm cuối sau: sinh chấp nhận cho em sử dụng xe buýt giá vé phù hợp 2.2 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP 2.2.1 Danh sách trường sử dụng hệ thống xe buýt trường học 2.2.2 Sơ ñồ mặt ñịa lý Điểm ñầu: Bến xe Trung tâm – Điểm cuối: Nguyễn Tất Thành Điểm ñầu: Hà Huy Tập (nối dài) – Điểm cuối: Nguyễn Hữu Thọ Điểm ñầu: Nguyễn Tất Thành – Điểm cuối: Nguyễn Hữu Thọ Dựa ñịa trường ta ñánh dấu ñược vị trí trường lên bảng ñồ bảng ñồ google maps 2.2.3 Quy trình xây dựng tuyến xe buýt Việc xây dựng thiết kế tuyến xe buýt bao gồm nhiều nội dung nhiều phương pháp khác nhau, phương pháp lại có ưu nhược ñiểm khác ñòi hỏi cần có hợp lí việc lựa chọn xây dựng tuyến xe buýt Hiện việc xây dựng tuyến xe buýt Việt Nam chủ yếu theo phương pháp kinh nghiệm tuỳ theo ñề tài lựa chọn phương pháp khác Nó ñược tiến hành theo trình tự sau Sơ ñồ xây ñựng tuyến xe buýt: Footer Page of 126 Xác ñịnh ñiểm ñầu cuối tuyến Điểm ñầu: Trung tâm triển lãm – Điểm cuối: Siêu thị Đà Nẵng 2.2.5 Xác ñịnh lộ trình tuyến Lộ trình tuyến phải ñảm bảo cho hành khách ñi lại theo hướng cách liên tục chuyển tuyến, hay số lần chuyển tuyến tối thiểu Nối liền khu trung tâm thu hút hành khách với cự ly ñi lại bình quân hành khách nhỏ Đảm bảo thuận tiện cho hành khách chuyển tuyến chuyển phương thức vận tải (tính liên thông) 15 16 Header Page of 126 Để thoả mãn yêu cầu trên, thông thường xác ñịnh học sinh số trường phổ thông Thống kê phân ñường ñi tuyến phải vào số tiêu ñặc trưng xây tích ñược số liệu thực tế mặt: Vị trí ñịa lý, ñường ñi, chi phí dựng tuyến: vận chuyển thời gian vận chuyển Trong chương tiếp theo, trình bày cách xây dựng ứng dụng lộ + Chiều dài tuyến + Khối lượng vận chuyển tuyến trình tuyến xe buýt trường học + Khoảng thời gian vận chuyển tuyến CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG ỨNG DỤNG ĐIỀU TIẾT + Sự phân bố khách theo hành trình HỆ THỐNG XE BUÝT TRƯỜNG HỌC 2.2.5.1 Lộ trình tuyến 2.2.5.2 Lộ trình tuyến 2.2.5.3 Lộ trình tuyến 2.2.5.4 Lộ trình tuyến 2.2.5.5 Lộ trình tuyến 2.2.6 Bố trí ñiểm dừng dọc ñường Các ñiểm dừng ñỗ dọc ñường tuyến ñược bố trí vị trí có thu hút lớn ñối với hành khách, hành khách lên xuống nhiều thuận lợi cho việc chuyển tuyến hành khách từ tuyến sang tuyến khác Các ñiểm ñỗ phải bố trí ñảm bảo an toàn vận hành cho phương tiện vận hành người ñi lại, ảnh hưởng ñến phương tiện ñi lại ñường Số lượng ñiểm dừng ñược tính công thức sau: N = L / l0 - Trong ñó: L : Chiều dài tuyến L0: Khoảng cách ñiểm ñỗ N : Số lượng ñiểm ñỗ 2.3 TỔNG KẾT CHƯƠNG Trong chương ñã phân tích ñược trạng hệ thống xe buýt ñịa bàn thành phố Đà Nẵng hệ thống xe buýt ñưa ñón Footer Page of 126 Trong chương xây dựng tuyến xe buýt trường học dựa nhu cầu ñi lại cấp học THCS, qua quan trắc tuyến ñường, số phân bố học sinh tuyến, áp dụng thuật toán Ford - Fulkerson tìm luồng cực ñại mạng làm sở tính toán, xây dựng tuyến xe buýt phục vụ ñưa, ñón em học sinh trung học sở ñịa bàn thành phố Đà Nẵng nhằm mục ñích xây dựng tuyến cần thiết ñể chở ñược nhiều học sinh nhất, giảm ñược lượng xe cá nhân, giảm ùn tắc giao thông cao ñiểm Học sinh lựa chọn tuyến xe thời gian phù hợp từ nhà ñến trường ngược lại 