Các hệ thống giao thông thông minh

Các hệ thống giao thông thông minh MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ PHẦN MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GIAO THÔNG THÔNG MINH 10 1.1 Lịch sử đời phát triển Hệ thống giao thông thông minh 10 1.2 Khái niệm hệ thống giao thông thông minh 11 1.3 Một số ứng dụng Hệ thống giao thông thông minh Việt Nam 12 1.3.1 Đƣa hệ thống ITS vào đƣờng cao tốc 12 1.3.2 Xây dựng trạm thu phí tự động 13 1.3.3 VOV giao thông 15 1.3.4 Bãi giữ xe nhiều tầng 17 CHƢƠNG 2: CÁC GIẢI PHÁP DỰ ĐOÁN VÀ CHỐNG TẮC NGHẼN GIAO THÔNG 19 2.1 TPT (Traffic Prediction Tool) - Giải pháp dự báo tắc nghẽn giao thông IBM 19 2.2 BRTPS – Hệ thống dự báo giao thông Bắc Kinh, Trung Quốc 21 2.3 Hệ thống tự động báo kẹt xe Việt Nam 24 CHƢƠNG 3: TÌM HIỂU VÀ PHÂN TÍCH GIẢI THUẬT PHÁT HIỆN TẮC NGHẼN GIAO THÔNG DỰA TRÊN VÍ TRÍ CÁC PHƢƠNG TIỆN 28 3.1 Giới thiệu 28 3.2 Khái quát ý tƣờng giải thuật 28 3.3 Phân tích giải thuật 29 CHƢƠNG 4: CÀI ĐẶT THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ GIẢI THUẬT 36 4.1 Môi trƣờng kỹ thuật cài đặt 36 4.1.1 Môi trƣờng, ngôn ngữ cài đặt 36 Nguyễn Mạnh Hùng – Lớp CNTT Khóa 2011B Các hệ thống giao thông thông minh 4.1.2 Kỹ thuật cài đặt 37 4.2 Cài đặt giải thuật 39 4.3 Kết thử nghiệm giải thuật chƣơng trình mô 48 4.4 Đánh giá giải thuật 52 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 Nguyễn Mạnh Hùng – Lớp CNTT Khóa 2011B Các hệ thống giao thông thông minh LỜI CAM ĐOAN Tôi Nguyễn Mạnh Hùng - tác giả luận văn “Các hệ thống giao thông thông minh” Tôi xin cam đoan thực luận văn nghiêm túc, toàn nội dung luận văn nhƣ kết nghiên cứu thực Đồng thời, việc tham khảo tài liệu trình thực luận văn tuân thủ theo yêu cầu không chép luận văn trƣớc Nguyễn Mạnh Hùng – Lớp CNTT Khóa 2011B Các hệ thống giao thông thông minh DANH MỤC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ITS Intelligent Transport System DMS Dynamic Messaging Signs HAR Highway Advisory Radio AVL Automatic Vehicle Location ETC Electronic Toll Collection Thu phu dien tu GPS Global Positioning System TMS Traffic Mangement System TCSS The Traffic Control and Surveillance AIS Automatic Identification System LED Light Emitting Diode GSM Global System for Mobile MANET Mobile Ad-hoc Networks GPS Global Positioning System CCTV Closed-circuit Television TPT Traffic Prediction Tool EMAS Expressway Monitoring and Advisory System GLIDE Green Link Determining System JEE Junction Electronic Eyes DSRC Dedicated Short Range Communication Nguyễn Mạnh Hùng – Lớp CNTT Khóa 2011B Các hệ thống giao thông thông minh DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1: Quy hoạch Tuyến đƣờng cao tốc Tân Sơn Nhất –Tân An 12 Hình 2: Hình ảnh trạm thu phí 14 Hình 3: Biên tập viên VOV giao thông làm việc 15 Hình 4: Tình trạng tắc nghẽn giao thông tuyến phố 16 Hình 5: Bãi đậu xe dạng khung thép lắp ghép sử dụng công nghệ xếp xe tự động 18 Hình 6: Giải pháp TPT Singapore 20 Hình 7: Kiến trúc logic hệ thống BRTPS 22 Hình 8: Kiến trúc vật lý hệ thống BRTPS 23 Hình 9: Giao diện hệ thống BRTPS 24 Hình 10: Hệ thống báo nghẽn cách xe tránh nghẽn 25 Hình 11: Hình ảnh theo dõi camera giao thông [11] 26 Hình 12: Hệ thống camera quan sát giao thông .27 Hình 13: Hệ tọa độ điện thoại Android 31 Hình 14: Vị trí đặt điện thoại xe .32 Hình 15: Phát lân cận phƣơng tiện 33 Hình 16: