Xây dựng ứng dụng tìm đường đi xe buýt trên smartphone

http://www.example.com/ thông qua google apps.

TR NG I H C M THÀNH PH H CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGH THÔNG TIN

Cám n th y Tr ng đã đ a ra đ tài hay, và chúng em c m th y r t vinh h nh khi th c

hi n đ tài này Và chúng em xin h a s đem ki n th c h c đ c đ áp d ng vào đ i s ng

* Nhóm sinh viên th c hi n *

NH N XÉT C A GIÁO VIÊN H NG D N

M C L C

TR NG I H C M THÀNH PH H CHÍ MINH 1

KHOA CÔNG NGH THÔNG TIN 1

BÁO CÁO ÁN CHUYÊN NGÀNH C S D LI U 1

L I CÁM N 2

NH N XÉT C A GIÁO VIÊN H NG D N 3

M C L C

I T NG QUAN

1) Gi i thi u chung:

L ch s hình thành h th ng v n chuy n công c ng (omnibus) có th b t đ u Nantes (Pháp) Vào n m 1826 b ng nh ng chuy n xe ng a thuê đ ch y theo các tuy n đã đ nh tr c

ch hành khách và hàng hóa g i là voiture omnibus hay còn g i là xe dành cho t t c m i

ng i Sau đó, hình th c v n chuy n công c ng này lan r ng kh p n c Pháp, Hoa K và các thành th trên th gi i

Omnibus có tác đ ng r t l n đ n c ng đ ng V m t xã h i omnibus tr thành m t

ph ng ti n v n chuy n công c ng đ u tiên r t ti n l i, an toàn cho c dân Ngày nay ph ng

ti n này đã ph bi n kh p th gi i, đóng m t vai trò quan tr ng trong c c u xã h i nhi u

n c và tr thành m t ph n thi t y u trong cu c s ng th ng ngày c a các công dân thành ph

T nh ng th p niên tr c, ph ng ti n v n chuy n hành khách công c ng này đã tr nên r t ph bi n ây c ng là ti n thân c a xe buýt ngày nay Hi n nay, h u nh đi đâu ta c ng

đ u th y xe buýt, t nh ng qu c gia kém phát tri n Châu Phi đ n nh ng c ng qu c nh M , Anh….Và vì đó xe buýt đã tr thành ph ng ti n đi l i công c ng ph bi n nh t th gi i

n c ta, Chính Ph đã có ch tr ng phát tri n m ng l i giao thông công c ng ph c

v nhân nhân đ c bi t v i ch tr ng tr giá xe buýt đ ng th i m các l p t p hu n đào t o l i

đ i ng lái xe, ph lái và ti p viên Xe buýt đang d n tr nên h p d n v i m i ng i h n

Trong tình hình kinh t khó kh n hi n nay, m i th đ u đ t đ và đ ng nhiên không ai bàn c i v giá c x ng d u hi n nay, h n 20.300 vnd / lít, đó không ph i là m t cái giá d ch u cho h u h t m i ng i Do đó, đi l i b ng ph ng ti n công c ng là s l a ch n t t nh t hi n nay V i nh ng chính sách tr giá c a nhà n c, ng i dân s an tâm h n trong vi c đi l i mà không c n lo l ng cho “túi ti n” c a mình

Ngoài ra, lý do đ b n nên di chuy n b ng ph ng ti n công c ng là vì nó r t an toàn

Có th d dàng h n khi b n đi l i b ng xe riêng, nh ng Vi t Nam hi n nay có h n 99% ng i dân s d ng xe máy hai bánh Vì không có s b o v bên ngoài nào nên đi xe máy tr nên nguy

hi m r t nhi u, đ t bi t là tình hình giao thông n c ta Xe buýt chính là gi i pháp an toàn cho b n, ch c n lên xe và t n h ng chuy n đi

Theo website Giao thông V n t i, hi n nay đã có ít nh t 5 tuy n xe buýt đ c bi t ph c v

ng i khuy t t t và 10 xe buýt hai t ng đã đ c đ a vào s d ng nh m đa d ng hóa hình th c

ph c v Công ty qu ng cáo t Vi t v i chi n d ch "Nào Ta Cùng Buýt" đ c giao b i S Giao thông Công chánh TP.HCM v i các kh u hi u và hình nh thi t th c đã r t thành công trong vi c đ x ng và c đ ng ng i ng i tham gia giao thông b ng xe buýt

