PHN MM IHSDM VA KH NANG NG DNG TRON

PHẦN MỀM IHSDM VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG KỸ THUẬT ĐƯỜNG ÔTÔ HAI LÀN XE Ở NƯỚC TA ThS Nguyễn Văn Đăng, KS Nguyễn Thanh Huỳnh TÓM TẮT Đánh giá phương án thiết kế công việc quan trọng kỹ sư cầu đường nhằm lựa chọn phương án tốt phương án kỹ thuật đề xuất Hiện nay, cơng cụ tự động hóa dùng đánh giá tiêu kỹ thuật tuyến nước ta chưa có Bài báo xin giới thiệu phần mềm đánh giá chất lượng kỹ thuật tuyến IHSDM (Interactive Highway Safety Design Model) hiệp hội người làm đường Hoa Kỳ (AASHTO) phát triển khả áp dụng công cụ nước ta dựng) Thực tế tạo tuyến Đ t vấn ề đường vô cảm với người sử dụng đường Tự động hóa thiết kế xu phát triển tất yếu ngành giao thông vận tải Ngày nay, công tác đánh giá chất lượng nước ta Với phát triển nhanh chóng tuyến thiết kế dựa vào kinh nghiệm công nghệ thông tin, phần người kỹ sư mà chưa có cơng mềm hỗ trợ thiết kế cho ngành giao thông cụ phần mềm để hỗ trợ đánh giá Do phát triển dần hồn thiện đó, kỹ sư kinh nghiệm gặp nhiều khó ngồi nước ví dụ: Nova TND, khăn phải so sánh lựa chọn phương án VN-Road, AND-Design (các phần mềm tuyến Trong giới, nhiều Việt Nam), Autodesk LandDesktop, nước phát triển phần mềm đánh giá Midas Civil, RM, Sap… đáp ứng hầu kinh tế - kỹ thuật phương án thiết kế hết nhu cầu sử dụng tính tốn đường dựa tiêu chuẩn tiến tiến thiết kế cơng trình cầu đường tăng AASHTO (Hoa Kỳ), TAC (Canada), suất lao động Tuy nhiên, vấn đề đặt Austroads (Úc)… Một phần đơn vị tư vấn nhà đầu mềm nhiều tác giả giới sử tư nước thường xem nhẹ công tác dụng để đánh giá chất lượng tuyến đường đánh giá chất lượng đồ án thiết kế, cụ thể phần mền IHSDM (Interactive Highway lĩnh vực thiết kế đường Safety Design Model) bảo trợ Ủy kỹ sư bỏ qua việc đánh giá ảnh hưởng Ban Đường liên bang Hoa Kỳ (FHWA) thông số thiết mức độ an toàn Các chức khả ứng dụng chất lượng khai thác tuyến mà công cụ thảo luận trọng đến yếu tố kinh tế (giá thành xây cứu hỗ trợ việc định lựa chọn Phần mềm ISHDM tiến trình thực phương án Nó phù hợp với ban quan thi ánh giá lý dự án, kỹ sư thiết kế đặc biệt 2.1.Phần mềm IHSDM [3] cần thiết kỹ sư giao thông (một lĩnh vực mà nước ta yếu kém) xem xét đánh giá an tồn giao thơng Phần mềm IHSDM bao gồm 06 mô đun Mỗi mô đun sử dụng để đánh giá khía cạnh cần xem xét nghiên cứu gồm: (1) Mô đun so sánh tiêu chuẩn (Policy Review Module - PRM): Mơ đun Hình Giao diện giới thiệu phần mền kiểm tra thiết kế việc so sánh IHSDM [3] thông số thiết kế với giá trị tới hạn quy định tiêu chuẩn IHSDM công cụ phân tích, đánh (2) giá tác động thiết kế hình học Mơ đun dự báo tai nạn (Crash đường đến an toàn hiệu vận hành Prediction Module - CPM): Mô đun dự án