Đặt vấn đề nghiên cứu Vấn đề giao thông ở Việt Nam rất phức tạp, do điều kiện lịch sử, điều kiện kinh tế, hạ tầng giao thông yếu kém, thành phần dòng xe hỗn hợp và việc ý thức của người tham gia giao thông chưa cao nên việc áp dụng các lý thuyết tính toán của nước ngoài vào điều kiện giao thông ở Việt Nam cho ra kết quả tương đối khác với điều kiện giao thông của các nước phát triển. Vì vậy, việc nghiên cứu một hệ thống mô phỏng giao thông phù hợp với điều kiện giao thông ở Việt Nam là rất cần thiết để phân tích, đánh giá và đưa ra điều chỉnh, tổ chức, quy hoạch giao thông hợp lý nhất. Chiến lược phát triển hệ thống giao thông tối ưu là nhu cầu cần thiết để phát triển kinh tế xã hội. Xây dựng được một hệ thống giao thông hiệu quả là một thách thức lớn với những người làm về quy hoạch giao thông.
Việc phân tích, đánh giá mang tính lý thuyết, cần có một cái nhìn trực quan về các giải pháp lựa chọn. Tuy nhiên, rất khó để kiểm tra tính hiệu quả chi phí tốn kém, mất nhiều thời gian, hoặc gặp rủi ro không lường trước được. Vì vậy, cần có công cụ để mô phỏng, phân tích đánh giá, đưa ra các dự báo để điều chỉnh kịp thời cho việc phát triển hệ thống giao thông tối ưu, bền vững. Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài này, mô phỏng chủ yếu dựa trên những hành vi của người tham gia giao thông qua các hành động (tăng tốc, giảm tốc, chuyển làn, vượt xe,…) và các ứng xử cụ thể của các phương tiện dựa trên mô phỏng Netlogo để xây dựng mô hình.
Cơ sở hình thành đề tài Trên thế giới đã có rất nhiều các nghiên cứu về quy hoạch, tổ chức giao thông và đã được áp dụng rất thành công ở các nước tiên tiến. Tuy nhiên, việc ứng dụng các nghiên cứu đó vào hoàn cảnh nước ta vẫn chưa mang lại hiệu quả. Bởi vì, nước ta có tỷ lệ sử dụng và sở hữu xe máy rất cao, điều kiện cụ thể không giống với các nước nên theo tầm nhìn xa hơn về quy hoạch cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin về mô phỏng giao thông là cơ sở để thực hiện đề tài này. 9 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP MSHV: 13011254 HV: PHAN TRÚC BÌNH Nghiên cứu tập trung vào mô phỏng sự chuyển động không theo làn của xe máy.
Mô phỏng các hành vi phổ biến của xe máy khi tham gia giao thông như tăng tốc- giảm tốc, xem xét sự tương tác giữa xe máy với xe máy và tương tác giữa xe máy với xe ô tô,… nhằm dự đoán sự di chuyển của xe máy trong dòng giao thông hỗn hợp để đánh giá khả năng thông hành cũng như mức độ kẹt xe do ảnh hưởng của xe máy. Mô phỏng các hành vi di chuyển không theo làn xe máy là chủ đề được quan tâm nhiều nhất trong các nghiên cứu giao thông. Hành vi này là đặc trưng của chuyển động xe máy. Xe máy dễ dàng chuyển hướng tìm ra những khoảng trống nhỏ (không gian an toàn chạy xe) để di chuyển nhanh hơn, thoải mái hơn.
Khi chạy không theo làn mật độ xe máy thay đổi nhanh chóng theo thời gian. Điều này sẽ khiến cho diện tích đường được sử dụng hiệu quả hơn trong điều kiện kẹt xe. Lý thuyết về lựa chọn rời rạc “Logit model” được biết đến như một lý thuyết hàng đầu trong lĩnh vực nghiên cứu về hành vi con người và được áp dụng trong nhiều lĩnh vực trong đó có giao thông. Lý thuyết lựa chọn rời rạc được SHIOMI (2014) nghiên cứu và phát triển dựa trên mô phỏng hành vi của xe máy trong dòng giao thông hỗn hợp thông qua các hàm tiện ích và các thông số dự đoán.
