Xây dựng hệ thống hỗ trợ giao thông trên di động theo mô hình chung đường chung xe

Nội dung chính của luận văn được trình bày theo cấu trúc như sau: Chương 1: Sự ra đời, phát triển của mô hình “Chung đường – Chung xe” trên thế giới, các mô hình đã triển khai ở Việt

Luận văn được hoàn thành tại:

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Mạnh Hùng

Phản biện 1: ……… Phản biện 2: ………

Luận văn sẽ được bảo vệ trước hội đồng chấm luận văn thạc sĩ tại Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn Thông

Vào lúc: giờ ngày tháng năm

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

- Thư viện của Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn Thông

MỞ ĐẦU

Song song với sự phát triển của xã hội và kinh tế của Việt Nam, việc dân số tăng nhanh trong nhiều năm qua đã góp phần làm tăng lượng lớn phương tiện tham gia giao thông khiến cho cơ sở hạ tầng giao thông khó có thể đáp ứng được nhu cầu đi lại của người dân, từ

đó xảy ra nhiều vấn đề bất cập như ô nhiễm môi trường, tai nạn giao thông và nghiêm trọng nhất là tình trạng tắc nghẽn giao thông xảy ra thường xuyên đặc biệt ở các thành phố lớn như Hà Nội hay Hồ Chí Minh

Mô hình “Chung đường – Chung xe” (Ridesharing, Liftsharing, carpooling, vanpooling) giúp kết nối những người tham gia giao thông có chung điểm đi, điểm đến, thời gian giống hoặc gần giống nhau để họ có thể đi chung bằng cách chia sẻ những chỗ còn trống trên phương tiện Đi chung xe có thể làm giảm ùn tắc giao thông do giảm bớt số chuyến xe vào giờ cao điểm đồng thời giảm chi phí hạ tầng đường sá, bãi đỗ, tai nạn và phát sinh khí thải Đi chung xe giúp tiết kiệm chi phí đến mức thấp nhất do tận dụng được những chỗ trống trên xe Ở Việt Nam hiện nay mặc dù cũng đã bắt đầu dịch vụ

hỗ trợ chung đường chung xe nhưng chủ yếu được thực hiện thông qua các website vì thế nó chưa linh hoạt và thật sự hiệu quả trong nhiều trường hợp

Từ hiện trạng và nhu cầu thực tế được trình bày như trên, luận văn sẽ tập trung xây dựng và triển khai mô hình “Chung đường – Chung xe” trên các thiết bị di động thông minh Công nghệ Location Based Services hỗ trợ tìm kiếm và chia sẻ chuyến đi gắn với vị trí địa

lý của người dùng, điều đó giúp cho những người dùng có nhu cầu đi chung có thể kết nối với nhau mọi lúc mọi nơi theo cách tiện lợi và hiệu quả nhất Người dùng có thể cập nhật thông tin lộ trình của

mình, từ đó hệ thống sẽ phản hồi lại kết quả là danh sách những người có lộ trình phù hợp

Nội dung chính của luận văn được trình bày theo cấu trúc như

sau:

Chương 1: Sự ra đời, phát triển của mô hình “Chung đường –

Chung xe” trên thế giới, các mô hình đã triển khai ở Việt Nam cùng với những thách thức khó khăn khi triển khai mô hình này từ đó đưa

ra mô hình phù hợp cho tình hình hiện tại ở Việt Nam

Chương 2: Các tiêu chí để đánh giá kết quả tìm kiếm người đi

chung trong mô hình “Chung đường – Chung xe”, sau đó là giới thiệu công nghệ sử dụng để xây dựng mô hình

Chương 3: Chi tiết thiết kế mô hình theo dạng Client/Server,

cài đặt và đánh giá kết quả của chương trình

Phần cuối của luận văn sẽ là tổng kết đánh giá và hướng phát triển đề tài

CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU VỀ MÔ HÌNH “CHUNG

ĐƯỜNG – CHUNG XE”

