chương 1 của luận án sẽ trình bày các khái niệm cơ bản liên quan tới luồng giao thông, các nghiên cứu liên quan về nguồn dữ liệu, kiến trúc tích hợp, nhận dạng đối tượng, ước lượng mật độ, dự đoán và định hướng luồng giao thông. 7 Chương 2: Cơ sở lý thuyết và mô hình đề xuất. Chương 2 của luận án sẽ tập trung vào tổng quan về kiến trúc tích hợp dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau trong hệ thống ITS. Nội dung cụ thể của chương bao gồm: Đầu tiên sẽ giới thiệu về hệ thống ITS bao gồm định nghĩa và các thành phần của hệ thống ITS; Ứng dụng của hệ thống ITS trong giải quyết các vấn đề giao thông.
Tiếp theo sẽ trình bày về các khó khăn và thách thức trong việc tích hợp dữ liệu trong hệ thống ITS như tính đa dạng và phức tạp của các nguồn dữ liệu trong hệ thống ITS; Vấn đề về đồng bộ hóa dữ liệu từ các nguồn khác nhau; Các giải pháp đã được đề xuất để giải quyết vấn đề tích hợp dữ liệu trong hệ thống ITS. Bên cạnh đó sẽ đưa ra các kiến trúc tích hợp dữ liệu trong hệ thống ITS, các kiến trúc mạng tích hợp dữ liệu cổ điển; Các kiến trúc mạng tích hợp dữ liệu mới và tiên tiến. Song song đó, trong chương này cũng trình bày về nền tảng trong nhận dạng đối tượng, phân tích các thách thức trong quá trình nhận dạng. Việc ước lượng mật độ và dự đoán luồng giao thông cũng được tìm hiểu và trình bày một cách chi tiết và cụ thể.
Chương 3: Kết quả thực nghiệm. Trong chương 3 của luận án sẽ trình bày về kết quả xây dựng kiến trúc tích hợp để thực hiện các ứng dụng nhận dạng đối tượng tham gia giao thông, đặc biệt là nhận dạng các đối tượng có kích thước rất nhỏ. Nội dung tập trung vào trình bày hai công trình đã công bố về phương pháp trừ nền ngưỡng động và sử dụng học sâu để nhận dạng đối tượng. Bên cạnh đó, chương này cũng trình bày về kết quả Ước lượng mật độ giao thông.
Việc xác định làn đường, tham chiếu kích thước phương tiện và tính mật độ là những điểm trong tâm của chương này. Ngoài ra chương 3 còn trình bày kết quả dự đoán luồng giao thông. Dự đoán này có thể giúp cho việc quản lý giao thông trở nên hiệu quả hơn, giảm thiểu ùn tắc, giảm thời gian di chuyển và giảm tác động đến môi trường. Tuy nhiên, việc dự đoán luồng giao thông là một thách thức lớn do sự phức tạp của hệ thống giao thông và sự biến đổi của các yếu tố ảnh hưởng.
TỔNG QUAN VỀ DỰ ĐOÁN VÀ ĐỊNH HƯỚNG LUỒNG GIAO THÔNG TRONG MÔI TRƯỜNG BẤT ĐỊNH 1. Giao thông thông minh Giao thông thông minh đánh dấu một bước tiến quan trọng trong ngành kỹ thuật và quản lý giao thông, nhờ vào việc ứng dụng công nghệ tiên tiến nhằm nâng cao hiệu quả, an toàn và tính bền vững của hệ thống giao thông hiện đại [77]. Các hệ thống ITS không chỉ giới hạn ở việc giám sát và điều khiển giao thông mà còn mở rộng ra một loạt các ứng dụng công nghệ khác, bao gồm mô hình hóa giao thông, phân tích dữ liệu lớn, và hệ thống điều khiển thông minh, tất cả đều hướng đến mục tiêu chung là tối ưu hóa luồng giao thông, giảm thiểu ùn tắc và tăng cường an toàn cho người tham gia giao thông. Thành phố thông minh cần cải thiện chất lượng, hiệu quả của dịch vụ đô thị và cuộc sống của cư dân, đồng thời giảm chi phí và tiêu thụ tài nguyên.
