PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG ĐÈN TÍN HIỆU GIAO THƠNG ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT ĐẠI SỐ GIA TỬ ThS HOÀNG VĂN THƠNG Bộ mơn Khoa học Máy tính Khoa Cơng nghệ Thông tin Trường Đại học Giao thông Vận tải Tóm tắt: Bài báo trình bầy phương pháp điều khiển đèn tín hiệu giao thơng đề xuất phương pháp điều khiển cải tiến để đạt hiệu cao Phương pháp điều khiển sử dụng Đại số gia tử để định lượng thông tin ngơn ngữ Bài báo trình bầy phương pháp xây dựng quy trình điều khiển nút giao giao thơng cụ thể Summary: The article presents methods of controlling traffic signals and proposes an advanced method to obtain better performance This advanced method uses the hedge algebras to quantify linguistic information The article also proposes a method to make a controlling process at a specific traffic intersection I ĐẶT VẤN ĐỀ CT Chúng ta biết rằng, vấn đề ùn tắc giao thông điểm nút giao thông, giao cắt đồng mức thành phố lớn nước ta giới ngày nghiêm trọng Để giải vấn đề nhà khoa học nhà quản lý nghiên cứu áp dụng nhiều biện pháp điều khiển nhằm làm giảm thiểu ùn tắc nút giao thông Hiện tại, điểm nút giao cắt đồng cấp điều khiển đèn tín hiệu cảnh sát giao thơng Điều khiển cảnh sát mang lại hiệu cao, có tính mềm dẻo linh hoạt, thời gian pha người cảnh sát xác định phụ thuộc vào mật độ phương tiện có nút Tuy nhiên với phương pháp tốn nhiều nhân lực chi phí cao Điều khiển nút giao thơng đèn tín hiệu mang lại hiệu với nút có mật độ phương tiện tham gia vừa phải Các phương pháp điều khiển đèn tín hiệu nhiều nhược điểm Phương pháp điều khiển đèn với chu kỳ cố định cứng nhắc, có nhiều thời gian chết Đèn xanh bật pha khơng có phương tiện, pha khác có nhiều phương tiện phải chờ Một số nhà khoa học nghiên cứu ứng dụng công nghệ thông tin vào việc điều khiển, thực điều khiển chu kỳ đèn động dựa vào mật độ phương tiện xung quanh nút Giải pháp đem lại hiệu cao giải pháp điều khiển đèn theo chu kỳ cố định Tuy nhiên giải pháp sử dụng thơng tin mang tính cục mật độ phương tiện xung quanh nút, thông tin có tác dụng trạng thái điều khiển Trong thực tế mật độ nút phụ thuộc nhiều vào lưu lượng phương tiện tới nút, yếu tố ảnh hướng tới mật độ phương tiện nút trạng thái Trong báo đề xuất phương pháp điều khiển động đèn tín hiệu cách kết hợp thông tin mật độ phương tiện nút thông tin (dạng ngôn ngữ) dự báo lưu lương phương tiện tới nút để đưa định điều khiển Thực tính tốn điều khiển báo sử dụng lý thuyết Đại số gia tử việc tính tốn thơng tin dự báo áp dụng giải thuật di truyền xác định tham số đại số gia tử II TỔNG QUAN VỀ ĐẠI SỐ GIA TỬ (ĐSGT) [1, 5, 6] 2.1 Đại số gia tử biến ngôn ngữ Giả sử X biến ngôn ngữ miền giá trị X Dom(X) Một đại số gia tử AX tương ứng X thành phần AX = (Dom(X), C, H, ≤) C tập phần tử sinh, H tập gia tử (hedges) quan hệ “≤” quan hệ thứ tự ngữ nghĩa