Trong chương 1 luận văn sẽ trình bày:

Chung xe” trên thế giới, các mô hình đã được triển khai ở Việt nam

và từ đó đưa ra mô hình phù hợp với tình hình hiện tại của Việt Nam

1.1 - Sự ra đời và phát triển của mô hình

Mô hình đi chung xe (Ridesharing) xuất hiện trước tiên và nổi bật ở Mỹ trong khoảng thời gian thế chiến thứ II Nó trở lại và phát triển mạnh vào khoảng giữa những năm thập kỷ 1970 do cuộc khủng khoảng dầu mỏ năm 1973 và khủng hoảng năng lượng năm 1979

1.2 - Giới thiệu về các loại mô hình

Hình 1.1: Phân loại các mô hình

Theo hình 1 thì sự phân loại các mô hình chủ yếu dựa trên mối quan hệ giữa những người tham gia đi chung, chia làm 3 nhóm chính

thân trong gia đình hoặc bạn bè và thường được gọi là

“fampools”, tương tự giữa các đồng nghiệp là “coworkers carpool” Loại hình này thường là các thành viên tự tổ chức

vụ có thể thông qua thành viên chính thức hoặc đơn giản là truy cập vào trang web của tổ chức, trong đó:

biết nhau có chung hành trình và cùng thuê chung (thông thường là taxi) hoặc chia sẻ với nhau chỗ trống trên phương tiện của mình, thông qua các

phương tiện truyền thông như báo chí, internet, mobile phone hoặc smart phone,…

người nhiều hơn khoảng 5 đến 15 người và với quãng đường dài hơn so, ví dụ như các loại xe du lịch, xe khách…

1.3 - Những thách thức và khó khăn của mô hình

với người lạ

tham gia đủ lớn để đảm bảo luôn có những hành trình phù hợp cho người dùng khi tìm kiếm

thời gian hoặc lộ trình

1.4 - Một số mô hình đã triển khai trên thế giới và Việt Nam

Trong các nước áp dụng Ridesharing thì Mỹ là nước áp dụng sớm và nhiều nhất, quá trình phát triển của mô hình này ở Mỹ có thể chia ra làm 5 giai đoạn gắn liền với những khoảng thời gian trong lịch sử:

1.4.1 Cuộc khủng hoảng năng lượng (cuối những năm

1960-1980)

Ridesharing tăng trưởng đáng kể trong những năm 1970 do cuộc khủng khoảng năng lượng và lệnh cấm vận dầu mỏ các nước Ả Rập từ 1973 đến 1974

1.4.2 Các đề án tổ chức Ridesharing (1980-1987):

Trong khoảng thời gian này các tổ chức quản lý giao thông vận tải tập trung vào việc giảm ùn tắc và cải thiện chất lượng không

khí Sự phát triển của máy tính đã thúc đẩy sự phát triển các ứng dụng ridematching dựa trên điện thoại di động và internet Tuy nhiên khi giá xăng dầu trở lại mức thấp hơn trong thời gian này đã làm giảm đi sự cạnh tranh của Ridesharing Nhiều đề án về Ridesharing lúc đầu với sự phát triển và công nghệ chưa hoàn hảo để thu được lợi ích lớn nhất nhưng chúng là cơ sở cho sự phát triển các dịch vụ Ridesharing ngày nay

1.4.3 Các hệ thống Ridesharing đáng tin cậy (1999-2004):

Khi các ứng dụng ridematching năng động nhất của những năm 1980 đến 1990 thất bại trong việc vượt qua rào cản “critical mass”(ví dụ là cung cấp một số lượng đủ số người dùng để luôn đảm bảo tạo ra ridematching) Đa số các hệ thống ridematching từ năm

1999 đến 2004 đều tập trung vào các hệ thống khuyến khích ridesharing giữa những người có lịch trình di chuyển có độ tin cậy cao

1.4.4 Áp dụng các công nghệ ridematching (2004 đến nay):

