Tối ưu lưu lượng giao thông dựa trên giao thức virtua traffic light thông qua vanet

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÀNH TRƯỜNG SƠN TỐI ƯU LƯU LƯỢNG GIAO THÔNG DỰA TRÊN GIAO THỨC VIRTUAL TRAFFIC LIGHT THÔNG QUA VANET Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Mã số: 605270 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2012 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHQG – HCM Cán hướng dẫn khoa học: Ts Đỗ Hồng Tuấn Cán chấm nhận xét 1: Ts Đặng Thành Tín Cán chấm nhận xét 2: Ts Võ Quế Sơn Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 26 tháng 12 năm 2012 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: Ts Lưu Thanh Trà Ts Đặng Thành Tín Ts Võ Quế Sơn Ts Võ Nguyễn Quốc Bảo Ts Đỗ Hồng Tuấn CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ i ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Bành Trường Sơn MSHV: 11140053 Ngày, tháng, năm sinh: 15/02/1987 Nơi sinh: Cà Mau Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Mã số: 605270 I TÊN ĐỀ TÀI: Tối ưu lưu lượng giao thơng dựa thuật tốn Virtual Traffic Light thơng qua VANET II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 02/07/2012 IV.NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 30/11/2012 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Ts Đỗ Hồng Tuấn Tp HCM, ngày 26 tháng 12 năm 2012 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) TRƯỞNG KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ (Họ tên chữ ký) ii LỜI CẢM ƠN Chúng em xin gửi đến Ts Đỗ Hồng Tuấn lời cảm ơn chân thành với trân trọng lòng biết ơn sâu sắc hướng dẫn đầy chu đáo nhiệt tình Thầy dẫn dắt, tạo cho chúng em cách tư làm việc cách khoa học, hướng chúng em đến đề tài khoa học mẽ, tiếp cận với công nghệ đại Chúng em xin chân thành cám ơn thầy cô ngành Kĩ thuật điện tử hết lòng dạy dỗ truyền đạt cho chúng em kiến thức quí báu Chúng xin gửi đến ba mẹ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc Cha mẹ nuôi nấng, dạy dỗ chúng nên người chỗ dựa tinh thần vững cho đời Chúng xin cảm ơn bạn học tập, giúp đỡ, động viên bước đường học tập nghiên cứu Tp Hồ Chí Minh, ngày 26 tháng 12 năm 2012 Học viên Bành Trường Sơn iii Tóm tắt Ngày kinh tế xã hội phát triển dân số không ngừng tăng kéo theo phát triển loại hình mạng lưới giao thơng Trong đó, cở sở hạ tầng đường xá giao thông lại không đáp ứng kịp tốc độ phát triển nên tắc nghẽn giao thông xảy Ùn tắc xảy thường xuyên, kéo dài nan giải gây thiệt hại kinh tế ảnh hưởng đến sức khỏe người Tại giao lộ, đèn giao thông truyền thống phần nguyên nhân gây ùn tắc cản trở lưu thơng liên tục dịng lưu lượng khơng tối ưu lưu lượng hai luồng giao lộ có lưu lượng chênh lệch Rất nhiều giải pháp đưa để giải tốn tắc nghẽn giao thơng Tuy nhiên, tăng lưu lượng lưu thông dựa hệ thống sở hạ tầng đường xá sẵn có phương án khả thi xét phương diện kinh tế Hiện nay, giải pháp cho giao lộ có lưu lượng hai luồng chênh lệch thay đổi chu kì xanh đỏ để thích nghi với lưu lượng Tuy nhiên, lưu lượng thay đổi theo thời gian, địa điểm yếu tố ngẫu nhiên Do đó, giải pháp mang tính thích ứng theo thời gian, địa điểm cụ thể nên không giải pháp tối ưu Luận văn giới thiệu giao thức dựa thuật tốn Virtual Traffic Light (đèn giao thơng ảo) thông qua VANET để tối ưu lưu lượng giao thông Giao thức thay hệ thống đèn giao thông truyền thống Cơng việc lập trình, cài đặt thuật tốn VTL xây dựng mơ hình mơ Matlab Sau đó, đèn giao thơng truyền thống đèn giao thông ảo so sánh