Ứng dụng bài toán luồng cực đại phục vụ mô hình tắc nghẽn giao thông tại thành phố hồ chí minh

ỨNG DỤNG BÀI TOÁN LUỒNG CỰC ĐẠI PHỤC VỤ MÔ HÌNH TẮC NGHẼN GIAO THÔNG TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Tác giả DƯƠNG KHẢ LỢI Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng Kĩ sư ngành Hệ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

**********

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

ỨNG DỤNG BÀI TOÁN LUỒNG CỰC ĐẠI PHỤC VỤ

MÔ HÌNH TẮC NGHẼN GIAO THÔNG TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Họ và tên sinh viên: DƯƠNG KHẢ LỢI Ngành: Hệ thống Thông tin Địa lý

Niên khóa: 2013 – 2017

Tháng 06/2017

ỨNG DỤNG BÀI TOÁN LUỒNG CỰC ĐẠI PHỤC VỤ

MÔ HÌNH TẮC NGHẼN GIAO THÔNG TẠI THÀNH PHỐ HỒ

CHÍ MINH

Tác giả DƯƠNG KHẢ LỢI

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng Kĩ sư ngành Hệ thống Thông tin Địa lý

Giáo viên hướng dẫn:

ThS KHƯU MINH CẢNH

Tháng 06 năm 2017

LỜI CẢM ƠN

Trước hết, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến Th.S Khưu Minh Cảnh

và anh Lê Võ Hữu Trí, hiện đang công tác tại Sở Khoa học và Công nghệ thành phố Hồ Chí Minh, đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện nghiên cứu đề tài khóa luận tốt nghiệp này

Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo Sở Khoa học và Công nghệ thành phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện để tôi có thể thực tập, học hỏi thêm nhiều kỹ năng, kiến thức tại cơ quan

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Kim Lợi, KS Nguyễn Duy Liêm, các quý thầy cô Trường Đại học Nông lâm thành phố Hồ Chí Minh đã giảng dạy giúp tôi trau dồi những kiến thức quý báu trong suốt thời gian theo học tại trường bốn năm vừa qua

Cảm ơn tập thể lớp DH13GI và những người bạn đã đồng hành cùng tôi trong suốt quãng thời gian sinh viên, giúp đỡ, sẵn sàng chia sẻ cùng tôi trong học tập cũng như trong cuộc sống những lúc tôi gặp khó khăn

Cuối cùng, để có ngày hôm nay con xin gửi lời biết ơn sâu sắc nhất đến cha mẹ, những người đã sinh thành nên con, nuôi dạy, chăm sóc con thành người Cảm ơn cha mẹ

đã luôn động viên, ủng hộ và tạo những điều kiện tốt nhất để cho con yên tâm học tập

Dương Khả Lợi Chuyên ngành Hệ thống thông tin địa lý

Khoa Môi trường và Tài nguyên Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh

Email: duongkhaloi95@gmail.com

TÓM TẮT

Đề tài nghiên cứu “Ứng dụng bài toán luồng cực đại phục vụ mô hình tắc nghẽn giao thông tại Thành phố Hồ Chí Minh” đã được thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 03/2017 đến tháng 06/2017

Phương pháp tiếp cận của đề tài là sử dụng kết hợp các công cụ như ArcGIS, Visual Studio Code, PostgreSQL/ PostGIS, Java/ Apache Tomcat, ngôn ngữ lập trình Python áp dụng bài toán luồng cực đại để nghiên cứu phân tích về tính chất phân luồng của mạng lưới giao thông Trong đó, công cụ ArcGIS có chức năng quản lý dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian của đối tượng nghiên cứu giúp xử lý, biên tập dữ liệu đường giao thông, điểm tắc nghẽn giao thông tạo các lớp thông tin cần thiết để phục

vụ đề tài nghiên cứu PostgreSQL/ PostGIS dùng để đưa dữ liệu thuộc tính lên liên kết server phục vụ cho việc truy xuất dữ liệu Visual Studio Code, Java/ Apache Tomcat cùng ngôn ngữ lập trình Python được dùng để lập trình thuật toán, tính toán tự động, nhanh chóng tiết kiệm thời gian và là công cụ để xây dựng mô hình Website tiện lợi hữu ích

Kết quả đạt được của đề tài nghiên cứu là:

­ Nghiên cứu lý thuyết đồ thị trong việc xây dựng mô hình kết nối mạng lưới giao thông

­ Xây dựng được cơ sở dữ liệu GIS về đường phố và các điểm tắc nghẽn giao thông tại Thành phố Hồ Chí Minh

­ Tiếp cận được thuật toán luồng cực đại của đồ thị, phương pháp tính toán

và xây dựng mô hình đồ thị

­ Xây dựng được mô hình Website ứng dụng bài toán đồ thị luồng cực đại Với các kết quả đề tài đạt được, đề tài có thể áp dụng thực tế để giám sát giao thông, tính toán các đoạn đường tắc nghẽn trong thời gian ngắn và mang lại hiệu quả cao là cơ sở trong việc phân chia lại luồng giao thông giảm bớt khả năng tắc nghẽn giao thông tại các nút giao thông quan trọng

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC BẢNG BIỂU v

DANH MỤC HÌNH ẢNH vi

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2

1.2.1 Mục tiêu chung 2

1.2.2 Mục tiêu cụ thể 2

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 Khái quát về khu vực nghiên cứu 3

