Mô hình mô phỏng đa tác tử và ứng dụng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Mơ hình mơ đa tác tử ứng dụng ĐẶNG HỮU TÚ tu.dh202868m@sis.hust.edu.vn Ngành Toán Tin Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Thị Thu Hương Viện: Toán ứng dụng Tin học HÀ NỘI, 7/2021 Chữ kí GVHD ĐỀ TÀI LUẬN VĂN Tên học viên: Đặng Hữu Tú Mã số học viên: 20202868M Tên đề tài: Mô hình mơ đa tác tử ứng dụng Mã đề tài: 2020BTOANTIN-KH05 Hệ : Thạc sĩ khoa học Ngành: Toán Tin Cán hướng dẫn: TS Nguyễn Thị Thu Hương Đơn vị: Viện Toán ứng dụng Tin học, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Chữ kí GVHD Lời cảm ơn Đầu tiên quan trọng nhất, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Nguyễn Thị Thu Hương thầy Lê Chí Ngọc - người thầy cô hướng dẫn tận tình để em hồn thành tốt luận văn Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Viện Tốn ứng dụng Tin học, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, người tận tâm truyền đạt kiến thức quý giá cho em suốt trình học tập Tiếp theo, em muốn gửi lời cảm ơn đến người bạn xung quanh, đồng nghiệp nhóm AI cơng ty Smartlog bên cạnh động viên, lắng nghe đưa lời khuyên giúp em giải vấn đề luận văn Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến tất thành viên gia đình em, người ln quan tâm tạo động lực để em hồn thành luận văn Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Học viên thực Đặng Hữu Tú Tóm tắt nội dung luận văn Thế giới mà sống hệ thống vô phức tạp Các nhà khoa học phát triển phương pháp mơ hình hóa nhằm mục đích nghiên cứu rõ tượng, hệ thống Một phương pháp khơng kể đến phương pháp mơ hình hóa dựa tác tử Luận văn “Mơ hình mơ đa tác tử ứng dụng” trình bày kiến thức sở tác tử, mơ hình dựa tác tử cách xây dựng mơ hình dựa tác tử Sau đó, kiến thức mơ hình đa tác tử áp dụng để giải tốn mơ giao thơng Việt Nam Tại Việt Nam, tình trạng tắc nghẽn giao thơng thành phố lớn diễn phổ biến gây thiệt hại lớn kinh tế Giải vấn đề địi hỏi phải có giải pháp thực hiệu từ người định Tuy nhiên, cần tốn nhiều kinh phí thời gian để chứng minh tính hữu ích giải pháp Một phương pháp hiệu thực mơ giao thơng máy tính Luận văn đề xuất mơ hình dựa tác tử để mô giao thông Việt Nam Mơ hình đề xuất cài đặt tảng GAMA [1] sau sử dụng để mô giao thông cho số trường hợp khác Kết cho thấy, mơ hình sử dụng để mô giao thông Việt Nam Từ khóa: mơ giao thơng, GAMA, tác tử, mơ hình hóa Mục lục PHẦN MỞ ĐẦU 12 GIỚI THIỆU 14 1.1 Giới thiệu tốn mơ giao thông 14 1.2 Mục tiêu mơ hình 15 1.3 Một số phần mềm mô giao thông 16 1.3.1 TRANSIMS 16 1.3.2 SUMO 16 1.3.3 VISSIM 18 Nền tảng GAMA 19 1.4 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 2.2 21 Mơ hình hóa dựa tác tử 21 2.1.1 Mơ hình 21 2.1.2 Tác tử 21 2.1.3 Hệ thống đa tác tử 23 2.1.4 Cách xây dựng mơ hình dựa tác tử 24 2.1.5 Ứng dụng mơ hình đa tác tử 26 Một số mơ hình mơ giao thơng 26 2.2.1 26 Mô