Nghiên cứu xây dựng ứng dụng thu thập dữ liệu GPS từ điện thoại di động cho bài toán điều tiết giao thông

• Tác giả: Phạm Trần Vũ
• Trường học: Đại học Bách khoa, Đại học Quốc gia TP. HCM
• Chuyên ngành: Khoa học máy tính
• Đề tài: Xây dựng ứng dụng thu thập dữ liệu GPS từ điện thoại di động phục vụ điều tiết giao thông
• Loại tài liệu: báo cáo tổng kết đề tài khoa học công nghệ cấp trường
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
• 1. NỘI DUNG TRIỂN KHAI
• 1.1. Công nghệ liên quan
• 1.1.1. Hệ thống định vị GPS
• 1.1.2. Các hệ thống thiết bị di động
• 1.1.3. Định dạng dữ liệu GPX
• 1.1.4. Google Map và Map API
• 1.1.5. Open Street Map
• 1.2. Thiết kế hệ thống
• 1.2.1. Chức năng của ứng dụng
• 1.2.2. Chi tiết yêu cầu của tính năng thu thập dữ liệu
• 1.2.3. Thiết kế tổng quan toàn hệ thống thông tin giao thông qua di động
• 1.2.4. Thiết kế chi tiết ứng dụng thu thập dữ liệu GPS
• 1.3. Hiện thực hệ thống
• 1.4. Đánh giá tổng quan về ứng dụng thu thập dữ liệu
• KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC
• KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu đề tài

Đề tài Xây dựng ứng dụng thu thập dữ liệu GPS từ điện thoại di động phục vụ điều tiết giao thông tập trung giải quyết vấn đề ùn tắc giao thông tại các đô thị lớn như Hà Nội và TP. HCM. Ứng dụng thu thập dữ liệu từ điện thoại di động có tích hợp GPS nhằm cung cấp thông tin về vị trí, tốc độ và hướng di chuyển của phương tiện. Dữ liệu này được sử dụng để hỗ trợ quản lý giao thông thông minh và điều tiết giao thông hiệu quả hơn.

1.1. Vấn đề ùn tắc giao thông

Ùn tắc giao thông là thách thức lớn tại các đô thị, ảnh hưởng đến kinh tế và xã hội. Các giải pháp hiện tại như phân luồng, nâng cấp hạ tầng và mô phỏng giao thông đã mang lại một số tiến triển. Tuy nhiên, việc thu thập và phân tích dữ liệu giao thông thời gian thực là yếu tố then chốt để giải quyết triệt để vấn đề này.

1.2. Tầm quan trọng của dữ liệu GPS

Dữ liệu vị trí GPS từ điện thoại di động là nguồn thông tin đáng tin cậy và tiềm năng. Nó cung cấp thông tin chi tiết về lưu lượng giao thông, tốc độ di chuyển và mật độ phương tiện. Điều này hỗ trợ hệ thống giám sát giao thông và phân tích dữ liệu giao thông hiệu quả hơn.

II. Công nghệ liên quan

Đề tài sử dụng các công nghệ hiện đại như hệ thống định vị GPS, công nghệ di động và định dạng dữ liệu GPX. Các công nghệ này kết hợp với Google Map API và Open Street Map để tạo nên một hệ thống thu thập và xử lý dữ liệu giao thông hiệu quả.

2.1. Hệ thống định vị GPS

Hệ thống định vị GPS bao gồm 24 vệ tinh quay quanh Trái Đất, cung cấp thông tin vị trí chính xác. Máy thu GPS sử dụng tín hiệu từ ít nhất 3 vệ tinh để xác định kinh độ, vĩ độ và độ cao. Độ chính xác của GPS phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tín hiệu khí quyển và số lượng vệ tinh nhìn thấy.

2.2. Công nghệ di động

Các thiết bị di động chạy hệ điều hành Android được chọn làm nền tảng phát triển ứng dụng. Android hỗ trợ các tính năng cần thiết như GPS, 3G/GPRS và WiFi, giúp thu thập và truyền dữ liệu hiệu quả.

III. Thiết kế hệ thống

Hệ thống được thiết kế gồm ba phần chính: ứng dụng trên thiết bị di động, máy chủ trung tâm và ứng dụng web. Ứng dụng di động thu thập dữ liệu GPS và gửi về máy chủ. Máy chủ lọc và lưu trữ dữ liệu, đồng thời cung cấp thông tin giao thông cho người dùng.

3.1. Chức năng ứng dụng di động

Ứng dụng di động có các chức năng chính như thu thập dữ liệu GPS, hiển thị vị trí hiện tại và cập nhật thông tin giao thông. Dữ liệu được gửi lên máy chủ qua kết nối 3G/GPRS và lưu trữ dưới định dạng GPX.

3.2. Thiết kế máy chủ

Máy chủ trung tâm bao gồm các mô-đun như GPS Data Filter and Cleaner để lọc nhiễu, GPS Location Mapper để chuyển đổi dữ liệu GPS thành thông tin giao thông và Traffic Data Aggregation để tổng hợp dữ liệu. Dữ liệu được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu MySQL.

IV. Hiện thực và đánh giá

Ứng dụng được hiện thực trên nền tảng Android sử dụng ngôn ngữ Java. Giao thức UDP được chọn để truyền dữ liệu nhằm giảm tải tài nguyên. Sau quá trình thử nghiệm, ứng dụng cho thấy khả năng thu thập dữ liệu hiệu quả, nhưng vẫn còn hạn chế về độ chính xác và tiêu hao năng lượng.

4.1. Ưu điểm

Ứng dụng cho phép người dùng thực hiện nhiều tác vụ cùng lúc, tùy chỉnh thông số và lưu trữ dữ liệu dễ dàng. Máy chủ sử dụng giao thức UDP giúp truyền dữ liệu nhanh và hiệu quả, phù hợp với lượng người dùng lớn.

4.2. Nhược điểm

Ứng dụng chưa giải quyết được vấn đề tiêu hao pin khi sử dụng GPS. Dữ liệu thu thập đôi khi không chính xác do hạn chế của tín hiệu GPS từ điện thoại di động.