2.1.1 Vị trí địa lý 3

2.1.2 Tình trạng giao thông tại Thành phố Hồ Chí Minh 5

2.2 Lý thuyết đồ thị 10

2.2.1 Lịch sử hình thành 10

2.2.2 Ứng dụng của lý thuyết đồ thị 11

2.2.3 Định nghĩa đồ thị 11

2.2.4 Phân loại đồ thị 12

2.3 Khả năng kết nối mạng lưới 13

2.4 Mô hình về bài toán luồng trên mạng 21

2.4.1 Định nghĩa về mạng 21

2.4.2 Định nghĩa về luồng và luồng trên mạng 22

2.4.3 Bài toán luồng cực đại 22

2.5 Tổng quan về xây dựng Website 24

2.5.1 Hệ quản trị cơ sở dữ liệu PostgreSQL/ PostGIS 24

2.5.2 Ngôn ngữ lập trình Python và Flask 24

2.5.3 Apache Tomcat 24

2.5.4 Mã nguồn mở GeoServer 25

2.6 Một số nghiên cứu liên quan 25

CHƯƠNG 3 DỮ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26

3.1 Dữ liệu thu thập 26

3.2 Phương pháp nghiên cứu 27

3.2.1 Giai đoạn 1: Xây dựng cơ sở dữ liệu 28

3.2.2 Giai đoạn 2: Lập đồ thị và tính khả năng kết nối đồ thị 29

3.2.3 Giai đoạn 3: Xây dựng Website Cài đặt thuật toán tìm luồng cực đại 33

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ - THẢO LUẬN 37

4.1 Xây dựng cơ sở dữ liệu 37

4.2 Xây dựng mô hình luồng cực đại 43

4.3 Xây dựng tính toán luồng giao thông theo mô hình đồ thị 44

4.4 Xây dựng Website 45

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 53

5.1 Kết luận 53

5.2 Kiến nghị 53

TÀI LIỆU THAM KHẢO 55

PHỤ LỤC 57

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 Mô tả phân loại dữ liệu đường TP HCM 9 Bảng 3.1 Mô tả dữ liệu thu thập 26 Bảng 3.2 Mô tả dữ liệu các nút giao thông quan trọng tại khu vực ….30

Bảng 3.3 Mô tả các đoạn đường nối các nút giao thông quan trọng trong khu vực 33 Bảng 4.1 Mô tả dữ liệu đường phố các điểm tắc nghẽn giao thông tại TPHCM 39

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1 Bản đồ ranh giới hành chính Thành phố Hồ Chí Minh 4

Hình 2.2 Bản đồ các điểm tắc nghẽn giao thông TP HCM 8

Hình 2.3 Mô hình đồ thị 12

Hình 2.4 Phân loại đồ thị 13

Hình 2.5 Khoảng cách Topologic 14

Hình 2 ơ đồ kết nối ví dụ minh họa 14

Hình 2 ơ đồ mức độ kết nối của mô hình ví dụ 21

Hình 2 ơ đồ về mạng 22

Hình 3.1 ơ đồ phương pháp nghiên cứu 27

Hình 3.2 Dữ liệu thuộc tính của đường giao thông 28

Hình 3.3 Tạo vùng đệm cho hapefile điểm 29

Hình 3.4 Cắt đường trong vùng đệm 29

Hình 3.5 Bản đồ hướng đi của các nút giao thông quanh điểm kẹt xe tại một khu vực 30

Hình 3 Ma trận kề kết nối các đỉnh 32

Hình 3 Mô hình đồ thị kết nối của các đỉnh tại một khu vực 32

Hình 3 Đưa dữ liệu liên kết lên Geoserver 34

Hình 3 Chồng lớp bản đồ trên Geoserver 34

Hình 3.10 Giao diện thiết kế mô hình Website 35

Hình 4.1 Bản đồ ranh giới hành chính và bản đồ đường giao thông TP HCM 37

Hình 4.2 Bản đồ các điểm kẹt xe TP HCM 38

Hình 4.3 Đầu vào để thiết kế đỉnh 43

Hình 4.4 Đầu vào thiết kế cạnh: 43

Hình 4.5 Mô hình đồ thị sau khi đọc đầu vào J ON 44

Hình 4 Mô hình sau khi đồ thị chạy thuật toán luồng cực đại 45

Hình 4 Các lớp dữ liệu vùng TPHCM, đường giao thông và điểm kẹt xe khi kết nối lên Geoserver 46 Hình 4 Các lớp hapefile điểm nằm gần khu vực kẹt xe và đường liên kết các

Hình 4 Chồng lớp các lớp hapefile thành bản đồ hoàn chỉnh trên Geoserver 47

Hình 4.10 Bảng thuộc tính khi kết nối PostGis 48

Hình 4.11 Giao diện web khi đưa lên erver Localhost 49

Hình 4.12 Công cụ tương tác với bản đồ 49

Hình 4.13 Thành phần thông tin dữ liệu trên giao diện web 50

Hình 4.14 Kết quả tự động nhập đầu vào 50

Hình 4.15 Website hoàn chỉnh khi chạy thuật toán 52

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Trong những năm qua, tắc nghẽn giao thông đã trở thành vấn đề được nhiều người quan tâm trên toàn thế giới, kể cả các quốc gia phát triển cũng như các quốc gia đang phát triển Hệ lụy của tắc nghẽn giao thông ảnh hưởng tiêu cực đến nhiều khía cạnh của đời sống xã hội như: làm mất thời gian đi lại, tiêu hao nhiều nhiên liệu, tăng lượng khí thải và tiếng ồn, làm giảm chất lượng môi trường sống, kìm hãm sự phát triển của kinh tế đô thị Theo báo cáo gần đây của Tạp chí giao thông: "Tình hình tắc nghẽn giao thông tại thành phố Hồ Chí Minh ngày càng trở nên phức tạp, nhiều cuộc họp đã được diễn ra nhằm đề xuất các giải pháp tối ưu để hạn chế nhưng vẫn không giải quyết được tình trạng tắc nghẽn giao thông Cho đến nay, nhiều nghị định, văn bản được ban hành triển khai thực hiện vẫn chưa mang lại hiệu quả cao"

Tại Việt Nam, tình trạng tắc nghẽn giao thông ở các đô thị lớn như Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh nhìn chung đang ở mức rất đáng báo động "Thành phố Hồ Chí Minh là thành phố lớn nhất Việt Nam, đồng thời cũng là thành phố đang trên đà phát triển, là trung tâm văn hóa, giáo dục, khoa học, công nghệ quan trọng nhất cả nước và là một trong những đầu mối giao thông quan trọng điều phối kinh tế với các nơi ở các địa phương trong nước và nước ngoài Tuy nhiên, với quá trình đô thị hóa diễn ra mạnh mẽ cùng với số lượng dân nhập cư từ các tỉnh lẻ và các nước khác tăng cao qua mỗi năm làm gia tăng số lượng các phương tiện giao thông trên toàn địa bàn thành phố gây ra nhiều bất cập trong mạng lưới giao thông" Bên cạnh đó, sự quản lý kém của các cấp chính quyền cùng với ý thức người tham gia giao thông chưa tốt đã làm cho mạng lưới giao thông của thành phố Hồ Chí Minh ngày càng trở nên tồi tệ, các tuyến đường quan trọng luôn bị đặt trong tình trạng quá tải, không thể lưu thông trong giờ cao điểm gây ảnh hưởng rất nhiều đến đời sống và công việc hàng ngày của người dân nơi đây

