Xây dựng mô hình hệ thống xe buýt trường học trên cơ sở bài toán phân luồng giao thông

Xây dựng mô hình hệ thống xe buýt trường học trên cơ sở bài toán phân luồng giao thông

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG XE BUÝT

TRƯỜNG HỌC TRÊN CƠ SỞ BÀI TOÁN

PHÂN LUỒNG GIAO THÔNG

BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGÀNH KHOA HỌC MÁY TÍNH

HVTH : LÊ HỒNG DŨNG Lớp : KHMT- K19

CBHD: PGS TS VÕ TRUNG HÙNG

Đà Nẵng, tháng 6/2012

NỘI DUNG TRÌNH BÀY

Mô hình hóa bài toán thực tế

3

Giới thiệu đề tài

1

Cơ sở lý thuyết đồ thị

2

Kết luận và hướng phát triển

5

Giải pháp ứng dụng quy hoạch hệ thống xe

buýt trường học

4

ĐẶT VẤN ĐỀ

Xuất phát từ bối cảnh trên tôi chọn thực hiện đề tài:

“Xây dựng mô hình hệ thống xe buýt trường học

trên cơ sở bài toán phân luồng giao thông”

Ô nhiễm môi trường

Hệ thống

xe buýt

Tai Nạn Kẹt xe

Thời gian

Thực trạng giao thông hiện nay:

 Mục tiêu của đề tài:

 Xây dựng hệ thống các tuyến xe buýt phục vụ nhu cầu đi lại của học sinh THCS trên địa bàn thành phố Đà Nẵng

 Ứng dụng các bài toán lý thuyết đồ thị về phân luồng giao thông

 Phân tích, xây dựng thuật toán cho bài toán phân luồng giao thông

 Ý nghĩa thực tiễn: Tạo ra hệ thống GTCC riêng biệt cho các em học sinh THCS, giúp giảm thiểu lưu lượng phương tiện giao thông cá nhân trên đường phố Giải quyết được các vấn đề xã hội: Như nạn kẹt xe, tiết kiệm nhiên liệu, tai nạn giao thông và giảm được lượng khí thải gây ô nhiễm môi trường

GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐỒ THỊ

 Đồ thị là: Một mô hình toán học

được ứng dụng trong nhiều lĩnh

vực khoa học, kỹ thuật.

 Ứng dụng:

 Sơ đồ tổ chức một cơ quan

 Sơ đồ khối tính toán của một thuật toán

 Sơ đồ một mạng máy tính

 Bản đồ các tuyến đường giao thông của một thành phố.

a

b

e

c

d

CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐỒ THỊ

CÁC THUẬT TOÁN CƠ BẢN TRÊN ĐỒ THỊ

 Tìm kiếm theo chiều rộng

 Tìm kiếm theo chiều sâu

 Tìm đường đi ngắn nhất

CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐỒ THỊ

 Mạng luồng là một đồ thị có hướng, trong đó mỗi

cạnh có một độ thông qua và một giá trị luồng

 Ứng dụng để mô hình hóa hệ thống đường giao

thông, dòng chảy của chất lỏng trong ống, dòng điện trong mạch, hay bất kỳ các bài toán nào tương tự khi có sự di chuyển trong một mạng các nút.

CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐỒ THỊ

 Ví dụ về tìm đường tăng luồng trong mạng

Bước 1: Khởi tạo fij = 0,  i,j

Bước 2: Lặp cho đến khi hết đường trong luồng

Tìm đường tăng luồng P từ s  t với lượng tăng 

Tăng luồng theo công thức (i,j  P):

f’ij = fij +  nếu (i,j) cung thuận

f’ji = fij -  nếu (i,j) cung nghịch

PHÂN TÍCH HIỆN TRẠNG

 Xu hướng phát triển vận

tải hành khách công cộng

 Nhu cầu đi lại tăng

 Phương tiện giao thông

cá nhân tăng đột biến

 Kẹt xe giờ cao điểm

 Tai nạn giao thông do

phương tiện cá nhân gây

ra tăng

 Các tuyến xe buýt hiện có

không phù hợp Tắt đường

10/ 18

CÁC TUYẾN XE BUÝT Ở ĐÀ NẴNG HIỆN NAY

 Tuyến số 1: Đà Nẵng - Hội An

 Tuyến số 2: Kim Liên  – Chợ Hàn

 Tuyến số 3: Đà Nẵng – Đại Lộc

 Tuyến số 4: Đà Nẵng – Tam Kỳ

 Tuyến số 5: Đà Nẵng - Mỹ Sơn

Các tuyến trên do Sở Giao thông vận tải thành phố Đà Nẵng xây dựng để phục vụ chủ yếu

là khách du lịch nên không phù hợp với việc đi lại

của học sinh.

