Với tốc độ đô thị hóa phát triển nhanh chóng, việc quản lý và dự đoán luồng giao thông đã trở thành một vấn đề cấp bách cần được giải quyết. Các thành phố trên khắp thế giới phải đối mặt với những thách thức như tắc nghẽn giao thông, ô nhiễm môi trường và sự cố an toàn. Những tiến bộ trong công nghệ đã mang lại những khả năng mới để giải quyết những vấn đề này, đặc biệt là khả năng sử dụng phân tích dữ liệu và trí tuệ nhân tạo để dự đoán luồng giao thông. Loại công nghệ này không chỉ giúp các nhà quản lý giao thông đô thị đưa ra quyết định sáng suốt hơn mà còn có khả năng cải thiện trải nghiệm đi lại cho người đi lại hàng ngày.
Công nghệ dự đoán luồng giao thông ngày nay chủ yếu dựa vào lượng lớn dữ liệu thu thập, phân tích và nhận dạng mẫu, cung cấp hỗ trợ mạnh mẽ cho việc lập kế hoạch và giám sát giao thông.
Lý thuyết cơ bản về luồng giao thông có thể bắt nguồn từ những năm 1920, khi nhà kinh tế học người Mỹ Frank Knight lần đầu tiên đề xuất phân tích trạng thái cân bằng giao thông. Sau đó vào năm 1952, Wardrop phát triển thêm lý thuyết này. Tuy nhiên, bất chấp những tiến bộ đáng kể trong công nghệ tính toán, vẫn chưa thể tìm ra một lý thuyết thỏa đáng nói chung có thể áp dụng nhất quán cho các điều kiện dòng chảy thực. Các mô hình hiện tại thường kết hợp các kỹ thuật thực nghiệm và lý thuyết để dự đoán luồng giao thông và xác định các khu vực tắc nghẽn, có tính đến các biến số bao gồm việc sử dụng phương tiện và thay đổi đất đai.
Mục tiêu là xây dựng một mô hình cho phép các phương tiện đến đích trong thời gian ngắn nhất bằng cách sử dụng công suất đường tối đa. Quá trình này thường được chia thành bốn bước:
Tạo: Chương trình ước tính số lượng kế hoạch du lịch sẽ được tạo, bao gồm dữ liệu nhân khẩu học cho các khu dân cư và vị trí địa lý cho cơ quan.
Phân bổ: Các nhà nghiên cứu giao thông vận tải phân bổ nhu cầu đi lại ước tính cho các tuyến đường cụ thể, tận dụng quy hoạch tuyến đường tối ưu.
Mô hình: Xem xét các biện pháp quản lý giao thông (chẳng hạn như tín hiệu giao thông và giới hạn tốc độ) ảnh hưởng như thế nào đến luồng trong quá trình phân bổ.
Tính toán: Cuối cùng tính toán lưu lượng giao thông của toàn bộ hệ thống và so sánh nó với những thay đổi khả thi đã lên kế hoạch.
Chìa khóa của dự báo luồng giao thông hiện đại là sử dụng công nghệ phân tích dữ liệu tiên tiến, cho phép các nhà nghiên cứu đưa ra dự đoán dựa trên dữ liệu thời gian thực, từ đó nâng cao hiệu quả quản lý giao thông.
Sự phát triển của công nghệ dữ liệu lớn cho phép các nhà quản lý thành phố thu thập và phân tích dữ liệu giao thông từ nhiều nguồn khác nhau. Dữ liệu đến từ camera giao thông, thiết bị GPS, hoạt động truyền thông xã hội và thậm chí cả ứng dụng điện thoại di động. Bằng cách phân tích sâu dữ liệu này, người quản lý giao thông có thể dự đoán mô hình giao thông trong các điều kiện môi trường và thời gian khác nhau.
Việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) trong dự báo giao thông cũng ngày càng trở nên phổ biến, chẳng hạn như sử dụng thuật toán machine learning để xác định mô hình và mối quan hệ giữa các biến số. Cách tiếp cận này không chỉ cung cấp những dự báo trước mắt mà còn mô phỏng các kịch bản trong tương lai để đánh giá tác động của các chính sách hoặc kế hoạch cơ sở hạ tầng mới.
Hệ thống giao thông thông minh (ITS) là một hệ thống tích hợp sử dụng các phương tiện khoa học và công nghệ để nâng cao hiệu quả quản lý giao thông vận tải, bao gồm giám sát, quản lý giao thông, thông tin hướng dẫn và hệ thống thanh toán. Thông qua việc chia sẻ thông tin và tích hợp dữ liệu liền mạch, ITS có thể giúp giảm tắc nghẽn giao thông và cải thiện an toàn đường bộ.
Các hệ thống này có thể phân tích ngay lập tức lưu lượng giao thông và điều chỉnh các thiết bị như đèn chiếu sáng để cải thiện hơn nữa hoạt động giao thông của thành phố.
Mặc dù có những tiến bộ đáng kể về công nghệ trong việc dự báo lưu lượng giao thông nhưng vẫn còn một số thách thức. Ví dụ, tính đầy đủ và chính xác của việc thu thập dữ liệu là những vấn đề quan trọng, đồng thời tính phi tuyến tính và phức tạp của các luồng lưu lượng cũng khiến việc dự đoán trở nên khó khăn. Một điều khác cần xem xét là làm thế nào để bảo vệ quyền riêng tư và bảo mật dữ liệu người dùng để nó không bị lạm dụng.
Nghiên cứu trong tương lai có thể tập trung vào phát triển các mô hình dự đoán thông minh và linh hoạt hơn, không chỉ cải thiện độ chính xác của dự đoán mà còn ứng phó nhanh chóng với các trường hợp khẩn cấp, chẳng hạn như tai nạn giao thông hoặc thiên tai, từ đó đạt được kết quả quản lý giao thông hiệu quả hơn.
Tóm lại, tiến bộ công nghệ chắc chắn đã mở ra những chân trời mới cho việc dự đoán luồng giao thông đô thị và nâng cao hiệu quả quản lý giao thông. Là một thành phần quan trọng của mọi thành phố, giao thông thuận tiện có tác động sâu sắc đến sự phát triển kinh tế và chất lượng cuộc sống của người dân. Trong tương lai, khi công nghệ dữ liệu lớn và trí tuệ nhân tạo tiếp tục phát triển, liệu chúng ta có thể tìm ra giải pháp hiệu quả hơn để đối mặt với những thách thức ngày càng tăng về lưu lượng giao thông không?