hình chuyển đường Mơ hình mơ đa tác tử ứng dụng 2.2.2 Mơ hình Cellular Automata 27 2.2.3 Mô hình Car-following 27 Phân loại mơ hình mơ giao thông 28 2.3.1 Mô vi mô 28 2.3.2 Mô vĩ mô 28 2.3.3 Mô trung mô 28 2.4 Một số nghiên cứu giao thông Việt Nam 29 2.5 Đường cong Bezier 30 2.3 XÂY DỰNG MƠ HÌNH 32 3.1 Tác tử road 32 3.2 Tác tử traffic light 33 3.3 Tác tử vehicle 34 3.4 Sơ đồ hoạt động tác tử vehicle 38 3.5 Một số thuật toán sử dụng mơ hình 40 3.5.1 Tìm đường 40 3.5.2 Xác định điểm cách điểm cho trước đoạn d theo hướng vector u 40 3.5.3 Di chuyển đường chiều 41 3.5.4 Di chuyển đường hai chiều tác tử vehicle 42 3.5.5 Điều khiển tín hiệu đèn giao thơng tác tử traffic light 43 3.5.6 Tạo đường cong Bezier đường 44 3.5.7 Tạo đường cong Bezier ngã rẽ 45 ỨNG DỤNG 4.1 47 Mô giao thông cho đường hai chiều 47 Mơ hình mơ đa tác tử ứng dụng 4.2 Mô ngã tư Lý Thường Kiệt - Phan Chu Trinh 49 4.3 Mô cho đoạn đường Nguyễn Văn Cừ 52 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 55 5.1 Kết luận 55 5.2 Hướng phát triển 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 Danh sách hình vẽ 1.1 Sự khác hệ thống giao thông Việt Nam nước phát triển 14 1.2 Tắc nghẽn giao thông Việt Nam 15 1.3 Giao diện phần mềm TRANSIMS 17 1.4 Giao diện phần mềm SUMO 18 1.5 Giao diện phần mềm VISSIM 19 1.6 Giao diện tảng GAMA 20 2.1 Ví dụ tác tử 23 2.2 Ví dụ đường cong Bezier bậc 31 3.1 Ví dụ cho tác tử road 32 3.2 Ví dụ cho tác tử traffic light 34 3.3 Ví dụ cho thuộc tính tác tử vehicle 36 3.4 Sơ đồ hoạt động tác tử vehicle 39 3.5 Hành vi vượt xe tác tử vehicle 44 3.6 Ví dụ quỹ đạo vượt xe đường vehicle 45 3.7 Ví dụ quỹ đạo di chuyển vehicle ngã rẽ 46 4.1 Mô đường hai chiều với lưu lượng giao thông dành cho đường là: (a) xe/s xe/s, (b) xe/s xe/s, (c) xe/s xe/s 48 Mơ hình mơ đa tác tử ứng dụng 4.2 Ngã tư mô 49 4.3 Xây dựng ngã tư cho đoạn đường mô 50 4.4 Mô giao thông ngã tư Lý Thường Kiệt - Phan Chu Trinh 51 4.5 Thời gian di chuyển trung bình xe ngã tư 51 4.6 Đoạn đường Nguyễn Văn Cừ 52 4.7 Mô giao thông đoạn đường Nguyễn Văn Cừ 53 4.8 Kết mô giao thông đoạn đường Nguyễn Văn Cừ 54 Danh sách bảng 4.1 Thông số loại phương tiện giao thông 47 4.2 Lưu lượng giao thông ngã tư 49 4.3 Thời gian loại tín hiệu đèn báo giao thơng 50 4.4 Lưu lượng giao thông ước lượng đoạn đường Nguyễn Văn Cừ với đơn vị xe/s 10 53 ... tốn, mơ hình hóa dựa tác tử dần trở thành công cụ phổ biến 12 Mô hình mơ đa tác tử ứng dụng nhà khoa học, nhà quản lý, nhà định sử dụng để giải toán họ Luận văn “Mơ hình mơ đa tác tử ứng dụng? ??... thức sở tác tử, mơ hình dựa tác tử cách xây dựng mơ hình dựa tác tử Sau đó, kiến thức mơ hình đa tác tử áp dụng để giải tốn mơ giao thơng Việt Nam Luận văn đề xuất mơ hình dựa tác tử để mô giao... mơ hình dựa tác tử 24 2.1.5 Ứng dụng mô hình đa tác tử 26 Một số mơ hình mơ giao thơng 26 2.2.1 26 Mơ hình chuyển đường Mơ hình mơ đa tác