Xây dựng giải pháp dự báo tốc độ giao thông tại các con đường thành phố hồ chí minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP XÂY DỰNG GIẢI PHÁP DỰ BÁO TỐC ĐỘ GIAO THÔNG TẠI... XÂY DỰNG GIẢI PHÁP DỰ BÁO TỐC ĐỘ GIAO THÔNG

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

TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP

XÂY DỰNG GIẢI PHÁP DỰ BÁO TỐC ĐỘ GIAO THÔNG TẠI

XÂY DỰNG GIẢI PHÁP DỰ BÁO TỐC ĐỘ GIAO THÔNG TẠI CÁC CON

ĐƯỜNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Tác giả

LÊ THỊ HÒA HIỆP

Tiểu luậnđược 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 6 năm 2017

LỜI CẢM ƠN

Trước hết, tôi xin chân thành cảm ơn thầy ThS Khưu Minh Cảnh, cán bộ công tác tại Sở Khoa học và Công Nghệ thành phố Hồ Chí Minh đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn và động viên tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài này Đồng thời tôi cũng xin gửi lời cảm

ơn đến anh Lê Võ Hữu Trí đã hỗ trợ, chia sẻ kinh nghiệm về bài luận

Tôi xin gửi lời tri ân sâu sắc đến thầy PGS.TS Nguyễn Kim Lợi cùng tất cả quý thầy cô Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh Cảm ơn quý thầy cô không chỉ về những kiến thức mà còn dạy tôi cách làm người, cách ứng xử khi bước ra ngoài xã hội, cám ơn sự giúp đỡ chân tình mà quý thầy cô đã dành cho tôi trong bốn năm học tập tại trường

Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các anh (chị) đang công tác tại Sở Khoa học và Công nghệ TP Hồ Chí Minh, Trung tâm Ứng dụng Hệ thống Thông tin Địa lý đã tạo điều kiện, giúp đỡ, chia sẻ kinh nghiệm quý báu, dữ liệu và kiến thức cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô ThS Lê Thị Huyền, thầy ThS Lê Văn Phận, thầy ThS Nguyễn Duy Liêm, tất cả các anh (chị) tại bộ môn GIS trường ĐH Nông Lâm TP Hồ Chí Minh cùng với tập thể lớp DH13GI Cảm ơn quý thầy cô, quý anh chị và các bạn về những kiến thức, kinh nghiệm và sự giúp đỡ chân tình đã dành cho tôi trong suốt bốn năm học tập tại trường

Cuối cùng, để có được thành quả như ngày hôm nay, con xin gửi lời biết ơn sâu sắc đối với cha, mẹ đã luôn bên cạnh chăm sóc cho con, nuôi dưỡng con thành người, dạy dỗ cho con những điều hay lẽ phải, luôn động viên tạo điều kiện cho con học tập

Lê Thị Hòa Hiệp Khoa Môi trường và Tài nguyên Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh

Số điện thoại: 01669450451 Email: 13162027@st.hcmuaf.edu.vn

TÓM TẮT

Đề tài nghiên cứu “Xây dựng giải pháp dự báo tốc độ giao thông tại các con đường thành phố Hồ Chí Minh” đã được thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 3/ 2017 đến tháng 6/ 2017

Mục tiêu của đề tài bao gồm xây dựng cơ sở dữ liệu, đề xuất giải pháp dự báo tốc độ giao thông, xây dựng hệ thống WebGIS với các công cụ tìm kiếm thông tin theo không gian và thời gian

Phương pháp tiếp cận của đề tài là sử dụng phần mềm ArcGIS để biên tập và xây dựng dữ liệu về vị trí kẹt xe, vùng ảnh hưởng và tuyến đường khảo sát Đề tài thực hiện nghiên cứu về WebGIS thông qua GeoServer, sử dụng phần mềm Visual Studio Code, Apache TomCat, Framework Flask, hệ quản trị cơ sở dữ liệu PostgresSQL Sau đó, tiến hành thu thập, phân tích, thiết kế trang Web và xây dựng trang Web Ngoài ra, đề tài còn

đề xuất dự báo tốc độ giao thông trên địa bàn TP Hồ Chí Minh

Nghiên cứu đã đạt được một số kết quả như sau:

 Xây dựng được lớp cơ sở dữ liệu gồm dữ liệu tuyến đường khảo sát, lớp điểm kẹt xe, vùng ảnh hưởng từ vị trí kẹt xe ở TP Hồ Chí Minh

