การสร้างระบบนำทางแบบ Real-time ในเขตชุมชนล่ามช้าง อำเภอเมือง จังหวัดเชียงใหม่ โดยการประยุกต์ใช้ Dijkstra’s algorithm

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

รัชกฤช โมจมสิน, ไอศูรย์ ศักดิสกุลพงษ์, ศุภลักษณ์ เช้าโต

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

รุ่งทิวา บุญมาโตน, ศรายุทธ วิริยะคุณานันท์

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนยุพราชวิทยาลัย

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2566

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