Tình hình giao thông n c ta hi n nay đ c đánh giá là không t t, xe quá nhi u mà

đ ng xá l i không nâng c p B ng vi c đi l i b ng xe buýt b n đã góp ph n gi i quy t hi n

tr ng x u này Và không ch th , đi xe buýt thay vì đi xe riêng là b n đã góp ph n ch ng ô nhi m không khí và môi tr ng T i các thành ph l n n c ta, xe buýt đã ho t đ ng r t có

hi u qu H u nh các tuy n xe buýt đã đ c b trí cho ch y xuyên su t m i đ a đi m trong thành ph V i s l ng xe buýt và m t đ dày đ t, ch c ch n xe buýt là s l a chon s m t trong vi c đi l i b ng ph ng ti n công c ng hi n nay

Trong m t cu c th m dò ý ki n các t ng l p nhân dân v m c đ hài lòng đ i v i các

d ch v hành chính công thì xe buýt là m t trong nh ng d ch v đ c m i ng i đánh giá cao

nh t

Ngoài vi c ph c v ng i dân t t, xe buýt c ng đ c ph c v kinh doanh qu ng cáo đ

t o ngu n thu tái đ u t ph c v c ng đ ng Xe buýt qu ng cáo còn là m t transit media r t có ích trong vi c qu ng cáo đ i chúng Tuy hình th c qu ng cáo này hi n nay đã r t ph bi n trên

th gi i nh ng n c ta th c s nó ch a đ c th c hi n r ng rãi

2) M c đích nghiên c u:

Ho t đ ng c a xe buýt TP.HCM b t đ u nh n nh p vào n m 2003 Vào th i đi m y,

h n 3.000 xe buýt m i xu t hi n nh ba ngu n - v n cho vay h tr c a Chính ph , ngân sách thành ph và kho n đ u t c a m t s doanh nghi p v n t i M c đích c a vi c đ u t ào t này

r t rõ ràng: “gi i quy t n n t c đ ng do có quá nhi u ph ng ti n cá nhân tham gia giao thông, góp ph n gi m b t tai n n giao thông và xây d ng v n minh l ch s đô th ” M t vi n

c nh t i sáng đã đ c v ra trong cái b c tranh giao thông đô th m đ m khi đó

Nh ng tr m d ng có ng i lên xu ng nhi u nh t là b n xe liên t nh, b nh vi n, tr ng

h c, ch … Kho ng 90% khách đi xe buýt là h c sinh, sinh viên, khách ngo i t nh,.… Khách

th ng xuyên đi xe buýt g m nh ng ng i không đ c phép đi xe g n máy, không đi u khi n

đ c xe, không có xe và không bi t đ ng Nh v y m c tiêu phát tri n xe buýt đ h n ch xe

cá nhân nh m gi i quy t n n t c đ ng, k t xe xem nh không đ t đ c

V i s b trí các tuy n xe buýt ch a h p lý thì hi n t ng ít ng i s d ng là chuy n bình th ng đ t bi t là đ i v i ng i có ít th i gian Tram d ng thì đ t quá xa nh ng n i “cao

đi m” khi ng không ít ng i ng i đi b ngoài tr i i v i ng i ít đi xe buýt, vi c xác đ nh tuy n đi và đ ng đi là c m t v n đ , chính đi u này đã nh h ng không t t đ n xe buýt

gi i quyt hi n trang không t t này, c n ph i có nh ng bi n pháp hi u qu

xe buýt tr thành ph ng ti n thông d ng và đ c s d ng r ng rãi, c n ph i c i thi n, s a đ i các tuy n xe cho h p lý, t o s ti n l i và nhanh chóng cho ng i s d ng

Vì v y, đ có th đi l i thu n ti n, b n không ch c n xe bus thôi mà b n c n m t ch d n

h p lý các tuy n xe bus đ có th di chuy n nhanh chóng, ti n l i V i m c đích mang l i s thu n ti n trong vi c l a ch n các tuy n xe buýt thích h p, nh m c i thi n vi c đi l i c a m i

ng i, nhóm đã nghiên c u, xây d ng ch ng trình tìm đ ng đi v i các tuy n xe buýt trong thành ph , giúp ích cho xã h i và góp ph n phát tri n đ t n c ta