đánh giá Cuối cùng, giải pháp khắc phục hạn chế đưa nhằm tăng tính tối ưu cho thuật tốn VTL Mục đích chứng minh đèn giao thơng ảo hiệu thay đèn giao thông truyền thống Luận văn bao gồm chương: Chương 1: Đặt vấn đề Chương 2: Lí thuyết sở phương pháp Chương 3: Kết Chương 4: Hướng phát triển Chương 5: Kết luận Chương 6: Tài liệu tham khảo iv Abstract Nowadays, socioeconomics development and constantly growing population led to the development of different types of traffic network Meanwhile, traffic infrastructure hasn’t been meeting the need of growing development rate so traffic congestion obviuosly occurs Economics and human health are affected by traffic jam At the intersection, the traditional traffic light is one of congestion causes because it stops the continuity of the traffic flow It is not optimal solution when the two traffic flows at intersection are very unequal There are many proposed solutions to solve the congestion problem However, increasing traffic flow based on the existing road infrastructure is the most viable solution in terms of economics Currently, the solution for the intersection with two difference traffic flow is to change red-green cycle time to accommodate the traffic flow But the traffic flow always changes in terms of time, location and random factors Therefore, this solution should not be the optimal solution This thesis will introduce a new protocol based on the Virtual Traffic Light (VTL) algorithm through VANET to optimize traffic flow This protocol will replace the traditional traffic light systems The main work is to program, install the VTL algorithm and build the simulation model in Matlab After that, the traditional traffic lights and virtual traffic lights will be compared and evaluated Moreover, the solutions are proposed to overcome some limitations and increase the optimization for VTL algorithm The goal is to prove that the virtual traffic lights are more effective than traditional traffic light and the virtual traffic lights can replace the traditional traffic light in the future This thesis consists of: Chapter 1: Introduction Chapter 2: Theory and method Chapter 3: Results Chapter 4: Future Work Chapter 5: Conclusions Chapter 6: References v LỜI CAM ĐOAN Tôi tên Bành Trường Sơn, học viên cao học chuyên ngành Điện-Điện tử, khóa 2011, Đại học Bách Khoa TPHCM Tơi xin cam đoan: - Cơng trình nghiên cứu tơi thực - Các số liệu luận văn hoàn toàn trung thực chưa công bố nghiên cứu khác hay phương tiện truyền thông - Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực Luận văn cảm ơn thông tin trích dẫn Luận văn rõ nguồn gốc Tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm kết nghiên cứu Luận văn tốt nghiệp Học viên Bành Trường Sơn vi Mục lục Chương 1: Đặt vấn đề 1.1 Tổng quan động lực đề tài…………………………………………………….…1 1.2 Phát biểu toán………………………………………………………………… 1.2.1 Tổng quát…………………………… ………………………………………… 1.2.2 Chi tiết công việc…………………………………………………………………4 1.3 Phạm vi đề tài……………………………………….………………………………5 Chương 2: Lí thuyết sở phương pháp 2.1 Lí thuyết sở………………………………………………………………………6 2.1.1 Mobile Ad-hoc NETwork (MANET)………………… ……………………… 2.1.2 Vehicular Ad-hoc NETwork (VANET)………………………………………… 2.1.3 So sánh MANET VANET…………………………………………………… 2.1.4 Các yêu cầu mạng ứng dụng VANET…………………………… 10 2.1.4.1 Tính di động………………………………………………………………… 11 2.1.4.2 Kết nối ổn định……………………………………………………………… 11 2.1.4.3 Nhận biết vị trí……………………………………………………………… 11 2.1.4.4 Thời gian thực…………………………………………………………………12 2.1.4.5 Tỉ lệ trang bị thiết bị………………………………………………………… 12 2.1.4.6 Chức Geocast………………………………………………………… 13 2.1.5 Mơ hình thơng tin VANET……………………………………………… 14 2.1.6 Các kĩ thuật thông tin vô tuyến VANET………………………………….15 2.1.6.1 WLAN - IEEE 802.11………………………………………….