Các thành phố này tập trung vào việc tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển bền vững thông qua việc tối ưu hóa các dịch vụ thành phố và tương tác giữa chính quyền và người dân [77]. Thành phố thông minh không chỉ áp dụng công nghệ mới nhất mà còn bao gồm việc tích hợp và phân tích dữ liệu từ các nguồn khác nhau như cảm biến đô thị, giám sát video, và mạng lưới thông tin để cải thiện quản lý đô thị, dịch vụ công cộng, và cuộc sống hàng ngày của người dân. Luồng giao thông Luồng giao thông là việc di chuyển các phương tiện giao thông hoặc người từ một điểm đến điểm khác trong mạng lưới giao thông. Luồng giao thông thường 9 dùng để chỉ sự chuyển động của xe cộ, người đi bộ, hoặc các phương tiện khác qua các tuyến đường hoặc cơ sở hạ tầng giao thông [23].
Lưu lượng giao thông: Đây là số lượng xe cộ hoặc người đi lại qua một điểm hoặc tuyến đường trong một khoảng thời gian nhất định. Lưu lượng giao thông thường được đo bằng số lượng phương tiện hoặc người trong một khoảng thời gian cụ thể. Mật độ giao thông: Mật độ giao thông thể hiện mật độ của các phương tiện hoặc người trên một đoạn đường hoặc mạng lưới giao thông. Nó thường được đo bằng số lượng phương tiện hoặc người trên mỗi đơn vị độ dài hoặc diện tích.
Tốc độ di chuyển: Tốc độ di chuyển là khoảng cách mà một phương tiện hoặc người có thể di chuyển trong một khoảng thời gian cụ thể. Tốc độ di chuyển có thể biến đổi tùy thuộc vào mật độ giao thông và điều kiện đường. Các yếu tố tác động đến luồng giao thông: Các yếu tố như ánh sáng giao thông, biển báo, điều kiện thời tiết và quy tắc giao thông đều có thể ảnh hưởng đến luồng giao thông. Quản lý luồng giao thông: Quản lý luồng giao thông là quá trình sắp xếp và kiểm soát lưu lượng giao thông để đảm bảo an toàn và hiệu năng của mạng lưới giao thông.
Định hướng luồng giao thông Định hướng luồng giao thông là quá trình điều hướng và quản lý giao thông trên các tuyến đường, tại các ngã tư, và trong các hệ thống giao thông khác nhau để đảm bảo hiệu quả và an toàn trong việc di chuyển của phương tiện và người dân. Mục tiêu chính của việc tối ưu luồng giao thông là cải thiện dòng lưu thông, giảm ùn tắt, tăng tốc độ di chuyển, tiết kiệm nhiên liệu, và giảm thời gian mất trong việc đi lại [43],[75]. Các yếu tố quan trọng trong quá trình tối ưu luồng giao thông bao gồm: Điều hướng phương tiện: Điều hướng phương tiện giao thông theo các tuyến 10 đường và lựa chọn đường đi tối ưu để tránh ùn tắt và giảm thiểu thời gian mất. Điều chỉnh đèn giao thông: Điều chỉnh thời gian mở và đóng của đèn giao thông tại các ngã tư và tuyến đường để đảm bảo sự liên tục và hiệu quả trong dòng lưu thông.
Điều chỉnh tốc độ: Điều chỉnh tốc độ phương tiện thông qua giới hạn tốc độ, đặt biển cấm, hoặc sử dụng hệ thống thông tin giao thông để hướng dẫn tài xế về tốc độ an toàn. Quản lý lưu lượng giao thông: Giám sát và quản lý lưu lượng giao thông trên các tuyến đường để đảm bảo không quá tải và không gây ùn tắt. Sử dụng công nghệ: Sử dụng công nghệ thông tin và giao thông thông minh để thu thập dữ liệu, dự đoán tình hình giao thông, và cung cấp thông tin cập nhật cho tài xế và người dân. Ưu tiên phương tiện công cộng: Tăng cường sử dụng phương tiện công cộng và tạo điều kiện thuận lợi cho chúng để giảm tải cho các phương tiện cá nhân và giảm ùn tắt.
