Báo cáo nghiên cứu khoa học: MÔ PHỎNG GIAO THÔNG SỦ DỤNG HỆ THỐNG ĐA TÁC TỬ

Tại Việt Nam, tình trạng ùn tắc giao thông là một vấn đề lớn từ nhiều năm nay. Có nhiều giải pháp được đưa ra để giảm bớt tình trạng ùn tắc; một trong số đó là sử dụng mô phỏng giao thông. Mô phỏng là một công cụ hiệu quả cho tạo dựng và phân tích những tính chất, những trạng thái của các vấn đề phức tạp; sự khó khăn trong nghiên cứu các vấn đề này là ở chổ nó có thể quá tốn kém hoặc nguy hiểm. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo nghiên cứu khoa học: " MÔ PHỎNG GIAO THÔNG SỦ DỤNG HỆ THỐNG ĐA TÁC TỬ" TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 5(40).2010 MÔ PHỎNG GIAO THÔNG SỦ DỤNG HỆ THỐNG ĐA TÁC TỬ TRAFFIC SIMULATION USING THE MULTI-AGENT SYSTEM Nguyễn Thanh Tuấn Trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng TÓM TẮT Tại Việt Nam, tình trạng ùn tắc giao thông là một vấn đề lớn từ nhiều năm nay. Cónhiều giải pháp được đưa ra để giảm bớt tình trạng ùn tắc; một trong số đó là sử dụng môphỏng giao thông. Mô phỏng là một công cụ hiệu quả cho tạo dựng và phân tích những tínhchất, những trạng thái của các vấn đề phức tạp; sự khó khăn trong nghiên cứu các vấn đề nàylà ở chổ nó có thể quá tốn kém hoặc nguy hiểm. Giao thông có thể xem như một hệ thống phứctạp, vì thế mô phỏng là công cụ thích hợp cho việc phân tích hệ thống giao thông. Bài báo nàytrình bày những kết quả của chương trình mô phỏng giao thông sử dụng hệ thống đa tác tử viếtbằng NetLogo một môi trường mô phỏng tác tử. ABSTRACT In Vietnam, traffic congestion has been a major problem for many years. There aremany solutions for reducing congestion. One of them is the use of traffic simulation. Simulationused as an effective tool for reproducing and analyzing a broad variety of complex problems.The difficulty is that it can be too expensive or too dangerous to engage in studying such aproblem. Traffic can be viewed as a complex system; therefore, simulation is a suitable tool foranalyzing traffic systems. This article presents the results of a traffic simulator using the multi-agent system written in the NetLogo, an agent-based modeling environment.1. Mở đầu Giao thông đô thị Việt Nam hiện nay đang là một vấn đề lớn. Có thể nói, giaothông ở Việt Nam, đặc biệt là các thành phố lớn, rất hỗn loạn. Nhiều giải pháp đã đượcđưa ra, nhưng vẫn chưa thể giải quyết được thực trạng này. Vấn đề đặt ra là chúng tathiếu một mô hình hệ thống mô phỏng hoạt động giao thông để giúp cho các nhà quảnlý, các cơ quan chuyên môn có thể nghiên cứu, dự báo và đề xuất các biện pháp quyhoạch hạ tầng và điều phối hoạt động giao thông đô thị. Mô phỏng được định nghĩa như sự mô tả động một phần thế giới thực theo thờigian. Sự mô phỏng có được bằng cách xây dựng mô hình tin học. Mô phỏng giao thônglà một trong những dự án mô phỏng phức tạp nhất. Vấn đề chính ở đây là sự mô hìnhhóa hành vi của tài xế, mô hình hóa sự tương tác giữa họ và khả năng mô phỏng giaothông và thu được kết quả đáng tin cậy [1][2]. Mô phỏng giao thông có thể tiếp cận theo hai cách vĩ mô hay vi mô tùy thuộcvào mức độ chi tiếc được yêu cầu. Các mô hình vĩ mô mô phỏng luồn giao thông sử dụng các mô hình toán học.Chúng tập trung vào các đặc điểm của giao thông như tốc độ, lưu lượng và mật độ. Các 203 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 5(40).2010mô hình này không phân biệt giữa các xe riêng biệt, và thường không mô tả các loại xekhác nhau. Mô hình vĩ mô rất hữu ích cho các mô phỏng các hệ thống giao thông lớn,phức tạp, tuy nhiên cách tiếp cận này không thực tế và không phù hợp với mô hình đôthị [3]. Các mô hình vi mô mô phỏng mỗi thực thể ở mức chi tiếc. Mỗi phương tiện giaothông được theo dõi khi nó tương tác với các xe khác và với môi trường. Tương tácđược điều chỉnh bởi các quy định giao thông như: tốc độ cho phép, luật thay đổi lànđường, khả năng của phương tiện. Mô hình vi mô được sử dụng rộng rãi để đánh giákiểm soát giao thông cũng như phân tích hoạt động giao thông [3]. Hiện tại, có khá nhiều phần mềm mô phỏng giao thông ở cấp độ vi mô và vĩ mô,đơn cử như: Sumo, MATSim, MITSIMlab, Aimsum, CORSIM, Paramics, Simtraffic,Transmodeller, VISSIM, WATSIM, TRANSIMS…Một số phần mềm tập trung vàophương tiện giao thông, một số khác nhấn mạnh việc mô phỏng một khu vực rộng lớn.2. Mô phỏng giao thông với NetLogo2.1. NetLogo NetLogo là một môi trường mô phỏng đa tác tử được viết bằng Java đơn giảnnhưng mạnh mẻ. Nó cho phép người thiết kế tập trung vào các thuộc tính và hành vi củamôi trường và tác tử hơn là đi sâu vào mã nguồn phức tạp. Tác tử được lập trình sao chochúng có thể tương tác với các tác tử khác và môi trường, ví dụ như tác tử có thể yêucầu tác tử đi trước nó. Nó cho phép chúng ta tạo giao diện tương tác cho mỗi mô hìnhvới đầu vào (sliders v.v...) để thay đổi các biến số và đầu ra (graphs v.v...) để phân tíchcác hành vi [4].2.2. Mô hình hóa Định nghĩa mô hình là một trong những bước đầu tiên trong việc xây dựng môphỏng giao thông. Cái này bao gồm mô tả các đối tượng và môi trường, ví dụ nhưphương tiện giao thông, đường) trong mô phỏng và những thuộc tính mà mỗi đối tượ ...