Có thể nói rằng: "Mạng lưới giao thông đô thị được ví như mạch máu của cơ thể con người, nếu mạch máu tắc nghẽn đồng nghĩa với việc cơ thể sẽ bị chết đi" Làm thế nào để tháo gỡ được vấn đề tắc nghẽn giao thông trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh là một bài

học công nghệ đã phát minh, tìm ra nhiều công cụ, phần mềm để phục vụ tiện lợi hơn trong cuộc sống cũng như trong công việc Một trong những công cụ được phát triển mạnh những năm gần đây là GIS (Geographic Information System- Hệ thống thông tin địa lý), GIS được ứng dụng với nhiều ngành khoa học- công nghệ khác, đặc biệt là đối với các vấn đề về dữ liệu không gian đô thị GIS ứng dụng rộng rãi và phổ biến trong nhiều lĩnh vực dùng để phân tích, thống kê dữ liệu một cách hiệu quả và chính xác nhất Cùng với sự phát triển những ứng dụng mới kết hợp với GIS, bài toán luồng cực đại trong mạng là một bài toán tối ưu nghiên cứu và ứng dụng lý thuyết đồ thị có thể dự đoán các luồng giao thông dựa trên cơ sở bản đồ số, dữ liệu không gian điều phối các luồng với sự

hỗ trợ từ phần mềm GIS bao gồm các thông tin đã lưu trữ trong cơ sở dữ liệu và các công

cụ cần thiết để có thể tính toán giải quyết tình trạng tắc nghẽn giao thông hiện tại

Xuất phát từ các lý do trên, đề tài “Ứng dụng bài toán luồng cực đại phục vụ mô hình tắc nghẽn giao thông tại thành phố Hồ Chí Minh” được thực hiện nhằm hỗ trợ việc phân tích hiện trạng và tính toán sự phân luồng của các điểm kẹt xe để sớm có biện pháp giảm thiểu tình trạng này một cách hợp lý nhất

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

1.2.1 Mục tiêu chung

Ứng dụng bài toán luồng cực đại phục vụ mô hình tắc nghẽn giao thông tại thành phố Hồ Chí Minh

1.2.2 Mục tiêu cụ thể

Xây dựng bản đồ mạng lưới đường giao thông thành phố Hồ Chí Minh

Xây dựng dữ liệu mạng lưới các điểm tắc nghẽn giao thông trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh

Xây dựng mô hình đồ thị kết nối theo bài toán luồng cực đại thành phố Hồ Chí Minh

Xây dựng tính toán luồng giao thông cực đại theo mô hình đồ thị

Xây dựng mô hình Website ứng dụng phù hợp

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đề tài tập trung nghiên cứu trong phạm vi sau:

- Đối tượng nghiên cứu đề tài là vấn đề tắc nghẽn giao thông

- Phạm vi nghiên cứu: phạm vi nghiên cứu đề tài giới hạn trong địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Khái quát về khu vực nghiên cứu

2.1.1 Vị trí địa lý

Thành phố Hồ Chí Minh nằm trong tọa độ địa lý khoảng 10º10’ - 10º38’ vĩ độ bắc

và 106º22’ - 106º54’ kinh độ đông

Ranh giới địa lý thành phố Hồ Chí Minh giáp 6 tỉnh bao gồm:

- Phía Bắc giáp tỉnh Bình Dương

- Phía Tây Bắc giáp tỉnh Tây Ninh

- Phía Đông và Đông Bắc giáp tỉnh Đồng Nai

- Phía Đông Nam giáp tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu

- Phía Tây và Tây Nam giáp tỉnh Long An và Tiền Giang

Theo số liệu đến năm 2015 của Tổng cục thống kê, TPHCM có tổng diện tích 2.095,5 km², với dân số 8.136,3 nghìn người Mật độ dân số 3.888 người/ km²

Hình 2.1 Bản đồ ranh giới hành chính Thành phố Hồ Chí Minh

Số lượng người lao động từ độ tuổi 15 trở lên: 4.251,4 nghìn người

Thống kê của Sở Giao thông vận tải TPHCM ghi nhận được: "Đến tháng 3/2017, toàn thành phố có 7.976.845 phương tiện.Trong đó, có 637.323 ô tô, và gần 7,34 triệu xe gắn máy chiếm 92% tổng số xe Ngoài ra, ước tính lượng xe máy và ô tô ngoài tỉnh hàng ngày ra vào TPHCM để làm ăn sinh sống và học tập không dưới 1 triệu phương tiện các loại"

Theo ông Nguyễn Ngọc Tường, Phó ban Chuyên trách Ban An toàn giao thông TPHCM: "Từ đầu năm 2016 đến nay mỗi ngày bình quân TPHCM có hơn 1.000 xe gắn máy đăng ký mới, 180 xe có khi tới 250 xe ô tô đăng ký mới" Mức độ gia tăng về phương tiện đi lại ngày một lớn khiến TPHCM phải đối mặt với nhiều áp lực, đặc biệt là tắc nghẽn giao thông

Số liệu mới nhất của Sở Giao thông vận tải: "Tổng chiều dài đường bộ trong Thành phố Hồ Chí Minh là 3.670 km với 3.800 tuyến đường (không kể các tuyến đường khu vực nông thôn), phần lớn các tuyến đường đều hẹp, chỉ có khoảng 14% số đường có mặt đường rộng trên 12 m để có thể vận chuyển hành khách bằng xe buýt thuận lợi, 51% số đường có lòng đường rộng từ 7-12m, 35% so đường còn lại có lòng đường rộng dưới 7m"

2.1.2 Tình trạng giao thông tại Thành phố Hồ Chí Minh

Dân số ngày càng tăng nhanh một cách chóng mặt, nhu cầu xây dựng nhà ở, công trình tăng theo chiếm phần lớn diện tích khu vực TPHCM Bên cạnh đó, tốc độ xây dựng

và phát triển cầu đường mới để phục vụ cho việc lưu thông không theo kịp sự gia tăng về dân số và số lượng phương tiện giao thông, việc phát triển vận tải công cộng còn chậm chạp và chưa có sự chuyển biên đột phá Chính vì vậy, tình trạng ùn tắc giao thông tại TPHCM đang tăng lên đáng kể

Tình hình quản lý giao thông trên địa bàn ngày càng phức tạp do sự phát triển của các phương tiện xe cơ giới hiện đang không thể kiểm soát cùng với sự phát triển kinh tế

và gia tăng dân số, đặc biệt sự gia tăng đột biến lượng xe gắn máy hai bánh và xe ô tô cá nhân là một trong những nguyên nhân gây nên tình trạng ùn tắc giao thông