Quá trình thay đổi trạng thái kẹt xe 34 Hình 17: Các trạng thái luồng Java 38 Hình 18: Biểu đồ lớp chƣơng trình mô 39 Hình 19: Chi tiết thiết kể lớp Node 40 Hình 20: Chi tiết thiết kế lớp GraphPanel 41 Hình 21: Chi tiết thiết kế lớp Graph 42 Hình 22: Chi tiết thiết kế lớp ChangeLight 42 Hình 23: Giao diện chƣơng trình mô 43 Hình 24: Kết thử nghiệm lần thứ .49 Hình 25: Kết thử nghiệm lần 50 Hình 26: Kết thử nghiệm lần 51 Nguyễn Mạnh Hùng – Lớp CNTT Khóa 2011B Các hệ thống giao thông thông minh PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Ngày nay, với bùng nổ khoa học kỹ thuật công nghệ thông tin, tốc độ đô thị hoá ngày phát triển, nhu cầu lại ngƣời ngày cao Tuy nhiên cở sở hạ tầng, hệ thống giao thông chƣa đáp ứng đủ nhu cầu Hiện tƣợng ùn tắc xảy thƣờng xuyên, liên tục hầu khắp tuyến phố, môi trƣờng ngày ô nhiễm Trƣớc bách đòi hỏi phải có giải pháp để giải vấn đề nói Hệ thống giao thông thông minh (ITS- Intelligent Transport System) đƣợc đời để đáp ứng thực Tại nƣớc phát triển nhƣ Mỹ, Trung Quốc, Pháp, Nhật Bản…, khái niệm “Hệ thống giao thông thông minh” không xa lạ Cụ thể, việc đƣa công nghệ cao thông tin - truyền thông ứng dụng vào sở hạ tầng phƣơng tiện giao thông (chủ yếu ô tô), tối ƣu hoá quản lý, điều hành nhằm giảm thiểu ùn tắc, tai nạn, tăng cƣờng lực vận tải hành khách… Tất thứ giúp cải thiện rõ rệt tình hình giao thông Con ngƣời ngày đƣợc thoải mái đƣờng, phải chứng kiến cảnh tắc đƣờng số Với tình hình giao thông nay, sử dụng hệ thống giao thông thông minh đòi hỏi cấp thiết cần đƣợc quan tâm, tìm hiểu kỹ lƣỡng Hệ thống giao thông thông minh hệ thống an toàn cần thiết cho Tại Việt Nam, hệ thống giao thông thông minh xuất từ lâu nhƣng nhỏ lẻ chƣa hiệu Vì tất lý nên mạnh dạn bắt tay vào chọn đề tài nghiên cứu: “Các hệ thống giao thông thông minh” Hệ thống giao thông thông minh hệ thống lớn nên luận văn tác giả tập trung vào khía cạnh cộm tắc nghẽn giao thông Lịch sử nghiên cứu Nguyễn Mạnh Hùng – Lớp CNTT Khóa 2011B Các hệ thống giao thông thông minh Các nghiên cứu ITS giới phổ biến đƣợc ứng dụng rộng rãi thực tế Tại Việt Nam, ITS bƣớc đầu đƣợc triển khai có số đề tài nghiên cứu, hội thảo khoa học lĩnh vực này[7], cụ thể: - Nghiên cứu áp dụng ITS GTVT – Nguyễn Xuân Đào, Nguyễn Hữu Đức (2001) – Viện KHCN GTVT – Bộ GTVT - Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống tự động thu nhận xử lý liệu cho biển báo giao thông thông minh để thông báo tình trạng giao thông nút giao cắt trước vào thành phố – (2011) Viện KHCN GTVT – Bộ GTVT - Nghiên cứu ứng dụng giao thông thông minh (ITS) quản lý khai thác, điều hành giao thông thu phí hệ thống đường ôtô cao tốc Việt Nam – ThS Nguyễn Đình Khoa (2011) - Viện KHCN GTVT – Bộ GTVT Một số hội thảo đƣợc tổ chức: Hội thảo quốc tế “Cấu trúc ứng dụng hệ thống giao thông thông minh cho thành phố lớn Việt Nam” Sở Giao thông Vận tải Thành phố Hồ Chí Minh tổ chức ngày 21/2/2014 Hội thảo “Nguyên nhân ảnh hưởng đến tắc đường vai trò công nghệ việc giảm ùn tắc giao thông, kinh nghiệm triển khai công nghệ giao thông thông minh (ITS) Nhật Bản” Bộ Công thƣơng Nhật Bản (METI), Hiệp hội Nhật Bản Thúc đẩy Công nghiệp Đào tạo Nguồn nhân lực Việt Nam (HIDA), Công ty Hitachi FPT IS phối hợp tổ chức Mục đích, đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Tìm hiểu nghiên cứu tổng quan hệ thống giao thông thông minh, tập trung vào vấn