 Đề xuất dự báo tốc độ giao thông các con đường tại TP Hồ Chí Minh

 Xây dựng được trang WebGIS với các công cụ tìm kiếm thông tin theo không gian và thời gian

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC VIẾT TẮT v

DANH MỤC BẢNG BIỂU vi

DANH MỤC HÌNH ẢNH vii

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 3

1.3.1 Đối tượng nghiên cứu 3

1.3.2 Phạm vi nghiên cứu 3

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 4

2.1 Tổng quan khu vực nghiên cứu 4

2.1.1 Vị trí địa lý 4

2.1.2 Cơ sở hạ tầng giao thông đường bộ 5

2.1.2.1 Đất giao thông đường bộ 5

2.1.2.2 Mạng lưới đường bộ 6

2.1.2.3 Nhu cầu đỗ xe 6

2.1.3 Thông tin giao thông đường bộ 7

2.1.3.1 Tình trạng kẹt xe 7

2.1.3.2 Xe máy 8

2.1.3.3 Diện tích mặt đường xe chiếm dụng 10

2.2 Hệ thống phân loại đường 10

2.3 Dự đoán cách tính vận tốc của Google Map 13

2.4 Công cụ New Service Area trong ArcGIS 16

2.5 Geoserver 2.11.1 16

2.6 Tình hình nghiên cứu 20

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23

3.1 Dữ liệu 23

3.2 Xây dựng cơ sở dữ liệu 25

3.3 Phương pháp nghiên cứu 30

3.3.1 Sơ đồ phương pháp nghiên cứu 30

3.3.2 Thiết kế trang Web 33

3.2.2.1 Mô hình triển khai 33

3.2.2.2 Thiết kế chức năng 33

3.2.2.3 Thiết kế giao diện người dùng 34

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ, THẢO LUẬN 35

4.1 Kết quả xây dựng dữ liệu 35

4.2 Đề xuất thuật toán dự báo tốc độ 36

4.3 Giao diện trang Web cho người dùng 37

4.3.1 Giao diện trang chủ 37

4.3.2 Giao diện chức năng 37

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 40

5.1 Kết luận 40

5.2 Kiến nghị 40

TÀI LIỆU THAM KHẢO 41

PHỤ LỤC 44

Đơn vị mét

Sở Giao thông vận tải Thành phố Hồ Chí Minh

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 Các loại đường chính nằm trong hệ thống phân loại đường bộ, được xếp theo

tầm quan trọng giảm dần 11

Bảng 2.2 Số lượng các loại đường trong khu vực nghiên cứu 12

Bảng 2.3 Bảng tính vận tốc của Google theo phân loại phương tiện và cấp/loại đường 13

Bảng 2.4 Thống kê số lớp dữ liệu được sử dụng trong Website 22

Bảng 3.1 Thông tin các lớp dữ liệu 24

Bảng 3.2 Thông tin dữ liệu điểm kẹt xe ở TP Hồ Chí Minh 25

Bảng 3.3 Bảng khảo sát thời gian di chuyển của tuyến đường ùn tắc giao thông 26

Bảng 3.4 Thông tin tuyến đường giao thông đã khảo sát 30

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1 Vị trí địa lý TP Hồ Chí Minh 4

Hình 2.2 37 điểm kẹt xe ở TP Hồ Chí Minh 7

Hình 2.3 Biểu đồ TP Hồ Chí Minh là địa phương có lượng xe máy cao nhất thế giới (Phạm Xuân Mai, 2017) 8

