การจำลองระบบการจัดการสัญญาณไฟจราจรอัตโนมัติที่สอดคล้องกับความหนาแน่นของรถ

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

บุริศร์ วังอนานนท์, จิรายุ บุญเรือง, ภวัต ลิลาพันธิสิทธิ

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

ปราณี ดิษรัฐกิจ, กมลพร แห้วสันตติ

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2566

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

โครงงานนี้เป็นการศึกษาเกี่ยวกับการไหลของรถด้วยแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์ ที่ใช้หลักการจำลอง ในรูปแบบที่เรียกว่า Cellular Automata ซึ่งเป็นการจำลองให้ถนนถูกแบ่งออกเป็นตาราง แต่ละช่องของ ตารางเรียกว่า cell โดยแต่ละ cell เป็นตำแหน่งที่รถสามารถอยู่ได้ในการดำเนินการแต่ละครั้งจะใช้เวลาใน หน่วย time step และ ในทุกๆ time step รถจะเคลื่อนที่ตามเงื่อนไขที่กำหนดภายใต้หลักการเคลื่อนที่แนว ตรงที่มีทั้งแบบความเร็วคงที่ (ไม่มีความเร่ง) และแบบมีความเร่งทั้งความเร็วลดลงและความเร็วมากขึ้น ขึ้นอยู่ กับบริบทที่รถแต่ละคันเผชิญ ณ ที่เวลานั้นๆ ความเร็วของรถคำนวณจากจำนวน cell/time step ความ หนาแน่นของรถคำนวณจากจำนวนรถ/จำนวน cell ที่รถครอบครองได้ทั้งหมด โดยในการจำลองจะกำหนดให้ เป็นระบบการเคลื่อนที่ของรถบนถนนเลนเดียวผ่านสัญญาณไฟจราจร ด้วยการเขียนโปรแกรมคำนวณหา ตำแหน่ง อัตราเร็ว และความหนาแน่นรถในบริเวณก่อนและหลังตำแหน่งสัญญาณไฟจราจร ที่เปลี่ยนแปลง ตามเวลา จากนั้นวิเคราะห์เปรียบเทียบหารูปแบบการให้ช่วงเวลาการเปิดสัญญาณไฟเขียว-ไฟแดง ที่ทำให้ อัตราการไหลของรถดีที่สุดสำหรับแต่ละค่าของความหนาแน่นรถในระบบ จากนั้นจะนำข้อมูลไปประยุกต์ใช้ใน การจัดการช่วงเวลาการเปิดสัญญาณไฟเขียว-ไฟแดงแบบอัตโนมัติด้วยการสร้างแบบจำลองสาธิตสถานการณ์ เป็นภาพเคลื่อนไหวแสดงการปรับช่วงเวลาการเปิดสัญญาณไฟจราจรอัตโนมัติตามความหนาแน่นของรถ