M c tiêu chính c a vi c nghiên c u là tìm cho ra đ c gi i pháp xác đ nh đ ng đi ng n

nh t, ti t ki m nh t v i các tuy n xe buýt thích h p cho hành khách

3) Ph ng pháp nghiên c u:

Phân tích các yêu c u đ t ra xác đ nh các thành ph n c b n, ch c n ng đòi h i

c a ng d ng

Nghiên c u các công ngh có liên quan, h tr cho vi c xây d ng h th ng: h

đi u hành Android, đi n toán đám mây Google App Engine …

Tìm hi u c ch ho t đ ng c a mô hình client – server, truy n thông qua giao

th c HTTP, đ t o giao ti p gi a ng d ng android v i ng d ng server

Thi t k c s d li u và tìm hi u c ch l u tr , truy xu t phía server (đi n toán đám mây)

S d ng b công c Android 4.0.3 SDK và Android Virtual Device đ phát tri n

ng d ng phía client (smartphone)

S d ng b App Engine Java SDK đ phát tri n và đ a ng d ng server lên đám mây

4) Ph m vi nghiên c u:

Tìm hi u các công ngh có liên quan đ n h th ng nh : h đi u hành Android,

đi n toán đám mây Google App Engine …

T o c s d li u và đ a d li u lên server thông qua m t ng d ng trung gian,

có th thêm và c p nh t thông tin

Thi t k giao di n và ch c n ng c a ng d ng client (smartphone)

T o đ c k t n i gi a client (smartphone) và server (cloud computing)

Xây d ng các d ch v web đ đáp ng các yêu c u đ t ra, bao g m 3 d ch v :

d ch v c p nh t d li u, d ch v truy xu t d li u và d ch v tìm đ ng đi xe buýt

Cài đ t gi i thu t tìm đ ng đi ng n nh t gi a 2 tram xe buýt

II C S LÝ THUY T

1) Gi i thi u v Android:

Android là m t ng n x p ph n m m, bao g m h đi u hành, các ch ng trình và

ng d ng then ch t cho các thi t b di đ ng Android SDK cung c p các công c và giao

di n c n thi t cho vi c phát tri n ph n m m trên n n t ng Android b ng ngôn ng l p trình Java

Sau đây là l c đ th hi n ki n trúc Android:

ó T ng ng d ng (Applications): bao g m m t mail client, ch ng trình SMS, L ch,

b n đ , trình duy t …

ó T ng khung làm vi c (Framework): cung c p m t n n t ng phát tri n m , Android cho phép ng i phát tri n có kh n ng xây d ng các ng d ng c c k sinh đ ng và sáng t o Mi n phí nh n các ti n ích v ph n c ng thi t b , truy xu t thông tin vi trí,

ch y các d ch v background, h n gi , thêm chú thích thanh trang thái, và nhi u

th khác n a

ó T ng th vi n (Libraries): bao g m các th vi n nh : C / C++, Media, Surface Manager, LibWebCore, SGL, 3D, FreeType, SQLite

ó T ng th c thi (Runtime): m i ng d ng android ch y trong ti n trình c a nó, v i th

hi n c a nó là Dalvik virtual machine Dalvik đ c t o ra giúp thi t b có th ch y

đa lu ng hi u qu h n Dalvik VM n m trên nhân Linux làm nhi m v c b n nh

là qu n lý lu ng và b nh c p th p

ó Nhân Linux (Linux Kernel): x lý các d ch v h th ng nh là b o m t, qu n lý b

nh , qu n lý ti n trình, ng n x p network và mô hình driver Nhân Linux còn ho t

đ ng nh là m t l p tr u t ng gi a ph n c ng và ph n m m

Có 4 thành ph n c a ng d ng Android:

ó Activities: trình di n m t màn nh cho giao di n ng i dùng

ó Services: là thành ph n ch y background đ th c thi các thao tác ch y lâu ho c th c thi các đi u khi n ti n trình t xa Service không cung c p giao di n s d ng