đề tắc nghẽn giao thông, giải pháp chống tắc nghẽn giao thông giới Tìm hiểu phân tích thuật toán phát tắc đƣờng, cài đặt thử nghiệm thuật toán đƣa đánh giá Phƣơng pháp nghiên cứu - Khai thác tài liệu có hệ thống giao thông thông minh Nguyễn Mạnh Hùng – Lớp CNTT Khóa 2011B Các hệ thống giao thông thông minh - Khai thác, tìm hiểu giải pháp chống tắc nghẽn giao thông đƣợc phát triển áp dụng giới - Tiến hành cài đặt thử nghiệm giải thuật, đƣa phân tích, đánh giá Nhiệm vụ đề tài - Tìm hiểu tổng quan hệ thống giao thông thông minh - Tìm hiểu giải pháp chống tắc nghẽn giao thông đƣợc phát triển áp dụng giới - Tìm hiểu, phân tích cài đặt thử nghiệm giải thuật phát tắc nghẽn giao thông, đƣa đánh giá giải thuật Tóm tắt nội dung luận văn Toàn nội dung luận văn đƣợc trình bày chƣơng với nội dung tóm tắt nhƣ sau: Chƣơng 1: Tổng quan Hệ thống giao thông thông minh Chƣơng trình bày khái quát hệ thống giao thông thông minh, lịch sử đời, khái niệm vai trò hệ thống giao thông thông minh hệ thống giao thông Chƣơng 2: Các giải pháp dự đoán chống tắc nghẽn giao thông Chƣơng trình bày giải pháp dự đoán, chống tắc nghẽn giao thông đƣợc phát triển áp dụng giới Chƣơng 3: Tìm hiểu phân tích giải thuật phát tắc nghẽn giao thông dựa vị trí phƣơng tiện Chƣơng trình khái quát ý tƣởng giải thuật phát tắc nghẽn giao thông dựa vị trí phƣơng tiện trình bày giải thuật chi tiết Bên cạnh đƣa giải pháp kỹ thuật để cài đặt giải thuật thực tế Chƣơng 4: Cài đặt thử nghiệm đánh giá giải thuật Nguyễn Mạnh Hùng – Lớp CNTT Khóa 2011B Các hệ thống giao thông thông minh Chƣơng trình bày trình cài đặt mô giải thuật cảnh báo tắc nghẽn giao thông, thử nghiệm giải thuật với nhiều tham số khác nhau, đƣa đánh giá trƣờng hợp đề xuất cải tiến giải thuật Từ kết nghiên cứu thực luận văn, học viên có đóng góp việc tìm hiểu phân tích giải thuật cảnh báo tắc nghẽn giao thông dựa vị trí phƣơng tiện, giải vấn đề kỹ thuật gặp phải trình cài đặt giải thuật đồng thời đƣa đánh giá cải tiến giải thuật Nguyễn Mạnh Hùng – Lớp CNTT Khóa 2011B Các hệ thống giao thông thông minh CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GIAO THÔNG THÔNG MINH 1.1 Lịch sử đời phát triển Hệ thống giao thông thông minh Hệ thống giao thông thông minh (Intelligent Transport System - ITS) khái niệm xuất phát từ Nhật Bản Bắt đầu từ năm 1980, ITS đƣợc xúc tiến nhƣ dự án quốc gia Nhật Bản Từ thập kỷ 80 kỷ 20, nhiều quốc gia giới bắt đầu nghiên cứu ITS Hiện nƣớc công nghiệp phát triển hệ thống ITS phổ biến Nhật Bản ví dụ Hệ thống ITS Nhật trọng đến vấn đề chống ùn tắc giao thông Trong thành phố hệ thống điều khiển tín hiệu đèn giao thông đƣợc quan tâm nhiều trên đƣờng cao tốc ý tập trung vào hệ thống thông tin tình trạng giao thông, hƣớng dẫn phân tuyến biển báo mềm [5](variable message board) Bản chất ITS ứng dụng thành tựu công nghệ nhƣ điện tử, thông tin, tự động hoá vào việc xây dựng hệ thống phục vụ trao đổi thông tin ba thành tố hệ thống giao thông ngƣời, xe đƣờng nhằm tối ƣu hoá hiệu khai thác sở hạ tầng sẵn có, tăng cƣờng an toàn giao thông, cải thiện môi trƣờng tăng tính tiện nghi cho ngƣời tham gia giao thông Hệ thống ITS dựa thiết bị đo lƣờng, thu thập thông tin giao thông, xử lý thông tin truyền tải đến ngƣời tham gia giao thông Các thiết bị đo lƣờng thông tin giao thông bao gồm thiết bị đếm xe (sử dụng nguyên lý mạch từ, siêu âm, hồng ngoại, …), đo