Phng phap mi xac dnh vung cm vt t

HỘI THẢO QUỐC GIA – TISDV 2013 HẠ TẦNG GIAO THÔNG VIỆT NAM VỚI PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG BÁO CÁO KHOA HỌC NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH VÙNG CẤM VƢỢT TRÊN ĐƢỜNG Ô TÔ HAI LÀN XE BẰNG ĐỒ THỊ NHU CẦU TẦM NHÌN VƢỢT XE VÀ ĐỒ THỊ TẦM NHÌN SẴN CĨ TRONG ĐIỀU KIỆN GIAO THÔNG VIỆT NAM “No-passing zone establishment method using requirement passing sight distance profile and available sight distance profile of rural two-lane roads in VietNam” Thực : ThS NGUYỄN VĂN ĐĂNG TS VŨ HOÀI NAM ĐÀ NẴNG - 2013 TISDV 2013 CÁC NỘI DUNG CHÍNH ĐẶT VẤN ĐỀ TỔNG QUAN Tổng quan vượt xe, tầm quan trọng vượt xe chất lượng vận hành đường ô tô hai xe, thay đổi quan niệm tính tốn tầm nhìn vượt xe giới KẾT QUẢ KHẢO SÁT VÀ MƠ HÌNH VƯỢT XE ĐỀ XUẤT TRONG ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM Nghiên cứu lựa chọn mơ hình tầm nhìn phù hợp ứng với hình thái vượt khảo sát hiệu chỉnh để mở rộng phạm vi sử dụng mô hình vượt chọn CÁC KIẾN NGHỊ Hiệu chỉnh trị số PSD TCVN 4054-2005 Phương pháp thiết lập vùng cấm vượt sở mơ hình vượt xe đề xuất KẾT LUẬN TISDV 2013 ĐẶT VẤN ĐỀ  Vƣợt xe, tầm nhìn vƣợt xe (PSD) việc bố trí hợp lý vùng cấm vƣợt có vai trị quan trọng an toàn xe chạy hiệu vận hành đƣờng ô tô hai xe  Mơ hình tầm nhìn tiêu chuẩn tầm nhìn vƣợt xe nƣớc ta mang nhiều hạn chế khó áp dụng thực tế quy hoạch vùng cấm vƣợt  Nƣớc ta hầu nhƣ khơng có nghiên cứu vấn đề TISDV 2013 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU TẦM QUAN TRỌNG CỦA VƢỢT XE THAY ĐỔI CĂN BẢN TRONG QUAN ĐIỂM XÁC ĐỊNH PSD ĐỀ XUẤT MƠ HÌNH TÍNH TỐN PHÙ HỢP HIỆU CHỈNH GIÁ TRỊ PSD TRONG TCVN 4054-2005 PHƢƠNG PHÁP THIẾT LẬP VÙNG CẤM VƢỢT MỚI TISDV 2013 01 TỔNG QUAN 1.1 TẦM QUAN TRỌNG CỦA VƢỢT XE ĐỐI VỚI ĐƢỜNG ÔTÔ HAI LÀN XE CHỦ ĐẠO: - MỸ: (năm 1994) 63%/ (4 triệu km) [nguồn: FHWA-RD-94-068] -  LOS (LEVEL OF SERVICE) CỦA ĐƢỜNG HAI LÀN XE THEO HCM2000: - VIỆT NAM: (năm 2009), 90%/256.434 km B1 Nghịch lý nhu cầu vượt số hội vượt LLXC tăng cao đường ô tô hai xe tiêu chí: PTSF (Percent Time Spent Following) ATS (Average Travel Speed) 70 A Tốc độ trung bình 50mile/h (80kh/h) 100 60 LLXC hƣớng xét tăng LLXC hƣớng trái chiều tăng Nhu cầu vƣợt hƣớng xét tăng Cơ hội vƣợt hƣớng xét giảm hình thành đồn xe chạy bám đi, tốc độ thấp ⟶ LOS giảm, an tồn giao thơng giảm chấp nhận vƣợt B C D XÊp xØ E F Tèc ®é khai th¸c (mile/h) Lƣu lƣợng xe chạy (LLXC) tăng lên 50 100% v 80% ới chiều dài tầ 60% m nh ×n 15 40% 00ft 20% (457 m) 0% 40 80 60 30 40 20 10 Møc phôc vô đ-ờng 20 Mức F 0.2 Tốc độ khai thác (km/h)  ĐƢỜNG ÔTÔ HAI LÀN XE CHIẾM VAI TRÕ 0.4 0.6 0.8 1.0 SuÊt V/C H1 Quan hệ suất v/c, tốc độ khai thác mức phục vụ đường hai xe [ nguồn: NCHPR Report 3-55] TISDV 2013 01 TỔNG QUAN 1.1 TẦM QUAN TRỌNG CỦA VƢỢT XE ĐỐI VỚI ĐƢỜNG ÔTÔ HAI LÀN XE  AN TỒN GIAO THƠNG LIÊN QUAN ĐẾN VƢỢT XE : - ONTARIO, CANADA (1987): 2% / tổng số vụ, nhƣng số ngƣời chết chiếm 17% [ Hassan Y (1998), Transportation Research Board