Ngoài ra, nội thành TPHCM cũng tập trung số lượng rất lớn các trường học, bệnh viện, các cơ quan Nhà nước Trung ương và địa phương Những học sinh, sinh viên, các bậc phụ huynh đưa đón con cùng với những người làm việc trong các cơ quan công sở đều đi vào giờ quy định giống nhau, hướng vào trung tâm thành phố nên tình trạng lưu thông ở các trục đường chính trở nên quá tải, nhất là vào giờ cao điểm buổi sáng và buổi chiều tan làm

Tính đến thời gian hiện tại, Sở GTVT TPHCM thống kê được trên địa bàn TPHCM

đã phát sinh thêm rất nhiều điểm ùn tắc giao thông, nâng tổng số điểm ùn tắc giao thông của thành phố lên đến con số 37 điểm Các điểm ùn tắc giao thông tập trung tại các khu vực như sân bay Tân Sơn Nhất, cảng Cát Lái, khu vực trung tâm, các tuyến đường kết nối

từ ngoại ô vào nội đô thành phố Đường xá trở nên quá tải đặc biệt là vào các giờ cao

càng giảm, việc đi lại di chuyển trở nên khó khăn mất thời gian gây nhiều bất lợi cho cuộc sống

Thống kê danh sách các điểm ùn tắc giao thông tính đến hiện tại:

- Khu vực Tôn Đức Thắng - Nguyễn Hữu Cảnh - Nguyễn Bỉnh Khiêm, Quận 1

- Giao lộ Nguyễn Văn Cừ - Trần Hưng Đạo, Quận 1 và Quận 5

- Khu vực Lý Tự Trọng – Pasteur - Nam Kỳ Khởi Nghĩa - Lê Thánh Tôn (Xung quanh UBND TP), Quận 1

- Ngã sáu Công trường Dân Chủ, Quận 3 và Quận 10

- Đường Nguyễn Tất Thành, Quận 4

- Khu vực sư Vạn Hạnh - Thành Thái - 3 tháng 2, Quận 10

- Đường Trường Chinh (đoạn từ Âu Cơ đến Tân Kỳ Tân Quý), Quận Tân Bình

- Vòng xoay Lăng Cha Cả, Quận Tân Bình

- Giao lộ Cộng Hòa - Hoàng Hoa Thám, Quận Tân Bình

- Giao lộ Phan Thúc Duyện - Trần Quốc Hoàn, Quận Tân Bình

- Vòng xoay Phạm Văn Đồng - Nguyễn Thái Sơn - Bạch Đằng - Hoàng Minh Giám - Nguyễn Kiệm, Quận Gò Vấp

- Đường Hoàng Minh Giám, Quận Phú Nhuận và Quận Gò Vấp

- Nút giao An Phú, Quận 2

- Đường Nguyễn Thị Định (từ vòng xoay Mỹ Thủy đến cảng Cát Lái), Quận 2

- Nút giao Mỹ Thủy, Quận 2

- Khu vực xa lộ Hà Nội - Thảo Điển - Quốc Hương, Quận 2

- Giao lộ Nguyễn Hữu Thọ - Nguyễn Văn Linh, Quận 7

- Giao lộ Huỳnh Tấn Phát - Lưu Trọng Lư, Quận 7

- Ngã tư Tây Hòa, Quận 9 và Quận Thủ Đức

- Ngã tư Thủ Đức, Quận 9 và Quận Thủ Đức

- Ngã tư An Sương, Quận 12 và Quận HoocMôn

- Quốc Lộ 50 (Cầu Ông Thìn), huyện Bình Chánh

- Giao lộ quốc lộ 50 - Nguyễn Văn Linh, Huyện Bình Chánh

- Giao lộ Lê Văn Việt - Đình Phong Phú, Quận 9

- Đường Lã Xuân Oai (từ cầu Tăng Long đến đường Lò Lu), Quận 9

- Giao lộ Tô Ngọc Vân - TX25, Quận 12

- Ngã tư Bốn Xã, Quận Bình Tân và Quận Tân Phú

- Ngã sáu Gò Vấp, Quận Gò Vấp

- Giao lộ Phan Văn Trị - Phạm Văn Đồng, Quận Gò Vấp và Quận Bình Thạnh

- Giao lộ Lê Quang Định - Phạm Văn Đồng, Quận Gò Vấp

- Đường Phan Văn Trị (đoạn từ Cầu Hang Trong đến đường Phạm Văn Đồng), Quận Gò Vấp và Quận Bình Thạnh

- Giao lộ Nguyễn Oanh - Phan Văn Trị, Quận Gò Vấp

- Giao lộ Quang Trung - Lê Văn Thọ, Quận Gò Vấp

- Giao lộ Đinh Bộ Lĩnh - Bạch Đằng, Quận Bình Thạnh

- Đường Xô Viết Nghệ Tĩnh (từ Bạch Đằng đến Ngã 5 Đài Liệt Sỹ), Quận Bình Thạnh

- Giao lộ Vĩnh Lộc - Nguyễn Thị Tú - Quách Điêu, Huyện Bình Chánh

- Đường Quang Trung khu vực chợ HoocMôn, Huyện HoocMôn

Hình 2.2 Bản đồ các điểm tắc nghẽn giao thông TP HCM

Bên cạnh đó, mạng lưới xe buýt của thành phố sau hơn 14 năm hình thành và phát triển, tính đến nay Thành phố đang duy trì khoảng 136 tuyến xe buýt Lượng hành khách đạt khoảng 324 triệu lượt, chiếm hơn 57,3% tổng lượng hành khách sử dụng các phương tiện vận tải hành khách công cộng Nhưng tình hình ùn tắc giao thông diễn biến phức tạp

đã khiến cho lộ trình các tuyến xe buýt không được đảm bảo, thời gian giữa các chuyến kéo dài quá lâu, tốc độ di chuyển chậm, thời gian hành trình kéo dài không đáp ứng được nhu cầu đi lại của người dân Nhiều tuyến xe buýt hoạt động tùy tiện, phân bố không đều,

có nơi có nhu cầu nhưng hoàn toàn không có mạng lưới xe buýt hoạt động, không thuận tiện cho người dân Điều này dẫn đến người dân lựa chọn phương tiện cá nhân để đi lại phù hợp tiện lợi hơn, làm cho mức độ người dân sử dụng phương tiện xe buýt đang rơi vào tình trạng giảm rất nhiều so với những năm trước đây

Theo Tiến sỹ Nguyễn Bách Phúc - Chủ tịch Hội Tư vấn Khoa học Công nghệ và

m, dài 2 m, khi chạy trên đường phải có khoảng cách an toàn tối thiểu với xe bên cạnh là 0,5 m, khoảng cách với xe phía trước là 2m Như vậy, diện tích 1 xe gắn máy chiếm dụng mặt đường khi lưu hành là (0,7 m + 0,5 m x 2) x (2 m + 2 m) = 6,8 m2

