Giải pháp sử dụng mã nguồn mở kết hợp AI Vision thu thập dữ liệu trong giả lập giao thông

Mô phỏng giao thông đô thị là công cụ quan trọng trong quy hoạch và quản lý hệ thống giao thông hiện đại. Tuy nhiên, các giải pháp thương mại hiện nay như VISSIM thường đòi hỏi chi phí đầu tư cao, trong khi nhiều bài toán giao thông không nhất thiết cần đến những công cụ phức tạp và đắt đỏ này.

Giảm thiểu ô nhiễm không khí cần sớm có giải pháp để đạt mục tiêu đề ra Giao thông xanh vì một Việt Nam phát triển bền vững Tích hợp công nghệ tự động hóa vào phương tiện giao thông xanh

Nghiên cứu này đề xuất một giải pháp sử dụng mã nguồn mở SUMO (Simulation of Urban MObility) kết hợp với công nghệ AI Vision để thu thập dữ liệu và mô phỏng giao thông. Giải pháp này không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn cung cấp tính linh hoạt cao thông qua việc hỗ trợ đa dạng định dạng dữ liệu không gian và khả năng tích hợp với các công nghệ AI hiện đại. Kết quả thực nghiệm cho thấy giải pháp đề xuất có thể xây dựng bản sao số chính xác của hệ thống giao thông thực tế, hỗ trợ hiệu quả công tác quy hoạch đô thị, thử nghiệm các chiến lược điều khiển giao thông, và quản lý tình huống khẩn cấp. Giải pháp này đại diện cho một hướng tiếp cận tiết kiệm và hiệu quả trong việc phát triển hệ thống giao thông thông minh tại Việt Nam.

Thách thức từ đô thị

Nghị quyết 57-NQ/TW ngày 22/12/2024 của Bộ Chính trị "Về đột phá phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số quốc gia"; Quyết định 877/QĐ-TTG Thủ tướng Chính phủ ngày 22/07/2022 yêu cầu 100% các thành phố lớn trực thuộc trung ương triển khai lắp đặt hệ thống quản lý, điều hành giao thông thông minh năm 2025 đặt ra các thách thức và mục tiêu quan trọng nhằm hiện đại hóa hệ thống giao thông đô thị, hướng tới xây dựng các thành phố thông minh, an toàn và bền vững. Trong đó, việc tối ưu hóa quản lý giao thông đô thị được xác định là một trong những nhiệm vụ trọng tâm, góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống người dân và thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội.

Thực trạng giao thông đô thị hiện nay đang đối mặt với nhiều thách thức nghiêm trọng. Theo số liệu thống kê, các thành phố lớn trên thế giới đang phải đối mặt với tình trạng tắc nghẽn giao thông ngày càng trầm trọng, gây thiệt hại kinh tế ước tính lên đến hàng tỷ đô la mỗi năm. Tại Hoa Kỳ, ùn tắc giao thông khiến mỗi người lái xe trung bình mất 771 USD hàng năm do thời gian bị lãng phí, tương đương với tổng thiệt hại kinh tế lên đến 74 tỷ USD trên toàn quốc.

Đối với Việt Nam, Hà Nội là một ví dụ điển hình cho những vấn đề giao thông mà các thành phố lớn đang đối mặt. Tính đến tháng 11/2022, tổng số phương tiện giao thông trên địa bàn là 7.784.657 phương tiện, trong đó có 1.056.423 xe ô tô và 6.545.317 xe máy, chưa kể còn khoảng 1,2 triệu phương tiện từ các tỉnh, thành phố khác. Trong khi đó, tỷ lệ diện tích đất dành cho giao thông trên diện tích đất xây dựng đô thị mới đạt khoảng 10,07%, chỉ bằng một nửa so với quy hoạch. Năm 2022, thành phố có 35 điểm ùn tắc, ngành giao thông xử lý được 8 điểm nhưng phát sinh 10 điểm mới, tồn tại 37 điểm ùn tắc.