đường Phiên hành cung cấp mơ hình để ước IHSDM 2013 (Ver 9.0.0, Release 9/2013) tính tần suất mức độ nghiêm bao gồm thêm tính dự báo tai trọng tai nạn dựa yếu tố nạn cho đường ô tô đường trục hình học đặc tính giao thơng thị Các tính chủ yếu khác tuyến đường xét phần mềm sử dụng cho đường (3) Mơ đun đánh giá điều hịa tuyến hai xe ngồi thị Bộ cài đặt miễn phí (Design Consistency Module - DCM): có Mơ đun ước tính tốc độ khai thác thể download theo địa chỉ: http://www.ihsdm.org kiểm tra mức độ hài hòa thiết kế IHSDM kỹ sư thiết kế sử dựa nhóm tiêu chí speed- dụng với mục đích dự báo chất lượng based Thực chất DCM mô đun xem thiết kế đánh giá tuyến xét phù hợp yếu tố thiết kế đường hữu việc vận dụng với mong muốn người sử dụng nguyên tắc thiết kế chọn khả đường hay khơng tổng qt hóa liệu đầu vào Kết đầu (4) công cụ để nghiên Mô đun đánh giá nút giao thông (Intersection Review Module – IRM): (5) Mô đun mang đến cho người sử Giai đoạn tiến hành dễ dàng dụng đánh giá mang tính hệ thống theo bước định sẵn hộp thoại yếu tố thiết kế nút giao thông Workflow Wizard (viết tắt WW) sử mức liên quan đến an toàn khả dụng cơng cụ menu vận hành chúng phần mềm Mô đun phân tích giao thơng (Traffic + Giai đoạn thứ hai khởi chạy q trình Analysis Module – TAM): Mơ đun đánh giá, bao gồm hai bước khởi tạo q cơng cụ để tính tốn tiêu trình đánh giá chạy chương trình mặt vận hành đường khả + Giai đoạn cuối xuất kết đánh thông hành, thời gian chậm xe, mức giá dạng kí tự biểu đồ phục vụ (LOS)… (6) Khả ứng dụng phần mềm Mô đun người lái/ phương tiện IHSDM (Driver/Vehicle Module – DVM): Mô ánh giá thiết kế ường nước ta đun mô hành vi người Như đề cập trên, IHSDM lái đặc tính động lực học xe cộ phần mềm miễn phí hỗ trợ nhiều tính đường hai xe Nó cung cấp phân tích giao thơng phù dự báo thay đổi tốc độ hợp để nghiên cứu, học tập lẫn thực đặc tính khác dịng giao thơng tế cơng việc kỹ sư giao thơng Các số thơng qua mơ hình mơ liệu đầu IHSDM số liệu định tương tác người lái xe cộ lượng thể bảng biểu biểu đồ trực quan Tuy nhiên cơng 2.2 Tiến trình phân tích IHSDM Như đề cập IHSDM cụ phát triển Hiệp hội cơng cụ phân tích ứng dụng chủ yếu người làm đường Hoa Kỳ (AASHTO) cho đường hai xe ngồi thị thế để ứng dụng vào nước ta cần có tồn nội dung báo nhóm xem xét cẩn trọng Qua q trình phân tích tác giả chủ yếu đề cập đến phân tích ứng dụng thử mô đun IHSDM loại đường nhóm tác giả nhận thấy số mơ đun phần mềm ứng dụng Tiến trình phân tích chi tiết thể điều kiện nước ta, ngược lại số qua sơ đồ hình [3] mơ đun khác cần phải nghiên cứu thêm để Trình tự cơng việc bao gồm bước nằm hiệu chỉnh thơng số mơ hình có ba giai đoạn: thể sử dụng + Giai đoạn quản lý, thiết kế thiết lập yêu