Dựa theo hệ thống phân loại đường phố trong OpenStreet Map, dữ liệu đường phố của toàn Thành phố Hồ Chí Minh được thống kê qua bảng 2.1 bao gồm 24 loại

Bảng 2.1 Mô tả phân loại dữ liệu đường TP HCM

1 Footway Đường đi bộ, dành riêng cho người đi bộ

2 Primary

Đường tỉnh hoặc đường đô thị chính (bao gồm làn

xe máy của các đại lộ) "Đường đô thị chính" là những đường chạy xuyên suốt cả một (hoặc vài) tỉnh/thành phố, tạo nên trục giao thông chính cho tỉnh/thành phố đó

6 Secondary

Đường đô thị phụ hoặc đường huyện (cấp quận - huyện) Ở mức đô thị, loại đường này góp phần làm giảm lưu lượng giao thông ở các tuyến chính lớn hơn

7 Secondary_link Đường dẫn vào/ra đường huyện hoặc đường đô thị

phụ

8 Service

Đường chuyên dụng và những ngõ ngách (kiệt, hẻm) trong đô thị Đường chuyên dụng là những đường dùng riêng cho một tổ chức hay cá nhân, hay lối đi trong các khuôn viên

9 Tertiary Đường xã và đường đô thị tương đương

(cấp phường và liên phường)

10 Trunk

Quốc lộ hoặc xa lộ Quốc lộ là những đường quốc

lộ nối thủ đô, các đô thị trực thuộc Trung ương và nhiều tỉnh thành khác Xa lộ là những đường phố

có quy mô lớn giữ vị trí quan trọng trong hệ thống giao thông đô thị Xa lộ thường khá hiện đại và được thiết kế để tải lưu lượng giao thông cao

11 Construction Đường đang thi công

12 Cycleway Đường dành riêng cho xe đạp

13 Living_street

Phố sinh hoạt, đường nội bộ trong khu dân cư, các loại xe bị hạn chế tốc độ tối đa (thường dưới 20 km/h)

14 Motorway

Đường cao tốc, tức đường dành riêng cho xe cơ giới, có dải phân cách chia đường cho xe chạy hai chiều riêng biệt; không giao nhau cùng mức với một hoặc các đường khác; giới hạn cả tốc độ lớn nhất lẫn tốc độ nhỏ nhất

15 Motorway_link Đường dẫn vào/ra đường cao tốc

16 Pedestrian Phố đi bộ, thường dùng để mua sắm và ăn uống

18 Road Đường chưa xác định rõ ràng (ví dụ chỉ mới vẽ

theo ảnh vệ tinh)

20 Tertiary_link Đường dẫn vào/ra đường xã hoặc phố

21 Track Đường dành cho xe đạp được tách ra khỏi làn

đường cho xe ô tô

22 Trunk_link Đường dẫn vào/ra quốc lộ trọng yếu, xa lộ

23 Unclassified

Đường không được phân loại.Chúng thường là đường vô danh và không được chỉ rõ là ngõ hay phố cũng như không có bất cứ chỉ dẫn, bảng tên hay số hiệu nào Thường là những đường nhỏ trong xóm, ấp

24 Platform Thềm ga, sân ga (xe lửa); bậc lên xuống (xe buýt)

2.2 Lý thuyết đồ thị

2.2.1 Lịch sử hình thành

Lý thuyết đồ thị nảy sinh từ nhu cầu giải quyết các vấn đề thực tiễn và có liên quan chặt chẽ với nhiều ngành khác nhau

Lý thuyết đồ thị là một lĩnh vực đã có từ lâu và có nhiều ứng dụng hiện đại Những

tư tưởng cơ bản của lý thuyết đồ thị được đề xuất vào những năm đầu của thế kỷ XVIII bởi nhà toán học lỗi lạc người Thụy Sỹ Leonhard Euler Chính ông là người đã sử dụng lý thuyết đồ thị để giải bài toán nổi tiếng về cái cầu ở thành phố Konigsberg (năm 1736)

Mặc dù Lý thuyết đồ thị đã được khoa học phát triển từ rất lâu nhưng lại có nhiều ứng dụng hiện đại Đặc biệt trong khoảng thời gian vài mươi năm trở lại đây, cùng với

sự ra đời của máy tính điện tử và sự phát triển nhanh chóng của Tin học, lý thuyết đồ thị ngày càng được quan tâm nhiều hơn

­ Xác định tính liên thông của mạng máy tính

­ Giải quyết các bài toán tối ưu, phân bố tần suất

­ Tìm đường đi ngắn nhất trong mạng lưới giao thông

­ Có thể áp dụng lý thuyết đồ thị cho mạng lưới đường bộ, cố gắng tìm ra một cách giảm tắc nghẽn giao thông

­ Sử dụng trong các mạng lưới bay của các hãng hàng không để kết nối các thành phố theo cách hiệu quả nhất, di chuyển hầu hết hành khách với ít chuyến đi nhất Đảm bảo máy bay ở đúng nơi đúng lúc và không bị rơi

Trên thực tế có nhiều bài toán liên quan tới một tập hợp các đối tượng và những mối liên hệ giữa chúng, đòi hỏi phải đặt ra một mô hình biểu diễn một cách chặt chẽ và tổng quát bằng ngôn ngữ ký hiệu đó là đồ thị

Đồ thị được sử dụng để giải các bài toán trong nhiều lĩnh vực khác nhau Chẳng hạn,

đồ thị có thể sử dụng để xác định các mạch vòng trong vấn đề giải tích mạch điện Cũng

có thể phân biệt các hợp chất hóa học hữu cơ khác nhau với cùng công thức phân tử nhưng khác nhau về cấu trúc phân tử nhờ đồ thị Có thể xác định hai máy tính trong mạng

có thể trao đổi thông tin được với nhau hay không nhờ mô hình đồ thị của mạng máy tính

Đồ thị cũng giải được các bài toán: tìm đường đi ngắn nhất giữa hai thành phố trong mạng giao thông, phân bố tần suất hay tìm luồng cực đại trong mạng lưới

Hình 2.3 Mô hình đồ thị

Có nhiều loại đồ thị khác nhau biểu diễn cho những đối tượng khác nhau và trong các ứng dụng khác nhau Các loại đồ thị được phân biệt khác nhau bởi kiểu và số lượng cạnh nối hai đỉnh nào đó của đồ thị