…………… 16 vii 2.1.6.2 Wimax…………………………………………………………………………17 2.1.6.3 Bluetooth………………………………………………………………………17 2.1.6.4 ZigBee……………………………………………………………………… 19 2.1.6.5 DSRC 802.11p…………………………………………………………… 19 2.1.6.6 Cấp phát kênh tần số……………………………………………………….….22 2.1.6.7 Mạng thông tin di động……………………………………………………… 24 2.1.6.8 Hệ thống thông tin radio kênh thông tin giao thông………………… 25 2.1.6.9 Vệ tinh…………………………………………………………………………25 2.1.7 Tổng quan hệ thống viễn thông VANET…………………………… .26 2.1.8 Tầm quan trọng giao thức Geocast VANET………………………….27 2.2 Giải pháp…………………………………………………………………….…….29 2.3 Kiến trúc hệ thống VANET ứng dụng thuật toán VTL………………………… 29 2.3.1 Bản đồ số………………………………………………………………….…… 30 2.3.2 Module định vị (Car Navigation Module - CNM)…………………………… 31 2.3.3 Màn hình hiển thị CNM…………………………………………………….… 32 2.3.4 Các đặc điểm kĩ thuật thiết kế thuật toán………………………… … .32 2.4 Thuật tốn đèn giao thơng ảo VTL…………………………………………….….33 2.4.1 Chi tiết thuật toán VTL……………………………………………………….…34 2.4.2 Máy trạng thái VTL………………………………………………………… ….38 2.4.3 Thuật toán VTL cải tiến…………………….………………………………… 39 2.4.3.1 Dựa vào thông tin lưu lượng……………………………………… ……… 39 2.4.3.2 Dựa vào điều chỉnh chu kì xanh đỏ thích nghi…… ……………….……… 40 viii 2.5 Phương pháp đánh giá………………………………………………………… 40 Chương 3: Kết 3.1 Mô tả độ đo định lượng để kiểm chứng………………………………………… 41 3.2 Kết sơ cho toán nhận xét đánh giá…………………………….42 3.2.1 Giao lộ đường giao chiều………………………………………… 42 3.2.2 Giao lộ đường giao chiều.……………………………………… ….51 3.2.3 Ba giao lộ đường chiều liền kề…………………………………… ……….62 3.2.4 Ba giao lộ đường chiều liền kề áp dụng giải pháp tăng thêm tính tối ưu thuật tốn VTL dựa vào thông tin giao thông……………………………… …… 77 3.2.5 Giao lộ đường giao chiều, giao lộ đường giao chiều áp dụng giải pháp tăng thêm tính tối ưu thuật tốn VTL dựa vào điều chỉnh chu kì xanh đỏ…………………………………………………………………………………… 83 Chương 4: Hướng phát triển………………………………………………….… 89 Chương 5: Kết luận……………………………………………………………… 91 Chương 6: Tài liệu tham khảo……………………………………………………94 ix Chương 3: Kết GVHD: Ts Đỗ Hồng Tuấn Bảng 3.44: Kết lưu lượng giao lộ luồng X Y luồng A=B, luồng C=D mật độ xác suất cao + giải pháp dựa vào thông tin giao thông Luồng X X1 X1 + solution Y Y1 Y1 + solution Số xe nghẽn trung bình 115.7482 115.7137 20.6857 112.6133 112.6370 20.5855 X, Y: đèn giao thông truyền thống; X1, Y1: đèn giao thông ảo; X1 + Solution, Y1 + Solution: đèn giao thông ảo + giải pháp Kịch tương tự trường hợp d kịch ba giao lộ đường chiều liền kề trình bày cụ thể phần Tuy nhiên kịch này, số xe nghẽn hai luồng giao lộ trung tâm đạt tới ngưỡng định nghĩa trước, thuật toán VTL + giải pháp đề xuất hoạt động Với giải pháp định tuyến lại lưu lượng không cho lưu lượng đổ vào giao lộ trung tâm, kết thu hình vẽ bảng số liệu chứng minh tính hiệu thuật tốn + giải pháp đề xuất 3.2.5 Giao lộ đường giao chiều, giao lộ đường giao chiều áp dụng giải pháp tăng thêm tính tối ưu thuật toán VTL dựa vào điều chỉnh chu kì xanh đỏ Trong kịch này, hai mơ hình đèn giao thơng truyền thống đèn giao thơng ảo giữ nguyên kịch giao lộ đường giao chiều Các thông số cài đặt cũ trừ thông số thời gian mặc định cho