BÀI TẬP HỆ CHUYÊN GIA Đề tài : XÂY DỰNG HỆ CHUYÊN GIA XỬ PHẠT VI PHẠM GIAO THÔNG

Từ đó phân tích và áp dụng công nghệ thông tin để xây dựng nên một hệ chuyên gia nhằm mục đích hỗ trợ cho việc xử phạt các loại hình vi phạm an toàn giao thông đường bộ một cách nhanh ch

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

BÀI TẬP HỆ CHUYÊN GIA

Đề tài:

XÂY DỰNG HỆ CHUYÊN GIA

XỬ PHẠT VI PHẠM GIAO THÔNG

Giảng viên hướng dẫn: PGS_TS Phan Huy Khánh

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Đức Đại Nghĩa

Dương Nữ Thục Đoan Nguyễn Thị Hoài Phương Nguyễn Thi Hồng Thúy

Lớp : 05TLT

PHẦN I GIỚI THIỆU 1

I.1 Tên đề tài: 1

I.2 Mục đích đề tài: 1

I.4 Kết quả dự kiến: 1

I.5 Bố cục trình bày: 1

PHẦN II CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2

II.1 Hệ chuyên gia 2

II.1.1 Khái niệm 2

II.1.2 Hoạt động của một hệ chuyên gia 2

II.1.3 Kiến trúc của hệ chuyên gia 3

II.1.4 Biểu diễn tri thức trong hệ chuyên gia 4

II.2 Ngôn ngữ lập trình Prolog 4

II.2.1 Một số khái niệm 4

II.2.2 Các tính chất của Prolog 5

II.3 Sự kiện và luật 5

II.3.1 Sự kiện 5

II.3.2 Luật 5

II.4 Giới thiệu Điều 10 luật giao thông đường bộ 6

PHẦN III PHÁT BIỂU VÀ BIỄU DIỄN BÀI TOÁN 9

III.1 Phát biểu bài toán 9

III.2 Định nghĩa các hằng 10

III.2.1 Hằng thể hiện các loại hình vi phạm 10

III.2.2 Hằng thể hiện các hình thức xử phạt 11

III.3 Định nghĩa các vị từ 11

III.4 Biễu diễn bài toán bằng logic mệnh đề và logic vị từ 11

III.5 Xây dựng các sự kiện 12

III.6 Xây dựng cơ sở các luật 12

PHẦN VI THỰC HIỆN VÀ MỘT SỐ KẾT QUẢ 15

IV.1 Môi trường, công cụ, công nghệ sử dụng 15

IV.2 Một số kết quả 15

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1: Hoạt động của hệ chuyên gia 2

Hình 2: Quan hệ giữa lĩnh vực vấn đề và lĩnh vực tri thức 2

Hình 3: Những thành phần cơ bản của một hệ chuyên gia 3

Hình 4: Quan hệ giữa máy suy diễn và cơ sở tri thức 4

DANH MỤC BẢNG Bảng 1 Hằng thể hiện các loại hình vi phạm 10

Bảng 2 Hằng thể hiện các hình thức xử phạt 11

Bảng 3 Định nghĩa các vị từ 11

PHẦN I GIỚI THIỆU

I.1 Tên đề tài:

Trong những năm gần đây với sự phát triển của khoa học kĩ thuật, đặc biệt là công

nghệ thông tin Việc ứng dụng tin học vào công việc hằng ngày đã có một bước phát triển

rất mạnh mẽ Bên cạnh sự phát triển của xã hội thì tình hình vi phạm trật tự an toàn giao

thông cũng ngày càng gia tăng điều đó đã gây không ít khó khăn cho công tác giữ gìn trật

tự an toàn giao thông của các thành phố nói chung đặt biệt là thành phố Đà Nẵng nói

riêng

Xuất phát từ những yêu cầu trong thực tế trên chúng tôi quyết định chọn đề tài

“Xây dựng hệ chuyên gia xử phạt vi phạm giao thông”

I.2 Mục đích đề tài:

Tìm hiểu quy trình xử phạt vi phạm giao thông đối với xe mô tô trong luật giao

thông đường bộ Từ đó phân tích và áp dụng công nghệ thông tin để xây dựng nên một hệ

chuyên gia nhằm mục đích hỗ trợ cho việc xử phạt các loại hình vi phạm an toàn giao

thông đường bộ một cách nhanh chóng, chính xác, tiết kiệm được thời gian và công sức