Một thế hệ mới của các nền tảng ridematching đã được phát triển cho các khu vực và những người sử dụng lao động như các tổ chức công cộng, nền tảng xã hội và các diễn đàn phi lợi

Còn ở Việt Nam hiện nay đã có những diễn đàn phi lợi nhuận lập lên để giúp mọi người đăng thông tin lộ trình của mình hoặc tìm người đi chung, ví dụ như: chungduong.com, cungdi.vn, dichungxe.vn, có một số trang ứng dụng hình thức đi chung vào một lĩnh vực riêng như sàn giao dịch thông tin Letgo24.com (giải thưởng nhân tài đất việt 2010) kết nối nhu cầu vận tải, hàng hóa và kho bãi

đã kinh doanh rất thành công, taxitructuyen.com để tận dụng chỗ trống trên taxi Điển hình trong đó là diễn đàn dichungxe.vn hiện nay

đã có gần 1000 thành viên và hoạt động rất hiệu quả, diễn đàn này

cho phép người đăng ký thành viên và đăng thông tin về mình và lộ trình hoặc có thể tìm kiếm những lộ trình có sẵn phù hợp với mình

1.5 - Giới thiệu về mô hình “Chung đường – Chung xe” triển khai trên di động

Dịch vụ này sử dụng GIS và định vị GPS toàn cầu thông qua internet được tích hợp trên các smartphone Trước khi bắt đầu cuộc hành trình, người lái xe gửi hành trình của họ lên hệ thống, sau đó những người muốn đi chung xe (hành khách) sẽ gửi yêu cầu tìm kiếm các lộ trình mà họ mong muốn trước giờ khởi hành lên hệ thống Sau

đó phần mềm hệ thống sẽ tự động tìm kiếm những lộ trình phù hợp

và thông báo lại cho hành khách

CHƯƠNG 2 – TÌM KIẾM TRÊN MÔ HÌNH “CHUNG

ĐƯỜNG – CHUNG XE”

Trong chương 2 luận văn sẽ trình bày:

Chung xe” bao gồm tiêu chí tùy chọn và tiêu chí bắt buộc

Giới thiệu các công nghệ sử dụng để xây dựng mô hình

2.1 - Các tiêu chí tìm kiếm trên hệ thống

Chương 2 sẽ đề cập đến 2 loại tiêu chí để đánh giá kết quả tìm kiếm đó là tiêu chí bắt buộc và tiêu chí tùy chọn:

về thông tin lộ trình đi chung của những người tham gia đi chung xe gồm điểm đi, điểm đến và thời gian khởi hành

đi chung xe như tuổi, giới tính, quê quán, mục đích chuyến

đi, phương tiện đi chung…

2.1.1 - Tiêu chí bắt buộc

Đây là tiêu chí về thông tin lộ trình đi chung, tiêu chí này cho phép tìm kiếm dựa trên điểm khởi hành (có thể là vị trí hiện tại của người dùng được lấy trực tiếp thông qua gps) và điểm đến cùng với thời gian do người dùng cung cấp:

những người có lộ trình đi qua gần vị trí của mình mà có chung điểm đến hoặc đi qua gần điểm đến của mình trong vòng bán kính 5km

Đối với Driver – Chủ xe: Cho phép tìm kiếm những người đi nhờ xe

mà có điểm khởi hành và điểm đến nằm trong lộ trình của mình

 Phương tiện đi chung

2.1 - Thuật toán tìm kiếm dựa trên các tiêu chí

Để đánh giá các tiêu chí theo các mức độ ưu tiên luận văn sẽ

áp dụng toán tử trung bình trọng số có sắp xếp (Ordered Weighted Averaging Operator – OWA)

2.1.1 – Thuật toán xử lý đánh giá độ ưu tiên các tiêu chí tùy chọn

Để đánh giá độ ưu tiên đối với từng tiêu chí, sẽ cần có 2 giá trị là hằng số chỉ độ quan trọng và giá trị của tiêu chí để đánh tính ra