cầu đánh giá dự án Bắt đầu trình Tạo dự án Sử dụng dự án có Xác định: -Tên dự án -Chú thích dự án Chọn dự án có Nhúng vào dự án Tạo dự án Chọn file để nhúng Dùng tuyến có sẵn Xác định đặc tính đường: - Tên đường - Chú thích dự án Dùng dự án mẫu Sử dụng ví dụ có sẵn Chọn tuyến sẵn có để tiến hành đánh giá Chọn tuyến để đánh giá Tạo đánh giá Sử dụng đánh giá sẵn có Chọn đánh giá sẵn có Xác định: - Loại đánh giá - Chú thích đánh giá Tổng hợp thiết lập đánh giá Hoàn tất Hình Tiến trình thực thi IHSDM [3] 3.1 Các mơ un áp dụng kích thước hình học, phương án tổ chức thiết kế ường nước ta giao thông, trạng thái người lái đặc tính - Mơ un so sánh tiêu chuẩn – PRM phương tiện giao thông TWOPAS Tính PRM tự động hóa sử dụng để phân tích khả thơng q trình kiểm tra yếu tố thiết kế hành mức phục vụ cho đường tơ hai (hình học) so sánh với quy định xe (LOS) HCM (Highway tiêu chuẩn tương ứng PRM mặc Capacity Manual) từ năm 1985 đến định phiên điện tử AASHTO (phiên HCM 2010) Green Book (các phiên 1990, 1994, nhiều tác giả giới sử 2001, 2004 2011) nhiên dng Tỷ lệ phần trăm thời gian bám sau, PTSF (%) phần mềm cho phép người sử dụng tự định nghĩa tiêu chuẩn bổ sung Đây tính hữu ích giúp kỹ sư Việt Nam cập nhật tiêu chuẩn hành nước ta TCVN 4054 -2005 TCXDVN 104-2007 để sử dụng Kết PRM cung cấp báo cáo E D C B E đánh giá tóm tắt mt hoc D C B A Tốc độ hành trình trung bình, ATS (dặm/giờ) nhiu bng biu Hỡnh Tiêu chuẩn đánh giá mức phục vụ - Mô un phân tích giao thơng – TAM theo HCM ứng dụng TAM [5] Mơ đun phân tích giao thơng (TAM) 70 A Tốc độ trung bình 50mile/h (80kh/h) 100 60 sử dụng để đánh giá hiệu vận C D phương án thiết kế hiệu XÊp xØ E phương án cải tạo, tổ chức giao F thông… 50 40 60 40 20 10 Møc phơc vơ cđa ®-êng phân tích giao thơng TWOPAS [3] (trước 80 30 Thực chất TAM l cụng c 100% v 80% ới chiều dài tầ 60% m nh ×n 15 40% 00ft 20% (457 m) 0% 20 Møc F 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 SuÊt V/C Hình Quan hệ suất V/C, tốc độ phần mềm riêng biệt phát khai thác LOS đường hai xe [1] triển học viện nghiên cứu Midwest – Hoa Kỳ từ năm 1971) TWOPAS Cơ sở đánh giá chất lượng kỹ thuật giao mơ hình mơ giao thơng đường thông TAM cho đường hai xe dựa hai xe Các tính tốn dựa trên lý thuyết HCM Mức phục vụ Tốc độ khai thác (km/h) hnh cho mt on tuyn hin hu hoc Tốc độ khai thác (mile/h) B đường hai xe đánh giá thông qua cho phép người sử dụng tự động hóa đánh hai thước đo chất lượng tỷ lệ phần cho phép đánh giá phương án trăm thời gian bám sau (PTSF – Percent tuyến dựa phương pháp tiên tiến mà Time Spent Following) tốc độ hành nước giới áp dụng trình trung bình (ATS- Average Travel - Mơ Speed), xem hình Với đường hai xe un ánh giá iều hịa