3.1 KIẾN TRÚC TỔNG THỂ CỦA HỆ THỐNG 3.1.1 Kiến trúc tổng thể Thành phố Đã Nẵng thành phố phát triển ñông dân Việt Nam, với sở hạ tầng giao thông thông thoáng, thuận tiện Do ñó việc phát triển hệ thống xe buýt thuận lợi nhờ có hệ thống ñường xá ñược qui hoạch cách tổng thể an toàn cho việc ñi người ñi xe buýt, nghĩa người ta ñi vỉa hè ñể ñến bến xe buýt từ bến xe buýt nhà 17 18 Header Page 10 of 126 bắt ñầu – bến xe trung tâm thành phố, ñi ñến trường Phan Đình Phùng” ñể minh họa Với ñoạn ñường ñi này, thực chuyển sang mô hình ñồ thị áp dụng giải thuật luồng cực ñại ñể xây dựng ñường ñi Trong ñó: - Điểm xuất phát: bắt ñầu – bến xe trung tâm thành phố - Điểm ñích: trường Phan Đình Phùng Từ ñiểm xuất phát ñến ñiểm ñích, xe buýt phải ñi qua trạm dừng ñược xây dựng ñường Mỗi trạm dừng ñỉnh ñồ thị - Các cạnh ñồ thị ñường ñi nối ñỉnh - Trọng số ñồ thị ñược tính toán dựa yếu tố: số lượng học sinh phân bổ tuyến, cung ñường thường xuyên xảy kẹt xe, cung ñường có mật ñộ giao thông cao, ñộ dài Hình 3.1 Mô hình tổng quan tuyến xe buýt hệ thống 3.1.2 Các thành phần hệ thống Các thành phần hệ thống bao gồm bãi ñỗ xe trạm ñầu cuối tuyến, trạm ñỗ tuyến, loại xe sử dụng ñường ñi Mức ñộ ưu tiên trọng số theo thứ tự từ lớn tới nhỏ sau: số lượng học sinh phân bố tuyến ưu tiên trước; cung ñường thường xảy kẹt xe; ñường có mật ñộ giao thông cao; ñộ dài ñường ñi hệ thống Các cung ñường thông qua ñiểm dừng ñỗ ñón học Bảng 3.1 Bảng thống kê trọng số sinh, cung ñường thường xảy kẹt xe mật ñộ giao thông cao, cung ñường chạy qua vùng ñông dân cư có số lượng học Số lượng học Kẹt Mật ñộ giao Độ sinh phân bổ nhiều sinh phân bổ xe thông cao dài 3.2 THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG 3.2.1 Mô tả toán (người) (Km) Tôn Đức Thắng 32 Chúng ta thấy, ñoạn ñường ñi xe buýt có ñiểm bắt ñầu Điện Biên Phủ 50 1,5 ñiểm ñích ñến Để xây dựng tuyến xe buýt, mô hình Trần Cao Vân 235 hóa việc xây dựng tuyến xe buýt ñoạn cụ thể Các ñoạn Ông Ích Khiêm 75 2 lại áp dụng tương tự Ở ñây, chọn ñoạn “xuất phát từ trạm Nguyễn Tất Thành 20 0,5 Footer Page 10 of 126 19 20 Header Page 11 of 126 Giải thích: Các trọng số từ nhỏ ñến lớn thể mật ñộ giao thông từ thấp ñến cao, mức ñộ kẹt xe từ tới nhiều 3.2.2 Từ kết trên, ta xây dựng tuyến xe buýt tương ứng: ñiểm xuất phát, bến xe trung tâm trạm dừng ñón khách ngã ba Huế trạm dừng ñón khách ngã tư Thanh Khê–Trần Cao Vân Mô hình toán Dựa vào phân tích ta có mô hình ñồ thị cho toán sau: 3.2.5 trường THCS Phan Đình Phùng Phân tích tiêu kinh tế 3.2.5.1 Xác ñịnh nhu cầu vốn ñầu tư phương tiện Xu hướng hành khách muốn ñi xe 2 thoáng mát, có ñộ an toàn cao, xe không ñông người, xe chạy nhiên liệu khí nén thiên nhiên (CNG) gây ô nhiễm môi trường Vì lí qua khảo sát thực tế sở hạ tầng tuyến, ñề xuất dùng loại xe buýt trung bình 80 chỗ, loại xe chạy khí nén thiên nhiên CNG, tốn chi phí nhiên liệu, giảm lượng khí Hình 3.2 Mô hình tuyến ñường lên ñồ thị thải gây ô nhiễm môi Giá loại xe là: 2.400.000.000VNĐ/xe Trong ñó ñỉnh ñồ thị ñược mô tả sau: Vậy tổng chi phí ñầu tư cho phương tiện hoạt ñộng tuyến: Vpt = - Đỉnh (1): Điểm xuất phát, bến xe trung tâm 2.400.000.000 * 10 = 