11/ 18

QUY TRÌNH XÂY DỰNG CÁC TUYẾN XE BUÝT

1 Xác định điểm đầu cuối lộ trình tuyến2 Xác định

3 Xác định điểm

đỗ dọc đường

4 Kiểm tra

sự phù hợp

 Số lượng các điểm dừng được tính bằng công thức sau:

N = L / L0 - 1 Với L : Chiều dài tuyến

L0 : Khoảng cách giữa các điểm đỗ

N : Số lượng các điểm đỗ

12/ 18

ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP XÂY DỰNG

HỆ THỐNG XE BUÝT

Dựa vào googlemaps và kiểm chứng thực tế

để đánh dấu các trường trên địa bàn TP

13/ 18

GIẢI PHÁP ỨNG DỤNG QUY HOẠCH

HỆ THỐNG XE BUÝT

 Dựa vào khảo sát thực tế trọng số của đồ thị được tính toán dựa trên các yếu tố:

 Số lượng học sinh phân bổ trên các tuyến

 Các cung đường thường xuyên xảy ra kẹt xe

 Các cung đường có mật độ giao thông cao

 Độ dài đường đi

Mức độ ưu tiên của trọng số theo thứ tự từ trên xuống dưới

14/ 18

GIẢI PHÁP ỨNG DỤNG QUY HOẠCH

HỆ THỐNG XE BUÝT

Tham số

Tên đường

SL học sinh phân

bổ (người) Kẹt xe

Mật độ giao thông cao

Độ dài (Km)

 Bảng thống kê các thông số

15/ 18

MÔ HÌNH HÓA HỆ THỐNG

1 Điểm xuất phát

bến xe trung tâm

2.Trạm dừng đón khách tại ngã ba Huế

3. Trạm dừng đón khách tại

Hà Huy Tập

5 Trường Phan Đình Phùng

4. Trạm dừng ngã tư Thanh Khê

5

3

4

7

1

16/ 18

KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM

 Áp dụng giải thuật ta thu được đường đi: 12  4  5

Từ kết quả trên xây dựng tuyến xe buýt tương ứng: điểm xuất phát, bến xe trung tâm -> trạm dừng đón khách tại ngã ba Huế -> trạm dừng đón khách tại ngã tư Thanh Khê – Trần Cao Vân -> trường THCS Phan Đình Phùng.

1 Điểm xuất phát bến xe trung tâm

2.Trạm dừng đón khách tại ngã ba Huế

5 Trường Phan Đình Phùng

4 Trạm dừng ngã tư Thanh Khê

1

17/ 18

KẾT LUẬN

 Về lý thuyết

Tìm hiểu tổng quan về cơ sở lý thuyết đồ thị

 Thuật toán tìm kiếm trên đồ thị

 Mạng, luồng trong mạng

 Các thuật toán tìm đường đi ngắn nhất

Phân tích hiện trạng về xe buýt công cộng trên địa bàn thành phố từ đó phát triển hệ thống xe buýt dành riêng cho học sinh trung học cơ sở

 Về thực nghiệm

Xây dựng được tuyến xe buýt, mô phỏng mô hình tuyến xe buýt giúp dễ hơn trong công tác quản lý

18/ 18

HƯỚNG PHÁT TRIỂN

dựng thêm các tuyến xe buýt trường học cho xác với nhu cầu thực tế

giao thông công cộng để có thể điều chỉnh

hệ thống thích hợp trong tình hình nhu cầu đi lại gia tăng và mạng lưới giao thông thường xuyên thay đổi.

quản lý tuyến có thể chạy được trên môi trường mạng internet, để phát triển và triển khai rộng.