tuyến – DCM có tốc độ thấp (dưới 70km/h) mức phục Điều hịa thiết kế đề cập đến phù vụ đánh giá thông qua PTSF hợp thiết kế mong đợi Cần nhấn mạnh phương pháp người lái xe Tần suất tai nạn giảm phân tích mức phục vụ đường ơtơ hai điều hịa thiết kế tăng lên xe (LOS) HCM không dựa hệ số Một mong đợi người sử dụng khả thông hành Z (suất V/C) lái điều khiển xe tuyến nước ta sử dụng Các nghiên cứu trì tốc độ tương đối ổn định thống gần nhiều tác giả suốt hành trình mà khơng phải nước cho thấy hệ số sử dụng khả thay đổi nhiều phải dừng hãm xe thông hành không cho phép đánh giá hợp khẩn cấp Đây chủ đề lý LOS cho đường ôtô hai xe nghiên cứu nhiều thập kỷ gần Hình cho thấy suất V/C vượt qua Mô đun DCM mô đun đánh giá điều hịa ngưỡng 0,6 xe chạy nhanh tuyến dựa nhóm tiêu speed-based, đường hai xe khơng thể vượt nhóm tiêu có liên quan đến đánh xe chạy chậm mà phải chạy bám sau, giá tốc độ khai thác dòng xe khiến tốc độ dòng xe giảm nhanh Với phương pháp Speed-based, dấu theo xe chạy chậm phía trước (đầu đồn hiệu thiết kế điều hòa nhận biết xe) khiến mức phục vụ xuống thấp, mức D thông qua biến đổi phân bố tốc độ, E Trong tính tốn thơng biến đổi tốc độ xe chạy thường nước ta với suất V/C khoảng khảo sát phận 0,6 mức phục vụ tốt (B C) đường tốc độ thiết kế phi lý Cũng VD tốc độ suất 85% (V85 – tốc độ khai nghịch lý mà số giáo trình kỹ thác) Cho đến phương pháp thuật giao thông xuất gần hầu xem phương pháp hiệu không nhắc tới việc đánh giá mức công nhận rộng rãi để đánh giá điều phục vụ đường hai xe theo hệ số sử hòa tuyến tính đơn giản, dễ hiểu dụng khả thơng hành Do dễ định lượng Tiêu chí đánh giá điều hịa việc vận dụng mơ đun TAM khơng dựa nhóm Speed-based thường sử 3.2 Các mơ un cần có thêm nghiên dụng thiết lập Leisch, 1977 (Thụy cứu bổ sung ể phù hợp với iều kiện Sỹ) Lamm et al 1999 (Đức) Tiêu chí nước ta đánh giá cụ thể xem bảng - Mô un dự báo tai nạn (CPM) Bảng Tiêu chí đánh giá thiết kế điều hịa dựa CPM ước tính tần suất mức độ nghiêm theo Speed-based [2] trọng tai nạn tuyến dựa đặc Kết tính tốn V85 i  V85 i 1  10km / h V85  Vd  10km / h điểm hình học giao thơng Thuật tốn Đánh giá dự báo tai nạn kết hợp mơ hình Tốt dự báo sở hệ số điều chỉnh tai 0, 01  f RA  f RD 10km / h  V85 i  V85 i 1  20km / h 10km / h  V85  Vd  20km / h nạn (CMFs) Mơ hình dự báo sở ước tính tổng số vụ tai nạn khoảng Khá thời gian định đoạn đường 0, 04  f RA  f RD  0, 01 20km / h  V85 i  V85 i 1 20km / h  V85  Vd nút giao thơng dựa theo điều kiện Kém hình học điều kiện giao thông phổ biến CMFs hệ số điều chỉnh cho phù f RA  f RD  0, 04 Trong đó: hợp với thực tế Mơ hình [4] V85 = Tốc độ khai thác (km/h) FHWA nghiên cứu phát triển Nó dựa Vd = Tốc độ thiết kế (km/h) sở