Giải pháp sử dụng mã nguồn mở kết hợp AI Vision thu thập dữ liệu trong giả lập giao thông

Trong bối cảnh đó, các công cụ mô phỏng và giả lập giao thông đóng vai trò quan trọng trong việc quy hoạch, thiết kế và quản lý hệ thống giao thông. Tuy nhiên, các giải pháp thương mại như VISSIM, mặc dù có độ chính xác và tính năng vượt trội, lại đòi hỏi chi phí bản quyền cao, không phù hợp với nhiều dự án có ngân sách hạn chế hoặc quy mô nhỏ. Hơn nữa, nhiều bài toán giao thông không nhất thiết cần đến những công cụ phức tạp và đắt đỏ này để giải quyết hiệu quả.

Giải quyết cho vấn đề

Để giải quyết những thách thức trên, chúng tôi xin đề xuất giải pháp "Sử dụng mã nguồn mở kết hợp AI Vision thu thập dữ liệu trong giả lập giao thông" với các phương hướng triển khai như sau:

Thứ nhất: Sử dụng SUMO (Simulation of Urban Mobility) làm nền tảng mô phỏng giao thông. SUMO là phần mềm mô phỏng giao thông mã nguồn mở, có khả năng mô phỏng vi mô chuyển động của từng phương tiện trên mạng lưới đường. SUMO được thiết kế theo kiến trúc mô-đun linh hoạt, bao gồm nhiều công cụ hỗ trợ như NETEDIT để tạo và chỉnh sửa mạng lưới, DUAROUTER để tính toán lộ trình, và SUMO-GUI để hiển thị kết quả mô phỏng. Đặc biệt, SUMO hỗ trợ đa dạng các định dạng shape file như ESRI Shapefile, OpenStreetMap, GeoJSON,.. tạo tính linh hoạt cao trong việc nhập và xuất dữ liệu địa lý từ nhiều nguồn khác nhau.

Ảnh mô phỏng từ Sumo

Thứ hai: Tích hợp công nghệ AI VISION để thu thập dữ liệu giao thông thực tế. Hệ thống sử dụng các thuật toán AI Vision tiên tiến để xử lý hình ảnh từ camera giám sát, nhận diện và phân loại phương tiện, đếm lưu lượng, ước tính tốc độ và phát hiện sự cố giao thông. Dữ liệu này được chuyển đổi thành định dạng phù hợp với SUMO thông qua các mô-đun chuyển đổi dữ liệu chuyên dụng, tạo nên một hệ thống "digital twin" phản ánh tình trạng giao thông thực tế gần như theo thời gian thực.

Sumo nhận thông tin từ các cảm biến trên đường

Thứ ba: Xây dựng bản sao số của hệ thống giao thông thực tế. Dựa trên dữ liệu thu thập từ AI Vision và các nguồn khác như bản đồ GIS, dữ liệu cảm biến IoT, hệ thống tạo ra bản sao số chính xác của mạng lưới giao thông. Bản sao số này hoạt động như môi trường thử nghiệm ảo, cho phép các nhà quy hoạch đô thị và kỹ sư giao thông thử nghiệm các phương án mà không làm gián đoạn hoặc ảnh hưởng đến hệ thống giao thông thực. Hệ thống bản sao số có khả năng mô phỏng đa dạng các yếu tố hạ tầng giao thông Việt Nam như đường có làn ưu tiên, BRT, đường giao với đường sắt, cầu vượt, hầm chui, điểm chờ xe buýt, đường đang thi công và các công trình công cộng (bệnh viện, sân vận động, trung tâm thương mại, công sở). Ngoài ra, hệ thống còn tái hiện chính xác các tình huống bất thường thường gặp như tai nạn giao thông, sự kiện thu hút đông người, xe ưu tiên di chuyển và xe buýt đón trả khách. Đặc biệt, mô hình này còn mô phỏng được các hành vi tham gia giao thông đặc trưng của người Việt như xe vượt đèn đỏ, người đi bộ băng qua đường sai quy định, xe đi ngược chiều, xe đi sai làn đường cho phép, đỗ xe (do sự cố hoặc đón trả khách) và hiện tượng xe leo lên vỉa hè, tạo nên một môi trường thử nghiệm ảo toàn diện và sát với thực tế.