đèn xanh đèn đỏ Đây giải pháp đề xuất nhằm cải thiện thêm tính tối ưu cho kịch giao lộ đường chiều hai chiều a) Giao lộ đường giao chiều Bảng 3.45: Các biến cấu hình mơ giải pháp tăng thêm tính tối ưu thuật tốn VTL dựa vào điều chỉnh chu kì xanh đỏ giao lộ đường giao chiều Chu kì lấy mẫu Thời gian mặc định cho đèn vàng TDY HVTH: Bành Trường Sơn 83 10s 10s Chương 3: Kết GVHD: Ts Đỗ Hồng Tuấn Thời gian mặc định cho đèn xanh dành cho luồng X Thời gian mặc định cho đèn đỏ dành cho luồng X Thời gian mặc định cho đèn xanh dành cho luồng Y Thời gian mặc định cho đèn đỏ dành cho luồng Y 60s 30s 30s 60s Bảng 3.46: Lưu lượng luồng X cao luồng Y Luồng X Y Giá trị trung bình Hình 3.31: Kết lưu lượng luồng X cao luồng Y + giải pháp dựa điều chỉnh chu kì xanh đỏ Bảng 3.47: Kết lưu lượng luồng X cao luồng Y + giải pháp dựa điều chỉnh chu kì xanh đỏ Luồng X X1 X1 + solution Y HVTH: Bành Trường Sơn Số xe nghẽn trung bình 53.9411 18.9406 7.6335 1.0135 84 Chương 3: Kết GVHD: Ts Đỗ Hồng Tuấn Y1 Y1 + solution 1.0151 1.8909 X, Y: đèn giao thông truyền thống; X1, Y1: đèn giao thông ảo X1 + Solution, Y1 + Solution: đèn giao thơng ảo + giải pháp Trên hình bên trái, đường màu tím biểu diễn số xe ùn tắc theo thời gian luồng X Đường màu xanh biểu diễn số xe ùn tắc theo thời gian luồng X1 Đường màu xanh dương biểu diễn số xe ùn tắc theo thời gian luồng X1 có áp dụng giải pháp giảm nghẽn Dễ nhận thấy, thuật toán VTL cho hiệu tốt đèn giao thông truyền thống đường màu xanh hướng tăng dần nằm đường màu tím Tuy nhiên, thuật tốn VTL cải thiện hiệu áp dụng giải pháp Số liệu từ bảng 3.40 cho kết tương tự số xe nghẽn X1 thấp khoảng lần so với số xe nghẽn X xe nghẽn X1 có giải pháp thấp khoảng lần số xe nghẽn X1 Trên hình bên phải, đường màu tím biểu diễn số xe ùn tắc theo thời gian luồng Y Đường màu xanh biểu diễn số xe ùn tắc theo thời gian luồng Y1 Đường màu xanh dương biểu diễn số xe ùn tắc theo thời gian luồng Y1 có áp dụng giải pháp giảm nghẽn Nhìn hình vẽ này, thật khó để rút kết luận mơ hình hiệu Tuy nhiên, số liệu từ bảng 3.40 cho thấy thuật toán VTL kèm giải pháp cho hiệu đèn giao thông truyền thống đèn giao thông ảo không kèm giải pháp Đây hậu việc thu ngắn chu kì xanh kéo dài chu kì đỏ luồng Y Dễ nhận thấy hai hình đường màu tím tăng giảm theo chu kì đường màu xanh màu xanh dương tính chất Chu kì tăng giảm đường màu tím chu kì đèn đỏ chu kì đèn xanh đèn giao thơng truyền thống Trong trường hợp này, thuật toán VTL phát huy tối đa tính tối ưu lưu lượng tuyến đường chênh lệch Thuật toán VTL hiệu q trình ngẫu nhiên có nhiều thời điểm số lượng xe luồng lưu lượng thấp Khi ấy, máy trạng thái luồng lưu lượng cao chuyển sang chu kì đèn vàng cho phép xe băng qua giao lộ Kết hợp thuật toán VTL giải pháp (điều chỉnh chu kì xanh đỏ) cho hiệu cao thời gian đèn xanh dành cho luồng lưu lượng cao nhiều thời gian đèn đỏ dành cho luồng lưu lượng thấp nhiều HVTH: Bành Trường Sơn 85 Chương 3: Kết GVHD: Ts Đỗ Hồng Tuấn b) Giao lộ đường giao chiều Bảng 3.48: Các biến cấu hình mơ giải pháp tăng thêm tính tối ưu thuật tốn VTL dựa vào điều chỉnh chu kì xanh đỏ giao lộ đường giao chiều Chu kì lấy mẫu Thời gian mặc định cho đèn vàng TDY Thời gian mặc định cho đèn xanh dành cho luồng X Thời gian mặc định cho đèn đỏ dành cho luồng X Thời gian mặc định cho đèn xanh dành cho luồng Y Thời gian mặc định cho đèn đỏ dành cho luồng Y Thời gian mặc định cho đèn xanh dành cho luồng XX Thời gian mặc định cho đèn đỏ dành cho luồng XX Thời gian mặc