E-C003, 35:1-13] - HOA KỲ, (ở 03 tiểu bang từ 1985- 1989): 2,01%/ tổng số vụ), 13,88% vụ dẫn đến hậu nghiêm trọng Các vụ tai nạn không liên quan đến vƣợt dẫn đến hậu nghiêm trọng chiếm 9,3% [FHWA-RD-94-068] - VIRGINIA (HOA KỲ): 7,9% số vụ xảy vùng cấm vƣợt, chiếm đến 21,5% tổng số vụ gây chết ngƣời [Khoury J.E (2005)] - VIỆT NAM: Chƣa có số liệu thống kế cụ thể H2 Vượt ẩu vùng cấm vượt [Nguồn: baodongnai.com.vn] H3 Tai nạn liên quan đến vượt [Nguồn: Hamadeco.com.vn] TISDV 2013 01 TỔNG QUAN 1.2 TIÊU CHUẨN VỀ TẦM NHÌN VƢỢT XE TRÊN THẾ GIỚI & VIỆT NAM Úc (ESD) 1600 600 Úc (CSD) 1400 500 Tầm nhìn vượt xe (m) Áo 1200 Anh (FOSD) 1000 400 PSD (m) Anh (ASD) 800 300 Canada 600 Germany 400 Hy lạp 200 Nam Phi 200 100 Hoa Kỳ (2004) 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 Hoa Kỳ ( 2011) Hình PSD tiêu chuẩn hướng dẫn thiết kế Tầm nhìn vƣợt xe theo TCVN 4054 -05 (m) 20 30 40 50 60 70 80 90 100 120 100 150 200 350 550 - 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Tốc độ suất V85 (km/h) Tốc độ thiết kế tốc độ khai thác (km/h) Tốc độ thiết kế (km/h) Úc [33] Anh [31] Ireland [32] Nam Phi [18] Canada [18] Hoa Kỳ *17+ Tầm nhìn vƣợt xe theo 22TCN 273-01 (m) 172 217 285 345 407 482 541 605 670 792 Hình PSD quy định thiết lập vùng cấm vượt - Khơng có đồng giá trị PSD tiêu chuẩn nước (kể nước ta) - QCVN 41/2012/BGTVT khơng đề cập đến giá trị tầm nhìn sử dụng để thiết lập vùng cấm vượt Cần thiết phải soát xét lại TISDV 2013 01 TỔNG QUAN 1.3 THAY ĐỔI CĂN BẢN TRONG QUAN NIỆM TÍNH TỐN TẦM NHÌN VƢỢT XE Chiều dài PSD theo quan điểm cũ Chiều dài PSD theo quan điểm B A C’ C 2 B’ A’  Vị trí tới hạn: (critical Position) điểm nơi mà tầm nhìn cần thiết để hoàn thành từ bỏ vƣợt (điểm B) BB’ AA’ H4 Sự khác biệt quan niệm tính tốn tầm nhìn vượt xe H5.Đồ thị nhu cầu tầm nhìn trình vượt xe (theo quan điểm mới) TISDV 2013 01 TỔNG QUAN 1.4 CÁC MƠ HÌNH TẦM NHÌN VƢỢT XE TRÊN THẾ GIỚI & VIỆT NAM Nhóm MƠ HÌNH VƢỢT XE Nhóm KHƠNG DỰA TRÊN VỊ TRÍ TỚI HẠN AASHTO Green Book 2004 Wang & Cartmell (1998) DỰA TRÊN VỊ TRÍ TỚI HẠN (Việt Nam) TK Đƣờng ô tô tập Valkenburg & Micheal (1971) Glennon & Cộng (1970-1988) Rillet (1989) AASHTO Green Book 2011 Hassan Y (1995)  Nghiên cứu giới cho thấy: Các mơ hình dựa khái niệm vị trí tới hạn cho kết tầm nhìn yêu cầu phù hợp với quan trắc thực tế TISDV 2013 02 KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH VƢỢT XE TRÊN ĐƢỜNG Ô TÔ HAI LÀN XE TRONG ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM 2.1 KẾT QUẢ KHẢO SÁT HÌNH THÁI VƢỢT (460 cú vƣợt) 361 200 150 118 108 Từ bỏ vượt 34 24 Xe Xe khách Xe tải nhẹ Xe tải trung 23,94 17,78 22,92 Xe tải nặng Xe container H9 Đồ thị biểu diễn tỷ lệ xe đóng vai trị xe vƣợt xe bị vƣợt loại xe xe bị vượt 3,04 0,65 xe bị vượt > xe bị vượt H8.Tỷ lệ cú vƣợt theo số xe bị vƣợt 2,94 11,36 88,64 40 4,24 14,23 60 95,76 Vai trò xe vượt 80 Tỷ lệ (%) 77,08 82,22 76,06 75,14 24,86 70,66 Xe tải trung Vai trò xe bị vượt 11,09 xe bị vượt Xe tải nặng Xe container H7.