Quy trình tạo bản sao số

Thứ tư: Phát triển các công cụ phân tích và tối ưu hóa giao thông. Hệ thống cung cấp các công cụ phân tích dựa trên SUMO để hỗ trợ các quyết định quy hoạch đô thị, đánh giá tác động của các dự án phát triển đối với hệ thống giao thông, và tối ưu hóa phân bổ giao thông trong các khu vực đô thị đông đúc. Các công cụ này có thể mô phỏng nhiều kịch bản phát triển khác nhau, từ đó đánh giá tác động của từng kịch bản đến thời gian di chuyển, mức độ tắc nghẽn, và phát thải khí thải.

Thứ năm: Thử nghiệm các chiến lược điều khiển giao thông thông minh. Thông qua giao diện TraCI (Traffic Control Interface) của SUMO, các thuật toán điều khiển giao thông có thể tương tác với mô phỏng theo thời gian thực, cho phép đánh giá hiệu quả của các chiến lược khác nhau trong môi trường mô phỏng trước khi triển khai trong thực tế. Hệ thống hỗ trợ nhiều chiến lược điều khiển từ cơ bản đến nâng cao, bao gồm điều khiển đèn tín hiệu thích ứng, hệ thống thông tin biến thiên, và các giải pháp giao thông thông minh khác.

Sumo kết hợp với Unity, tạo ra các mô phỏng 3D phục vụ cho quy hoạch

Kết quả thực nghiệm tại ngã tư Vọng, quận Hoàng Mai, Hà Nội - một trong những nút giao phức tạp nhất Thủ đô với nhiều tuyến đường chồng chéo và đa dạng phương tiện - cho thấy giải pháp đề xuất mang lại khả năng mô phỏng chính xác đáng kinh ngạc. Hệ thống SUMO kết hợp AI Vision đã thành công trong việc mô phỏng đặc trưng giao thông hỗn hợp và đôi khi hỗn loạn của Việt Nam, bao gồm cả các tình huống phức tạp như xe máy len lỏi giữa các phương tiện lớn, người đi bộ băng qua đường không theo vạch kẻ, và xe buýt dừng đón trả khách,... Độ chính xác của mô phỏng đạt trên 85% khi so sánh với dữ liệu thực tế thu thập từ camera giám sát. Đặc biệt, chi phí triển khai giải pháp này chỉ bằng khoảng 30% so với việc sử dụng các phần mềm thương mại tương đương, trong khi vẫn đảm bảo khả năng mô phỏng các đặc thù giao thông địa phương mà các phần mềm nước ngoài thường không hỗ trợ tốt. Thành công này đặt nền móng vững chắc cho việc phát triển các giải pháp quản lý giao thông thông minh phù hợp với đặc thù Việt Nam trong tương lai.

Quá trình áp dụng các chiến lược điều khiển giao thông thông minh

Tuy nhiên, chúng tôi cũng nhận thấy một số thách thức cần được giải quyết trong tương lai. Độ chính xác của các mô hình AI Vision trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt hoặc ánh sáng kém vẫn còn hạn chế. Việc đồng bộ hóa dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau đòi hỏi các giải pháp kỹ thuật phức tạp. Khi kích thước mạng lưới tăng lên, yêu cầu tính toán cho việc mô phỏng và tối ưu hóa thời gian thực cũng tăng đáng kể.

Hướng phát triển trong tương lai của giải pháp bao gồm việc tích hợp các mô hình học máy tiên tiến để dự đoán mẫu giao thông, phát triển các công cụ trực quan hóa và phân tích dữ liệu nâng cao, mở rộng phạm vi mô phỏng để bao gồm các phương thức giao thông khác như giao thông công cộng, đi bộ và xe đạp, và tích hợp với các hệ thống quản lý đô thị khác để tạo ra các giải pháp thành phố thông minh toàn diện.