Hình 2.4 Biểu đồ dân số thành phố và xe cơ giới đăng ký 1990 - 2015 9

Hình 2.5 Biểu đồ số xe và biểu đồ diện tích đường 9

Hình 2.6 Giao diện Geoserver 2.11.1 17

Hình 2.7 Hộp thoại tạo Databases 17

Hình 2.8 Cơ sở dữ liệu trong Databases webgis_quyhoach 18

Hình 2.9 Hộp thoại tạo Workspace 18

Hình 2.10 Hộp thoại tạo Store 19

Hình 2.11 Hộp thoại thông tin về kho dữ liệu 19

Hình 2.12 Hộp thoại Layer Groups 20

Hình 2.13 Bản đồ số trực tuyến tại Website (a) và trên thiết bị di động (b) 21

Hình 3.1 Shapefile dữ liệu ranh giới và đường giao thông tại TP Hồ Chí Minh 25

Hình 3.2 Sơ đồ phương pháp nghiên cứu 31

Hình 3.3 Sơ đồ tiến trình thực hiện 32

Hình 3.4 Sơ đồ mô hình triển khai 33

Hình 3.5 Sơ đồ thiết kế chức năng trang Web 34

Hình 3.6 Giao diện người dùng (trang chủ) 34

Hình 4.1 Thông tin dữ liệu điểm kẹt xe tại TP Hồ Chí Minh 35

Hình 4.2 Thông tin dữ liệu tuyến đường giao thông đã khảo sát 35

Hình 4.3 Sơ đồ thuật toán dự báo tốc độ 36

Hình 4.4 Giao diện trang chủ 37

Hình 4.5 Bật từng lớp dữ liệu của bản đồ trong trang Web 38

Hình 4.6 Công cụ tương tác bản đồ 38

Hình 4.7 Chức năng phóng to (a), thu nhỏ (b), dịch chuyển (c) bản đồ 38

Hình 4.8 Kết quả tìm kiếm 39

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Thành phố Hồ Chí Minh với tổng diện tích theo Tổng cục Thống kê là 2095,5 , là

đô thị đặc biệt, đông dân nhất đồng thời cũng là trung tâm lớn về kinh tế, văn hóa, khoa học, công nghệ, có vị trí chính trị quan trọng của cả nước Thành phố Hồ Chí Minh cách thủ đô Hà Nội gần 1730 km đường bộ, nằm ở ngã tư quốc tế giữa các con đường hàng hải

từ Bắc xuống Nam, từ Đông sang Tây, là tâm điểm của khu vực Đông Nam Á Trung tâm thành phố cách bờ biển Đông 50 km đường chim bay Đây là đầu mối giao thông lớn nhất nước với tất cả các loại hình vận tải: đường bộ, đường sắt, đường sông, đường biển và đường hàng không Thành phố cũng là nơi thu hút vốn đầu tư nước ngoài mạnh so với cả nước, kể từ khi Luật đầu tư được ban hành Chính vì thế, nhu cầu đi lại của con người gia tăng đặc biệt ở thành phố Hồ Chí Minh, nơi có nền kinh tế phát triển mạnh và tập trung nhiều trường học, thu hút lực lượng lao động, học sinh, sinh viên lớn khiến mật độ dân số ở đây ngày càng cao

Theo Thomas K.Wright - Giám đốc điều hành Hội Quy hoạch khu vực Hoa Kỳ (RPA)

đã nhận xét rằng “ Đối với một thành phố gần tám triệu dân như thành phố Hồ Chí Minh

mà vẫn có thể vận chuyển trong điều kiện giao thông bị hạn chế như hiện nay quả là một điều kỳ diệu ” Thật vậy, hiện nay đường bộ như là phương thức duy nhất giải quyết nhu cầu giao thông vận tải đô thị ở thành phố Hồ Chí Minh Với mật độ đường thấp, thiếu các đường vành đai, chưa có đường cao tốc, cảng biển nằm trong nội đô, thiếu liên kết giữa các loại hình giao thông, chưa có giao thông vận tải công cộng khối lượng lớn dẫn đến nạn

ùn tắc gia tăng ngày càng trầm trọng Cụ thể, theo Sở Giao thông Vận tải TP HCM, thời gian gần đây, trên địa bàn Thành phố thường xuyên xảy ra tình trạng ùn tắc giao thông vào giờ cao điểm trên nhiều tuyến đường hướng tâm của Thành phố, các trục ra vào các cảng hàng không, cảng biển, các tuyến đường khu vực trung tâm Các tuyến đường đã trở nên quá tải, mật độ phương tiện đông và ngày càng gia tăng, vận tốc lưu thông ngày càng giảm

và di chuyển khó khăn Do đó, chỉ cần có sự cố nhỏ xảy ra trên đường, nếu không xử lý kịp thời sẽ ảnh hưởng rất lớn đến giao thông Kẹt xe, tắc nghẽn giao thông đã trở thành

mối lo ngại lớn cho chính quyền và người dân sinh sống tại thành phố Hậu quả của nó làm mất thời gian, ảnh hưởng đến công việc của hàng chục ngàn người, làm tổn hại sức khỏe người dân, gây tâm lý bức bối cho tất cả những người lưu thông và còn ảnh hưởng lớn đến môi trường đầu tư trong và ngoài nước