Biểu diễn hình học cho đồ thị trên mặt phẳng như sau:

­ Đỉnh: biểu diễn bằng các vòng tròn nhỏ, chứa tên của đỉnh đó

­ Cạnh:

 Cạnh vô hướng: biểu diễn bằng đoạn thẳng hoặc cung nối

 Cạnh có hướng: biểu diễn bằng đoạn thẳng có mũi tên nối hai đỉnh của đồ thị

2.2.4 Phân loại đồ thị

Đơn đồ thị: là đồ thị mà giữa hai đỉnh u,v có nhiều nhất là 1 cạnh nối từ u đến v

Đa đồ thị: là đồ thị mà giữa hai đỉnh u, v có thể có nhiều hơn 1 cạnh nối từ u đến v

Đồ thị vô hướng: là đồ thị mà các cạnh không định hướng (tức là cạnh nối hai đỉnh bất kỳ u, v cũng là cạnh nối v, u)

Đồ thị có hướng: là đồ thị mà các cạnh có định hướng (cạnh nối từ đỉnh u đến đỉnh v bất kỳ nhưng chưa chắc đã có cạnh nối từ đỉnh v đến đỉnh u)

Đồ thị có hướng được gọi liên thông yếu nếu đồ thị có hướng tương ứng với nó

là đồ thị vô hướng liên thông

2.3 Khả năng kết nối mạng lưới

Mạng lưới đường bộ được tạo thành từ những con đường đơn nối liền hai hoặc nhiều điểm hoặc nhiều trung tâm với nhau

Phân tích khả năng kết nối mạng là một khía cạnh quan trọng của địa lý giao thông vận tải vì nó liên quan đến việc mô tả bố trí các nút và các mối quan hệ của chúng và đường hoặc liên kết phân bố Nó cho phép đo khả năng tiếp cận và kết nối và cũng cho phép so sánh được thực hiện giữa các mạng lưới khu vực trong cùng một quốc gia và giữa các quốc gia với nhau

Kết nối: là mức độ tương đối của sự liên kết trong một mạng lưới giao thông vận tải,

là một biện pháp tiếp cận mà không liên quan đến khoảng cách

Kết nối có 2 loại:

- Kết nối cao: sự cô lập thấp, khả năng tiếp cận cao

- Kết nối thấp: sự cô lập cao, khả năng tiếp cận thấp

Những nơi có khả năng kết nối cao thường được xem là quan trọng vì chúng kết nối tốt nhất

Xây dựng ma trận kết nối để tính toán khả năng kết nối

Đầu tiên phải thu nhỏ mạng lưới giao thông dưới dạng một ma trận kề bao gồm các số 1 và 0

- Nếu 2 vị trí (đỉnh) được kết nối trực tiếp bằng một liên kết (cạnh), mã với 1

- Nếu 2 vị trí (đỉnh) không được kết nối trực tiếp bằng một liên kết (cạnh),

mã với 0

Kết nối dựa trên khoảng cách topologic

Khoảng cách topologic: số lượng kết nối trực tiếp hoặc các bước tách 2 nút

Hình 2.5 Khoảng cách Topologic

Cả hai đều có một khoảng cách topologic là 1

Hình 2.6 ơ đồ kết nối ví dụ minh họa

Bước 1: Số hóa các đỉnh và tạo ra một ma trận hàng v và cột v

Bước 2: Mã số kết nối trực tiếp là 1 Sử dụng phần nửa dưới của ma trận

Bước 3: Chuyển đổi (sao chép) nửa dưới của ma trận cho nửa trên của ma trận

Việc chuyển đổi ma trận được thực hiện để tính cho dòng chảy ở cả 2 hướng

A  B và B  A

Bước 4: Mã tất cả các cặp không trực tiếp kết nối khác với 0

Bước 5: Sức mạnh của ma trận (nhân ma trận của chính nó) để xác định tất cả các mối liên kết 2 bước

Chẳng hạn: Nhân hàng 1- cột 2

Sau đó tổng các cột

Nhân các cột và các hàng theo cách này

Chỉ có 1 tuyến đường 2 bước giữa đỉnh 1 và 2

Quá trình này được thực hiện cho mỗi cặp trong ma trận

Ma trận kết quả đại diện cho tất cả các bước có thể có 2 bước kết hợp

Ma trận được hỗ trợ và gốc sau đó được thêm vào

Ma trận này bây giờ đại diện tất cả 1 và 2 bước các tuyến

Ma trận mới sau đó được cung cấp năng lượng 1 lần nữa và toàn bộ quá trình được lặp lại

Đường chéo đại diện cho tất cả các tuyển đường từ 1 đỉnh lại đến chính nó

Ma trận dư (ma trận dự phòng) - chiếm tất cả các tuyến đường với 1 ma trận Có

xu hướng làm tăng kết quả kết nối và ưu tiên vị trí trung tâm

Các thủ tục cung cấp năng lượng và bổ sung tiếp tục cho đến khi tất cả các cell 0 được điền vào

Số thủ tục cung cấp năng lượng cần thiết để làm điều này gọi là số bội giác

Số bội giác - số lượng ít nhất của bước cần thiết để kết nối các đỉnh nằm xa nhất

về topologic

Quay lại, đi vòng hoặc vòng lặp bị loại trừ

Ma trận cuối cùng gọi là tổng các ma trận kết nối Tổng các hàng cung cấp tổng kết nối cho mỗi đỉnh

Tổng giá trị kết nối sau đó có thể được ánh xạ để xác định cô lập hoặc khả năng tiếp cận mức độ lý thuyết

Hình 2.7 ơ đồ mức độ kết nối của mô hình ví dụ

Do đó, kết nối không chỉ là một biện pháp cô lập tương đối

- Vị trí kết nối cao hơn được đặt ở trung tâm hơn

- Trung tâm là về topologic chứ không phải khoảng cách thế giới thực

2.4 Mô hình về bài toán luồng trên mạng

2.4.1 Định nghĩa về mạng

Mạng là một đồ thị có hướng G= <V,E>, trong đó:

 Có duy nhất một đỉnh xp mà từ đó chỉ có cung đi ra và không có cung đi vào, gọi là điểm phát

 Có duy nhất một đỉnh xt mà từ đó chỉ có cung đi vào và không có cung đi ra, gọi là điểm thu

 Mỗi cung của đồ thị được gán với một số nguyên không âm gọi là khả năng thông qua (độ thông qua) của cung đấy