tốc độ xe (sử dụng nguyên lý radar, sóng vô tuyến, …) Gần giới xuất loại thiết bị đếm xe mới, sử dụng camera Ngoài để giám sát tình hình giao thông cách trực tuyến thƣờng sử dụng hệ thống camera truyền hình (CCTV) Ở Việt Nam, bƣớc tiếp cận, nghiên cứu, vận dụng ITS vào lĩnh vực: Thu phí đƣờng bộ; Kiểm soát tải trọng ô tô tải nặng; Sát hạch lái xe Một loạt đề tài nghiên cứu khoa học đƣợc triển khai thu đƣợc kết khả Nguyễn Mạnh Hùng – Lớp CNTT Khóa 2011B 10 Các hệ thống giao thông thông minh o Phương thức paintAxies(): Phƣơng thức vẽ trục tọa độ biểu đồ lƣu lƣợng xe  Lớp Graph: Hình 21: Chi tiết thiết kế lớp Graph Lớp lớp (main) chƣơng trình, có chức khởi tạo điều khiển tiến trình (thread) điều khiển đối tƣợng nhƣ phƣơng tiện, đèn giao thông  Lớp ChangeLight: Hình 22: Chi tiết thiết kế lớp ChangeLight Lớp mô đối tƣợng đèn giao thông xử lý thay đổi màu đèn (2 chế độ xanh: Dừng, đỏ: Đi) Ngoài số lớp hỗ trợ cấu hình tham số cho Nguyễn Mạnh Hùng – Lớp CNTT Khóa 2011B 42 Các hệ thống giao thông thông minh chƣơng trình Chƣơng trình mô đƣợc viết ngôn ngữ Java phiên JDK 1.7 công cụ Eclipse, có tham khảo số mã nguồn giả lập giao thông [11] Dƣới giao diện chƣơng trình: Hình 23: Giao diện chƣơng trình mô Dƣới mã nguồn số lớp, phƣơng thức quan trọng đƣợc cài đặt chƣơng trình Mã nguồn lớp Constants cài đặt tham số hệ thống: Nguyễn Mạnh Hùng – Lớp CNTT Khóa 2011B 43 Các hệ thống giao thông thông minh public class public public public public public public public Constants { static final static final static final static final static final static final static final int int int int int int int JAM_LEVEL_NORMAL = 0; JAM_LEVEL_LV1 = 1; JAM_LEVEL_LV2 = 2; JAM_LEVEL_LV3 = 3; SPEED_WARTERMAK = 20; ELAPSE = 5*60*1000; // in milisecond RADIUS = 6; // m } Mã nguồn phƣơng thức tính toán mức độ tắc đƣờng phƣơng tiện lớp Node: public int calculateJamLevel() { if (this.jam == Constants.JAM_LEVEL_NORMAL &&this.currentSpeed >= && this.currentSpeed = TimeUnit.MILLISECONDS.convert(5, TimeUnit.MINUTES)) { this.jam = Constants.JAM_LEVEL_LV2; } neighbors = this.getNeighbor(); for (Node node : neighbors) { if (node.jam == Constants.JAM_LEVEL_LV3) { this.jam = Constants.JAM_LEVEL_LV3; break; } } } else if (this.jam == Constants.JAM_LEVEL_LV2) { neighbors = this.getNeighbor(); for (Node node : neighbors) { if (node.jam == Constants.JAM_LEVEL_LV2 || node.jam == Constants.JAM_LEVEL_LV3) { this.jam = Constants.JAM_LEVEL_LV3; break; } } } else { Nguyễn Mạnh Hùng – Lớp CNTT Khóa 2011B 44 Các hệ thống giao thông thông minh this.jam = Constants.JAM_LEVEL_NORMAL; } return jam; } Mã nguồn lớp điều khiển đèn giao thông ChangeLight: class ChangeLight implements Runnable { int signal; int pauss, redpauss, greenpauss; Thread lighter; ChangeLight() { signal = 1; redpauss = 6000; greenpauss = 6000; } public void run() { signal = 1; while (true) { if (signal == 1) { signal = 0; pauss = greenpauss; } else { signal = 1; pauss = redpauss; } try { Thread.sleep(pauss); } catch (InterruptedException e) { break; } } } public void start() { lighter = new Thread(this); lighter.start(); } public void stop() { lighter.stop(); } } Nguyễn Mạnh Hùng – Lớp CNTT Khóa 2011B 45 Các hệ thống giao thông thông minh Một số phƣơng thức đồ họa có chức vẽ đối tƣợng nhƣ phƣơng tiện, đƣờng, đèn giao thông:  Phƣơng thức vẽ phƣơng tiện public void paintNode(Graphics