II. ĐẶT VẤN ĐỀ

Bài toán quy hoạch và phân luồng giao thông luôn là vấn đề thời sự của tất cả các đô thị trên thế giới. Đà Nẵng là thành phố trẻ, năng động, có quy hoạch giao thông đô thị tương đối tốt so với các thành phố khác ở Việt Nam.

Tuy nhiên, do sự phát triển kinh tế xã hội mạnh mẽ, sự gia tăng dân số nhanh chóng và là đầu mối giao thông quan trọng của các tuyến quốc lộ nên hệ thống giao thông thành phố Đà Nẵng cũng đã bộc lộ những bất cập như ùn tắc giao thông ảnh hưởng lớn đến sinh hoạt và hoạt động kinh tế, dẫn đến hiểm họa tai nạn giao thông và ô nhiễm môi trường lớn.

Trong các giải pháp, việc phân luồng giao thông hợp lý giúp nâng cao hiệu quả sử dụng mạng lưới giao thông, góp phần đáng kể chống ùn tắc giao thông. Vì vậy, việc nghiên cứu xây dựng các mô hình toán học bài toán mạng giao thông, công nghệ mô phỏng cũng như phát triển và ứng dụng hiệu quả các thuật toán tối ưu phân luồng giao thông ở thành phố Đà Nẵng có ý nghĩa thời sự, khoa học và thực tiễn cao.

Ở Việt Nam vấn đề quản lý phân luồng giao thông, khắc phục ùn tắc đã được một số tác giả quan tâm. Tuy nhiên, các nghiên cứu này mới chỉ dừng lại ở việc đo đạc cung cấp thông tin hiện trạng của hệ thống giao thông, đề xuất giải pháp cục bộ, chưa xây dựng được mô hình hệ thống tổng thể. Vì vậy khả năng ứng dụng còn hạn chế.

Đề tài này là công trình đầu tiên nghiên cứu và xây dựng mô hình toán học mạng lưới giao thông với đặc trưng đô thị Việt nam.

Mạng giao thông là hệ thống các tuyến và nút giao thông, trong đó có nhiều loại phương tiện giao thông lưu hành. Bài toán phân luồng giao thông đa phương tiện (traffic assignment problem) có mục tiêu xác định tuyến đường của mỗi loại phương tiện từ điểm xuất phát đến điểm đích. Tiêu chí tối ưu của bài toán có thể định nghĩa dựa trên hai nguyên lý do Wardrop đưa ra. Nguyên lý thứ nhất là: Thời gian của tuyến đi của mỗi phương tiện nhỏ hơn hoặc bằng thời gian của những tuyến khác theo đánh giá của người điều khiển phương tiện đó. Còn nguyên lý thứ hai là: Thời gian trung bình của toàn hệ thống là cực tiểu. Dafermos, S. C., và Sparrow, F. T. đã đề xuất hai khái niệm tối ưu người dùng và tối ưu hệ thống để phân biệt hai nguyên lý trên.

Với ý nghĩa đặc biệt quan trọng, vấn đề mạng lưới giao thông được các nhà nghiên cứu và quản lý quan tâm nghiên cứu.

Mô phỏng là hướng nghiên cứu hiệu quả các luồng giao thông, cho phép dự báo các tình huống giao thông, từ đó đề xuất quy hoạch phù hợp. Trong mô phỏng giao thông, môi trường mà xe chạy trên đó là một mạng lưới đường bộ được tạo thành từ các đoạn đường, các nút (nơi giao nhau) và các tính năng điều khiển (thường là một phần của nút). Mỗi đoạn có thể có một hoặc nhiều làn xe và có thể là một chiều hoặc hai chiều. Các mô hình thường mô tả môi trường như một mạng tập hợp các đoạn đường và các nút. Một số các công trình nghiên cứu đã đưa ra nhiều hệ thống mô phỏng giao thông, đơn cử như: Sumo, MATSim, MITSIMlab, Aimsum, CORSIM, Paramics, Simtraffic, Transmodeller, VISSIM, WATSIM, TRANSIMS.

Từ số liệu khảo sát, tính toán, đề tài thiết kế và xây dựng cơ sở dữ liệu mạng lưới giao thông và phương tiện giao thông. Cơ sở dữ liệu được xử lý theo Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 104-2007và cài đặt trong hệ quản trị cơ sở dữ liệu MySQL.

III. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu xây dựng mô hình mạng giao thông đa phương tiện mở rộng, xây dựng mô hình toán học các bài toán phân luồng giao thông tối ưu (theo quan điểm tối ưu hệ thống), phát triển các thuật toán phân luồng giao thông tối ưu, các kỹ thuật mô phỏng và áp dụng xây dựng phương án phân luồng giao thông tối ưu ở trung tâm thành phố Đà Nẵng trên cơ sở số liệu điều tra khảo sát về hệ thống giao thông và nhu cầu đi lại.

IV. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1. Về lý thuyết

Đề tài nghiên cứu và phát triển mô hình toán học bài toán phân luồng giao thông trên mạng giao thông hỗn hợp mở rộng, thiết kế các thuật toán tối ưu và xây dựng phần mềm phân luồng tối ưu và phần mềm mô phỏng phương án phân luồng tối ưu.

2. Về thực tiễn

Đề tài tiến hành khảo sát, đo đạc, tính toán:

- Nhu cầu đi lại trong giờ cao điểm (6h30-7h30) ở trung tâm thành phố Đà Nẵng;

- Các thông số hình học của mạng lưới giao thông trung tâm thành phố Đà Nẵng;

- Khả năng thông hành của các đoạn tuyến và nút giao thông;

- Số lượng, thời gian và tốc độ trung bình của phương tiện giao thông lưu hành trong giờ cao điểm (6h30-7h30) ở trung tâm thành phố Đà Nẵng.

V. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

- Điều tra khảo sát thực tế xây dựng hệ thống cơ sở dữ liệu về khả năng thông hành và thời gian lưu hành của mạng lưới giao thông và cơ sở dữ liệu về tuyến hành trình của phương tiện vận tải trong thành phố;

- Nghiên cứu xây dựng mô hình mạng giao thông mở rộng, xây dựng mô hình toán học các bài toán phân luồng giao thông tối ưu (theo quan điểm tối ưu hệ thống), phát triển các thuật toán phân luồng tối ưu, các kỹ thuật mô phỏng và áp dụng xây dựng phương án phân luồng giao thông ở trung tâm thành phố Đà Nẵng;

- Xây dựng phần mềm phân luồng giao thông tối ưu, phần mềm mô phỏng phương án phân luồng giao thông tối ưu và phần mềm chuyển đổi dữ liệu. Chương trình phân luồng tối ưu có chức năng chính là xây dựng phương án phân luồng đáp ứng nhu cầu đi lại của các phương tiện giao thông, đồng thời có tổng thời gian lưu hành là nhỏ nhất. Mặt khác, phần mềm mô phỏng kết nối dữ liệu tĩnh của phương án phân luồng với dữ liệukhông gian của bản đồ để mô phỏng thành các dòng xe chuyển động trực quan trên bản đồ giao thông.

VI. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

1. Điều tra khảo sát
2. Cơ sở dữ liệu
3. Phát triển ứng dụng mô phỏng giao thông 
4. Xây dựng mô hình toán học 
5. Lập trình phần mềm phân luồng tối ưu      
6. Đào tạo tập huấn khai thác sử dụng phần mềm 
7. Hội thảo báo cáo

• BÀI TOÁN MẠNG GIAO THÔNGVÀỨNG DỤNG.docx