Lưu ý: làm thế nào nhiều trung tâm hơn có khả năng kết nối cao hơn

Hình 2.8 ơ đồ về mạng 2.4.2 Định nghĩa về luồng và luồng trên mạng

Một hàm số f= E N được gọi là một luồng trên mạng nếu:

1 ∀e ∈ E: f(e)≥0

+w : x = xt

2 f i x( , ) - f x j( , ) = -w : x = xp

0 : x # xt & x # xp (Với F 1(x) là tập hợp tất cả các đỉnh i đi đến x (i, x) ∈ E)

3 f(e) ≤ c(e), ∀e ∈ E

Trong đó, f(e) là luồng trên cung e; w là giá trị của luồng

Luồng trên mạng

Xét mạng G= <V,E> Ta gọi luồng f trong mạng là ánh xạ f: E  R+, gán cho mỗi cạnh e= (u,v) một số thực không âm f(e), gọi là luồng trên cung e, thỏa mãn các điều kiện sau:

­ Luồng trên mỗi cung không đượt vượt quá khả năng thông qua của nó: f(e)  c(e)

­ Tại mỗi đỉnh, tổng luồng đi vào phải bằng tổng luồng đi ra (trừ tại s và t)

Giá trị của mỗi luồng f được tính bằng tổng luồng đi ra tại s (cũng chính là tổng luồng đi vào tại t)

2.4.3 Bài toán luồng cực đại

Bài toán luồng cực đại là bài toán tìm luồng có giá trị lớn nhất trên mạng đã cho Lát cắt: Lát cắt (v , v) của mạng là một cách phân hoạch tập các đỉnh X thành 2 tập

V và V :

xp (x

p: ph át)

(xp: phát)

xt (x

p: ph át)

( xt: thu)

W ≤ min {c( v, v)}, ∀( v, v)

Giá trị của luồng cực đại trong mjang bằng khả năng thông qua của lát cắt hẹp nhất Như vậy, giá trị lớn nhất của w là số hữu hạn

Thuật toán tăng luồng ( gán nhãn)

- Khởi tạo một luồng bất kỳ f(u)= 0, ∀u

- Lặp:

Bước 1: Tìm một đường tăng luồng từ xp đến xt

Loang: gán xp có nhãn là 1

Với mọi đỉnh i có nhãn thì gán cho đỉnh j chưa có nhãn như sau:

 Nếu f(i, j) < c(i, j) thì nhãn [j]= i

 Nếu f(j,i) > 0 thì gán nhãn [j]= -i

Điều kiện thoát: xt có nhãn (sang bước 2) hoặc không còn gán nhãn được nữa (dừng thuật toán)

Bước 2: Lần lượt tìm một đường đi từ xp đến xt

Tăng luồng

- Tìm giá trị tăng:

Trên đường đi từ xp đến xt thì cung (i, j) gọi là "thuận" nếu nhãn [i, j] > 0 Gọi (i, j) là cung "nghịch" nếu nhãn [i, j] < 0

- Nếu cung (i, j) là "thuận" thì độ thông qua hiện thời sẽ là: e(i, j) – f(i, j)

- Nếu cung (i, j) là "nghịch" thì độ thông qua hiện thời sẽ là: f(i, j)

Xác định giá trị tăng luồng trên đường đi hiện thời là :

min{giá trị thông qua hiện thời} = a

- Lần theo nhãn tăng luồng theo giá trị min:

 Nếu cung (i, j) là "thuận" thì: f(i, j) = f(i, j) + a

 Ngược lại, nếu cung (i, j) là "nghịch" thì: f(i, j) = f(i, j) – a

2.5 Tổng quan về xây dựng Website

2.5.1 Hệ quản trị cơ sở dữ liệu Postgre QL/ PostGI

PostgreSQL là một hệ quản trị CSDL được thành lập từ năm 1986 được nghiên cứu và phát triển bởi Đại học California tại Berkeley PostgreSQL là một chương trình

mã nguồn mở cho phép định dạng, sắp xếp dữ liệu, có thể mở rộng và nâng cao về số lượng dữ liệu quản lý và số người truy cập đồng thời Trong lĩnh vực GIS, hệ quản trị CSDL thuộc tính PostgreSQL có khả năng tích hợp với hệ quản trị CSDL bản đồ PostGIS

PostGIS là mã nguồn mở được nghiên cứu và phát triển bởi Refractions Research, là một phần mở rộng của hệ quản trị CSDL PostgreSQL được cung cấp miễn phí cho phép CSDL quản lý các đối tượng GIS Ngoài ra PostGIS còn là một phần quản lý thông tin không gian của PostgreSQL, nó cho phép quản trị CSDL không gian dùng trong hệ thông thông tin địa lý (GIS)

2.5.2 Ngôn ngữ lập trình Python và Flask

Python là một ngôn ngữ lập trình thông dịch được tạo ra vào cuối những năm

1980 Nó được xem là ngôn ngữ có cú pháp rõ ràng, cấu trúc dễ hiểu, thuận tiện cho người mới tiếp xúc lập trình web, có thể sử dụng với nhiều mục đích khác nhau và là ngôn ngữ lập trình phổ biến hàng đầu hiện nay Cấu trúc Python cho phép người sử dụng viết mã lệnh với số lần gõ phím tối thiểu Ngoài ra, nó tạo kiểu động và dùng cơ chế cấp phát bộ nhớ tự động, tốc độ xử lý nhanh, chế độ tương tác cho phép người sử dụng tương tác sửa lỗi các đoạn mã, thư viện phong phú cho phép tích hợp với nhiều phần mềm

Flask là một công cụ để thiết kế các phần mềm mô phỏng, là một Micro Framework dành cho Python để tạo các ứng dụng web Với sự nhỏ gọn, có thể tạo nhanh một trang web để thử nghiện các ý tưởng một cách nhanh chóng, tạo ra các ứng dụng phong phú, kích thước file nhỏ thuận tiện việc truyền tải dữ liệu qua Internet

2.5.3 Apache Tomcat

Apache Tomcat là một Java Servlet được phát triển bởi Apache Software Foundation (ASF) Tomcat thi hành các ứng dụng Java Servlet và JavaServer Pages (JSP), cung cấp một máy chủ HTTP cho ngôn ngữ Java thuần túy để thực thi các chương trình lệnh viết bằng ngôn ngữ Java.