định cho đèn xanh dành cho luồng YY Thời gian mặc định cho đèn đỏ dành cho luồng YY 10s 10s 60s 30s 30s 60s 60s 30s 30s 60s Bảng 3.49: Lưu lượng tuyến X-XX cao tuyến Y-YY Luồng X XX Y YY Giá trị trung bình 5 1 Hình 3.32: Kết lưu lượng tuyến X-XX cao tuyến Y-YY + giải pháp dựa điều chỉnh chu kì xanh đỏ HVTH: Bành Trường Sơn 86 Chương 3: Kết GVHD: Ts Đỗ Hồng Tuấn Bảng 3.50: Kết lưu lượng tuyến X-XX cao tuyến Y-YY + giải pháp dựa điều chỉnh chu kì xanh đỏ Luồng X X1 X1 + Solution XX XX1 XX1 + Solution Y Y1 Y1 + Solution YY YY1 YY1 + Solution Số xe nghẽn trung bình 52.9708 40.1939 11.8099 53.4947 40.6678 11.9371 1.0189 1.0161 1.9153 1.0149 1.0115 1.9068 X, XX, Y, YY: đèn giao thông truyền thống X1, XX1, Y1, YY1: đèn giao thông ảo X1 + Solution, XX1 + Solution, Y1 + Solution, YY1 + Solution: đèn giao thơng ảo + giải pháp Hình bên trái phía kết mơ cho luồng X X1 Đường màu tím biểu diễn số xe ùn tắc theo thời gian luồng X Đường màu xanh biểu diễn số xe ùn tắc theo thời gian luồng X1 Đường màu xanh dương biểu diễn số xe ùn tắc theo thời gian luồng X1 kèm giải pháp Hình bên phải phía kết mô cho luồng Y Y1 Đường màu tím biểu diễn số xe ùn tắc theo thời gian luồng Y Đường màu xanh biểu diễn số xe ùn tắc theo thời gian luồng Y1 Đường màu xanh dương biểu diễn số xe ùn tắc theo thời gian luồng Y1 kèm giải pháp Hình bên trái phía kết mơ cho luồng XX XX1 Đường màu tím biểu diễn số xe ùn tắc theo thời gian luồng XX Đường màu xanh biểu diễn số xe ùn tắc theo thời gian luồng XX1 Đường màu xanh dương biểu diễn số xe ùn tắc theo thời gian luồng XX1 kèm giải pháp Hình bên phải phía kết mô cho luồng YY YY1 Đường màu tím biểu diễn số xe ùn tắc theo thời gian luồng YY Đường màu xanh biểu diễn số xe ùn tắc theo thời gian luồng YY1 HVTH: Bành Trường Sơn 87 Chương 3: Kết GVHD: Ts Đỗ Hồng Tuấn Đường màu xanh dương biểu diễn số xe ùn tắc theo thời gian luồng YY1 kèm giải pháp Lưu lượng tuyến X-XX trường hợp cao ứng với lưu lượng luồng X cao kịch đường chiều Lưu lượng tuyến Y-YY trường hợp thấp ứng với lưu lượng luồng Y thấp kịch đường chiều Có tương ứng luồng X có quan hệ chặt chẽ với luồng XX luồng Y có quan hệ chặt chẽ với luồng YY Trạng thái luồng X phải đồng với luồng XX trạng thái luồng Y phải đồng với luồng YY để tránh tai nạn Ví dụ luồng Y YY khơng có xe, luồng X XX chuyển sang đèn vàng băng qua giao lộ thời điểm có hai luồng X XX có xe Vì hai luồng tuyến đồng trạng thái với nên tính chất lưu lượng tuyến hai luồng giống tính chất luồng đường chiều Vì vậy, giải pháp điều chỉnh chu kì xanh đỏ phải điều chỉnh đồng tuyến X-XX tuyến Y-YY Tuyến X-XX lưu lượng cao nên chu kì xanh kéo dài Tuyến Y-YY lưu lượng thấp nên chu kì xanh rút ngắn lại Thật vậy, kết hình vẽ số liệu cho thấy, trường hợp cho kết tương tự trường hợp lưu lượng luồng X cao luồng Y đường chiều có áp dụng giải pháp HVTH: Bành Trường Sơn 88 Chương 4: Hướng phát triển GVHD: Ts Đỗ Hồng Tuấn Chương Hướng phát triển Trong phạm vi luận văn, thuật toán VTL thiết kế nút giao thông tương đối đơn giản Trong thời gian tới, thuật toán tiếp tục phát triển cho nút giao thông phức tạp Mơ hình khảo sát đánh giá luận văn dừng lại giao lộ liền kề Trong tương lai, thuật toán VTL cài đặt Matlab để mô phạm vi rộng qui mô cỡ quận thành phố Ngồi ra, luận văn phát triển theo hướng chính: * Mơ phỏng: Hình 4.1: Kiến trúc phần mềm mơ - Xây dựng hệ thống mô phân phối xe mơ độc lập Mục tiêu phát triển cơng cụ phần mềm mô ngữ cảnh thực tế Bằng cách thực mơ hình mơ này, ứng dụng