đặt vấn đề, nêu lý do chọn đề tài, mục tiêu, phạm vi nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu và bố cục của luận văn. Chương 2: Tổng quan về tình hình giao thông và hệ thống đèn giao thông tại các Thành phố lớn của Việt nam 6 Chương 3: Hệ thống đèn tín hiệu giao thông đô thị dựa trên mức độ ưu tiên của các hướng qua giao lộ. Chương 4: Mô phỏng thực nghiệm thay đổi tín hiệu đèn giao thông tại một ngã tư đô thị. Chương 5: Kết luận.
7 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN Trong chương này, luận văn sẽ trình bày tổng quan về tình hình giao thông đường bộ ở Thành phố Hồ Chí Minh, Mạng lưới giao thông và các hệ thống đèn giao thông tại Thành phố Hồ Chí Minh. Tổng quan tình hình giao thông đường bộ ở thành phố Hồ Chí Minh Thành phố Hồ Chí Minh đã được xây dựng trong hơn ba trăm năm. Tổng diện tích hiện tại 2.061 km², với hơn 9 triệu dân, trong đó, dân số thành thị hiện tại là 7.494 người, dân số nông thôn chiếm 1. Tuy nhiên, nếu tính thêm những người cư trú không đăng ký hộ khẩu (người đến từ các tỉnh khác cho giáo dục, kinh doanh hoặc công việc của họ và một số khách du lịch…) thì dân số thực tế của Thành phố Hồ Chí Minh khoảng hơn 14 triệu người.
Người dân thành phố đang sử dụng gần 9 triệu xe ô tô và xe máy cá nhân, không bao gồm một số phương tiện giao thông công cộng và phương tiện đi theo người đến từ các tỉnh khác. Mạng lưới đường đô thị ở thành phố Hồ Chí Minh có thể là được mô hình hóa như một mạng hình học với nhiều ngã tư, các ngã tư này là một điểm giao nhau của nhiều tuyến đường, từ 3 đến 7 đường, được gọi là ngã tư n nhánh (n = 3,4,5,6,7). Mạng lưới bao gồm các con đường với chiều rộng và hình học khác nhau đa hình đa dạng. Độ dài của các đoạn đường giữa hai ngã tư không bằng nhau, nhiều đoạn quá ngắn hoặc quá dài.
Một số ngã tư có đường vòng ở trung tâm (vòng xuyến), một số khác có đảo nhỏ tại các góc để hình thành đường phụ nhằm để rẽ phải để tạo thành các luồng tự do.1: Xe cứu thương bị ùn tắc trước đèn đỏ (Nguồn:http://vietbao.vn/) Theo quy định của luật giao thông Việt Nam, tất cả các phương tiện di chuyển bên phải làn đường. Trong tổ chức đường bộ, một số đoạn đường được sử dụng làm đường hai chiều, đường một chiều. Các phần đường của đường hai chiều được phân cách bằng các dải phân cách bằng các đường sơn kẻ đơn hoặc kép, đảo, rào chắn. Một số làn đường được chia riêng biệt dành cho xe bốn bánh hoặc xe hai bánh, trong đó xe bốn bánh gồm xe hơi, xe buýt, xe tải và xe hai bánh xe đạp, xe máy, xe ba bánh, xe tay ga và xe đạp.
Các làn đường dành riêng được phân tách bằng dải phân cách như vạch kẻ, rào chắn hoặc đảo. Đường lớn dành cho xe bốn bánh có thể được phân chia bằng các vạch kẻ nét đứt (vạch sơn không liên tục). Đèn điều khiển giao thông được lắp đặt ở cuối đường, nơi các phương tiện tham gia giao thông giao nhau tại ngã tư. Mỗi bộ bao gồm ba màu sắc thường được bố trí hàng dọc hoặc ngang, trong đó đèn tín hiệu xanh lục cho phép phương tiện trên làn đường đó được di chuyển, đèn tín hiệu màu vàng nhằm để cảnh báo các phương tiện trên làn đó chạy chậm lại và dừng hẳn lại trước vạch khi đèn tín hiệu chuyển sang màu đỏ.2: Mật độ lưu lượng các hướng không đều nhau.