độ ưu tiên chung của các thuộc tính

Khi đó sẽ có 4 tiêu chí đánh giá bao gồm cả tiêu chí bắt buộc

và tiêu chí tùy chọn sắp xếp theo hằng số độ quan trọng giảm dần:

Đối với 3 tiêu chí về giới tính, tần suất lộ trình, phương tiện

đi chung thì giá trị của các tiêu chí này chỉ bằng 1 nếu thỏa mãn yêu cầu tìm kiếm hoặc 0 nếu không thỏa mãn

Riêng đối với tiêu chí lộ trình đi chung thì luận văn sẽ trình bày thuật toán để tính giá trị của tiêu chí này và giá trị này sẽ chạy từ

= (a1, a2,…, an) Rn

W = (0.4:0.3:0.2:0.1)T và a = (0.3;1;0.3;0.6)

tử tích hợp sau khi đã được sắp xếp Sự khác nhau giữa các toán tử OWA được phân biệt bởi các trọng số này

Tính tổng quát của toán tử OWA là ở chỗ bằng việc kết hợp lựa chọn những trọng số, ta có thể thực hiện các dạng toán tử kết hợp khác nhau Bằng cách lựa chọn thích hợp các trọng số vectơ W, ta có thể nhấn mạnh các tham số khác nhau trên cơ sở vị trí của chúng trong thứ tự sau khi sắp xếp Nếu ta đặt hầu hết các trọng số gần đầu của W, ta có thể nhấn mạnh các điểm cao hơn, trong khi đó, nếu đặt các trọng số gần cuối của W sẽ nhấn mạnh các điểm thấp hơn

2.1.2 - Thuật toán xử lý tính giá trị của tiêu chí lộ trình đi chung

Giới hạn luận văn sẽ trình bày thuật toán xử lý tìm kiếm các

lộ trình đi chung phù hợp đối với trường hợp một chủ xe và một hành khách

Giả sử có 2 tập là tập các lộ trình chia sẻ của chủ xe và tập các yêu cầu tìm kiếm của hành khách:

oi = (Si, di), i {1,…,k} là tập các lộ trình chia sẻ của chủ xe

r = (S’, d’) là một yêu cầu tìm kiếm của hành khách

Ta có:

Trường hợp lý tưởng sẽ là lộ trình hành khách nằm gọn trong

lộ trình của chủ xe khi đó X = S và giá trị của tiêu chí sẽ là 1

 Giá trị của tiêu chí lộ trình đi chung là

2.1.3 - Áp dụng toán tử OWA để đánh giá các tiêu chí

quả tìm kiếm phải là những lộ trình phù hợp với tiêu chí bắt buộc

là điểm đi, điểm đến, thời gian khởi hành và các tiêu chí tùy chọn Với mỗi người dùng khi tìm kiếm họ có thể nhập đầy đủ hoặc không đầy đủ các tiêu chí tùy chọn khi đó ta cần đánh giá xem các tiêu chí đó với các lộ trình có trong cơ sở dữ liệu và đưa

ra danh sách các lộ trình phù hợp theo thứ tự điểm ưu tiên giảm dần

giảm dần:

2.1 – Giới thiệu công nghệ sử dụng để thiết kế mô hình

2.1.1 - Sử dụng ASP.NET MVC 3 trong thiết kế Server

- Giới thiệu về ASP.NET MVC: Microsoft ASP.NET MVC

framework đã được tạo ra bởi Scott Guthrie vào tháng Mười năm

2007 ASP.NET MVC 1.0 được phát hành trong năm 2009

ASP.NET MVC là 1 framework phát triển ứng dụng web mới do Microsoft cung cấp, nó kết hợp giữa tính hiệu quả và nhỏ gọn của mô hình Model-View-Controller (MVC), những ý tưởng và công nghệ hiện đại nhất, cùng với những thành phần tốt nhất của nền tảng ASP.NET hiện thời ASP.NET MVC ra đời không phải