khác lưu lượng giao thơng đánh ứng dụng chia sẻ thông tin lưu lượng Thơng tin giúp xe tính tốn lại lộ trình phù hợp tránh vào khu vực nghẽn Khi đó, module mơ lưu lượng (Traffic Simulator module) xây dựng để điều khiển hiển thị xe đồ số dựa lộ trình cài đặt trước Đèn giao thông ảo quản lí Car Navigation Modules (CNM) để mơ ứng dụng thuật toán VTL độc lập theo kiểu phân phối mạng mô VANET Mạng VANET mô module Network Simualor để tạo môi trường vơ tuyến có khả mơ rớt gói khoảng cách nghẽn Tất module mô HVTH: Bành Trường Sơn 89 Chương 4: Hướng phát triển GVHD: Ts Đỗ Hồng Tuấn cấu hình, điều khiển giám sát module quản lí (Manager Module) (hình 4.1) Các module mơ thực ngơn ngữ Java, C++ Python * Triển khai thực tế: - Triển khai thuật tốn VTL ngơn ngữ lập trình C sau biên dịch qua ngơn ngữ máy để cài đặt phần cứng thực tế xe ô tô Cải thiện module hiển thị CNM đồ họa giúp thuật tốn dễ hiểu gần gũi với lái xe Các module hiển thị nhúng đồ số khu vực cụ thể HVTH: Bành Trường Sơn 90 Chương 5: Kết luận GVHD: Ts Đỗ Hồng Tuấn Chương Kết luận Trong luận văn này, mục tiêu tối ưu lưu lượng giao thông nhằm giảm tắc nghẽn giao thông trọng tâm đề tài Để đạt mục đích trên, có nhiều giải pháp đưa Trong đó, giải pháp bật áp dụng nhiều điều chỉnh chu kì thời gian đèn xanh đỏ đèn giao thông truyền thống để thích nghi với lưu lượng giao thơng Tuy nhiên, giải pháp thực chất mang tính thích ứng địa điểm thời điểm cụ thể khơng mang tính tối ưu lưu lượng giao thơng Luận văn giới thiệu giao thức xây dựng cho VANET dựa thuật toán Virtual Traffic Light (VTL) để tối ưu lưu lượng giao thông cách trực tuyến tự động lưu lượng giao thông thay đổi theo thời gian tuyến đường mà không cần đèn xanh đèn đỏ truyền thống Các xe ô tô tiếp cận giao lộ tự dàn xếp tổ chức với dựa giao thức VTL để bầu leader cho giao lộ từ hình thành hệ thống đèn giao thơng ảo Theo đó, hệ thống đèn giao thông truyền thống thay đèn giao thơng ảo Do khó khăn việc triển khai đánh giá hiệu thuật tốn VTL mơ hình thực tế, mơ Matlab giải pháp hợp lí để đánh giá so sánh hiệu giao thức VTL đèn giao thông truyền thống Cơng việc luận văn cài đặt thuật tốn VTL phần mềm mơ Matlab để tiến hành mơ Các mơ hình mơ xây dựng gần giống với mơ hình thực tế Qui mô mô tất kịch giao lộ đường chiều hai chiều Hơn nữa, để kiểm chứng đánh giá thuật toán cách khách quan hơn, mơ hình mơ nhân rộng lên ba giao lộ kề Qua kết mơ cho thấy thuật tốn VTL dựa VANET không giải tốt xung đột giao lộ “tự tổ chức” cách hiệu mà cịn có khả tối ưu lưu lượng giao thông * Với giao lộ hai đường giao chiều, thuật toán VTL đạt được: + Hiệu tốt đèn giao thông truyền thống trong: - Kịch hai luồng có mật độ xe chênh lệch HVTH: Bành Trường Sơn 91 Chương 5: Kết luận GVHD: Ts Đỗ Hồng Tuấn - Kịch hai luồng có mật độ xe mật độ xác suất thấp trung bình + Hiệu tương đương đèn giao thông truyền thống trong: - Kịch hai luồng có mật độ xe mật độ xác suất cao * Với giao lộ hai đường giao hai chiều, thuật toán VTL cho: + Hiệu tốt đèn giao thông truyền thống trong: - Kịch hai tuyến có mật độ xe chênh lệch - Kịch hai tuyến có mật độ xe mật độ xác suất thấp trung bình + Hiệu tương đương đèn giao thơng truyền thống trong: - Kịch hai luồng có mật độ xe mật độ xác suất cao Tuy nhiên qua q trình nhân rộng mơ phỏng, thuật tốn VTL bộc lộ số mặt hạn chế Cụ thể, kịch giao lộ kề đường chiều, thuật toán VTL tối ưu lưu lượng hai giao lộ kề giao lộ trung tâm Vì tối ưu tối ưu lưu lượng hai giao lộ kề giao lộ trung tâm nên thuật