Để khắc phục tình trạng kẹt xe, nhiều biện pháp đã được đưa ra như kênh VOV giao thông, tạo hotline để trao đổi với các tài xế và người đi đường điểm “nóng” đang bị kẹt xe hoặc có nguy cơ kẹt xe, những cung đường mới được xây dựng để giảm lưu lượng xe ở những tuyến đường huyết mạch, đội ngũ dẫn đường giúp xe vượt qua những đoạn đường

bị kẹt…Ngoài ra, nắm được vị trí và vận tốc thực tế tại các con đường từ đó cung cấp thời gian di chuyển là điều cần thiết

Cùng với sự bùng nổ về công nghệ Internet, GIS cũng đã cho phép chia sẻ thông tin thông qua Internet bằng cách kết hợp GIS và Web Bên cạnh đó công nghệ GIS được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như: quy hoạch cơ sở hạ tầng, quy hoạch sử dụng đất, tài nguyên thiên nhiên, quy hoạch đô thị Chính vì thế, mà việc sử dụng GIS và Web giúp hiển thị, cung cấp thông tin và tính toán vận tốc thực tế trong vùng bị ảnh hưởng kẹt xe là phương pháp phù hợp nhất

Xuất phát từ các lý do trên, đề tài “Xây dựng giải pháp dự báo tốc độ giao thông tại các con đường thành phố Hồ Chí Minh” đã được thực hiện

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

1.2.1 Mục tiêu chung

Xây dựng trang WebGIS cung cấp thông tin về tốc độ giao thông tại con đường trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh trong điều kiện ùn tắc

1.2.2 Mục tiêu cụ thể

 Xây dựng cơ sở dữ liệu

 Đề xuất thuật toán dự báo tốc độ

 Xây dựng trang WebGIS với các công cụ tìm kiếm thông tin theo không gian và thời gian

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.3.1 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là tốc độ giao thông tại các con đường trên địa bàn

TP Hồ Chí Minh

1.3.2 Phạm vi nghiên cứu

 Về thời gian, thời gian thực hiện từ tháng 3/ 2017 đến tháng 6/ 2017

 Về không gian, phạm vi nghiên cứu của đề tài giới hạn trong khu vực TP Hồ Chí Minh

 Về công nghệ, nghiên cứu về WebGIS thông qua GeoServer, sử dụng phần mềm Visual Studio Code, Apache TomCat, Framework Flask, hệ quản trị cơ sở dữ liệu PostgresSQL

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

2.1 Tổng quan khu vực nghiên cứu

2.1.1 Vị trí địa lý

Lãnh thổ thành phố Hồ Chí Minh có tọa độ địa lý 10º 22’33’’ - 11º 22’ 17’’ vĩ độ bắc

và 106º 01’ 25’’ - 107º 01’10’’ kinh độ đông với điểm cực bắc ở xã Phú Mỹ (huyện Cần Giờ), điểm cực tây ở xã Thái Mỹ (Củ Chi), điểm cực đông ở xã Tân An (huyện Cần Giờ)

và điểm cực nam ở xã Long Hòa (Cần Giờ) Thành phố Hồ Chí Minh phía Bắc giáp tỉnh Bình Dương, Tây Bắc giáp tỉnh Tây Ninh, Đông và Đông Bắc giáp tỉnh Đồng Nai, Đông Nam giáp tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu, Tây và Tây Nam giáp tỉnh Long An và Tiền Giang Thành phố Hồ Chí Minh là trung tâm Nam Bộ (xem Hình 2.1)

Hình 2.1 Vị trí địa lý TP Hồ Chí Minh

2.1.2 Cơ sở hạ tầng giao thông đường bộ

Hạ tầng giao thông trước năm 1975 chủ yếu là các tuyến đường nội đô, đường lên tỉnh vành đai chỉ có vài tuyến như xa lộ Biên Hòa, Quốc lộ 1 Sau năm 1975, hệ thống hạ tầng của Sài Gòn bị chiến tranh tàn phá nặng nề Tuy nhiên trong suốt 15 năm việc xây dựng đường xá vẫn chưa phát triển Ở thập niên 80, công trình giao thông ý nghĩa nhất của thành phố là tuyến đường Nhà Bè – Cần Giờ xuyên qua rừng Sác sình lầy ngập mặn Công trình

