Tài liệu Mô phỏng và đánh giá mạng xe buýt dựa trên mô hình đa tác tử

Mô phỏng và đánh giá mạng xe buýt dựa trên mô hình đa tác tử Simulation and Evaluation of Bus Network Using a Multiagent Approach NXB H. : ĐHCN, 2012 Số trang 54 tr. + Bùi Thu Hải Trường Đại học Công nghệ Luận văn ThS ngành: Hệ thống thông tin; Mã số: 60 48 05 Người hướng dẫn: PGS.TS. Hoàng Xuân Huấn Năm bảo vệ: 2012 Abstract: Giới thiệu về tác tử, các kiểu tác tử cơ bản và môi trường tác nghiệp. Trình bày khái niệm về hệ thống đa tác tử và lợi ích của việc áp dụng hệ thống đa tác tử để mô phỏng giao thông. Giới thiệu chung về mô phỏng và phần mềm mô phỏng giao thông ARCADY, TRANSYT, mô phỏng giao thông với VISSIM. Trình bày tổng quan về Gama, các tính năng của Gama và các công cụ mà Gama hỗ trợ, đặc biệt là công cụ soạn thảo GAML, đây là nền tảng mô phỏng được sử dụng để cài đặt chương trình. Phân tích đặc điểm của hệ thống xe buýt và lợi ích của việc mô phỏng mạng xe buýt. Trình bày những thực trạng và cấu trúc tĩnh của hệ thống xe buýt và phân tích những lợi ích đat được khi mô phỏng mạng xe buýt. Nêu các ý tưởng xây dựng hệ thống bao gồm: môi trường của hệ thống, xây dựng tác tử đóng vai trò xe buýt và xây dựng tác tử đóng vai trò người tham gia giao thông. Thực nghiệm với input là bản đồ hệ thống đường có sẵn trong Gama, dùng phần mềm Qgis để vẽ thêm các trạm xe buýt và tuyến xe buýt, các tham số về xe, số người, tốc độ… được nhập vào từ bàn phím. Khi chạy chương trình ta có thể quan sát được hoạt động của mạng xe buýt, từ đó đưa ra những đánh giá xác đáng. Keywords: Đa tác tử; Mạng xe buýt; Công nghệ thông tin; Hệ thống đa tác tử Content Sự phát triển của hệ thống đường giao thông công cộng đòi hỏi phảiđáp ứng nhu cầu nâng cao chất lượng dịch vụ và kinh tế. Tuy nhiên, do điều kiện về mặt pháp lý, tài chính, thời gian…nên rất khó, thậm chí là không thể làm các thí nghiệm trực tiếp để đưa ra giải pháp phát triển hệ thống giao thông công cộng. Hơn nữa, với kích thước và sự phức tạp của hệ thống giao thông nên chúng ta không thể thiết lập mô hình lý thuyết cho hệ thống. Vì vậy, mô phỏng là một giải pháp để phân tích và lập kế hoạch cho hệ thống giao thông công cộng. Đã có một loạt các công cụ giao thông từ các nghiên cứu khoa học để ứng dụng trong đào tạo, lập kế hoạch và mô phỏng. Tuy nhiên các công cụ này thường tập trung vào vấn đề dự toán nhu cầu, rất ít các mô hình mô phỏng đưa ra hành vi của người tham gia giao thông và hoạt động cụ thể của các phương tiện. Luận văn này sẽ trình bày một công cụ mô phỏng mạng xe buýt dựa trên cách tiếp cận đa tác tử gồm những đặc trưng này và cho phép đánh giá mạng xe buýt theo không gian và thời gian. 1 Việc áp dụng cách tiếp cận đa tác tử để mô phỏng giao thông là một cách tiếp cận linh hoạt để định nghĩa các hành vi tự trị. Không có những ràng buộc trên mức độ mô hình, tức là một tác tử có thể mô tả một thực thể đơn giản như là một tập hợp các thực thể được liên kết. Ví dụ, trong mô hình mạng xe buýt, tác tử xe buýt đại diện cho phương tiện, người lái xe của nó và một tập các hành khách. Hơn nữa, hiện nay đã tồn tại một số kỹ thuật và nền tảng mô phỏng hướng tác tử như NetLogo, Repast, Gama…Luận văn sử dụng Gama làm nền tảng mô phỏng cho chương trình của mình vì so với NetLogo, Gama là chương trình mã nguồn mở; so với Repast, Gama hỗ trợ hoàn toàn về mặt soạn thảo. Luận văn đã sử dụng input làhệ thống các bản đồ dạng shapefile: Bao gồm bản đồ đường Hà Nội và bản đồ các trạm xe buýt ở Hà Nội. Sau đó dùng phần mềm Qgis đểvẽ các trạm và tuyến xe buýt số 16. Từ những dữ liệu ban đầu này, mô phỏng mô tả sử phát triển của một mạng lưới xe buýt. Hoạt động của mạng lưới xe buýt là kết quả từ hành