Thứ năm, 31/10/2019 16:16 GMT+7

Nghiên cứu phát triển hệ thống dự đoán lưu lượng và định tuyến thông minh cho giao thông đô thị dựa trên mô hình kết hợp tính toán thông minh và khai phá dữ liệu thời gian thực

Vấn đề ùn tắc giao thông trong đô thị, nhất là vào giờ cao điểm, đang làm đau đầu các nhà quản lí, làm bực bội người dân và đáng tiếc hơn cả là nó đang gây thiệt hại to lớn về thời gian, tiền bạc và sức khỏe của cộng đồng. Bên cạnh việc chờ đợi ngành giao thông bổ sung thêm cơ sở vật chất, xây dựng mới và mở rộng đường phố, phát triển các loại hình giao thông công cộng hiện đại, thì việc có một hệ thống có khả năng dự đoán lưu lượng và hỗ trợ việc phân luồng giúp cho cảnh sát tại các nút giao thông phối hợp nhịp nhàng, đạt hiệu quả tối ưu trên toàn hệ thống là một yêu cầu đặt ra cấp bách trong thời điểm hiện nay.


Hình 2.2: Thông tin vị trí địa lí (phân bố) các đối tượng điểm trên bản đồ Hà Nội

 

Hệ thống dự đoán và phân luồng thông minh lưu lượng giao thông theo thời gian thực hướng đến giải quyết nhiệm vụ này. Một khi được xây dựng và triển khai, một mặt hệ thống sẽ giúp các cơ quan quản lí như ngành giao thông, cảnh sát dự đoán được lưu lượng và đưa ra các chiến lược phân luồng thông minh, đảm bảo hạn chế tối đa các điểm ùn tắc tính trên toàn mạng giao thông nội thị. Mặt khác, hệ thống sẽ hỗ trợ chính những người tham gia giao thông chủ động thay đổi hành vi, chọn đường đi ít gây ùn tắc nhất. Một khi người điều hành giao thông điều tiết lưu lượng dựa trên các chiến lược có đầy đủ cơ sở khoa học, và người tham gia giao thông cũng chủ động thay đổi hành vi để hợp tác tránh ùn tắc, tình trạng ùn tắc chắc chắn sẽ giảm đi.

Hiện nay, việc áp dụng các thành tựu của công nghệ thông tin và truyền thông vào hỗ trợ điều khiển hệ thống giao thông tại các thành phố lớn đang được thực hiện tại các nước phát triển ở phương Tây như Đức, Đan Mạch... Các dự án đang được nghiên cứu tại các nước này đang sử dụng cách tiếp cận dựa trên dữ liệu thống kê, khai phá dữ liệu và ra quyết định lựa chọn thông minh.

Tại Việt Nam, vấn đề ùn tắc giao thông nội thị tại các thành phố lớn như Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, nhất là vào giờ cao điểm, đang làm đau đầu các nhà quản lí, làm bực bội người dân và đáng tiếc hơn cả là nó đang gây thiệt hại to lớn về thời gian, tiền bạc và sức khỏe của người dân. Việc xây dựng được một hệ thống dự đoán và phân luồng thông minh cho toàn hệ thống giao thông nội thị đang là một yêu cầu cần thiết và cấp bách.

Xuất phát từ thực tiễn đó Cơ quan chủ trì Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông phối hợp với Chủ nhiệm đề tài/dự án TS. Nguyễn Mạnh Hùng cùng thực hiện, việc nghiên cứu xây dựng một hệ thống dự đoán và phân luồng thông minh lưu lượng giao thông nội thị dựa trên việc kết hợp giữa khai phá dữ liệu thống kê và ra quyết định thông minh đang đặt ra nhiều vấn đề nghiên cứu mang tính thời sự, hiện đại, vừa mở ra nhiều khả năng áp dụng thực tiễn cao, nhất là trong bối cảnh thực trạng giao thông đang tắc nghẽn hàng ngày trong các đô thị lớn của Việt Nam. Nhằm mục tiêu Nghiên cứu xây dựng một hệ thống phần mềm dự đoán và phân luồng thông minh lưu lượng giao thông theo thời gian, đặc biệt là trong các giờ cao điểm, tại các thành phố lớn. Mô hình này kết hợp giữa công nghệ tính toán và ra quyết định thông minh với khai phá dữ liệu.

Sau thời gian nghiên cứu, đề tài đã so sánh được kết quả của thuật toán này so với phương pháp khác, nhóm đề tài thực hiện thống kê trên hai chiến lược điều khiển đèn:

Chiến lược 1: sử dụng chiến lược có trong thuật toán của đề tài, nghĩa là thời gian đèn xanh tiếp theo sẽ tỉ lệ thuận với số người đi qua theo hướng đèn xanh đấy trong khoảng thời gian đèn xanh trước đấy.

Chiến lược 2: thời gian đèn xanh theo mỗi hướng di chuyển được cố định theo tỉ lệ người tham gia giao thông di chuyển theo hướng đó thống kê trong toàn bộ thời gian thống kê. Để đảm bảo dữ liệu là so sánh được, nhóm đề tài tiến hành cố định tỉ lệ và số lượng, vận tốc của người tham gia giao thông theo từng hướng di chuyển. Sau đó, sẽ tiến hành so sánh trên 3 kịch bản:

Kịch bản 1: đường thông thoáng. Trong vòng 2h các ngả đường vào nút giao thông này đều có lưu lượng rất thưa (trạng thái di chuyển bình thường).

Kịch bản 2: đường đông. Trong khoảng thời gian thống kê, các ngả đường vào nút giao thông đều có lưu lưuợng cao (trạng thái di chuyển rất chậm).

Kịch bản 3: đường có lưu lượng thay đổi. Trong khoảng thời gian thống kê, lưu lượng trên các đường thay đổi xen kẽ cứ 10 phút thoáng, lại có 10 phút đông.

Kết quả thống kê đầu ra là giá trị trung bình thời gian chờ của từng người, kết quả được biểu diễn trên hình sau:



Đường rảnh Đường đông Đường biến động

 

Kết quả cho thấy, khi đường thông thoáng thứ hai chiến lược cho kết quả không khác nhau nhiều, và rõ ràng khi đường thông thoáng thì việc phân luồng dựa vào tín hiệu đèn là không quá quan trọng. Còn trong trường hợp đường đông hoặc đường có lưu lượng thay đổi (trong đó có các thời điểm đường đông) thì chiến lược điều khiển đèn theo thuật toán áp dụng cho đề tài sẽ bắt người tham gia giao thông chờ ít hơn là phương pháp thống kê theo truyền thống.


Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 13992/2017) tại Cục Thông tin KH&CN quốc gia.

Nguồn: Cục Thông tin KH&CN quốc gia

Lượt xem: 1938

Tìm theo ngày :

Đánh giá

(Di chuột vào ngôi sao để chọn điểm)