để thay thế cho ASP.NET Web Form mà nó phát triển theo một

nhánh khác trong gia đình ASP.NET Framework

2.1.2 - Sử dụng Android trong thiết kế Client

Android là nền tảng cho thiết bị di động bao gồm một hệ điều hành, midware và một số ứng dụng chủ đạo Bộ công cụ Android SDK cung cấp các công cụ và bộ thư viên các hàm API cần thiết để phát triển ứng dụng cho nền tảng Android sử dụng ngôn ngữ lập trình java

Hiện nay nền tảng Android đang phát triển mạnh và chiếm thị phần cao nhất vượt trên cả các thiết bị trên nền tảng IOS của Apple, nền tảng Android hiện tại không chỉ được dùng trên điện thoại

di động mà còn được nhúng trên rất nhiều các thiết bị khác như máy tính bảng, thiết bị giải trí và dò đường trên ô tô, tivi, đồng hồ…Với

đà phát triển như hiện tại thì trong vài năm tới các smartphone sử dụng nền tảng Android sẽ thâm nhập vào hầu hết các phân khúc người dùng khi đó việc kết nối Internet mọi lúc mọi nơi sẽ trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết

thiết kế Client

 HTTP viết tắt của Hypertext Transfer Protocol là tập hợp

các quy tắc chuẩn dành cho việc biểu diễn dữ liệu Đây là giao thức cơ bản mà World Wide Web sử dụng HTTP xác định cách các thông điệp (các file văn bản, hình ảnh đồ hoạ,

âm thanh, video, và các file multimedia khác) được định dạng và truyền tải ra sao, và những hành động nào mà các Web server (máy chủ Web) và các trình duyệt Web (browser) phải làm để đáp ứng các lệnh rất đa dạng

 JSON là 1 định dạng hoán vị dữ liệu nhanh (JavaScript

Object Noattion) Chúng dễ dàng cho chúng ta đọc và viết

Dễ dàng cho thiết bị phân tích và phát sinh JSON là 1 định dạng kiểu text mà hoàn toàn độc lập với các ngôn ngữ hoàn chỉnh, thuộc họ hàng với các ngôn ngữ họ hàng C, gồm có C, C++, C#, Java, JavaScript, Perl, Python, và nhiều ngôn ngữ khác Những đặc tính đó đã tạo nên JSON 1 ngôn ngữ hoán

Tiếp đó trong chương 2 đã giới thiệu sơ lược về công nghệ ASP.NET MVC để xây dựng server, dùng nền tảng Android để phát triển client cho mô hình

CHƯƠNG 3 – THIẾT KẾ HỆ THỐNG CLIENT/SERVER CHO MÔ HÌNH “CHUNG ĐƯỜNG – CHUNG XE”

Trong chương 3 luận văn trình bày:

ra giải pháp xử lý là mô hình “Chung đường – Chung xe”

viện sử dụng để hỗ trợ Client tìm tọa độ (kinh độ và vĩ độ) của người dùng

3.1 - Bài toán và giải pháp

3.1.1 - Bài toán đối với người tham gia giao thông

Người tham gia giao thông sẽ có hai dạng, một là hành khách (rider) và hai là chủ xe (driver) đối với mỗi người sẽ có những kịch bản tương ứng

thông nhưng không có phương tiện hoặc họ muốn thuê 1 phương tiện để di chuyển nhưng nếu đi 1 mình thì chi phí sẽ tăng khi đó

họ cần tìm kiếm những người có cùng lộ với mình để có thể yêu cầu được đi nhờ hoặc đăng tin lộ trình mình sẽ đi để những người

có xe khác tìm kiếm đến họ

thông mà còn dư chỗ trống trên xe và muốn chia sẻ với người khác để giảm chi phí khi đó họ sẽ đăng thông tin lộ trình của mình để giúp những người có cùng lộ trình liên hệ đi nhờ hoặc

họ có thể tự tìm kiếm những người muốn đi nhờ có cùng lộ trình

3.1.2 - Giải pháp