đã mở hướng phát triển ra biển nối kết vùng dân cư bị cô lập nhiều năm với trung tâm thành phố Giao thông thành phố ở thế kỉ 21, nhiều công trình lớn được hoàn thành đã từng bước thay đổi diện mạo của thành phố đông dân nhất nước Dự án đường Nguyễn Văn Linh hoàn thành sau 10 năm với 10 làn xe có ý nghĩa rất lớn cho khu vực phía Nam Cùng đóng góp cho sự hoàn thiện hạ tầng ở khu vực này, Cầu Phú Mỹ là cây cầu biểu tượng của thành phố Công trình dự án khác nổi bật là đại lộ Đông – Tây đi qua 8 quận huyện, trục đường xuyên tâm dự án Tân Sơn Nhất – Bình Lợi – Vành đai ngoài, dự án xa lộ Hà Nội Trong giai đoạn này, Thành phố Hồ Chí Minh còn mở rộng và tăng số lượng đường kết nối với các tỉnh trong vùng kinh tế trọng điểm Thành phố cũng đi đầu cả nước khi có tuyến cao tốc đầu tiên dành cho ô tô đó là cao tốc Trung Lương Ngoài ra, cao tốc Long Thành – Dầu Giây giúp giảm ùn tắc giao thông gắn kết thành phố với các tỉnh Đông Nam Bộ - Tây Nguyên

Tuy nhiên sau 40 năm, hạ tầng giao thông vẫn chưa đáp ứng được yêu cầu

 Mật độ mạng lưới đường khu vực trung tâm thành phố tương đương với mức

trung bình của thế giới Trong khi đó ở khu vực ngoại vi và ngoại thành mật độ mạng lưới còn khá thấp và có sự chênh lệch lớn

 Tỷ lệ chiều dài đường trên dân số cũng ở mức thấp, trung bình đạt 0,27 km/1000 dân Trong đó thấp nhất là khu vực ngoại thành mới (0,26 km/ 1000 dân) và khu vực nội thành cũ (0,34 km/ 1000 dân)

 Một số dự án đào đường phục vụ xây dựng hạ tầng kỹ thuật đô thị như lắp đặt ống cấp nước, cáp điện, cáp điện thoại…thường xuyên được triển khai trên nhiều trục đường chính đã làm thu hẹp diện tích mặt đường

2.1.2.2 Mạng lưới đường bộ

Mạng lưới đường bộ của Thành phố bao gồm các trục quốc lộ do Trung ương quản lý

và các đường tỉnh, đường liên tỉnh, đường nội đô có tổng chiều dài đường bộ là 3670 km với 3800 tuyến đường (không kể các tuyến đường khu vực nông thôn) Tính đến ngày 4/ 11/ 2014, phần lớn các tuyến đường đều hẹp, chỉ có khoảng 14% số đường có mặt đường rộng 12m để có thể tổ chức vận chuyển hành khách bằng xe buýt được thuận lợi, 51% số đường có lòng đường rộng từ 7m – 12m, 35% số đường còn lại có lòng đường rộng 7m Ngoài ra, trên địa bàn thành phố có tổng cộng 841 chốt đèn tín hiệu giao thông, hơn

300 camera giao thông và 41 bảng thông tin giao thông điện tử Có khoảng 1.350 nút giao thông từ ngã ba đến ngã bảy, các nút này đều giao cắt đồng mức

2.1.2.3 Nhu cầu đỗ xe

Hiện tại TP Hồ Chí Minh có 6 bến xe liên tỉnh, gồm: Bến xe Miền Đông, bến xe Miền Tây, bến xe Chợ Lớn, bến xe Ngã tư Ga, bến xe An Sương và bến xe Quận 8, công suất phục vụ 27,9 triệu hành khách/ năm, diện tích khoảng 16,7 ha Diện tích các bến trung chuyển xe buýt là khoảng 4,1 ha, diện tích các bãi đỗ xe tải, xe taxi và các bến xe kỹ thuật dành cho xe buýt là khoảng 15 ha Diện tích bến – bãi đỗ xe: khoảng 0,1% diện tích nội đô, chưa đạt 10% so với yêu cầu

Hiện trạng quỹ đất giao thông tĩnh trên địa bàn thành phố không chỉ thiếu so với chỉ tiêu quy hoạch mà còn phân bố không đều Theo đó, đa số xe buýt phải sử dụng tạm lòng lề đường để đỗ, đón trả khách, sử dụng tạm mặt đường hoặc nhà của chủ xe để lưu lậu qua đêm, không thực hiện được chế độ bảo dưỡng, giao ca Các hãng taxi cũng không đủ khả năng thuê địa điểm đỗ tạm thời…