ó Content providers: qu n lý b d li u ng d ng đ c chia s v i nhau Ta có th l u

tr t p tin h th ng, c s d li u SQLite, trên web, ho c nh ng v trí l u tr khác

mà ng d ng có th truy c p

ó Broadcast receivers: là thành ph n ph n h i các thông báo broadcast

2) Google app engine

“Google App Engine” (GAE) là m t n n t ng hosting bao g m web server, c s d

li u BigTable and kho l u tr file GFS GAE cho phép b n vi t ng d ng web d a trên c

s h t ng c a Google Ngh a là b n không c n quan tâm là trang web b n đ c l u tr

nh th nào (k c database đi kèm), mà ch c n quan tâm đ n vi c phát tri n ng d ng theo các API do Google cung c p

V i App Engine,B n ch c n t i lên các ng d ng c a b n, và nó s n sàng đ ph c

v ng i dùng c a b n

B n có th s d ng tên mi n riêng c a mình (ch ng h n nh

http://www.example.com/) thông qua google apps Ho c b n có th dùng sub-domain mi n phí c a appspot.com

GAE cho phép đ c host mi n phí v i dung l ng 500 MB l u tr và cho phép 10

GB b ng thông l u chuy n m i ngày hay t ng đ ng 5 tri u pageview hàng tháng,V t qua m c này b n s ph i tr phí Dùng GAE, chúng ta kh i ph i thi t k database, vi t SQL

đ truy v n data, map data vô object Chúng ta ch c n design các class và GAE t đ ng lo

ph n làm vi c v i database

Tóm l i, gi đây b n ch c n ph i ngh ra và vi t nh ng ng d ng tuy t v i nh t r i kêu g i c th gi i vào dùng Tuy nhiên, m t trái c a vi c xây d ng ng d ng trên GAE là

b n s ph thu c hoàn toàn vào các công ngh c a Google và r t khó có th tách ra thành

m t ng d ng đ c l p Yahoo hay Microsoft s ch ng bao gi mua m t ng d ng xây d ng trên n n t ng c a đ i th Còn các nhà đ u t c ng r t e ng i khi tài s n c a công ty b n đ t

h t vào tay ng i khác, dù cho đó là Google

Hi n AppEngine h tr 2 lo i ngôn ng là: Python và Java M t s ngôn ng khác nh

PHP c ng có th ch y đ c n u cài cùng v i b chuy n t PHP sang Java

3) Thu t toán tìm đ ng đi ng n nh t

Trong lý thuy t đ th, bài toán đ ng đi ng n nh t ngu n đ n là bài toán tìm m t

đ ng đi gi a hai đ nh sao cho t ng các tr ng s c a các c nh t o nên đ ng đi đó là nh

nh t nh ngh a m t cách hình th c, cho tr c m t đ th có tr ng s (ngh a là m t t p

đ nh V, m t t p c nh E, và m t hàm trong s có giá tr th c f: E R), cho tr c m t đ nh v

thu c V, tìm m t đ ng đi P t v t i m i đ nh v' thu c V sao cho

là nh nh t trong t t c các đ ng n i t v t i v' Bài toán đ ng đi ng n nh t gi a

m i c p đ nh là m t bài toán t ng t , trong đó ta ph i tìm các đ ng đi ng n nh t cho

m i c p đ nh v và v'

Thu t toán quan tr ng nh t gi i quy t bài toán này là:

ó Thu t toán Dijkstra — gi i bài toán ngu n đ n n u t t c các tr ng s đ u không

âm Thu t toán này có th tính toán t t c các đ ng đi ng n nh t t m t đ nh xu t phát cho tr c s t i m i đ nh khác mà không làm t ng th i gian ch y

ó Thu t toán Dijkstra có th mô t nh sau:

ó Ta qu n lý m t t p h p đ ng S Ban đ u S={s}

ó V i m i đ nh v, chúng ta qu n lý m t nhãn d[v] là đ dài bé nh t trong các đ ng đi

t ngu n s đ n m t đ nh u nào đó thu c S, r i đi theo c nh n i u-v

Procedure Dijkstra {

III N I DUNG NGHIÊN C U

ó Ng i dùng s ph i đón tuy n xe nào đ đi t tr m xu t phát, khi c n đ i tuy n đ

đ n đ c tr m đích, thi ng i ta s ph i ch n tuy n nào phù h p

2) Thi t k h th ng

T nh ng yêu c u trên, h th ng c n xây d ng các thành ph n c b n sau:

ó Thành ph n giao di n s d ng: cho phép ng i dùng t ng tác tr c quan v i b n

đ , d dàng xác đ nh đ c v trí đang đ ng, ch n tr m nào s xu t phát và tr m nào

mu n đi t i Sau khi x lý tìm đ ng hoàn t t, ng d ng s th hi n con đ ng tìm

đ c b ng cách v đ ng đi t đi m xu t phát t i đi m đích trên b n đ Qua đó,

ng i dùng s có cái nhìn tr c quan h n, d dàng th y đ c mình s đi qua đ ng nào, đi nh ng tuy n nào

ó Thành ph n x lý tìm đ ng: d a vào thông tin đ u vào là v trí c a tr m xu t phát

và tr m đích, k t h p v i d li u mà h th ng đang l u tr , g m các thông tin v v trí các nút giao thông và các k t n i (quan h ) gi a các nút giao thông đó, và các thông tin kèm theo nh là tuy n xe, tr m d ng ng d ng s áp d ng gi i thu t tìm

đ ng đi k t h p v i vi c l a ch n các tuy n xe phù h p mà tham gia l trình đó

ó Thành ph n d li u: các thông tin mà h th ng c n l u tr , ph i đ m b o h tr t t cho vi c x lý tìm đ ng đi, l a ch n các tuy n xe buýt thích h p cho l trình và đáp ng đ c các yêu c u v m t x lý c ng nh các yêu c u đ t ra cho ng d ng tìm đ ng Vì v y, d li u vào s c n có các thông tin v v trí c a các nút giao thông (kinh đ , v đ ), k t n i gi a các nút giao thông đó, nút giao thông đó s n m

trên tuy n đ ng nào Thông tin v l trình c a các tuy n xe c ng ph i đ c quan tâm và đ c l u tr d a theo m i quan h “có đi qua” các nút giao thông nào L u

ý v h ng đi trong m i quan h “có đi qua”, t i vì có tr ng h p hai xe buýt l t

đi và l t v c a chúng là cùng đi qua nút giao thông đó, nh ng nh v y s gây

nh m l n trong quá trình tìm đ ng, không bi t tuy n xe đó s ti p t c đi đâu, đi t i nút giao thông nào n u nh không bi t tuy n đó đi theo h ng nào Các tr m d ng, nhà ch s ph thu c vào v trí c a các nút giao thông, và ph i có thông tin v quan

h “ghé vào” v i các tuy n xe buýt có đi ngang tr m, vì đâu ph i lúc nào tuy n xe

đó đi ngang tr m đó là bu c ph i ghé vào tr m đó đ mà tr khách, r c hành khách

đ ng nh là smartphone, máy tính b ng … nên s b h n ch nhi u v m t x lý và

l u tr d li u h th ng Do đó ta c n giao vi c x lý và l u tr cho m t b ph n khác, d i dào tài nguyên, b nh , m nh m h n, s giúp cho công vi c tìm đ ng có

hi u qu h n, chính xác h n Vì th , đ có đ c l i ích đó, ta s xây d ng m t server chuyên v x lý và l u tr d li u, k t h p v i công ngh đi n toán đám mây

và nh ng l i ích mà nó mang l i cho ng d ng web, s làm t ng kh n ng ph c v

c a server r t nhi u

ó V c b n là h th ng s có 2 ph n chính là client (smartphone) và server (cloud),

nh ng c n thi t có 1 b ph n th 3 tham gia vào h th ng dùng đ c p nh t d li u lên server, b i vì client (smartphone) có nhi m v chính là s d ng các d ch v đ c cung c p t phía server, ch không tr c ti p qu n lý c p nh t thông tin

ó Nh v y, phía server ta c n xây d ng 3 d ch v : d ch v c p nh t d li u, d ch v truy xu t d li u và d ch v tìm đ ng đi xe buýt 2 d ch v c p nh t và truy xu t d

li u ch y u đ c ng d ng c p nh t s d ng, d ch v tìm đ ng đi xe buýt ch y u