Giải pháp sử dụng mã nguồn mở kết hợp AI Vision thu thập dữ liệu trong giả lập giao thông không chỉ là một giải pháp kỹ thuật tiết kiệm chi phí mà còn là một bước tiến quan trọng trong việc xây dựng hạ tầng giao thông thông minh, góp phần hiện thực hóa mục tiêu phát triển đô thị thông minh, bền vững tại Việt Nam. Với việc triển khai giải pháp này, chúng ta có thể kỳ vọng vào một mạng lưới giao thông hiệu quả hơn, an toàn hơn và thân thiện với môi trường hơn, đáp ứng nhu cầu di chuyển ngày càng tăng của người dân trong bối cảnh đô thị hóa nhanh chóng ■

Đào Xuân Trường, Nguyễn Trung Dũng, Nguyễn Đình Tuấn Đạt, Tạ Xuân Kiên

Tổng Công ty Giải pháp Doanh nghiệp Viettel
Email: truongdx14@viettel.com.vn, dungnnt114@viettel.com.vn,
datndt@viettel.com.vn, kientx@viettel.com.vn

tudonghoangaynay.vn

Tin bài khác

Thị trường chứng khoán ngày 20/5: Nhóm Vin và ngân hàng kéo thị trường bật mạnh trở lại

Thị trường 20/05/2025 17:31

Thị trường có phiên bứt phá mạnh trở lại với mức tăng 1,45%, xác nhận phiên đảo chiều sau hai ngày giằng co quanh vùng 1.300 điểm. Dòng tiền tiếp tục tập trung vào nhóm trụ như Vin và ngân hàng, đồng thời lan tỏa sang midcap, tạo đà để thị trường hướng lên vùng kháng cự 1.330–1.340 điểm.

Đảng bộ BIDV tổ chức thành công Đại hội đại biểu lần thứ XV, nhiệm kỳ 2025 - 2030

Hoạt động doanh nghiệp 20/05/2025 17:30

Thực hiện Chỉ thị 45-CT/TW ngày 14/4/2025 của Bộ Chính trị, Kế hoạch 07-KH/ĐU ngày 29/4/2025 của Đảng ủy Chính phủ, trong hai ngày 18-19/5/2025 tại Hà Nội, Đảng bộ Ngân hàng TMCP Đầu tư và Phát triển Việt Nam (BIDV) đã tổ chức Đại hội đại biểu lần thứ XV, nhiệm kỳ 2025 - 2030, với sự tham dự của 300 đại biểu đại diện cho ý chí, trí tuệ, nguyện vọng của hơn 12.000 đảng viên trong toàn Đảng bộ. Đây là Đại hội điểm và là Đại hội Đảng bộ cấp trên cơ sở đầu tiên của Đảng bộ Chính phủ trong nhiệm kỳ 2025 - 2030.

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 21/5/2025: Tuổi Tý bùng nổ cơ hội, Tuổi Ngọ cẩn trọng để bình yên

Tin hay không tin 20/05/2025 17:28

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 21/5/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...

Khám phá các giao thức truyền thông công nghiệp thời đại Công nghệ 4.0

Tự động hóa công nghiệp 20/05/2025 11:11

Tự động hóa công nghiệp đang trở thành trụ cột trong cuộc cách mạng Công nghiệp 4.0, nơi máy móc và quy trình được điều khiển bằng các hệ thống thông minh, robot và phần mềm chuyên dụng. Nền tảng cho sự tự động hóa này chính là hệ thống truyền thông tốc độ cao giữa các thiết bị và phần mềm. Để các thiết bị tự động hóa giao tiếp hiệu quả, việc sử dụng các giao thức truyền thông công nghiệp chuẩn hóa là điều bắt buộc.

Sẽ cụ thể hóa hơn về tiếp cận đất đai, nguồn vốn cho doanh nghiệp tư nhân

Sự kiện 20/05/2025 09:09

Thủ tướng nhấn mạnh, Chính phủ sẽ ban hành Nghị định để cụ thể hóa hơn về tiếp cận đất đai, đồng thời Thống đốc NHNN sẽ có thông tư về nguồn vốn. Chủ trương đã rất rõ, hai điều này dứt khoát phải có, xin các đại biểu yên tâm hoàn toàn.

Nhận định phiên giao dịch ngày 20/5: Ưu tiên chiến lược phòng thủ

Thị trường 20/05/2025 05:05

Sau phiên giảm nhẹ ngày 19/5, thị trường đang phát đi nhiều tín hiệu cho thấy nhịp điều chỉnh kỹ thuật có thể tiếp tục diễn ra trong phiên 20/5. VN Index hiện đối mặt với vùng kháng cự mạnh quanh 1.300 điểm, trong khi tâm lý nhà đầu tư chuyển dần sang trạng thái nghi ngờ. Các yếu tố kỹ thuật, dòng tiền và sự phân hóa thị trường cho thấy chiến lược đầu tư thận trọng là cần thiết trong bối cảnh hiện tại.