g, Node n) { int x = (int) n.x; int y = (int) n.y; if(n.carWaiting == 0){ nodeColor = new Color(255, 5, 5); } g.setColor((n == pick) ? selectColor : nodeColor); int w = n.carW; int h = n.carL; g.fillRect(x - w / 2, y - h / 2, w, h); g.setColor(Color.black); g.drawRect(x - w / 2, y - h / 2, w - 1, h - 1); g.drawString(".", x - w / + 2, y + h / - 2); }  Phƣơng thức vẽ đƣờng public void paintRoad(Graphics g) { Dimension d = size(); g.setColor(Color.gray); for (int k = 1; k < 4; k++) { g.drawLine(rdleft[k], 0, rdleft[k], rdbottom); g.drawLine(rdleft[k], rdtop, rdleft[k], d.height); g.drawLine(rdright[k], 0, rdright[k], rdbottom); g.drawLine(rdright[k], rdtop, rdright[k], d.height); g.drawLine(rdright[k - 1], rdtop, rdleft[k], rdtop); g.drawLine(rdright[k - 1], rdbottom, rdleft[k], rdbottom); } g.drawLine(rdright[3], rdbottom, d.width, rdbottom); g.drawLine(rdright[3], rdtop, d.width, rdtop); }  Phƣơng thức vẽ đồ thị chu kỳ đèn giao thông public void paintLghtPeriod(Graphics g) { Font warnFont, dispFont, stopFont; warnFont = new Font("Arial", Font.BOLD, 20); dispFont = new Font("TimesRoman", 0, 12); stopFont = new Font("TimesRoman", Font.BOLD, 14); Dimension d = size(); offgraphics.setColor(Color.black); if (lghtOrStp == 1) { offgraphics.drawString("Chu kỳ đèn giao thông (1: Đỏ, 0: Xanh)", 600, 50); Nguyễn Mạnh Hùng – Lớp CNTT Khóa 2011B 46 Các hệ thống giao thông thông minh offgraphics.setColor(Color.red); offgraphics.drawString("red", 714, 50); offgraphics.setColor(Color.green); offgraphics.drawString("green", 747, 50); offgraphics.setColor(Color.black); for (int k = 0; k < 3; k++) { int tempred = light[k].redpauss / 200; int tempgreen = light[k].greenpauss / 200; int temp1 = rdright[3] + 170; int temp2, temp3, temp4, temp5; if (light[k].signal temp2 = temp1 + temp3 = 30 * (k temp4 = temp2 + temp5 = temp3 + } else { temp2 = temp1 + temp3 = 30 * (k temp4 = temp2 + temp5 = temp3 } == 0) { tempred; + 1) + 40; tempgreen; 12; tempgreen; + 1) + 40 + 12; tempred; 12; offgraphics.drawString("Đèn " + Integer.toString(k + 1), temp1 - 40, (temp5 + temp3) / + 5); while (temp1 < d.width) { offgraphics.drawLine(temp1, offgraphics.drawLine(temp2, offgraphics.drawLine(temp1, offgraphics.drawLine(temp2, temp1 = temp4; temp2 = temp1 + tempred; temp4 = temp2 + tempgreen; } temp3, temp5, temp3, temp3, temp2, temp4, temp1, temp2, temp3); temp5); temp5); temp5); } offgraphics.setColor(Color.lightGray); offgraphics.fillRect(rdright[3] + 328, 30, 15, 130); offgraphics.setColor(Color.gray); offgraphics.drawRect(rdright[3] + 120, 20, 223, 145); offgraphics.setColor(Color.black); } else { offgraphics.setFont(warnFont); offgraphics.setColor(Color.white); offgraphics.fillOval(rdleft[3] + 175, rdtop - 160, 70, 70); offgraphics.setColor(Color.red); offgraphics.fillOval(rdleft[3] + 180, rdtop - 155, 60, 60); offgraphics.setColor(Color.white); offgraphics.drawString("STOP", rdleft[3] + 183, rdtop - 116); offgraphics.setColor(Color.black); offgraphics.setFont(dispFont); Nguyễn Mạnh Hùng – Lớp CNTT Khóa 2011B 47 Các hệ thống giao thông thông minh } } public void paintLights(Graphics g) { Font dispFont, stopFont; dispFont = new Font("TimesRoman", 0, 12); stopFont = new Font("TimesRoman", Font.BOLD, 14); g.setFont(dispFont); int lightwidth = 15; for (int k = 1; k < 4; k++) { if (lghtOrStp == 