hạng từ Ví dụ X biến lưu lượng phương tiện giao thơng đường Dom(X) = {very crowred, little crowded, crowded, possible crowded, very uncrowded, more crowded, }∪{0, 1, average}, C = {uncrowded, crowded}, phần tử nhỏ nhất, phần tử lớn nhất, average phần tử trung hòa, H = {very, more, possible, little} Trong đại số gia tử AX = (Dom(X), C, H, ≤) Dom(X) C tập thứ tự tuyến tính với quan hệ ≤ quan hệ thứ tự ngữ nghĩa hạng từ AX gọi đại số gia tử tuyến tính Hai phần tử sinh biến ngơn ngữ có khuynh hướng ngữ nghĩa trái ngược nhau: crowded có khuynh hướng “đi lên” gọi hướng dương ký hiệu c+, uncrowded có khuynh hướng “đi xuống” cịn gọi hướng âm, ký hiệu c- Theo quan hệ thứ tự ngữ nghĩa ta có: c+>c− Về trực giác, gia tử có khuynh hướng làm tăng giảm ngữ nghĩa phần tử sinh nguyên thủy Chẳng hạn very crowed > crowded very uncrowded < uncrowded điều có nghĩa gia tử very làm mạnh thêm ngữ nghĩa hai phần tử sinh crowded, uncrowded Nhưng little crowded < crowded, little uncrowded > uncrowded little có khuynh hướng làm yếu ngữ nghĩa phần tử sinh Ta nói very gia tử dương little gia tử âm Ta ký hiệu H− tập gia tử âm, H+ tập gia tử dương H = H- ∪ H+ Nếu hai gia tử h k thuộc H+ H−, ta nói h, k sánh với Dễ thấy little possible sánh với little > posible, little uncrowded > possible uncrowded > uncrowded Ngược lại, h k không đồng thời thuộc H+ H-, ta nói h, k ngược Hơn nữa, nhận thấy gia tử có ảnh hưởng (làm tăng làm giảm) đến ngữ nghĩa gia tử khác Vì vậy, k làm tăng ngữ nghĩa h, ta nói k dương h Ngược lại, k làm giảm ngữ nghĩa h, ta nói k âm h Chẳng hạn xét gia tử ngôn ngữ very, more, little, possible, biến ngơn ngữ TRUTH Vì little true < true very little true < little true < possible little true, nên very dương little possible âm little Tính âm, dương gia tử gia tử khác không phụ thuộc vào phần tử ngơn ngữ mà tác động Một tính chất ngữ nghĩa quan trọng gia tử gọi tính kế thừa Tính chất thể chỗ tác động gia tử vào giá trị ngơn ngữ ngữ nghĩa giá trị bị thay đổi giữ ngữ nghĩa gốc Điều có nghĩa với gia tử h, giá trị hx CT thừa kế ngữ nghĩa x Tính chất góp phần bảo tồn quan hệ thứ tự ngữ nghĩa: hx ≤ kx h’hx ≤ k’kx, hay h’ k’ bảo tồn quan hệ ngữ nghĩa hx kx cách tương ứng Chẳng hạn theo trực giác ta có little true ≤ possible true, đó: possible little true ≤ little possible true 2.2 Các hàm đo đại số gia tử tuyến tính [5] Trong phần ta sử dụng đại số gia tử AX = (Dom(X), C, H, ≤), đại số gia tử tuyến tính với C = {c-, c+}∪{0, 1, W} H = H-∪H+, H- = {h-1, h-2, , h-q} thỏa h-1< h-2< < h-q H+={h1, h2, , hp} thỏa h1 α + β = Định nghĩa 2.2 Hàm dấu sign : X → {-1, 0, 1} định nghĩa đệ quy sau: i) sign(c-) = -1, sign(c+) = +1; ii) sign(h'hx) = -sign(hx) h' âm h h'hx ≠ hx; iii) sign(h'hx) = sign(hx) h' dương h h'hx ≠ hx; iv) sign(h'hx) = h'hx = hx Mệnh đề 2.2 Với gia tử h phần tử x∈Dom(X) sign(hx) = +1 hx > x sign(hx) = -1 hx