(Ghi vào lúc 7:30 ngày 1 tháng 9 năm 2015 tại ngã tư đường HMG và HH, Thành phố Hồ Chí Minh ) Nói đến tình trạng giao thông, thành phố Hồ Chí Minh hiện được biết đến là thành phố có quá nhiều xe máy và một số trong số những người điều khiển phương tiện này di chuyển không đảm bảo tuân thủ luật Giao thông đường bộ. Họ cố vượt qua xe phía trước hoặc chen lấn qua những khoảng trống, chạy lên lề đường để có thể để vượt qua đám đông các xe đang lưu thông phía trước, bất kể những chiếc xe phía trước là xe hai bánh hay xe bốn bánh. Trong những giờ cao điểm, tình trạng ùn tắc, tắc nghẽn giao thông xảy ra thường xuyên tại một số ngã tư. Dẫn đến tình trạng giao thông hiện nay là do của cơ sở hạ tầng giao thông kém chưa đáp ứng đủ nhu cầu đi lại của người dân, tình trạng chiếm dụng đường bộ bởi những người bán hàng rong, đậu xe hơi ở lòng lề đường, bên cạnh đó còn do sự bất hợp lý của hệ thống điều khiển đèn giao thông với chu kỳ đơn giản, được lập trình cố định.
Mạng lưới ngã tư đường đô thị tại thành phố Hồ Chí Minh Sự phát triển của thành phố Hồ Chí Minh qua nhiều giai đoạn lịch sử dẫn đến sự đa dạng của mạng lưới đường đô thị, dạng hình học và phần đường sử dụng. Làn đường kết nối đến ngã tư có thể có chiều rộng khác nhau và được sử dụng làm đường một chiều, đường hai chiều vào và ra ngã tư. Mỗi hướng di chuyển vào ngã tư hoặc rời khỏi ngã tư của các phương tiên tham gia giao thông có thể xem như một dòng chảy hỗn hợp hoặc hai dòng chảy tách biệt cho xe hai bánh và xe bốn bánh. 10 Các phương tiện khi đến ngã ba hoặc ngã tư giao lộ có thể đi thẳng, rẽ phải hoặc rẽ trái; đến ngã năm, sáu, hoặc ngã bảy, một chiếc xe có thể đi thẳng, rẽ phải ngay lối thứ 1, thứ 2 hoặc thứ 3…, rẽ trái ở lối thứ 1 hoặc các lối thứ 2, thứ 3… Nói cách khác, một luồng giao thông đến một ngã tư được chia thành nhiều hướng.
Hầu hết các hướng cần phải được phối hợp với đèn điều khiển tín hiệu giao thông một cách hợp lý cho các phương tiện đi ra khỏi giao lộ; 2. Hệ thống đèn giao thông thông minh Hệ thống đèn tín hiệu điều khiển giao thông (còn được gọi tên khác là đèn tín hiệu giao thông, đèn điều khiển giao thông, hay đèn xanh đèn đỏ) là một thiết bị được dùng để điều khiển giao thông ở những giao lộ có lượng phương tiện lưu thông lớn (thường là ngã ba, ngã tư đông xe qua lại). Đây là một thiết bị quan trọng không những an toàn cho các phương tiện mà còn giúp giảm ùn tắc giao thông vào giờ cao điểm. Nó được lắp ở tâm giao lộ hoặc trên vỉa hè.
Đèn tín hiệu giao thông có thể hoạt động tự động hay cảnh sát giao thông điều khiển. Nhằm mục đích giảm thời gian chờ đợi của xe trước đèn giao thông, hoạt động đựa trên hệ điều khiển đèn giao thông thông minh [3,4] của một số tác giả đã tiếp cận hệ thống điều khiển thích ứng cho nhiều ngã tư gần dựa trên logic mờ [7] hoặc hệ chuyên gia với if-then quy tắc cho một ngã tư bị cô lập [6], [5]. Những cách tiếp cận này phân tích dữ liệu lưu lượng trên luồng tỷ lệ, mật độ và vận tốc của ô tô trên các đoạn đường nối với ngã tư [2], [3]. Số lượng ô tô đi vào một đoạn đường được tính theo thời gian thực theo cảm ứng các vòng lặp, hệ thống định vị toàn cầu (GPS), RFID hoặc máy quay video [2-5], [8-10].