2.5.4 Mã nguồn mở Geo erver

GeoServer là phần mềm mã nguồn mở được bắt đầu bởi một tổ chức phi lợi nhuận The Open Planning Project (TOPP) nhằm mục đích hỗ trợ việc cung cấp, chia

sẻ, chỉnh sửa dữ liệu thông tin địa lý trên môi trường internet

GeoServer có khả năng kết nối với các nguồn CSDL thông qua hầu hết các hệ quản trị cơ sở dữ liệu phổ biến như: PostgreSQL/PostGIS, Microsoft SQL Server

2008, MySQL,… hoặc các tập tin dữ liệu không gian như Shapfile, GeoTiff,… Được thiết kế trên cơ sở chuẩn của Hiệp hội không gian địa lý mở (OGC), Geoserver cung cấp các tính năng chuẩn về hiển thị và thao tác với bản đồ số như: hiện thị thông tin từ nhiều nguồn dữ liệu đầu vào khác nhau, thay đổi cách hiển thị bản đồ, màu sắc, hình dạng đối tượng trên bản đồ

2.6 Một số nghiên cứu liên quan

Việc sử dụng bài toán luồng cực đại đã được ứng dụng trong nhiều nghiên cứu Điển hình như:

- Đề tài "Tìm luồng cực đại và thứ cấp, ứng dụng giải bài toán tìm đường cong trong giao thông" của Thạc sĩ Thẩm Hữu Hiền, 2016 Bài toán mạng vận tải được tối ưu hóa về khoảng cách, tìm ra được những đoạn đường rút ngắn thời gian đi lại, nghiên cứu về phương pháp quản lý mạng vận tải kết hợp các thuật toán rời rạc, sử dụng ngôn ngữ lập trình để thể hiện bài toán tối ưu tăng hiệu quả về mặt kinh tế

- Báo cáo nghiên cứu khoa học "Thuật toán đích hướng nguồn tìm luồng cực đại" của Trần Quốc Chiến, trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng Trên ý tưởng ban đầu, cơ sở là tìm đường tăng luồng đi từ đỉnh đích đến đỉnh nguồn, kết quả nghiên cứu cho thấy thuật toán đích hướng nguồn thực sự hiệu quả và nhanh chóng hơn các thuật toán khác

- "Phương pháp kéo luồng sau tìm luồng cực đại" của Trần Quốc Chiến, đăng trên Tạp chí khoa học và Công nghệ, 2010 Ý tưởng bài nghiên cứu chính là cân bằng hóa luồng vào và luồng ra tại các đỉnh lệc bằng cách luồng dư được đẩy xuôi thoe các cung vào hoặc đẩy ngược trên các cung ra Qúa trình cân bằng hóa đỉnh lệch được lặp lại cho đến khi không còn đỉnh lệch thì ta nhận luồn cực đại

CHƯƠNG 3 DỮ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Dữ liệu thu thập

Nguồn dữ liệu thu thập phục vụ cho nghiên cứu bao gồm dữ liệu không gian và

dữ liệu thuộc tính được thu thập từ Trung tâm Ứng dụng Hệ thống thông tin địa lý

TPHCM (HCMGIS) và dữ liệu từ một số dịch vụ bản đồ thế giới trực tuyến như:

OpenStreetMap (OSM), Google Map Thông tin chi tiết được mô tả qua bảng 2.2:

Bảng 3.1 Mô tả dữ liệu thu thập

1 Ranh giới hành

chính TPHCM

Dữ liệu dạng vùng (polygon) thể hiện ranh giới hành chính của TPHCM

Loại dữ liệu: Shape file

Trung tâm Ứng dụng Hệ thống Thông tin địa lý TPHCM (HCMGIS)

Loại dữ liệu: Shape file

OpenStreetMap (OSM)

3 Tọa độ các điểm

thường xuyên tắc nghẽn giao thông tại TPHCM

Dữ liệu dạng điểm (Point) thể hiện trung tâm vùng xảy ra tắc nghẽn giao thông

Loại dữ liệu: Shape file

Trung tâm Ứng dụng Hệ thống Thông tin địa lý TPHCM (HCMGIS)

3.2 Phương pháp nghiên cứu

Sơ đồ tổng quát về phương pháp nghiên cứu:

Hình 3.1 ơ đồ phương pháp nghiên cứu

Việc thực hiện đề tài được chia thành 3 giai đoạn chính như sau:

Giai đoạn 1: Thu thập dữ liệu, xác định các điểm có nhiều phương tiện di

chuyển, các vị trí nút giao thông quan trọng thường xuyên bị tắc nghẽn giao thông

Tiến hành xây dựng cơ sở dữ liệu

Tính toán khả năng kết nối

Xác định các điểm nhiều phương tiện di chuyển

Đánh giá kết quả

o sánh kết quả với thông tin

kẹt xe

Cập nhật

đồ thị

Thu thập dữ liệu

Dữ liệu đường giao thông

Dữ liệu điểm kẹt xe

Dữ liệu ranh giới hành chính

Giai đoạn 2: Lập đồ thị, tìm các kết nối trong đồ thị, lập ma trận kết nối Tính toán khả năng kết nối của đồ thị theo ma trận kết nối và xác định các trung tâm đồ thị Giai đoạn 3: Tính luồng cực đại trong đồ thị Xây dựng Website thể hiện đồ thị Sau đó tiến hành đánh giá, so sánh kết quả

3.2.1 Giai đoạn 1: Xây dựng cơ sở dữ liệu

Dựa trên mục tiêu đề tài là ứng dụng bài toán luồng cực đại để phục vụ mô hình tắc nghẽn giao thông tại TPHCM nên dữ liệu cần thiết và quan trọng nhất là dữ liệu về các điểm xảy ra tắc nghẽn giao thông tại TPCHM Bên cạnh đó, còn phải thu thập các

dữ liệu về không gian như dữ liệu ranh giới hành chính, dữ liệu mạng lưới đường giao thông của thành phố

Dữ liệu về các điểm tắc nghẽn giao thông tại TP HCM được cung cấp bởi Trung tâm Ứng dụng Hệ thống Thông tin địa lý TPHCM Cập nhật mới nhất về tọa độ các điểm thường xảy ra tắc nghẽn giao thông

Dữ liệu mạng lưới đường giao thông của TPHCM được lấy từ dữ liệu của OpenStreetMap (OSM) ở dạng đường polyline Dữ liệu mạng lưới đường giao thông bao gồm các thuộc tính sau: name (tên đường), type (phân loại đường giao thông theo

hệ thống phân loại của OSM), Shape_length (chiều dài đoạn đường, đơn vị tính là mét), oneway (loại đường một chiều hay đường hai chiều) Trong trường thuộc tính Oneway đường một chiều được gán số 1, đường hai chiều được gán số 0

Hình 3.2 Dữ liệu thuộc tính của đường giao thông