0) { g.setColor(Color.red); g.fillOval(rdleft[k] - 18, rdtop + 4, lightwidth, lightwidth); g.setColor(Color.white); g.setFont(stopFont); g.drawString("S", rdleft[k] - 14, rdtop + 16); g.setFont(dispFont); } else { g.setColor(Color.black); g.fillRect(rdleft[k] - 18, rdtop + 4, lightwidth - 2, lightwidth - 2); g.setColor(light[k - 1].signal == ? Color.red : Color.green); g.fillOval(rdleft[k] - 7, rdtop + 6, 6, 9); g.setColor(light[k - 1].signal == ? Color.green : Color.red); g.fillOval(rdleft[k] - 16, rdtop + 2, 9, 6); g.setColor(Color.black); g.drawString("Đèn " + k, rdleft[k] - 58, rdtop + 17); } } } 4.3 Kết thử nghiệm giải thuật chƣơng trình mô Phần dƣới trình bày kết thử nghiệm giải thuật chƣơng trình mô Chƣơng trình mô tình tắc đƣờng phổ biến luồng giao thông bị chậm dừng lại đèn giao thông chuyển sang đỏ Chƣơng trình thực nghiệm mô luồng giao thông theo kịch nhƣ sau: - Khu vực phƣơng tiện tham gia giao thông bao gồm đèn giao thông với chu kỳ thay đổi đƣợc (từ 30 giây đến 90 giây) - Số đƣờng đƣợc cố định số điểm giao cắt tƣơng ứng với số đèn giao thông Nguyễn Mạnh Hùng – Lớp CNTT Khóa 2011B 48 Các hệ thống giao thông thông minh - Các luồng phƣơng tiện tham gia giao thông theo hƣớng phía giao cắt lƣu thông tuân theo chu kỳ đèn giao thông - Đèn giao thông có trạng thái Xanh: Đƣợc phép di chuyển, Đỏ: Dừng lại  Thử nghiệm chƣơng trình lần thứ Tham số cho ứng dụng đƣợc cấu hình nhƣ sau: o Đèn giao thông đƣợc thiết lập với chu kỳ 30 giây o Vận tốc ban đầu xe 40km/h (khoảng 11m/s) o Vận tốc giới hạn level 20km/h o Tham số Elapse: phút o Bán kính phát lân cận: 6m o Số lƣợng xe tham gia 50 Hình 24: Kết thử nghiệm lần thứ Nguyễn Mạnh Hùng – Lớp CNTT Khóa 2011B 49 Các hệ thống giao thông thông minh Kết thử nghiệm: Với chu kỳ đèn giao thông 30 giây vận tốc ban đầu phƣơng tiện tƣơng đối lớn (40 km/h), kết thử nghiệm cho thấy luồng giao thông thông suốt ổn đinh, tất phƣơng tiện trạng thái bình thƣờng đƣợc thể màu xanh  Thử nghiệm chƣơng trình lần thứ hai Trong thử nghiệm lần 2, tham số cho chƣơng trình đƣợc thay đổi nhƣ sau: o Tăng chu kỳ đèn giao thông lên 60 giây o Giảm tốc độ ban đầu phƣơng tiện xuống 30k/h o Các tham số lại giữ nguyên Hình 25: Kết thử nghiệm lần Nguyễn Mạnh Hùng – Lớp CNTT Khóa 2011B 50 Các hệ thống giao thông thông minh Kết thử nghiệm: Với chu kỳ đèn giao thông đƣợc tăng lên 60 giây vận tốc ban đầu phƣơng tiện 30km/h, kết thử nghiệm cho thấy luồng phƣơng tiện không thông thoáng nhƣ thử nghiệm Các phƣơng tiện di chuyển chậm đôi lúc ùn tắc toàn tuyến đƣờng Chƣơng trình tính đƣợc mức độ ùn tắc trạng thái chậm phƣơng tiện di chuyển chậm đƣợc thể màu cam giao diện chƣơng trình  Thử nghiệm chƣơng trình lần thứ ba Trong thử nghiệm lần thứ ba 3, tham số chƣơng trình đƣợc thay đổi nhƣ sau: o Tăng chu kỳ đèn giao thông lên 90 giây o Tăng số lƣợng phƣơng tiện lên 70 Hình 26: Kết thử nghiệm lần Nguyễn Mạnh Hùng – Lớp CNTT Khóa 2011B 51 Các hệ thống giao thông thông minh Kết thử nghiệm: Với chu kỳ đèn giao thông đƣợc tăng lên 90 giây số lƣợng phƣơng tiện tăng lên 70, kết thử nghiệm cho thấy luồng phƣơng tiện di chuyển chậm, nhiều phƣơng tiện trạng thái tắc đƣờng đƣợc thể màu đỏ, giải thuật phát tƣơng đối xác trạng thái tắc đƣờng luồng phƣơng tiện Các phƣơng tiện di chuyển chậm nhiều ùn tắc toàn tuyến đƣờng 4.4 Đánh giá giải thuật Qua việc tìm hiểu cài đặt thử nghiệm giải thuật, thấy giải thuật