ba phương trình 1,2 fRA = hệ số bám ngang dự kiến (theo thiết kế) fRD = hệ số bám ngang yêu cầu (ứng với tốc độ khai thác V85) Có thể thấy việc vận dụng mơ đun DCM giúp ích cho kỹ sư nước ta Nrs = Nbr×(CMF1r× ×CMFnr) (1) Nint = Nbi×(CMF1i× ×CMFni) (2) Nt   Nrs   Nint (3) Trong đó: Nt= tổng số tai nạn dự báo cho nhiều việc tự đánh giá chất lượng kỹ toàn dự án năm (bằng tổng tai thuật tuyến giai đoạn thiết kế nạn tất phân đoạn nút giao thông qua tốc độ khai thác dự báo mà thông); Nbr(Nbi) = tổng số tai nạn dự báo không cần phải vẽ biểu đồ tốc độ xe năm đoạn tuyến (trên chạy lý thuyết vừa thời gian vừa nút giao thông) điều kiện phổ không đảm tính hợp lý biểu đồ tốc biến ứng với mơ hình sở; Nrs(Nint) = độ xe chạy lý thuyết giảng dạy tổng số tai nạn dự báo năm nước ta vẽ điều kiện lý tưởng đoạn tuyến (trên nút giao thơng) hóa (chỉ xe đơn nhất, không xét sau điều chỉnh mô hình sở; đến ảnh hưởng lưu lượng, tốc độ xe CMFnr (CMFni) = hệ số điều chỉnh để chạy chịu ảnh hưởng chủ yếu độ mơ hình sở phù hợp với thực tế dốc tầm nhìn) Ở nhóm tác giả khơng sâu phân tích tăng tốc, giảm tốc) người lái tác động phương trình 1,2,3 mà nhấn mạnh lên phương tiện Mục đích DVM để áp dụng phương trình cho phép người thiết kế đánh giá cách vận điều kiện nước ta, hệ số CMFs hành phương tiện lái xe dựa thiết cần có thêm nghiên cứu khảo sát để kế hình học xác định vấn đề cịn tồn hiệu chỉnh hệ số hiệu chỉnh mà dẫn đến việc kiểm soát CMFs mặc định phần mềm xe đưa đường vào sử dụng nghiên cứu phạm vi Hoa Kỳ DVM kết hợp hai mơ hình tương tác: - Mơ un ánh giá nút giao thông – IRM Driver Performance Model (DPM) IRM công cụ để đánh giá phù hợp Vehicle Dynamíc Analysis Non-Linear yếu tố thiết kế nút giao thông Model (VDANL) cho phép mô hình hóa số mức Mục tiêu cơng cụ liệu đầu vào nhiều loại xe khác cung cấp đánh giá tồn diện, đưa DPM tương tự mơ hình chẩn đoán chuyên gia, phức tạp khác hành vi người chỗ nghĩa hệ thống phần mềm mơ chứa nhiều thơng số mà ước kiến thức chuyên gia Do tính dựa nghiên cứu thực nghiệm đó, cơng cụ mang tính lý luận Để có liệu cần thiết để phát triển kinh nghiệm cao phù hợp Hoa mơ hình hàng loạt thí nghiệm Kỳ Trên thực tế IHSDM [3] khuyến FHWA tiến hành nhiều bang Hoa Kỳ nghị kỹ sư thiết kế nên tham khảo Do đó, thơng số mặc định mô sở để lựa chọn ý tưởng thiết kế đun mang đặc tính vùng miền cao để đảm bảo yêu cầu sau để sử dụng mơ đun Cũng cần phải nói rằng, thực tế dịng xe cần phải có nghiên cứu tương tự nước ta dòng hỗn hợp nhiều FHWA thực điều kiện thành phần chủ yếu xe máy nước ta ứng xử xe chạy đặc biệt nút giao Kết luận thông khác so với nước muốn Tin học hóa, tự động hóa xu ứng dụng mô đun IRM thiết kế cần hướng tất yếu hầu hết