24.000.000.000 VNĐ - Đỉnh (2): Trạm dừng ñón khách ngã ba Huế 3.2.5.2 Nhu cầu vốn ñầu tư sở hạ tầng - Đỉnh (3): Trạm dừng ñón khách Hà Huy Tập Nhu cầu ñầu tư xây dựng - Đỉnh (4): Trạm dừng ñón khách ngã tư Thanh Khê – Trần + Khu bãi ñỗ xe Cao Vân + Khu bảo dưỡng sửa chữa - Đỉnh (5): Trường Phan Đình Phùng + Khu văn phòng Trọng số ñỉnh ñược thiết lập dựa vào Bảng 3.1 3.2.3 Thuật toán luồng cực ñại Đánh giá hiệu dự án 3.2.6.1 Chi phí vận hành tuyến Mã nguồn thuật toán tìm luồng cực ñại mạng xem phụ lục A 3.2.4 3.2.6 Định mức chi phí vận hành tuyến tiền lương lao ñộng tham gia tuyến: Kết thử nghiệm Áp dụng giải thuật ñồ thị ta thu ñược giá trị luồng cực ñại Tương ứng với ñường ñi ñồ thị: Footer Page 11 of 126 Bảng 3.2 Bảng chi phí tiền lương LĐ trực tiếp TT Loại lao ñộng Số Lương Lương năm lượng tháng Lái xe 10 74.401.000 892.812.000 Phụ xe 10 41.161.000 493.932.000 21 22 Header Page 12 of 126 Giám sát Thợ bảo dưỡng Lao ñộng quản lí Tổng 6.412.000 27 76.944.000 6.180.000 74.160.000 7.763.000 93.156.000 135.917.000 1.631.004.000 Vậy chi phí tiền lương năm là: 1.631.004.000 VNĐ 3.2.6.2 Doanh thu Mỗi học sinh ñăng ký ñi xe buýt ñược tính sau: Vé học kỳ: Mỗi học kỳ 19 tuần, tuần buổi, buổi hai lượt ñi xe (ñi về), lượt ñi xe có cước 5.000 ñồng Vé năm học: Mỗi năm học có 37 tuần ñược giảm 20% so với vé học kỳ ta có bảng sau: ñều hiểu khẳng ñịnh VTHKCC xe buýt mang lại lợi ích kinh tế xã hội lớn Tuy nhiên, cho ñến tất cố gắng nhằm lượng hóa giá trị lợi ích dừng lại mức ñộ xác lập ñược công thức thực nghiệm, phù hợp với ñiều kiện riêng biệt, ñặc trưng ñô thị Phát triển lĩnh vực VTHKCC góp phần: - Giảm tắc nghẽn giao thông - Giảm thiểu ô nhiễm môi trường 3.2.6.4 Đánh giá hiệu phương án Vé học kỳ Vé năm 950.000 1.520.000 Đối tượng Học sinh Hầu hết nhà khoa học, nhà quản lý người dân - Nâng cao an toàn giao thông ñô thị Bảng 3.3 Các hình thức vé Loại vé 3.2.6.3 Hiệu kinh tế, xã hội môi trường dự án Vậy nói việc ñưa ñón học sinh THCS xe buýt giải pháp hữu hiệu việc giải vấn ñề nan giải giao thông vận tải như: ách tắc giao thông, ô nhiễm môi Dự báo năm ñầu doanh thu cho 10 xe, vé lượt tính 7.000 ñồng, trường, tai nạn giao thông, ñem lại lợi ích kinh tế chung vé tháng tính 6.000 ñồng, vé học kỳ tính 5.000 ñồng, vé năm tính cho toàn xã hội Thiết kế tuyến xe buýt tiêu chuẩn giai vé học kỳ giảm ñi 10% Dự báo xe hoạt ñộng tuyến trung ñoạn phần qui hoạch chung thành phố, bình chở ñược 75% công xuất chuyên chở xe (xe 80 chỗ) Vé học ñem lại hiệu ñịnh ñối với việc ñưa ñón học sinh THCS kỳ chiếm 50% vé năm chiếm 50% Ta có bảng doanh thu năm xe buýt nói riêng giao thông vận tải ñô thị nói chung Phương án sau: thiết kế tuyến xe buýt tiêu chuẩn ñã ñem lại hiệu sau: Bảng 3.4 Bảng dự báo năm ñầu doanh thu TT Các tiêu Đơn vị Thành tiền Đối với phát triển hệ thống xe buýt ñưa ñón học sinh THCS thành phố nay, phương án thiết kế tuyến xe buýt góp Doanh thu vé học kỳ VNĐ 660.000.000 phần hoàn thiện mạng lưới hoà mạng chung vào mạng lưới Doanh thu vé năm học VNĐ 594.000.000 VTHKCC thành phố, qui hoạch mạng lưới tuyến xe buýt Doanh thu bình quân chuyến xe VNĐ 1.181.000.000 việc thiết kế tuyến xe buýt nhằm ñáp