Phân tích dữ liệu của những chiếc xe đi vào một đoạn đường, cách tiếp cận dự đoán số lượng xe và thời gian khi chúng xuất hiện ở ngã tư tiếp theo để chuyển đèn giao thông. Các cách tiếp cận trên khó triển khai tại Thành phố Hồ Chí Minh do ngoài sự đa dạng của phương tiện, sự khác biệt giữa ngã tư và sự phức tạp trong hành vi 11 của người tham gia giao thông trên đường. Ngã tư ở thành phố Hồ Chí Minh được xây dựng với nhiều nhánh có chiều rộng khác nhau và cách tổ chức đường bộ cũng không đều nhau. Trên nhiều con đường, xe 4 bánh và 2 bánh đi lại trong một khoảng cách rất gần (đi chung trong 1 làn đường).
Ngoài ra, các phương tiện từ trường học, bến tàu và ngõ hẻm kết nối với đường tại bất kỳ vị trí nào giữa hai ngã tư đều làm thay đổi số lượng xe đếm bằng cảm biến. Hơn nữa, các cách tiếp cận trên chưa xem xét đến các quy định phương tiện ưu tiên trên các luồng phương tiện hướng đến ngã tư như đoàn xe, xe cứu hỏa, xe cứu thương, …vv. Trong khi đó, hệ thống điều khiển đèn giao thông [11, 12] tập trung vào việc xóa đường cho sự di chuyển của các phương tiện khẩn cấp và không giải quyết vấn đề ùn tắc trước đèn giao thông cũng như kẹt xe ở ngã tư. Các tài liệu nghiên cứu ứng dụng trong luận văn.
Bài báo khoa học nghiên cứu [13] đã trình bày cách tiếp cận thuật toán thay đổi tín hiệu điều khiển đèn giao thông đô thị dựa trên mức độ ưu tiên của các hướng qua giao lộ bằng phương pháp toán học. Kết quả bài báo khoa học này đã chứng minh được tính tối ưu của thuật toán và đề xuất giải pháp tiếp cận, đưa thuật toán vào xây dựng hệ thống đèn giao thông thông minh hơn góp phần giảm thiểu ùn tắc giao thông tại các giao lộ của Thành phố lớn như Thành phố Hồ Chí Minh. Bài báo khoa học [14] đã trình bày phần nghiên cứu mô hình phân luồng giao thông một cách vĩ mô. Nghiên cứu đã đề xuất mô hình thống kê giao thông theo không gian-thời gian để ước tính tỷ lệ đám đông phương tiện phía sau đèn tín hiệu giao thông từ đó xác định mức độ ưu tiên của các hướng đi qua giao lộ.
[15, 16, 17] Mô hình phân tích khu vực có phương tiện giao thông như một biến lưu lượng tùy thuộc vào không gian và thời gian, áp dụng khái niệm thống kê không gian trong GIS để thể hiện khu vực có xe cộ dưới dạng biểu đồ không gian ở các trường hợp khác nhau. 12 CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG ĐÈN GIAO THÔNG ĐÔ THỊ DỰA TRÊN MỨC ĐỘ ƯU TIÊN CỦA CÁC HƯỚNG QUA GIAO LỘ Trong chương quan trọng này, luận văn sẽ trình bày chi tiết nội dung thuật toán và phương pháp xác định các hướng được đi qua ngã tư theo thứ tự ưu tiên. Nội dung nghiên cứu. Trong nghiên cứu này, chúng ta sẽ tiếp cận hệ thống và giải bài toán điều khiển đèn giao thông ở đô thị dựa trên thứ tự ưu tiên của các hướng phương tiện giao thông đi vào giao lộ.