xác định tƣơng đối xác mức độ tắc đƣờng phƣơng tiện môi trƣờng mô Với tham số mô tình hay xảy tắc đƣờng thực tế nhƣ thử nghiệm thứ (chu kỳ đèn giao thông dài, số lƣợng phƣơng tiện tham gia giao thông lớn tốc độ phƣơng tiện tƣơng đối thấp) giải thuật xác định mức độ tắc đƣờng phƣơng tiện xác Với thử nghiệm giải thuật cho kết mức độ tắc đƣờng phƣơng tiện tƣơng đối phù hợp với thực tế Tuy nhiên, việc đánh giá giải thuật thông qua cài đặt mô với tham số tình đƣợc đơn giản hóa đánh giá toàn diện tính hiệu độ xác thuật toán Việc cài đặt mô bỏ qua nhiều điều kiện kết nối, hạ tầng nhiều tình giao thông phức tạp thực tế Cụ thể nhƣ việc xác định lân cận giải thuật điều kiện thực tế sử dụng mạng MANET khó khăn việc xác định khoảng cách lấy lân cận, việc thay đổi công suất phát sóng card mạng wifi thiết bị gần nhƣ mang tính lý thuyết Hơn nữa, việc thiết lập mạng MANET phụ thuộc nhiều vào thiết bị đầu cuối, nhiều thiết bị không hỗ trợ tính kết nối Vấn đề thứ hai giải thuật chƣa xử lý đƣợc tình giao thông phực tạp thực tế nhƣ: nhập xe, tách xe, luồng phƣơng tiện qua bùng binh, xuất chƣớng ngại vật bất ngờ tai nạn giao thông đƣờng…Vấn đề thứ việc ƣớc lƣợng khoảng cách xách định lân cận giải thuật (6 mét) việc thay đổi mức độ tắc đƣờng Jam[i] dựa Nguyễn Mạnh Hùng – Lớp CNTT Khóa 2011B 52 Các hệ thống giao thông thông minh mức độ tắc đƣờng lân cận xung quanh không sát với tình hình giao thông thực tế Khoảng cách xác định lân cận mét nhỏ việc dựa lân cận chƣa đủ để thay đổi mức độ tắc đƣờng phƣơng tiện Chúng ta cải tiến giải thuật cách tăng khoảng cách xác định lân cận, tăng số lƣợng lân cận cần thiết để thay đổi mức độ tắc đƣờng phƣơng tiện bổ sung thêm số tham số để giải số tình giao thông đặc thù Nguyễn Mạnh Hùng – Lớp CNTT Khóa 2011B 53 Các hệ thống giao thông thông minh KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN Sau thời gian thực luận văn, qua việc nghiên cứu, tìm hiểu ITS đặc biệt vấn đề tắc nghẽn giao thông, giải pháp dự báo chống tắc nghẽn giao thông giới Việt Nam, học viên nắm đƣợc khái niệm ITS, tình hình triển khai áp dụng ITS giải pháp chống tắc đƣờng vào hệ thống giao thông Việt Nam, đồng thời tìm hiểu, phân tích cài đặt thử nghiệm giải thuật phát tắc đƣờng dựa vị trí phƣơng tiện, qua đƣa đánh giá giải thuật, thực đầy đủ mục đích đề luận văn Tuy nhiên, qua kết nghiên cứu trên, tác giả nhận thấy việc áp dụng giải thuật vào thực tế thời điểm chƣa khả thi, kết nghiên cứu việc thử nghiệm giải thuật nhiều điểm cần phải cải tiến để triển khai thực tế Tại thời điểm nay, tốc độ đô thị hóa ngày nhanh, đặc biệt khu vực Hà Nội TP Hồ Chí Minh phƣơng tiện giao thông tăng đột biến Nếu điều hành, tổ chức quản lý nhƣ ùn tắc ô nhiễm môi trƣờng trầm trọng, ảnh hƣởng kinh tế - xã hội tất lớn Việc tìm hiểu, phân tích cài đặt thử nghiệm giải thuật luận văn đóng góp phần thiết thực việc tìm giải pháp chống tắc nghẽn giao thông hiệu Với kết đạt đƣợc luận văn tình hình giao thông Việt Nam nay, tác giả nghiên cứu phát triển đề tài theo hƣớng nhƣ sau: - Tiếp tục nghiên cứu giải pháp chống tắc nghẽn giao thông phù hợp với tình hình hạ tầng giao thông Việt Nam - Cải tiến giải thuật để xử lý tình giao thông phức tạp, thử nghiệm cải tiến môi trƣờng mô sát với điều kiện thực tế - Áp dụng cải tiến giải thuật vào xây dựng ứng dụng thực tế, thử nghiệm hệ thống phạm vi nhỏ môi trƣờng thực tế, bƣớc triển