2.1.3 Thông tin giao thông đường bộ

2.1.3.1 Tình trạng kẹt xe

Tình hình giao thông ngày một khó khăn hơn khi các vụ ùn tắc cục bộ, kẹt xe dưới 30 phút hầu như xảy ra trên mọi tuyến đường ở TP Hồ Chí Minh (Ông Lê Toàn, PGĐ Sở GTVT TP Hồ Chí Minh, 2010) Nếu như trước đây, chuyện kẹt xe thường chỉ xảy ra vào giờ cao điểm và ở một số tuyến đường lớn thì thời gian gần đây, tình trạng kẹt xe bùng nổ trên rất nhiều tuyến đường ở nhiều quận huyện trên địa bàn TP Hồ Chí Minh Đặc biệt, tại khu vực các quận nội thành và các quận 6, 12, Gò Vấp, xa lộ Hà Nội hướng về trung tâm thành phố, quốc lộ 1 đi về miền Tây, và nạn kẹt xe xảy ra hàng ngày, sáng - trưa - chiều Đầu năm 2016, Phòng PC67 thống kê có 60 điểm thường xuyên ùn tắc giao thông và

đã triển khai 60 phương án để giải quyết, giải tỏa Hiện nay có 37 điểm có tình hình giao thông phức tạp Theo thống kê của Sở GTVT, 37 điểm kẹt xe gồm khu vực trung tâm thành phố có 6 điểm, khu vực sân bay Tân Sơn Nhất có 6 điểm, khu vực Cảng Cát Lái có 3 điểm, khu vực cửa ngõ thành phố có 8 điểm và 14 điểm ở các khu vực khác (xem Hình 2.2)

Hình 2.2 37 điểm kẹt xe ở TP Hồ Chí Minh (Nguồn: http://vnexpress.net/interactive/2017/37-diem-un-tac)

2.1.3.2 Xe máy

Trung bình TP Hồ Chí Minh có 910 xe máy trên 1000 dân - tỷ lệ cao nhất thế giới (xem Hình 2.3) Thành phố hiện đang quản lý tổng cộng 7 triệu 976 nghìn 845 phương tiện (trong đó 637 nghìn 323 ô tô, 7 triệu 339 nghìn 522 xe mô tô – chiếm 92% tổng số xe); xe

mô tô tăng 5,4% so với cùng kỳ năm 2016 và tăng 63,4% so với cuối năm 2010) (Nguồn: Hội thảo khoa học “Kiểm soát nhu cầu sử dụng xe cá nhân trên địa bàn TP HCM – thực trạng và giải pháp”, 20/ 4/ 2017)

Hình 2.3 Biểu đồ TP Hồ Chí Minh là địa phương có lượng xe máy cao nhất thế giới

(Phạm Xuân Mai, 2017)

Bên cạnh đó, nhu cầu giao thông của người dân thành phố tăng nhanh còn thể hiện ở việc phương việc giao thông cá nhân gồm xe ô tô và xe máy tăng nhanh (xem Hình 2.4) Tính bình quân mỗi ngày có 100 xe ô tô và 1000 xe máy đăng ký mới tại thành phố

Ghi chú: Những năm để trống là do không có số liệu

Hình 2.4 Biểu đồ dân số thành phố và xe cơ giới đăng ký 1990 - 2015

(Nguyễn Xuân Thành (2008), Số đăng ký cơ giới 2000-2007 từ Sở Cảnh sát giao thông

đường bộ TP Hồ Chí Minh và một số Website khác)

Trong những năm qua, dù có hàng loạt cây cầu, tuyến đường mới đưa vào khai thác nhưng diện tích đường so với tỉ lệ tăng của ô tô, xe máy thì vẫn không bắt kịp (xem Hình 2.5)

Hình 2.5 Biểu đồ số xe và biểu đồ diện tích đường (http://news.zing.vn/tphcm-sap-het-duong-cho-xe-nhuc-nhich-post707485.html, 2016)

