Đồ Án Xây dựng và đánh giá một hệ thống mô phỏng giao thông việt nam

TÓM TẮT KHOÁ LUẬN

Từ lâu, việc phát triển một hệ thống mô phỏng giao thông đã được nhiều nhà nghiên cứu trên thế giới quan tâm và đã đạt được một số thành tựu nhất định. Những thành tựu này cũng đã đóng góp phần nào vào sự phát triển của hệ thống giao thông ở các nước tiên tiến. Tuy nhiên, việc ứng dụng các thành tựu này vào giao thông Việt Nam là rất khó khăn do cơ sở vật chất, cơ sở hạ tầng giao thông của nước ta có nhiều khác biệt, cùng với đó là sự khác nhau về các loại phương tiện tham gia giao thông và ý thức của người tham gia giao thông. Vì vậy việc nghiên cứu một hệ thống mô phỏng giao thông thích hợp với Việt Nam là rất cần thiết và đã được chúng tôi chọn làm đề tài để thực hiện khóa luận này.

Đầu tiên, chúng tôi sẽ đưa ra một số cơ sở lý thuyết cho việc mô phỏng giao thông. Trong số đó chúng tôi sẽ đi sâu vào phương pháp mô phỏng dựa trên agent, một công nghệ rất thích hợp để mô phỏng một mô hình có sự tương tác cá thể - cá thể và cá thể - môi trường giống như mô hình giao thông. Cuối cùng, chúng tôi sẽ trình bầy về hệ thống mô phỏng giao thông Việt Nam mà chúng tôi đã nghiên cứu và xây dựng và các kết quả đạt được qua quá trình này.


MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: MÔ PHỎNG GIAO THÔNG 3

1.1. Giới thiệu 3

1.2. Hệ thống mô phỏng giao thông trực quan 4

1.2.1. Mô hình hệ thống giao thông 5

1.2.2. Mô hình điều khiển sự di chuyển các xe trên đường 5

1.2.3. Mô hình thống kê 6

1.3. Mô phỏng xe thông minh trên đường cao tốc 6

1.3.1. Mô hình mạng lưới đường cao tốc 7

1.3.2. Mô hình xe cộ 8

1.4. Hệ thống mô phỏng đèn giao thông 9

1.5. Kết luận 10

CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH DỰA TRÊN AGENT 11

2.1. Agent và hệ thống đa agent 11

2.1.1. Agent 11

2.1.2. Hệ thống đa agent – MAS 12

2.2. Mô hình dựa trên agent 13

2.2.1. Khái niệm về mô hình dựa trên agent – ABM 13

2.2.2. Sự khác nhau giữa agent và đối tượng 14

2.2.3. Một số ứng dụng của ABM 14

2.2.4. Cách xây dựng một ABM 15

2.3. Kết luận 15

CHƯƠNG 3. HỆ THỐNG MÔ PHỎNG GIAO THÔNG VIỆT NAM SỬ DỤNG MÔ HÌNH DỰA TRÊN AGENT 16

3.1. Một số đặc điểm của giao thông Việt Nam 16

3.2. Các ý tưởng xây dựng hệ thống 16

3.2.1. Xây dựng hệ thống đường xá 17

3.2.2. Xây dựng agent đóng vai trò người tham gia giao thông 20

3.3. Mô tả hệ thống 24

3.3.1. Các thành phần chính của hệ thống 24

3.3.2. Các thuật toán được sử dụng 28

3.4. Cài đặt hệ thống mô phỏng 35

3.5. Giới thiệu chương trình mô phỏng 37

3.5.1. Chế độ thiết kế 37

3.5.2. Chế độ mô phỏng 41

3.6. Một số thử nghiệm và nhận xét 42

3.6.1. Một số thử nghiệm 43

3.6.2. Nhận xét các thử nghiệm 47

CHƯƠNG 4. TỔNG KẾT 48

4.1. Kết luận 48

4.2. Hướng phát triển và mở rộng 48

Tài liệu tham khảo 50


MỞ ĐẦU

Đối với mọi quốc gia, giao thông là một bộ phận trong kết cấu hạ tầng, có ảnh hưởng trực tiếp đến sự phát triển kinh tế - xã hội. Ở các nước phát triển, việc phát triển hệ thống giao thông luôn được đầu tư những khoản chi phí khổng lồ. Bên cạnh đó, các nhà quy hoạch luôn có một tầm nhìn chiến lược, định ra được kế hoạch rõ ràng trong việc xây dựng các hệ thống giao thông. Nhờ vậy mà hệ thống giao thông của những nước này rất phát triển, tạo cơ sở thuận lợi cho sự phát triển của kinh tế và xã hội. Còn ở Việt Nam thì ngược lại, cơ sở hạ tầng giao thông không theo kịp sự phát triển kinh tế xã hội và dân số, gây cản trở cho sự nghiệp hiện đại hóa, công nghiệp hóa của đất nước.

Hiện nay ở nước ta, giao thông đang là một vấn đề nhức nhối của các nhà hoạch định chính sách. Ở các đô thị như Hà Nội, nhiều hệ thống đường quá hỗn độn, không theo quy chuẩn hay quá chật hẹp. Trong khi đó, số lượng xe tham gia thông không ngừng gia tăng. Điều đó đã dẫn đến hậu quả là sự gia tăng về tắc đường, tai nạn, ô nhiễm môi trường. Thêm vào đó, ý thức của người tham gia giao thông chưa cao nên càng làm tăng tính phức tạp của giao thông Việt Nam. Vì vậy việc tìm giải pháp phát triển cho các hệ thống giao thông ở nước ta là rất khó khăn.

Ở nhiều nước trên thế giới, việc mô phỏng hệ thống giao thông trên máy tính đã được nghiên cứu từ lâu nhằm phục vụ cho việc tìm kiếm và đánh giá các giải pháp phát triển hệ thống giao thông. Trước khi chặn một tuyến đường, mở một tuyến đường mới hay điều chỉnh thời gian bật đèn xanh, đèn đỏ ngoài thực tế, các nhà phát triển có thể thử trên hệ thống mô phỏng trước. Tuy nhiên, giao thông của Việt Nam là rất khác biệt và phức tạp nên việc ứng dụng các thành tựu nghiên cứu này là rất khó. Hơn nữa, mô phỏng giao thông vẫn còn là một đề tài ít được các nhà nghiên cứu trong nước quan tâm. Do đó chúng tôi đã nghiên cứu và xây dựng một hệ thống mô phỏng thích hợp với giao thông của Việt Nam nhằm phục vụ cho việc phát triển hệ thống giao thông trong nước.

Mô phỏng thực chất là tái hiện hoặc tạo dựng một phần nào nào đó của thế giới thực trên máy tính. Đối với mô phỏng giao thông, đã có nhiều phương pháp, cơ sở lý thuyết được đưa ra. Chúng tôi đã chọn phương pháp mô phỏng dựa trên agent làm phương pháp nghiên cứu và xây dựng một hệ thống mô phỏng giao thông. Với các mô hình có sự tương tác giữa các cá thể như hệ thống giao thông thì việc sử dụng mô hình dựa trên agent là rất thích hợp. Đây là một phương pháp tiên tiến và đã được ứng dụng nhiều trong việc mô phỏng các hệ thống phức tạp trong thực tế. Hệ thống mô phỏng giao thông mà chúng tôi xây dựng cho phép người sử dụng có thể tùy biến tạo ra các hệ thống giao thông đa dạng, phức tạp, rồi quan sát sự di chuyển của các phương tiện trên hệ thống giao thông này. Từ việc quan sát này mà các nhà quy hoạch giao thông có thể đánh giá được các giải pháp phát triển hệ thống giao thông và đưa ra quyết định của mình.

Nội dung của khóa luận gồm 4 chương:

ã Chương 1 sẽ trình bầy về bài toán mô phỏng giao thông và các mô hình mô phỏng giao thông của các nhà nghiên cứu trên thế giới trước đây

ã Chương 2 sẽ trình bầy về agent, hệ thống đa agent, phương pháp sử dụng mô hình dựa trên agent và các ứng dụng của mô hình này.

ã Chương 3 sẽ trình bầy về hệ thống mô phỏng giao thông mà chúng tôi đã nghiên cứu và xây dựng.

ã Cuối cùng, Chương 4 sẽ tổng kết các kết quả đã đạt được và hướng phát triển hệ thống mô phỏng giao thông trong tương lai.