tốn VTL cho kết xấu đèn giao thơng truyền thống gây nghẽn giao lộ trung tâm Ngoài ra, lưu lượng gia nhập vào giao lộ trung tâm từ hai luồng X Y cao thuật tốn VTL khơng giải nghẽn giao lộ trung tâm Vì vậy, luận văn đưa số giải pháp đề xuất để tối ưu thêm lưu lượng lưu thông cho thuật toán VTL kịch Kết thu chứng minh thuật toán VTL cải tiến hiệu so với thuật tốn VTL Ngồi ra, luận văn giới thiệu thêm giải pháp kết hợp thuật tốn VTL nhằm cải thiện thêm tính tối ưu cho kịch giao lộ đường chiều hai chiều Trong giải pháp này, thông số thời gian mặc định cho đèn xanh đèn đỏ điều chỉnh hợp lí Theo đó, thời gian đèn xanh dành cho luồng lưu lượng cao nhiều thời gian đèn đỏ dành cho luồng lưu lượng cao Kết thu hai kịch giao lộ hai đường giao chiều hai chiều cho thấy giải pháp đề xuất kết hợp thuật toán VTL (thuật toán VTL cải tiến) cho hiệu tốt thuật tốn VTL Tóm lại, thuật tốn VTL thuật toán VTL cải tiến kết hợp giải pháp dựa VANET chứng minh có hiệu hẳn đèn giao thông truyền thống Trong HVTH: Bành Trường Sơn 92 Chương 5: Kết luận GVHD: Ts Đỗ Hồng Tuấn tương lai, thuật toán VTL thực hóa cài đặt phần cứng để triển khai thương mại rộng rãi đèn giao thơng ảo cách mạng hóa chế kiểm sốt giao thơng Qua đó, đèn giao thơng ảo có tác động tích cực đến đời sống hàng ngày Từ việc tối ưu hóa lưu lượng giao thông giao lộ, đèn giao thông ảo góp phần để giải vấn đề nhiễm tiết kiệm nhiên liệu sống các đô thị HVTH: Bành Trường Sơn 93 Chương 6: Tài liệu tham khảo GVHD: Ts Đỗ Hồng Tuấn Chương Tài liệu tham khảo [1] Kasun N Hewage, Janaka Y Ruwanpura Optimization of traffic signal light timing using simulation Proceedings of the 2004 Winter Simulation Conference, R G Ingalls, M D Rossetti, J S Smith, and B A Peters, eds [2] M Ferreira, R Fernandes, H Conceiỗóo, W Viriyasitavat, O K Tonguz SelfOrganized Traffic Control 7th ACM International Workshop on Vehicular InterNetworking - VANET 2010, Chicago, IL, USA, September 2010 [3] Alexandre Santos, Hugo Conceiỗóo, Hugo Mendes, Nuno Jordóo Distributed Systems - Distributed Virtual Traffic Light System Project Requirements, May 2010 [4] Gianluca Grilli Data dissemination in vehicular networks PhD thesis, Department of Computer Science, Systems and Production University of Rome, June 2010 [5] Manjot Kaur, Sukhman Kaur and Gurpreet Singh Vehicular Ad Hoc Networks Journal of Global Research in Computer Science, Volume 3, No 3, March 2012 [6] C Maihofer A survey of geocast routing protocols Communications Surveys Tutorials, IEEE, 6(2):32-42, quarter 2004 13 [7] Barbara Hughes, René Meier, Raymond Cunningham, and Vinny Cahill Towards real-time middleware for vehicular ad hoc networks In VANET '04: Proceedings of the 1st ACM international workshop on Vehicular ad hoc networks, pages 95-96, New York, NY, USA, 2004 ACM [8] B Clifford Neuman Scale in Distributed Systems In Readings in Distributed Computing Systems, pages 463-489 IEEE Computer Society Press, 1994 [9] T Nolte, H Hansson, and L.L Bello Automotive communications-past, current and future.1, pages pp.992, Sept 2005 [10] A Sugiura and C Dermawan In traffic jam IVC-RVC system for ITS using Bluetooth Intelligent Transportation Systems, IEEE Transactions on, 6(3):302-313, Sept 2005 HVTH: Bành Trường Sơn 94 Chương 6: Tài liệu tham khảo GVHD: Ts Đỗ Hồng Tuấn [11] Festag A Le L., Zhang W and Baldessari R Analysis of Approaches for Channel Allocation in Car-to-Car Communication Allocation in Car-to-Car Communication 1st