ứng nhu cầu ñi lại Doanh thu năm/1 xe VNĐ 2.435.000.000 học sinh ñang ngày gia tăng Footer Page 12 of 126 23 24 Header Page 13 of 126 Về mặt kinh tế: Nó không mang lại hiệu kinh tế tuyến xe buýt thực tế, mô mô hình tuyến xe buýt giúp dễ dàng giới hạn hoạt ñộng sản suất kinh doanh công ty mà ñem lại công tác quản lý hiệu chung cho toàn xã hội Chương trình ñược xây dựng chủ yếu ñể phục vụ nhu ñầu ñi lại + Tiết kiệm nhập phương tiện cá nhân + Tiết kiệm chi phí nhiên liệu, giảm tốc ñộ tiêu dùng nhiên liệu Tiết kiệm chi phí xã hội Phạm vi ứng dụng em học sinh THCS hệ thống giao thông công cộng xe buýt Chương trình phát triển, mở rộng cho trường khác Về mặt môi trường - xã hội: ñịa bàn thành phố Đà Nẵng + Khi tuyến ñi vào hoạt ñộng giảm ñược tiêu hao nhiên liệu Hướng phát triển giảm lượng khí thải tiếng ồn, nâng cao sức khoẻ cho người Tiếp tục nghiên cứu nhu cầu ñi lại xây dựng lại mạng lưới + Việc ñi lại phương tiện VTHKCC ñô thị nét tuyến xe buýt trường học cho xác với thực tế Nghiên cứu mối quan văn minh ñi lại người dân xã hội thể phát hệ hình thức tổ chức giao thông xe buýt ñưa ñón học sinh triển ñô thị Nó tạo nên nếp sống nét ñặc trưng THCS hình thức giao thông công cộng ñể kết hợp phục vụ chung sinh hoạt ñời sống thường ngày tuyến có mật ñộ phương tiện giao thông cao Nghiên cứu 3.3 mối quan hệ hình thức tổ chức giao thông xe buýt với TỔNG KẾT CHƯƠNG Trong chương ñã xây dựng ñược tuyến xe buýt từ bến loại hình giao thông công cộng khác xe trung tâm ñến trường THCS Phan Đình Phùng sở ứng dụng thuật toán Ford – Fulkerson tìm luồng cực ñại mạng Xây dựng chương trình qui hoạch mạng lưới giao thông công cộng ñể ñiều chỉnh hệ thống thích hợp tình hình nhu cầu Kết ñạt ñược: Xây dựng ñược tuyến khả dụng ñể ñưa ñón ñi lại gia tăng mạng lưới giao thông thường xuyên thay ñổi, mở học sinh Xây dựng chương trình mô tuyến xe buýt giúp ñịnh rộng, phân luồng lại tuyến hệ thống ñường ñược xây dựng tuyến ñược trực quan dễ dàng công tác quản lý hay phát ñể nâng cao hiệu kinh tế, phát triển xã hội, ñáp ứng nhu cầu ñi triển sau lại, an ninh, an toàn giao thông Xây dựng hệ thống phân luồng giao thông, quản lý tuyến có KẾT LUẬN Đánh giá kết Luận văn ñã trình bày ñược sở lý thuyết ñồ thị số thuật toán ñồ thị Phân tích trạng xe buýt công cộng ñịa bàn thành phố từ ñó phát triển hệ thống xe buýt dành riêng cho học sinh trung học sở, triển khai giải pháp, xây dựng ñược Footer Page 13 of 126 thể chạy ñược môi trường mạng Internet, ñể phát triển triển khai rộng Phát triển hệ thống theo tiêu chuẩn chung ñể phục vụ xã hội  ... sinh giao thông riêng Giảm mật ñộ giao thông phương tiện giao thông cá nhân cao ñiểm dẫn ñến giảm thiểu vấn ñề kẹt xe Độ tin cậy cao, an toàn, an ninh tốt tai nạn loại giao thông phương tiện giao. .. tiện giao thông cao Nghiên cứu 3.3 mối quan hệ hình thức tổ chức giao thông xe buýt với TỔNG KẾT CHƯƠNG Trong chương ñã xây dựng ñược tuyến xe buýt từ bến loại hình giao thông công cộng khác xe. .. an toàn giao thông Xây dựng hệ thống phân luồng giao thông, quản lý tuyến có KẾT LUẬN Đánh giá kết Luận văn ñã trình bày ñược sở lý thuyết ñồ thị số thuật toán ñồ thị Phân tích trạng xe buýt