2.1.3.3 Diện tích mặt đường xe chiếm dụng

Phân tích cụ thể: Một chiếc xe gắn máy bình quân rộng 0,7 mét, dài 2 mét, khi chạy trên đường phải có khoảng cách an toàn tối thiểu với xe bên cạnh là 0,5 mét, với xe phía trước là 2 mét Như vậy diện tích một xe gắn máy chiếm dụng mặt đường khi lưu hành là (0,7m + 0,5m) x (2m + 2m) = 4,8 Xe gắn máy có thể chở 1 người hoặc 2 người, đếm thử ngẫu nhiên trên đường, thấy rằng bình quân cứ 5 xe đi một người thì có 1 xe đi 2 người, vậy bình quân gần đúng một xe gắn máy chở: (5 xe x 1 người + 1 xe x 2 người ) / (5

xe + 1 xe) = 7 người / 6 xe = 1,17 người / xe Như vậy bình quân một người đi xe gắn máy

sẽ chiếm dụng diện tích mặt đường là 4,8 / 1,17 = 4,1 / người

Như vậy một người đi xe gắn máy sẽ chiếm dụng diện tích mặt đường là 4,1 / người Trong khi đó, một xe buýt trung bình chở 45 người, rộng 2,5 mét, dài 9 mét, khi chạy trên đường phải có khoảng cách an toàn tối thiểu với xe bên cạnh là 0,5 mét, với xe phía trước là 3 mét Như vậy diện tích một xe buýt chiếm dụng mặt đường khi lưu hành là (2,5m + 0,5m) x (9m + 3m) = 36 Như vậy bình quân một người đi xe buýt sẽ chiếm dụng diện tích mặt đường là 36 / 45 người = 0,8 / người

Rõ ràng rằng diện tích mặt đường mà một người đi xe gắn máy chiếm dụng lớn hơn

so với một người đi xe buýt là 4, 1 / 0,8 = 5,13 lần Từ kết quả này có thể dễ dàng nhận ra, nếu mọi người không đi xe gắn máy như hiện nay mà tất cả đều đi xe buýt thì mức

độ kẹt xe sẽ giảm đi hơn 5 lần, chính xác là 513%

2.2 Hệ thống phân loại đường

Hệ thống phân loại đường trong OpenStreetMap được thống kê, gồm 19 loại (xem Bảng 2.1):

Bảng 2.1 Các loại đường chính nằm trong hệ thống phân loại đường bộ, được xếp theo tầm quan trọng giảm dần

Quốc lộ trọng yếu, đại lộ Quốc lộ trọng yếu là những đường quốc lộ nối thủ đô, các đô thị trực thuộc Trung ương

và nhiều tỉnh thành khác Đại lộ là những đường phố có quy

mô giữ vị trí quan trọng trong hệ thống giao thông đô thị

2 primary Đường tỉnh trọng yếu, các quốc lộ còn lại và đường đô thị

6 residential Đường đô thị nhỏ, cục bộ (trong khu phố)

7 Service Đường chuyên dụng và những ngõ ngách (kiệt, hẻm) trong

12 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)

13 pedestrian Phố đi bộ, thường dùng để mua sắm và ăn uống

14 footway Đường đi bộ, dành riêng cho người đi bộ

15 steps Đường bậc thang

16 path Đường mòn, đường rừng

17 proposed Đường dự kiến

18 construction Đường đang thi công

19 platform Thềm ga, sân ga (xe lửa), bậc lên xuống (xe buýt)

Theo dữ liệu của OpenStreetMap, tại khu vực TP Hồ Chí Minh có khoảng 24444 con đường (bao gồm các hẻm nhỏ) (xem Bảng 2.2)

Bảng 2.2 Số lượng các loại đường trong khu vực nghiên cứu

2.3 Dự đoán cách tính vận tốc của Google Map

Dự đoán cách tính vận tốc của Google Map bằng các thực nghiệm chọn đường đi đơn giản (xem Bảng 2.3)

Bảng 2.3 Bảng tính vận tốc của Google theo phân loại phương tiện và cấp/loại đường

Tên tuyến

đường Đơn vị tính

Phân loại theo phương tiện

Phân loại theo cấp/loại đường

Ô tô Xe buýt Đi bộ

Quốc lộ 1A Quãng đường (km) 22,3 17,53 17,2

Vận tốc quy định

Đường đô thị nhỏ, cục bộ Quãng đường (km) 17,6 18,35 13,5

Vận tốc quy định

phường Quãng đường (km) 31,9 31,85 30,2

Vận tốc quy định

Dựa vào bảng trên thì rút ra được kết luận như sau:

 Đối với vận tốc đi bộ là 5 km/h

 Đối với phương tiện ô tô và xe máy thì Google Map tính theo chiều dài của đoạn đường không phải tính theo vận tốc quy định của nước ta