Xây dựng hạ tầng giao thông: Xây dựng và cải thiện hạ tầng giao thông, bao gồm cơ sở đường, cầu, và tuyến đường, để đáp ứng nhu cầu tăng cường dòng lưu thông. Trong luận án sẽ tập trung vào việc sử dụng công nghệ, dự đoán và định hướng luồng giao thông. Tính bất định trong giao thông Tính bất định trong giao thông ở Việt Nam có thể được gây ra bởi một số các yếu tố đặc biệt, bao gồm: Tắc nghẽn và ùn tắc giao thông: Việt Nam thường phải đối mặt với vấn đề tắc nghẽn và ùn tắc giao thông ở nhiều khu vực đô thị. Điều này làm cho thời gian di chuyển trở nên bất định và không thể dự đoán được.
Các vấn đề này có thể xuất phát từ mật độ xe cộ cao, hạ tầng không phát triển đồng đều. Đặc biệt 11 ở Thành phố Đà Nẵng, số lượng du khách hàng năm đến tham quan du lịch rất lớn, do đó nhu cầu đi lại tăng cao. Sự kiện bất thường và công trình xây dựng: Các sự kiện bất thường như tai nạn, công trình xây dựng đột ngột hoặc các biến đổi động trên các tuyến đường cũng góp phần tạo nên tính bất định trong giao thông. Tăng cầu vận chuyển: Sự gia tăng nhanh chóng của số lượng phương tiện giao thông, đặc biệt là ô tô và xe máy, đã gây ra tăng cầu vận chuyển.
Điều này dẫn đến kẹt xe, tắc nghẽn giao thông và tăng thời gian di chuyển. Phương tiện giao thông đa dạng: Sự đa dạng của các phương tiện giao thông, từ xe máy đến xe tải và xe buýt, tạo ra sự phức tạp trong quản lý giao thông và tương tác giữa các loại phương tiện khác nhau. Không tuân thủ luật giao thông: Tình trạng không tuân thủ luật giao thông phổ biến, bao gồm việc đi ngược chiều, vượt đèn đỏ, và không đội mũ bảo hiểm. Điều này tạo ra nguy cơ lớn cho các tình huống va chạm và tai nạn.
Tình hình đô thị đông đúc: Sự đô thị hóa nhanh chóng và tăng cư dân thành thị góp phần vào sự tắc nghẽn giao thông và tình trạng kẹt xe trong các thành phố lớn. Người đi bộ và người đi xe đạp: Người đi bộ và người đi xe đạp thường tham gia vào giao thông mà không tuân thủ đúng quy tắc, và họ có thể xuất hiện đột ngột giữa dòng xe, tạo ra sự bất định. Thời tiết và tình trạng đường: Các tình trạng thời tiết xấu như mưa lớn và lũ lụt có thể làm tăng nguy cơ tai nạn giao thông. Sương mù có thể làm cho tình trạng giao thông trở nên không thường xuyên và gây khó khăn cho việc di chuyển.
Dữ liệu đầu vào từ các nguồn camera khác nhau ảnh hưởng trực tiếp đến việc giám sát các phương tiện tham gia giao thông. Đặc biệt, một số điểm camera có góc quay không trực diện, vị trí trên cao, khung hình quan sát lớn nên các đối tượng tham gia giao thông không được quan sát rõ [58]. 12 Đây là loại bất định xuất phát từ sự ngẫu nhiên và biến động tự nhiên trong dữ liệu, chẳng hạn như sự thay đổi trong lưu lượng giao thông do thời tiết, tai nạn, hoặc các sự kiện không lường trước, các hành vi của người tham gia giao thông. Bất định ngẫu nhiên không thể được loại bỏ bằng cách thu thập thêm dữ liệu vì nó vốn dĩ là một phần của hệ thống.