การสร้างระบบนำทางแบบ Real-time ในเขตชุมชนล่ามช้าง อำเภอเมือง จังหวัดเชียงใหม่ โดยการประยุกต์ใช้ Dijkstra’s algorithm
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
รัชกฤช โมจมสิน, ไอศูรย์ ศักดิสกุลพงษ์, ศุภลักษณ์ เช้าโต
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
รุ่งทิวา บุญมาโตน, ศรายุทธ วิริยะคุณานันท์
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
การเคหะแห่งชาติ (2562) ให้ข้อมูลว่ามีประชากรไทยจำนวน 473,380 คน ที่อาศัยอยู่ในชุมชนแออัดในเขตเมืองทั่วประเทศจำนวน 108,871 ครัวเรือน ใน 1,561 ชุมชน และจังหวัดเชียงใหม่ซึ่งเป็นเมืองท่องเที่ยวและเมืองเศรษฐกิจที่สำคัญของประเทศไทยก็มีชุมชนแออัดทั้งสิ้นจำนวน 17 ชุมชน คิดเป็น 710 ครัวเรือน ประชากร 2,840 คน และจากข่าวสารในสื่อต่าง ๆ จะพบว่าบ่อยครั้งที่เกิดปัญหาการเข้าถึงการบริการสาธารณะขั้นพื้นฐานที่จำเป็นและส่งผลร้ายแรงต่อการดำรงชีวิตในชุมชน เช่น ไฟไหม้ที่ไม่สามารถควบคุมสถานการณ์ได้ การเคลื่อนย้ายผู้ป่วยที่ช่วยเหลือตนเองไม่ได้ ซึ่งปัญหาเหล่านี้เกิดจากความยากลำบากในการขนส่งและการจราจรที่มีข้อจำกัดค่อนข้างมาก ซึ่งมีปัจจัยพื้นฐานมาจาก ถนนที่คับแคบ การวางผังเมืองที่ไม่ถูกต้องตามหลัก การกีดขวางของสิ่งต่าง ๆ และจากการลงพื้นที่จริง ณ ชุมชนล่ามช้าง อำเภอเมือง จังหวัดเชียงใหม่ ผู้จัดทำได้รับรู้และเห็นความสำคัญของปัญหานี้เป็นอย่างยิ่ง จึงคิดหาขั้นตอนวิธีที่มีประสิทธิภาพในการช่วยบริหารจัดการปัญหาการขนส่งและการจราจรเหล่านี้ในชุมชนล่ามช้าง ด้วยระบบนำทางแบบ Real-time
Edsger Wybe Dijkstra (1959) ได้คิดค้น Dijkstra’s algorithm ที่ใช้สำหรับการแก้ไขปัญหาวิถีสั้นสุด สำหรับกราฟที่มีน้ำหนักบนเส้นร่วมกันและมีน้ำหนักของเส้นเชื่อมไม่เป็นลบ Mikkel Thorup (2004) ได้เปรียบเทียบ Dijkstra’s algorithm กับอัลกอริทึมอื่น ๆ แล้ว พบว่าใช้เวลาในการทำงาน (Running Time) น้อยที่สุด สุวรรณี อัศวกุลชัย (2560) ได้พัฒนาวิธีการเลือกเส้นทางจราจรที่สั้นที่สุด สำหรับการเดินทางจากมหาวิทยาลัยหอการค้าไทยถึงปากซอยประชาสงเคราะห์ 23 ด้วยการใช้ Dijkstra’s algorithm สรุปผลได้ว่า สามารถหาเส้นทางที่สั้นที่สุดได้ถูกต้องร้อยละ 100 ดังนั้น Dijkstra’s algorithm จึงมีความเหมาะสมที่จะนำมาใช้ในการค้นหาเส้นทางเพื่อใช้ในการนำทางแบบ Real-time มากที่สุด
ในบริบทของการจราจรและการขนส่ง “วิถีที่สั้นที่สุด” หมายถึงเส้นทางที่เร็วที่สุดในการเดินทางระหว่างสองสถานที่หรือตำแหน่งบนเครือข่ายถนนในชุมชน เราสามารถนำเส้นทางการจราจรในพื้นที่ชุมชนล่ามช้างมาสร้างกราฟได้โดยกำหนดให้ตำแหน่งต่าง ๆ ในชุมชนล่ามช้างแทนจุดยอดของกราฟ ให้เส้นเชื่อมแทนเส้นทางระหว่างสองสถานที่ใด ๆ ในชุมชนล่ามช้าง ในการศึกษาได้กำหนดให้แต่ละเส้นเชื่อมมีน้ำหนักของเส้นเชื่อมแทนด้วย 1) ระยะทางของถนนระหว่างจุดสองจุดในกราฟ 2) ระยะเวลาที่ใช้ในการเดินทางผ่านจุดสองจุดในกราฟ 3) ความกว้างของถนนระหว่างจุดสองจุดในกราฟ และจะเกิดมีจุดเพิ่มขึ้นระหว่างจุดสองจุดเมื่อความกว้างของถนนมีการเปลี่ยนแปลง การใช้ Dijkstra’s algorithm กับกราฟถ่วงน้ำหนักที่มีน้ำหนักแทนข้อมูลในกรณีดังกล่าว จะทำให้สามารถออกแบบระบบการนำทางและวางแผนเส้นทางเพื่อหาวิธีการที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการเดินทางระหว่างสถานที่ในชุมชนล่ามช้างได้ ซึ่งการสร้างเส้นทางเพื่อเข้าไปยังจุดเกิดเหตุโดยใช้การหาวิถีที่สั้นที่สุด ที่คำนึงถึงความยาวหรือความกว้างของเส้นทางที่เหมาะสมกับพาหนะแต่ละรูปแบบ ตลอดจนสภาพการจราจรในชุมชนแบบ Real-time ตลอดจนมีการแนะนำเส้นทางสำรองในกรณีที่ต้องมีการเปลี่ยนแปลงเส้นทางเนื่องจากสภาพการจราจรที่เปลี่ยนแปลงไปแบบกระทันหัน โดยการดึงข้อมูลแบบ Real-time จากระบบระบุตำแหน่งบนพื้นโลก (GPS) ซึ่งผลการศึกษาจะออกมาในรูปแบบของ Application ที่ใช้งานได้สะดวกบน smart phone ซึ่งสามารถจำลองเส้นทางในระบบนำทาง แบบ Real-time ได้