International Workshop on Interoperable Vehicles, March 2008 [12] Status Of This, H Izumiyama, N Fujii, and Y Zhang A Link-Layer Tunneling Mechanism for Unidirectional Links, 2001 [13] Daniel L Gerlough, André Schuhl Use of Poisson distribution in highway traffic Saugatuck, Conn., Eno Foundation for Highway Traffic Control 1955 [14] Mostafa M I Taha Broadcasting Protocols in Vehicular Ad-Hoc Networks (VANETs) A Thesis MASTER OF SCIENCE, 2008 [15] H Conceiỗóo, R Fernandes, P Gomes, M Ferreira, O K Tonguz An Interactive Simulation of a Distributed Traffic Control System based on VANET (Demo Paper) 16th Annual International Conference on Mobile Computing and Networking - ACM MobiCom 2010, Chicago, IL, USA, September 2010 [16] R Fernandes, P M d'Orey, M Ferreira DIVERT for Realistic Simulation of Heterogeneous Vehicular Networks 2nd IEEE International Workshop on Intelligent Vehicular Networks - InVeNET 2010, San Francisco, CA, USA, November 2010 [17] Alexander Stanoyevitch Minimizing Lost Time at Automobile Intersections ISBN: 1-5655-283-0, SCSC '04 [18] A.K Saha and D.B Johnson Modeling Mobility for Vehicular Ad Hoc Networks, Deparment of Computer Science, Rice University, Houston, USA HVTH: Bành Trường Sơn 95 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ & tên: Bành Trường Sơn Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 15/02/1987 Nơi sinh: Cà Mau Quê quán: Nghệ An Dân tộc: Kinh Chỗ riêng địa liên lạc: 7A/162 Thành Thái Phường 14 Q10 TPHCM Điện thoại: 0907998827 E-mail: banhtruongson@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 9/2005 đến 11/2009 Nơi học (trường, thành phố): Đại học Quốc Tế TPHCM – ĐHQG TPHCM Ngành học: Điện tử viễn thông Tên đồ án, luận án môn thi tốt nghiệp: Ứng dụng thuật toán Kalman vào hệ thống GPS Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án thi tốt nghiệp: 7/2009 Đại học Quốc Tế TPHCM Người hướng dẫn: Ts Đỗ Hồng Tuấn Thạc sĩ: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 9/2011 đến 12/2012 Nơi học (trường, thành phố): Đại học Bách Khoa TPHCM Ngành học: Kỹ thuật điện tử Tên luận văn: Tối ưu lưu lượng giao thông dựa giao thức VIRTUAL TRAFFIC LIGHT thông qua VANET Ngày & nơi bảo vệ luận văn: 26/12/2012 Đại học Bách Khoa TPHCM Người hướng dẫn: Ts Đỗ Hồng Tuấn Trình độ ngoại ngữ (biết ngoại ngữ gì, mức độ): Toeic 685 Học vị, học hàm, chức vụ kỹ thuật thức cấp; số bằng, ngày & nơi cấp: - CCNA, CSCO11797636, Cisco - CCNP, CSCO11797636, Cisco III Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUN MƠN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian 2009-2011 2012-đến Nơi công tác Công Ty Cổ Phần Công Nghệ Viettel (Viettel Technologies) Công Ty Viễn Thông Liên Tỉnh – Trung Tâm Viễn Thông Khu Vực II – VTN2 Công việc đảm nhiệm Ngày tháng năm 2013 Người khai ký tên XÁC NHẬN CỦA CƠ QUAN CỬ ĐI HỌC HOẶC ĐỊA PHƯƠNG (Ký tên, đóng dấu) Tổ Core Tổ Core ... ưu Luận văn giới thiệu giao thức dựa thuật toán Virtual Traffic Light (đèn giao thông ảo) thông qua VANET để tối ưu lưu lượng giao thông Giao thức thay hệ thống đèn giao thông truyền thống Công... tắc nghẽn tai nạn giao thông Đặc biệt, việc tối ưu lưu lượng giao lộ thu hút nhiều nhóm nghiên cứu Luận văn giới thiệu giao thức xây dựng cho VANET để tối ưu lưu lượng giao thông cách tự động... sức khỏe người Tại giao lộ, đèn giao thông truyền thống phần nguyên nhân gây ùn tắc cản trở lưu thơng liên tục dịng lưu lượng khơng tối ưu lưu lượng hai luồng giao lộ có lưu lượng chênh lệch Rất