khai hệ thống phạm vi rộng Nguyễn Mạnh Hùng – Lớp CNTT Khóa 2011B 54 Các hệ thống giao thông thông minh TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bài giảng Hệ thống giao thông thông minh – TS Đinh Văn Hiệp, đại học Xây dựng Hà Nội, 2010 [2] Xây dựng cấu trúc hệ thống giao thông thông minh quy chuẩn công nghệ thông tin, truyền thông, điều khiển áp dụng hệ thống giao thông thông minh Việt Nam – Tạ Tuấn Anh, Trung tâm tin học, Bộ KH&CN, 2013 [3] Research and Application of the Beijing Road Traffic Prediction System Ruimin Li, Hongliang Ma, Huapu Lu, and Min Guo, 2013 [4] Introduction to Intelligient Transportation Systems – China Communication Press, 2008 [5] ITS Handbook 2006-2007, Road Bureau, The Ministry of Land, Infrastructure and Transport, Japan, 2007 [6] Jam Eyes: A Traffic Jam Awareness and Observation System Using Mobile Phones - Xing Zhang, Haigang Gong, Zongyi Xu, Jinchuan Tang, and Bang Liu School of Computer Science and Engineering, Universityof Electronic Science and Technology of China, Chengdu, Sichuan 611731, China, 2008 [7] Đề tài nghiên cứu “Hệ thống giao thông thông minh (ITS) khả ứng dụng Việt Nam” – TS Nguyễn Tuấn Anh, 2010 [8] Hệ thống cảnh báo điều khiển giao thông - PGS-TS Hồ Thanh Phong Trƣờng Đại học Quốc tế, Đại học Quốc gia Tp.HCM [9] Alternative solutions for urban traffic congestion – Mr William ZHANG, Dr WenLong YUE, 2001 [10] Road Traffic Congestion Detection through Cooperative Vehicle-to-Vehicle Communications - Ramon Bauza, Javier Gozalvez and Joaquin Sanchez-Soriano, 2010 [11] Camera theo dõi an toàn giao thông Quốc lộ – http://duongbo.vn/130113653 [12] Arada Systems, Inc supplies DSRC Roadside Equipment for ITSWC http://itsworldcongress.org/blog/arada-systems-inc-supplies-dsrc-roadsideequipment-for-itswc [13] Nhu cầu cấp bách ứng dụng hệ thống giao thông thông minh - Nguyễn Mạnh Hùng – Lớp CNTT Khóa 2011B 55 Các hệ thống giao thông thông minh http://www.vietnamplus.vn/nhu-cau-cap-bach-ung-dung-he-thong-giao-thongthong-minh/245103.vnp [14] Giải pháp thu phí bán tự động,vé giấy mã vạch: Góp phần giảm ùn tắc,hạn chế tiêu cực - http://www.itd.com.vn/news/vn/10/78 [15] Đƣa hệ thống thu phí kín kiểm soát giao thông thông minh đƣờng cao tốc Cầu Giẽ – Ninh Bình – http://tapchigiaothongvantai.vn/2013/10/dua-he-thong-thu-phi-kin-va-kiem-soatgiao-thong-thong-minh-duong-cao-toc-cau-gie-ninh-binh [16] https://www.facebook.com/VOVGiaoThong/info [17] Đề xuất xây dựng bãi giữ xe nhiều tầng tự động - http://dantri.com.vn/xahoi/de-xuat-xay-bai-giu-xe-nhieu-tang-va-tu-dong-386412.htm [18] IBM Traffic Prediction Tool – http://www.ibm.com/smarterplanet/sg/en/green_and_sustainability/nextsteps/solutio n/P252967B43269B75.html Nguyễn Mạnh Hùng – Lớp CNTT Khóa 2011B 56 ... quan Hệ thống giao thông thông minh Chƣơng trình bày khái quát hệ thống giao thông thông minh, lịch sử đời, khái niệm vai trò hệ thống giao thông thông minh hệ thống giao thông Chƣơng 2: Các giải... Khái niệm hệ thống giao thông thông minh Hệ thống giao thông thông minh ứng dụng công nghệ cao điện tử tin học viễn thông để điều hành quản lý hệ thống giao thông vận tải ITS đƣợc coi hệ thống lớn,... nhƣ Hệ thống kiểm soát tín hiệu giao thông, Nguyễn Mạnh Hùng – Lớp CNTT Khóa 2011B 22 Các hệ thống giao thông thông minh Hệ thống thông báo thời gian di chuyển, Hệ thống phát luồng giao thông