CEO Fiverr: Ai không biết dùng AI thì không có cửa làm việc

Trí tuệ nhân tạo 20/05/2025 05:00

Với nhiều nhà tuyển dụng, kỹ năng AI chỉ là một điểm cộng. Nhưng tại Fiverr, nền tảng freelance hàng đầu thế giới, đó là điều kiện bắt buộc.

4 trụ cột thể chế nền tảng tạo động lực mạnh mẽ đưa đất nước tiến lên trong kỷ nguyên mới

Kỷ nguyên mới 20/05/2025 04:04

Tổng Bí thư Tô Lâm nêu rõ, bốn Nghị quyết quan trọng của Bộ Chính trị ban hành trong thời gian gần đây sẽ là những trụ cột thể chế nền tảng, tạo động lực mạnh mẽ đưa đất nước ta tiến lên trong kỷ nguyên mới, hiện thực hóa tầm nhìn Việt Nam phát triển, thu nhập cao vào năm 2045.

HAuA được vinh danh tại Lễ kỷ niệm Ngày Khoa học và Công nghệ Việt Nam 2025

Tin tức hội 19/05/2025 20:35

Hội Tự động hóa TP.HCM (HAuA) tiếp tục khẳng định vai trò tiên phong khi liên tiếp nhận các danh hiệu cao quý, ghi dấu ấn với những đóng góp thiết thực vào phát triển công nghiệp tự động hóa và kinh tế thành phố.

Thị trường chứng khoán ngày 19/5: VN Index giằng co dưới vùng cản mạnh, tín hiệu phân hóa ngày càng rõ nét

Thị trường 19/05/2025 20:29

Phiên giao dịch đầu tuần ngày 19/5 khép lại với sắc đỏ chiếm ưu thế, khi chỉ số VN Index giảm 5,1 điểm, tương ứng -0,39%, xuống còn 1.296,29 điểm. Mặc dù mức giảm không lớn, nhưng diễn biến thị trường phản ánh rõ nét tâm lý giằng co và thận trọng của nhà đầu tư, đặc biệt khi chỉ số đang tiệm cận vùng kháng cự mạnh 1.300–1.310 điểm.

Xem thêm

Đổi mới công nghệ

Giải pháp sử dụng mã nguồn mở kết hợp AI Vision thu thập dữ liệu trong giả lập giao thông

VAA bổ nhiệm Chánh văn phòng và Phó chánh văn phòng mới

Thị trường chứng khoán ngày 20/5: Nhóm Vin và ngân hàng kéo thị trường bật mạnh trở lại

Đảng bộ BIDV tổ chức thành công Đại hội đại biểu lần thứ XV, nhiệm kỳ 2025 - 2030

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 21/5/2025: Tuổi Tý bùng nổ cơ hội, Tuổi Ngọ cẩn trọng để bình yên

Khám phá các giao thức truyền thông công nghiệp thời đại Công nghệ 4.0

Sẽ cụ thể hóa hơn về tiếp cận đất đai, nguồn vốn cho doanh nghiệp tư nhân

Nhận định phiên giao dịch ngày 20/5: Ưu tiên chiến lược phòng thủ

CEO Fiverr: Ai không biết dùng AI thì không có cửa làm việc

4 trụ cột thể chế nền tảng tạo động lực mạnh mẽ đưa đất nước tiến lên trong kỷ nguyên mới

HAuA được vinh danh tại Lễ kỷ niệm Ngày Khoa học và Công nghệ Việt Nam 2025

Thị trường chứng khoán ngày 19/5: VN Index giằng co dưới vùng cản mạnh, tín hiệu phân hóa ngày càng rõ nét

Báo in

Tạp chí số tháng 3 + 4 - 2025

Đọc nhiều

Tôn vinh phụ nữ Thủ đô ứng dụng công nghệ thúc đẩy chuyển đổi số, kinh tế số

Thành lập Ban Chỉ đạo chuyển đổi số của Quốc hội

Xe tải tự hành đầu tiên trên thế giới chạy trên đường ray sắp ra mắt tại California