Lý thuyết này phù hợp với điều kiện áp dụng ở Việt Nam cũng như mục tiêu mà tác giả muốn áp dụng vào nghiên cứu này. Với mong muốn nghiên cứu sự ảnh hưởng của các thành phần xe trong dòng xe hỗn hợp, hành vi của lái xe khi tham gia giao thông, các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng vượt xe, chuyển làn trong điều kiện giao thông hỗn hợp, là cơ sở hình thành đề tài “Mô phỏng chuyển động không theo làn của xe mô tô hai bánh dựa trên mô hình lựa chọn rời rạc”. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài Ứng dụng lý thuyết lựa chọn rời rạc và sử dụng phần mềm Netlogo để mô phỏng chuyển động không theo làn của xe máy trong dòng giao thông hỗn hợp. So sánh kết quả của mô phỏng với kết quả thực tế đo đạc tại các đoạn đường trong Thành phố Hồ Chí Minh để kiểm tra độ tin cậy của mô hình mô phỏng.
Phân tích các đặc điểm chuyển động của xe máy và ô tô. Đề xuất các hành vi lái xe phù hợp nhằm làm giảm kẹt xe trong trong điều kiện kẹt xe. 10 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP MSHV: 13011254 HV: PHAN TRÚC BÌNH 1. Phạm vi nghiên cứu Trong phạm vi của đề tài, tác giả đề xuất nghiên cứu xây dựng mô hình mô phỏng cho 1 đoạn đường theo 1 hướng cho xe máy, trong điều kiện giao thông hỗn hợp tại địa bàn thành phố Hồ Chí Minh.
Áp dụng các lý thuyết về lựa chọn rời rạc ”Logit model”: Để xây dựng mô hình mô phỏng giao thông dựa trên tốc độ, lưu lượng, thời gian chậm xe,. với các đối tượng nghiên cứu là xe ô tô con, xe buýt và xe máy. 11 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP MSHV: 13011254 HV: PHAN TRÚC BÌNH Chƣơng II CÁC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN 2. Các nghiên cứu trƣớc đây Chu Công Minh và Chu Văn An (2002) Đề cập đến việc ứng dụng mô hình mô phỏng giao thông trong quy hoạch, thiết kế và quản lý đường bộ.
Theo đó việc ứng dụng mô hình mô phỏng tuy đã được sử dung rộng rãi ở các nước đang phát triển trên thế giới nhưng khi áp dụng vào Việt Nam thì có nhiều khó khăn như: Giá thành mua bản quyền của các phần mềm rất đắt, chưa có những đánh giá về độ chính xác của những tham số đầu vào và kết quả ở điều kiện cụ thể ở nước ta. Hơn nữa các phần mềm mô phỏng của các nước đang phát triển chủ yếu là áp dụng cho xe 4 bánh, trong khi đó ở nước ta phương tiện di chuyển chủ yếu là xe 2 bánh. Văn Hồng Tấn (2009) Đề cập đến việc sử dụng mô phỏng giao thông để chứng minh điều kiện giao thông ở Thành phố Hồ Chí Minh với những kịch bản 20 khác nhau về mức độ sử dụng xe con và xe buýt. Để dự đoán chống lại tác động của việc chuyển từ sử dụng xe máy sang sử dụng xe con trong tương lai.
Có 4 kịch bản đã được mô phỏng là 10%. 20%, 40%, 60% sử dụng xe con. Kết quả là nếu 30% - 40% sử dụng xe máy chuyển sang dùng xe con thì tình trạng giao thông thành phố trở nên xấu đi. Phân tích chỉ ra rằng sự thay đổi hành vi của người sử dụng xe cá nhân sẽ ảnh hưởng lớn đến người sử dụng xe buýt khi vẫn duy trì tốc độ đi lại.