I.3 Mục tiêu đề tài:

9 Thu thập tài liệu về các lọai hình vi phạm giao thông đối với xe mô tô và các

hình thức xử phạt tương ứng đối với từng loại hình vi phạm đó

9 Thu thập thông tin về các tuyến đường trong thành phố Đà Nẵng

9 Xây dựng tập các sự kiện và luật dựa vào các tài liệu đã thu thập được

9 Cài đặt các luật và sự kiện bằng ngôn ngữ lập trình Prolog

I.4 Kết quả dự kiến:

9 Đưa ra các lỗi mà người điều khiển xe đã vi phạm

9 Đưa ra các hình phạt tương ứng với các lỗi đã vi phạm

I.5 Bố cục trình bày:

Gồm các phần:

9 Phần I – Giới thiệu: trình bày tên đề tài, mục đích, mục tiêu đề tài, và kết quả

dự kiến đạt được

9 Phần II – Cơ sở lý thuyết: Giới thiệu sơ lược về hệ chuyên gia, ngôn ngữ lập

trình Prolog, các sự kiện và luật, và điều 10 luật giao thông đường bộ

9 Phần III – Phát biểu và biễu diễn bài toán: trình bày chi tiết việc chuyển

đổi các tri thức thu thập được thành các tập luật, sự kiện trong logic vị từ Sau

đó chuyển đổi các tập luật, sự kiện này về dạng ngôn ngữ Prolog

9 Phần IV – Thực hiện & một số kết quả: Thực hiện cài đặt và đưa ra một số

kết quả đạt được của chương trình khi chạy thử với các dữ liệu mẫu

PHẦN II CƠ SỞ LÝ THUYẾT

II.1 Hệ chuyên gia

II.1.1 Khái niệm

Hệ chuyên gia là một chương trình máy tính thông minh giải quyết các bài toán khó

“tầm cỡ chuyên gia” thuộc lĩnh vực hẹp nào đó

II.1.2 Hoạt động của một hệ chuyên gia

Một hệ chuyên gia bao gồm ba thành phần chính là cơ sở tri thức (knowledge base),

máy suy diễn hay mô tơ suy diễn (inference engine), và hệ thống giao tiếp với người sử

dụng (user interface) Cơ sở tri thức chứa các tri thức để từ đó, máy suy diễn tạo ra câu

trả lời cho người sử dụng thông qua hệ thống giao tiếp

Người sử dụng cung cấp sự kiện (fact) là những gì đã biết, đã có thật hay những

thông tin có ích cho hệ chuyên gia, và nhận được những câu trả lời là những lời khuyên

hay những gợi ý đúng đắn (expertise)

Hoạt động của hệ chuyên gia dựa trên tri thức được minh họa như sau:

Hình 1: Hoạt động của hệ chuyên gia

Mỗi hệ chuyên gia chỉ đặc trưng cho một lĩnh vực vấn đề (problem domain) nào đó,

như y học, tài chính, khoa học hay công nghệ ,… mà không phải cho bất cứ một lĩnh vực

vấn đề nào

Tri thức chuyên gia để giải quyết một vấn đề đặc trưng được gọi là lĩnh vực tri thức

Hình 2: Quan hệ giữa lĩnh vực vấn đề và lĩnh vực tri thức

Người sử dụng (User)

Hệ thống giao tiếp (User Interface)

Cơ sở tri thức (Knowledge Base)

Máy suy diễn (Interface Engine)

Lĩnh vực vấn đề (Problem Domain) Lĩnh vực tri thức (Knowledge Domain)

II.1.3 Kiến trúc của hệ chuyên gia

Những thành phần cơ bản của một hệ chuyên gia:

Hình 3: Những thành phần cơ bản của một hệ chuyên gia

9 Cơ sở tri thức (Knowledge base) Gồm các phần tử (hay đơn vị) tri thức thông

thường được gọi là luật (Rule), được tổ chức như một cơ sở dữ liệu

9 Máy suy diễn (Inference Egine) Công cụ (chương trình, hay bộ xử lý) tạo ra

sự suy lụân bằng cách sẽ quyết định xem những luật nào sẽ làm thỏa mãn các

sự kiện, các đối tượng, chọn ưu tiên các luật có tính ưu tiên cao nhất

9 Lịch công việc (agenda) Danh sách các luật ưu tiên do máy suy diễn tạo ra

thỏa mãn các sự kiện, các đối tượng có mặt trong bộ nhớ làm việc

9 Bộ nhớ làm việc (working memory) Cơ sở dữ liệu toàn cục chứa các sự kiện

phục vụ cho các luậh

9 Khả năng giải thích (explaination facility) Giải nghĩa cách lập luận của hệ

thống cho người sử dụng

9 Khả năng thu nhận tri thức (explaination facility) Cho phép người sử dụng bổ

sung các tri thức vào hệ thống một cách tự động thay vì tiếp nhận tri thức vào

hệ thống một cách tự động thay vì tiếp nhận tri thức vào hệ thống bằng cách

mã hóa tri thức một cách tường minh Khả năng thu nhận tri thức là yếu tố

mặc nhiên của nhiều hệ chuyên gia

9 Giao diện người sử dụng (User interface) Là nơi người sử dụng và hệ chuyên

gia trao đổi với nhau

Cơ sở tri thức còn được gọi là bộ nhớ sản xuất (production memory) trong hệ

chuyên gia Trong một cơ sở tri thức, người ta thường phân biệt hai loại tri thức là tri

thức phán đoán (assertion knowledge) và tri thức thực hành (operating knowledge)

Các tri thức phán đoán mô tả các tình huống đã được thiết lập hoặc sẽ được thiết

lập Các tri thức thực hành thể hiện những hậu quả rút ra hay những thao tác cần phải

hoàn thiện khi một tình huống đã được thiết lập hoặc sẽ được thiết lập trong lĩnh vực

đang xét Các tri thức thực hành thường được thể hiện bởi các biểu thức để dễ hiểu và dễ

triển khai thao tác đối với người sử dụng

Hình 4: Quan hệ giữa máy suy diễn và cơ sở tri thức

Từ vệc phân biệt hai loại tri thức, người ta nói máy suy diễn là công cụ triển khai

các cơ chế (hay kỹ thuật) tổng quát để tổ hợp các tri thức phán đoán và các tri thức thực

hành Hình trên đây mô tả quan hệ hữu cơ giữa máy suy diễn và cơ sở tri thức

II.1.4 Biểu diễn tri thức trong hệ chuyên gia

Có rất nhiều phương pháp biểu diễn tri thức trong máy

9 Dùng luật sản xuất, hệ chuyên gia dựa trên các luật

9 Mạng ngữ nghĩa

9 Ngôn ngữ nhân tạo

9 Bộ OAV(Object Attributes Values)

9 Khung (Frame)

II.2 Ngôn ngữ lập trình Prolog

II.2.1 Một số khái niệm

Prolog là một ngôn ngữ lập trình kí hiệu (Symbolic Programming Language) tương

tự các ngôn ngữ lập trình hàm (Functional) hay phi số (non-nummerical) Prolog rất thích

hợp để giải quyết các bài toàn liên quan đến các đối tượng (Object) và mối quan hệ

(Relation) giữa chúng

Chương trình Prolog = các đối tượng dữ liệu và quan hệ giữa các đối tượng dữ liệu

Hạng (Term) được xem là đối tượng dữ liệu

Hạng và quan hệ giữa các hạng tạo thành mệnh đề

Hạng gồm: Hạng sơ cấp, hạng phức hợp

Máy suy diễn

Cơ sở tri thức Tri thức phán đoán Tri thức thực hành

II.2.2 Các tính chất của Prolog

II.3 Sự kiện và luật

Chương trình Prolog và tập hợp các sự kiện (event) và luật (rule) xử lí và mô tả

quan hệ giữa các đối tượng

9 Phần bên trái chỉ kết luận, được gọi là đầu (head) của luật

9 Phần bên phải chỉ điều kiện, được gọi là thân của luật Nếu có nhiều điều kiện

thì chúng cách nhau bởi dấu phẩy

II.4 Giới thiệu Điều 10 luật giao thông đường bộ

Xử phạt người điều khiển, người ngồi trên xe mô tô, xe gắn máy vi phạm các quy

tắc giao thông đường bộ

1 Cảnh cáo hoặc phạt tiền từ 10.000 đồng đến 20.000 đồng đối với người điều

khiển, người ngồi trên xe mô tô, xe gắn máy không đội mũ bảo hiểm trên đường

quy định phải đội mũ bảo hiểm

2 Phạt tiền từ 20.000 đồng đến 60.000 đồng đối với người điều khiển vi phạm các

hành vi sau đây:

a Không điều khiển xe đi bên phải chiều đi của mình, không đi đúng phần

đường, làn đường quy định hoặc điều khiển xe đi trên vỉa hè

b Không chấp hành hiệu lệnh hoặc chỉ dẫn của đèn tín hiệu, vạch kẻ đường

c Không báo hiệu trước khi xin vượt, vượt ở nơi cấm vượt, vượt bên phải trong

các trường hợp không được phép

d Khi chuyển hướng không nhường đường cho người đi bộ tại nơi có vạch kẻ

đường dành cho người đi bộ qua đường hoạc cho người điều khiển xe thô sơ

đang đi trên phần đường dành cho họ

e Lùi xe mô tô ba bánh không quan sát hoặc không có tín hiệu báo trước

f không sử dụng đèn chiếu sáng về ban đêm hoặc dùng đèn chiếu xa khi tránh

nhau về ban đêm

g Để xe ở lòng đường hè phố trái quy định

h Quay đầu xe tại nơi cấm quay đầu

i Người đang điều khiển xe sử dụng ô, điện thoại di động, người ngồi trên xe sử

dụng ô

j Tụ tập từ ba xe trơ lên ở lòng đường, trên cầu

k Dừng xe, đỗ xe trên phần đường xe chạy ở đoạn đường ngoài đô thị nơi có lề

đường; dừng xe đỗ xe ở lòng đường đô thị gây cản trở giao thông; dừng xe, đỗ

xe nơi có biển báo cấm dừng, cấm đỗ; dừng xe, đỗ xe trên dường xe điện;

dừng xe, đỗ xe trên cầu hoặc các hành vi dừng xe, đỗ xe khác không đúng quy

định; không tuân thủ các quy định dừng xe, đỗ xe tại nơi đường bộ giao cắt

đường sắt

l Đi vào đường cấm, khu vực cấm; đi đường ngược chiều của đường một chiều,

trừ ttrường hợp xe ưu tiên đang đi làm nhiệm vụ khẩn cấp theo quy định

m Chở quá số người quy định trừ trường hợp chở người bệnh đi cấp cứu, áp giải

tội phạm

n Điều khiển xe chạy dàn hàng ngang từ ba xe trở lên

o Không nhường đường cho xe xin vượt khi có đủ điều kiện an toàn; khong

nhường đường cho xe đi trên đường ưu tiên, đường chính từ bất kỳ hướng nào

tới tại nơi đương giao nhau

p Không tuân thủ quy tắc, hướng dẫn của người điều khiển giao thông khi qua

phà, cầu phao hoặc nơi ùn tắc giao thông

q Không giữ khoảng cách an toàn đối với xe chạy liền trước xe của mình theo

quy định khi chạy xe trên đường cao tốc

3 Phạt tiền từ 60.000 đồng đến 100.000 đồng đối với một trong các hành vi sau đây:

a Không chấp hành hiệu lệnh của người điều khiển giao thông, của người kiểm

soát giao thông

b Chuyển làn đường không đúng nơi được phép hoặc không có tín hiệu báo

trước

c Tránh xe, vượt xe không đúng quy định Không nhường đường theo quy định

tại các nơi đường hẹp, đường dốc, nơi có chướng ngại vật

d Bấm còi, rú ga liên tục, bấm còi trong thời gian từ 22 giừo đến 5 giờ ngày

hôm sau; sử dụng đèn chiếu xa trong đô thị, khu đông dân cư trừ các xe ưu

tiên đang đi làm nhiệm vụ theo quy định

e Không giản tốc độ và nhường đường khi điều khiển xe chạy từ trong ngõ ra

đường chính và ngược lại

f Người điều khiển hoặc người ngồi trên xe kéo theo xe khác hoặc vật khác

hoặc đẩy xe khác, vật khác, dẫn dắt súc vật, mang vác, chở vật cồng kềnh;

người điều khiển và người ngồi trên xe được kéo, được đẩy

4 Phạt tiền từ 100.000 đồng đến 200.000 đồng đối với một trong các hành vi sau

đây:

a Xe không được quyền ưu tiên sử dụng tín hiệu còi, cờ, đèn của xe ưu tiên; xe

được quyền ưu tiên sử dụng tín hiệu còi, cờ, đèn của xe ưu tiên không đúng

quy định

b Không nhường đường hoặc gây cản trở xe ưu tiên

c Không tuân thủ các quy định khi vào hoặc ra đường cao tốc, không tuân thủ

quy định về tốc độ tối đa, tốc độ tối thiểu kh chạy trên đường cao tốc, dừng

xe, đỗ xe trên phần đường xe chạy trên đường cao tốc, quay đầu xe, lùi xe trên

đường cao tốc, chuyển làn đường không đúng nơi cho phép hoặc không có tín

hiệu báo trước khi chạy trên đường cao tốc

d Chạy trong hầm đường bộ không sử dụng đèn chiếu sáng, dừng xe, đỗ xe

trong hầm đường bộ không đúnga nơi quy định, quay đầu xe trong hầm đường

bộ

5 Phạt tiền từ 200.000 đồng đến 300.000 đồng đối với một trong các hành vi sau

đây:

a Chạy quá tốc độ quy định đến 20%

b Điều khiển xe mô tô, xe gắn máy thành đoàn gây cản trở giao thông

c Không chầp hành yêu cầu của người kiểm soát giao thông kiểm tra nồng độ

6 Phạt tiền từ 300.000 đồng đến 500.000 đồng đối với một trong các hành vi sau

đây:

a Chạy quá tốc độ quy định trên 20%

b Sử dụng bia, rượu mà trong máu hoặc hơi thở có nồng độ cồn vượt qua quy

định hoặc sử dụng chất kích thích khác mà phát luật cấm

c Khi xảy ra tai nạn, người điều khiển phương tiện liên quan không dừng lại,

không giữ nguyên hiện trường, bỏ trốn không đến trình báo với cơ quan có

thẩm quyền, không tham gia cấp cứu người bị nạn

d Điều khiển xe vượt ngay trước đầu xe khác hoặc chuyển hướng đột ngột

e Chạy quá tốc độ quy định, vượt xe hoặc chuyển làn đường trái quy định gây

tai nạn, nhưng chưa đến mức truy cứu trách nhiệm hình sự

7 Phạt tiền từ 500.000 đồng đến 1000.000 đồng đối với một trong các hành vi sau

đây:

a Dùng chân chống hoặc vật khác quệt xuống đường khi xe đang chạy

b Sử dụng mô tô có dung tích xi lanh từ 175 cm3 trở lên trái quy định

8 Phạt tiền từ 4000.000 đồng đến 6000.000 đồng đối với một trong các hành vi sau

c Buông cả hai tay khi đang điều khiển xe, dùng chân điều khiển xe, ngồi một

bên điều khiển xe, nằm trên yên xe điều khiển xe, đứng trên xe điều khiẻn xe,

thay người điều khiên xe khi xe đang chạy

d Điều khiển xe thành nhóm từ hai xe trở lên chạy quá tốc độ quy định

9 Phạt tiền từ 6.000.000 đồng đến 14.000.000 đồng đối với các hành vi vi phạm

khoản 8 điều này mà khong chấp hành lệnh dừng xe của người thi hành công vụ

hoặc chống đối người thi hành công vụ hoặc gây tai nạn nhưng chưa đến mức truy

cứu trách nhiệm hình sự

10 Ngoài việc bị phạt tiền người điều khiển xe vi phạm còn buộc phải áp dụng các

biện pháp bổ sung và các biện pháp khác sau đây:

a Tịch thu còi, cờ, đèn khi vi phạm điểm a khoản 4 điều này

b Bị đánh dấu số làn vi phạm trên giấy phép lái xe khi vi phạm khoản 4, khoản

5, khoản 6, khoản 7 điều này; vi phạm điểm a, điểm b, điểm c khaỏn 6 điều

này còn bị tước quyền sử dụng giấy phép lái xe 60(sáu mươi) ngày

c Bị tước quyền sử dụng giấy phép lái xe không thời hạn và tạm giữ xe 60 (sáu

mươi) ngày nếu vi phạm khoản 8, khoản 9 điều này, bị tịch thu xe nếu tái

phạm