vi của các thực thể và sự tương tác giữa chúng. Đây là mô phỏng ở mức vĩ mô cho phép người xem có thể quan sát sự di chuyển của xe buýt và người tham gia giao thông trên hệ thống đường. Từ đó đưa ra những quyết định hợp lý. Luận văn được trình bày theo hình thức từ trên xuống. Bắt đầu mỗi phần đều đưa ra những khái niệm cơ bản và qui định cho phần trình bày tiếp theo nhằm mục đích giúp dễ dàng trong khi đọc, dần dần đi sâu vào tìm hiễu rõ hơn những vấn đề liên quan. Cấu trúc của luận văn như sau: Mở đầu. Chương 1: Chương này sẽ trình bày về tác tử, các loại tác tử cơ bản, môi trường tác nghiệp và hệ thống đa tác tử cũng như lợi ích của việc áp dụng hệ thống đa tác tử để mô phỏng giao thông. Chương 2: Chương này sẽ giới thiệu về mô phỏng, một số phần mềm mô phỏng hiện nay, đồng thời giới thiệu nền tảng mô phỏng Gama được sử dụng để hỗ trợ cho việc xây dựng mô hình trong luận văn. Chương 3: Chương này sẽ trình bày cấu trúc của mạng xe buýt và lợi ích của việc mô phỏng mạng xe buýt. Cuối cùng, chương 3đi vào trình bày cách xây dựng mô hình trong luận văn và phân tích kết quả thu được. Kết luận: Phần này trình bày tổng hợp các kết quả thực hiện luận văn và phương hướng nghiên cứu tiếp theo về các nội dung trong luận văn. References Tiếng Việt 1. Bùi Quốc Trung, Hồ Tường Vinh “Mô phỏng một số tình huống giao thông đô thị dựa trên mô hình đa tác tử”, MSI Lab, Viện Tin học Pháp ngữ (IFI). 2 2. Nguyễn Nhật Quang “Bài giảng trí tuệ nhân tạo”. Viện Công nghệ thông tin và truyền thông, trường Đại học Bách khoa Hà Nội 2010-2011. 3. Nguyễn Thanh Tuấn “Mô phỏng giao thông sử dụng hệ thống đa tác tử”, Tạp chí khoa học và công nghệ, đại học Đà Nẵng số 5.2010. Tiếng Anh 4. Adelinde M. Uhrmacher Danny Weyns “Multi-agent Systems: Simulation and Applications”. Computational Analysis, Synthesis, and Design of Dynamic Models Series, 2009. 5. David Meignan, Olivier Simonin and Abderrafiaa Koukam “Simulation and Evaluation of Urban Bus Networks Using a Multiagent Approach”. Systems and Transportation Laboratory. University of Technology Belfort Montbesliard, 90000 Belfort, France. 6. Dusan Teodorovic “Transport modeling by multi-agent systems: A swarm intelligence approach”, The Charles E. Via Jr Department of Civil and Environmental Engineering, Virginia Polytechnic Institute and State University, 7050 Haycock Road, Falls Church, VA 22043, USA. 7. Drew, D.R.(1968) “Traffic flow theoryand control”. New York: McGraw-Hill. 8. Jin Xu, Zhe Huang “An Intelligent Model for Urban Demand responsive Transport System Control”, journal of software, vol.4, no.7, september 2009. 9. Kallberg, H “Traffic simulation” (in Finish). Licentiate thesis, Helsinki University of Technology, Transportation Engineering, Espoo, 1971. 10. Matti Pursula “Simulation of Traffic Systems – An Overview”, Journal of Geographic Information and Decision Analysis, 1999. 11. Michael Wooldridge “An Introduction to Multiagent Systems”. Department of Computer Science, University of Liverpool, UK. 12. Patrick Taillandier, Alexis Drogoul, Duc An Vo et al “International Conference on Principles and Practice in Multi Agent Systems”,13th, 2012. 13. Praveen Paruchuri, Alok Reddy Pullalarevu, Kamalakar Karlapalem “Multi Agent Simulation of Unorganized Traffic” AAMAS02, Bologna, Italy, July,2002. 14. Stuart J. Russell and Peter Norvig “Artificial Intelligence: A modern Approach”. 2nd edition, 2003. 15. Us Department of Transportation “Traffic Analysis Toolbox Volume III: Guidelines for Applying Traffic Micro – simulation Modeling Software” publication, July 2004. 16. http://www.cic.com.vn/index.php?page=phan-mem-mo-phong-vissim 17. http://code.google.com/p/gama-platform/ 3