Dựa trên những kết quả nghiên cứu trên đưa ra những kiến nghị cho cơ quan quản lý giao thông. Như là giảm xe con, khuyến khích sử dụng xe buýt là yếu tố quyết định đến khả năng lưu thông của giao thông thành phố. Nguyễn Xuân Long (2013) Nghiên cứu đánh giá về sự xung đột giao thông cho sự di chuyển không theo làn của xe máy dưới điều kiện tắt nghẽn giao thông. Với sự di chuyển không theo làn của xe máy như thay đổi hướng hay di chuyển xiên theo xe máy ở phía trước khi tình trạng giao thông bắt đầu trở nên tắt nghẽn.
Từ đó, đưa ra một mô hình đề xuất với một không gian an toàn cho xe máy để mô tả sự di chuyển không theo làn cùng với các hành vi tăng tốc, giảm tốc và chọn xe máy chạy phía trước để di chuyển theo. Đánh giá sự xung đột bởi tính toán xác suất phanh đột ngột của xe máy liên quan đến sự thay đổi mật độ trong 12 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP MSHV: 13011254 HV: PHAN TRÚC BÌNH dòng giao thông trong một khoảng thời gian. Nghiên cứu nhấn mạnh, khi mật độ xe trong dòng giao thông càng tăng thì sự xung đột giữa xe trong dòng là càng lớn và yếu tố chính dẫn đến xung đột sự phanh đột ngột của xe máy lưu thông trong dòng giao thông. Chu Công Minh, Chu Văn An và Kazushi Sano (2002) Đề cập đến phương pháp mới thông qua ứng dụng mô phỏng của máy tính phần mềm NETSIM (Network Simulation), đánh giá tác động của chính sách giao thông lên dòng xe.
Phương pháp này sử dụng trong quá trình đánh giá việc tổ chức giao thông. Việc mô phỏng được tiến hành từng bước theo trình tự áp dụng cho tình trạng giao thông thực tế trước. Sau đó, thay đổi một vài trạng thái giao thông rồi so sánh thời gian đi, vận tốc trên đường,… Từ đó, sẽ lựa chọn được phương án tối ưu. Bài báo đã đưa ra được các ưu-nhược điểm: Ưu điểm: Áp dụng mô phỏng máy tính, kết quả từ phương pháp trên rất dễ dàng phân tích và đánh giá.
Các giá trị trung bình về vận tốc, thời gian đi, đoạn đường đi đều được máy tính tính toán để từ đó, việc so sánh khả năng cải thiện tình hình giao thông trước và sau khi thay đổi các phương án trở nên cực kì dễ dàng. Nhược điểm: Phương pháp trên giả sử tổng số lượng xe sử dụng đường trước và sau khi thay đổi các phương án giao thông hay xây dựng những tuyến đường mới là hầu như không đổi. Để thực hiện điều này, mạng lưới tính toán phải lựa chọn đủ độ lớn. Không thể phản ánh một cách chính xác tuyệt đối những gì đang và sẽ xảy ra trên đường.
Anh hưởng của các sự kiện ngắn hạn như : xe nào đó đột ngột dừng, tai nạn giao thông, người đi bộ băng ngang qua đường, trạm dừng xe buýt,… bị bỏ qua. Chỉ thuần tuý so sánh về vấn đề kỹ thuật như vận tốc trung bình, thời gian trung bình, quãng đường đi,… Hoàn toàn không so sánh vấn đề kinh tế. Đối với thực trạng nước ta, việc áp dụng mô phỏng còn nhiều khó khăn vì nhiều lý do chủ quan và khách quan khác nhau. Trong đó, nổi bật nhất là vấn đề sử dụng xe gắn máy ở nước ta quá lớn, trái ngược hẳn với các nước phát triển (các nước xây dựng lên các phần mềm mô phỏng) là xe con chiếm đa số.