โมเดลจำลองการจราจรเพื่อการจัดการสัญญาณไฟจราจรในสี่แยกไฟแดงโดยใช้ NS Model
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
ณภัทร ศรีจันทร์, ภูรี เจียรนัยธนะกิจ, ปรเมศวร์ วัฒนประสาน
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
ปราณี ดิษรัฐกิจ
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
ในปัจจุบัน ปัญหาการจราจรถือเป็นปัญหาหลักที่ผู้คนส่วนใหญ่ที่จำเป็นต้องเดินทางประสบปัญหาอย่างเป็นประจำ ส่งผลต่อคุณภาพชีวิตและเศรษฐกิจ นำมาสู่ปัญหามากมาย ปัญหานี้ยากที่จะหมดไปได้เนื่องจากทุกๆ วันมีจำนวนรถยนต์บนท้องถนนมากขึ้นแต่ความสามารถในการรองรับปริมาณรถยนต์ของท้องถนนไม่เพียงพอ อย่างไรก็ตามการหาวิธีจัดการกับรถยนต์จำนวนมากบนท้องถนนยังเป็นสิ่งที่จำเป็น โดยเฉพาะปัญหา การจัดการระบบไฟจราจรตามแยกต่างๆในท้องถนน เนื่องจากหากรถไม่สามารถไหลตัวไปตามการจราจรได้ จะส่งผลให้เกิด มลพิษทางอากาศจากรถยนต์มากขึ้น และยังต้องใช้เวลาในการเดินทางมากขึ้นอีกด้วย ด้วยสาเหตุนี้คณะผู้จัดทำจึงมีความสนใจสร้างโปรแกรมจำลองการจราจรบนท้องถนนโดยใช้คอมพิวเตอร์เพื่อศึกษาสภาพการจราจรบนท้องถนน
การศึกษาโมเดลการจำลองการไหลของรถ จึงเป็นสิ่งสำคัญในการสร้างแบบจำลองการจราจร โดยโมเดลที่ใช้ศึกษาในงานนี้ คือ Cellular Automata model ซึ่งเป็นแบบจำลองที่ตั้งอยู่บนหลักการในการนับเวลาแบบ discrete หรือการนับเวลาเป็น step-time ย่อยๆ เพื่อใช้ในการคำนวณด้วยคอมพิวเตอร์. โดยใช้ Cellular Automata model ประเภท NS model ซึ่งมีหลักการสำคัญเบื้องต้นในการคำนวณอยู่ทั้งสิ้น 4 ข้อ คือ
1.การเร่งความเร็วของรถ จะเกิดขึ้นเมื่อความเร็วของรถยังไม่ถึงขีดจำกัดของรถ และระยะห่างไปถึงรถคันข้างหน้าหรือไฟแดง มีความยาวมากกว่ามากกว่าระยะปลอดภัยที่ใช้ในการเบรก
2.การหน่วงความเร็วรถ จะเกิดขึ้นเมื่อระยะห่างไปถึงรถคันข้างหน้าหรือไฟแดง มีความยาวน้อยกว่าระยะปลอดภัยที่ใช้ในการเบรกรถเพื่อป้องกันการชน
3.ในการจำลอง จะมีการสุ่มความเร็วของรถที่เกิดขึ้นมาและรถที่กำลังวิ่งอยู่ในระบบด้วยการสุ่มเพื่อให้ใกล้เคียงกับพฤติกรรมการขับขี่ของมนุษย์มากขึ้น
4.รถทุกคันในระบบจะเคลื่อนที่ไปข้างหน้าโดยเป็นไปตามความเร็วที่ถูกปรับในช่วงเวลานั้นๆของรถคันนั้นๆ
นอกจากนี้ทางผู้จัดทำได้มีการใช้ Processing ซึ่งเป็น Framework ช่วยในการสร้างภาพเคลื่อนไหวสามมิติบนคอมพิวเตอร์ช่วยให้เห็นผลการจำลองเป็นภาพได้อย่างชัดเจนเพื่อประเมินว่าโปรแกรมจำลองที่ได้ใกล้เคียงกับสภาพความเป็นจริงหรือไม่ แล้วนำข้อมูลที่ได้ไปวิเคราะห์ โดยใช้แนวคิดจากทฤษฎีกราฟ 3 ช่วงของเคอร์เนอร์ ในการวิเคราะห์ข้อมูล