 Google Maps dựa vào dữ liệu vị trí để cập nhật tình hình giao thông thời gian thực, ước lượng tốc độ giao thông hiện thời, xác định độ sai lệch Nếu một tuyến đường thường đông đúc nhưng hiện tại lại cực vắng, Maps có thể giả định rằng có sự sai lệch, và sẽ theo đó điều chỉnh hướng đi

2.4 Công cụ New Service Area trong ArcGIS

Network Analyst là một công cụ của ArcGIS cho phép giải các bài toán về phân tích mạng lưới một cách nhanh chóng ArcGIS Network Analyst cung cấp chức năng phân tích không gian dựa trên hệ thống mạng lưới như tuyến đường, tuyến tàu, định hướng du lịch,

cơ sở gần nhất, khu vực dịch vụ Với ArcGIS Network Analyst, có thể tự động lập mô hình mạng lưới quốc tế, bao gồm đường một chiều, giới hạn rẽ và độ cao, giới hạn tốc độ, và nhiều loại tốc độ khác nhau tùy vào tình hình giao thông Có thể dễ dàng xây dựng các mạng lưới từ dữ liệu GIS bằng mô hình dữ liệu mạng lưới phức tạp

Các bài toán phân tích mạng Network Analyst được áp dụng cho các đối tượng dạng đường liên kết với nhau thành mạng lưới trong không gian Ví dụ, như mạng lưới giao thông, mạng lưới sông ngòi, mạng lưới điện thoại,…Một mạng được định nghĩa là các đường nối với nhau tại điểm nút (điểm đầu hoặc là cuối của một đường) Hai bài toán cơ bản và quan trọng ứng dụng chức năng phân tích mạng là:

 Tìm đường tối ưu: tìm đường ngắn nhất hoặc chi phí rẻ nhất cho việc đi từ điểm này đến điểm kia

 Phân chia mạng lưới: phân tích lưu vực, khoanh vùng phục vụ,…

Bài toán tìm đường đi theo bán kính từ dữ liệu điểm thông qua chức năng New Service Area ( ) Sau đó đưa lớp dữ liệu điểm vào bằng ( ) trong Facilities Cuối cùng chọn bán kính và Click vào nút Solve

2.5 Geoserver 2.11.1

Geoserver là một máy chủ mã nguồn mở với mục đích kết nối những thông tin địa lý

có sẵn tới các WebGIS sử dụng chuẩn mở Được bắt đầu bởi một tổ chức phi lợi nhuận có tên The Open Planning Project (TOPP), nhằm mục đích hỗ trợ việc xử lý thông tin không gian địa lý với chất lượng cao, đơn giản trong sử dụng, là phần mềm mã nguồn mở nhằm cung cấp và chia sẻ dữ liệu GeoServer được viết bằng ngôn ngữ java, cho phép người sử dụng chia sẻ và chỉnh sửa dữ liệu không gian địa lý (geospatial data) Bản phát hành này được thực hiện kết hợp với GeoTools 17.1 (Hình 2.6)

Hình 2.6 Giao diện Geoserver 2.11.1

Các bước tiến hành

Giả sử muốn tạo lớp dữ liệu điểm, đường, ranh giới trong Geoserver ta làm như sau:

 Tạo Database trong PostgreSQL để lưu trữ cơ sở dữ liệu (Hình 2.7)

Hình 2.7 Hộp thoại tạo Databases (Nguồn: Phần mềm PostgreSQL)

Trong hộp thoại gồm: name là tên cơ sở dữ liệu muốn tạo là webgis_quyhoach; Owner chọn postgres sau đó nhấp chuột phải chọn OK, khởi tạo thành công một Database mới có tên là webgis_quyhoach

 Đưa shapefile lên Databases webgis_quyhoach: trên thanh công cụ chọn biểu tượng PostGIS Shapefile and DBF Loader xuất hiện hộp thoại, chọn Shapefile (ranh giới, điểm, đường) và nhập SRID chọn Import, tạo thành công cơ sở dữ liệu trong Databases (Hình 2.8)

Hình 2.8 Cơ sở dữ liệu trong Databases webgis_quyhoach

(Nguồn: Phần mềm PostgreSQL)

 Đưa CSDL trong PostgreSQL lên Geoserver và tạo kiểu hiển thị Style cho các lớp dữ liệu Tạo không gian lưu trữ dữ liệu lấy từ Databases webgis_quyhoach chọn Workspaces chọn Add new workspaces xuất hiện hộp thoại (Hình 2.9):

Hình 2.9 Hộp thoại tạo Workspace (Nguồn: Geoserver – http://localhost:8080/geoserver)