lĩnh vực phải có thêm nhiều nghiên cứu sâu đời sống xã hội Do đó, vận dụng phần mềm hỗ trợ phân tích chất lượng kỹ - Mơ un người lái/ phương tiện – DVM thuật tuyến đường IHSDM cần khuyến khích sử dụng Mơ đun DVM mô đun mô Hiện nay, nước phát triển nhiều trình nhận thức kiểm soát (phanh, nhà tư vấn thiết kế áp dụng kỹ thuật tiên tiến để phân tích chất lượng kỹ thuật [3] Federal Highway Administration, U.S đường, phân tích an tồn giao thơng Department phân tích điều hịa tuyến Các kỹ Interactive Highway Safety Design Model, thuật tích hợp 2013 Public Release, Help/Documentation phần mềm IHSDM hay HCS Vì thế, [4] Federal Highway Administration, U.S nghiên cứu sử dụng phần mềm IHSDM Department of Transportation nắm bắt phương pháp phân tích Prediction giúp kỹ sư giao thông nước ta rút Performance ngắn dần khoảng cách trình độ so với Highways, FHWA-RD-99-207 kỹ sư giới Ngoài ra, phần mền IHSDM [5] Transportation Research Board (2000), phần mềm miễn phí (tính đến thời Highway điểm nay- 2013) phù hợp để (HCM2000), National Research Council, sử dụng cho giảng dạy Washington, D.C - 2000 công việc [6] http://www.ihsdm.org of Transportation of the of (2000), expected Rural Capacity (2013) safety Two-Lane Manual 2000 Kết phân tích ứng dụng thử cho thấy kỹ sư nước ta sử dụng  Hết  ba mô đun PRM, TAM DCM, ngược lại ba mô đun CPM, IRM DVM cần có thêm nhiều nghiên cứu bổ sung Thơng tin tác giả: sử dụng điều kiện nước ta Họ tên: Nguyễn Văn Đăng Học hàm, học vị: Thạc sỹ TÀI LIỆU THAM KHẢO Email: dangnv@dau.edu.vn [1] Nguyễn Văn Đăng (2013) , Nghiên Tel: 0914.102.092 cứu đề xuất mơ hình tầm nhìn vượt xe Họ tên: Nguyễn Thanh Huỳnh đường ô tô hai xe điều kiện Việt Học hàm, học vị: Kỹ sư cầu đường Nam số kiến nghị sử dụng Luận Email: huynhnguyenthanh@gmail.com văn thạc sỹ kỹ thuật, Hà Nội 2013 Tel: 0915.467.255 [2] R Lamm et all, (1998), A practical safety approach to highway geometric design international case studies: Germany, Greece, Lebanon, and the United States Transportation Research Board E-C003, 9:1-14 ... thiết kế đư? ?ng hữu việc vận d? ?ng với mong muốn ng? ?ời sử d? ?ng nguyên tắc thiết kế chọn kh? ?? đư? ?ng hay kh? ?ng t? ?ng qt hóa liệu đầu vào Kết đầu (4) c? ?ng cụ để nghiên Mô đun đánh giá nút giao th? ?ng (Intersection... Một mong đợi ng? ?ời sử d? ?ng kh? ?? th? ?ng hành Z (suất V/C) lái điều khiển xe tuyến nước ta sử d? ?ng Các nghiên cứu trì tốc độ tư? ?ng đối ổn định th? ?ng gần nhiều tác giả suốt hành trình mà kh? ?ng phải... đầu IHSDM số liệu định tư? ?ng tác ng? ?ời lái xe cộ lư? ?ng thể b? ?ng biểu biểu đồ trực quan Tuy nhiên c? ?ng 2.2 Tiến trình phân tích IHSDM Như đề cập IHSDM cụ phát triển Hiệp hội c? ?ng cụ phân tích ứng