Đồ thị biểu diễn số xe vƣợt số xe bị vƣợt theo loại xe 100 Xe khách Xe tải nhẹ 37 48 11 29,34 29,92 70,08 44 85,77 Tự Tự Gị bó Tự Tự Gị bó Gị bó gị bó 135 111 100 49 Xe 142 108 133 50 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 177 167 97,06 3,7 Tổng số xe 250 9,09 Số xe (xe) 11,3 Xe bị vượt 253 85,22 90,91 300 22,17 90 80 70 60 50 40 30 20 10 16,67 29,13 Xe vượt 83,33 350 Tỷ lệ (%) 33,7 H6.Tỷ lệ dạng hình thái vƣợt Tỷ lệ (%) Tỷ lệ (%) 400 40 35 30 25 20 15 10 Tỷ lệ xe từ bỏ vượt Tỷ lệ xe vượt thành công 20 Xe Xe khách Xe tải nhẹ Xe tải trung Xe tải nặng Xe container H10 Tỷ lệ xe vƣợt thành công từ bỏ vƣợt loại xe theo tổng số xe thực vƣợt loại Kết luận: Hình thái vượt cần nghiên cứu: “Một xe vượt xe Xe vượt xe xe khách Xe bị vượt Xe tải Xe đối chiều Xe Dạng vượt: Gị bó trước – gị bó sau” 10 TISDV 2013 02 KHẢO SÁT Q TRÌNH VƢỢT XE TRÊN ĐƢỜNG Ơ TƠ HAI LÀN XE TRONG ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM 2.2 KẾT QUẢ KHẢO QUÁ TRÌNH VƢỢT H11 Đại diện cho dạng vƣợt: gị bó trƣớc - gị bó sau dạng vƣợt gị bó trƣớc – tự sau H12 Đại diện cho dạng vƣợt: tự trƣớc – tự sau Các thông số mơ hình kiến nghị đƣa vào tính tốn STT Các thông số đầu vào Ký hiệu Đơn vị Giá trị kiến nghị đƣa vào tính tốn Tốc độ xe vƣợt xe đối chiều v km/h Vtk(*) Chênh lệch tốc độ xe vƣợt xe bị vƣợt m km/h 19,2 Gia tốc tăng tốc xe vƣợt a m/s2 1,0 Gia tốc giảm tốc xe vƣợt d m/s2 3,4 Thời gian phản ứng tâm lý P giây Quảng cách thời gian xe h giây Chiều dài xe vƣợt LP m (12,1)(**) Chiều dài xe bị vƣợt LI m 10,94 11 TISDV 2013 03 ĐỀ XUẤT MƠ HÌNH TÍNH TỐN TẦM NHÌN VƢỢT XE TRÊN ĐƢỜNG Ô TÔ HAI LÀN XE TRONG ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM  Sự phù hợp sở lý luận mơ hình tốn học Hassan Y (1995) với số liệu quan trắc đƣợc thực tế  Tuy nhiên kết quan trắc Việt Nam nhóm tác giả nhận thấy cần có vài cải tiến để mở rộng phạm vi sử dụng mơ hình vƣợt điều kiện nƣớc ta (a) (b) c c v(tz-tf) (v-m)tz (v-m)tz (v-m)tz+atz2/2 (v-m)tf +atf2/2 tz H13 Giả thiết Hassan LI LI (v-m)h1 (v-m)h1 tz H14.Trƣờng hợp xảy thực tế Đồ thị không gian – thời gian giai đoạn trƣớc đến vị trí tới hạn 12 TISDV 2013 03 ĐỀ XUẤT MƠ HÌNH TÍNH TỐN TẦM NHÌN VƢỢT XE TRÊN ĐƢỜNG Ơ TƠ HAI LÀN XE TRONG ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM  KẾT QUẢ PHÂN TÍCH CỦA ĐỀ TÀI CHO THẤY CẦN PHẢI HIỆU CHỈNH MƠ HÌNH HASSAN TRONG CÁC TRƢỜNG HỢP ĐẶC BIỆT:  KHI TỐC ĐỘ XE VƢỢT THẤP, v (m/s)  KHI GIA TỐC TĂNG TỐC THẤP, a (m/s2)  KHI CHÊNH LỆCH TỐC ĐỘ GIỮA XE VƢỢT VÀ XE BỊ VƢỢT CAO, m (m/s) MƠ HÌNH ĐỀ XUẤT PHẦN CƠ BẢN (HASSAN Y.) (Điều kiện: tz≤tf)  2v(t1  h0 ) PSD  SC   * 2v(t1  h0 ) PHẦN MỞ RỘNG (Điều kiện: tz>tf)  at A2   2v(t A  t1  h);   PSD  SC   *2  at A  2v(t *  t  h); A   C  C  dt22  m( P  t2 )  LI  (v  dt2 )h dt t1  P  t2  (t2  2h) 4v C  LP  (v  m)h  mt1  dt t1  P  t2  (t2  2h) 4v 4v  LP  LI  (2v  m)h  t2   h  h  d (2v  m)  a  m  tA a C  + t1  t *A   m a   LI  (v  m)h1  m 2a  LI  (v  m)h  a C  LP  LI  2(v  m)h m C  Ghi chú: tA đƣợc suy cách giải hệ phƣơng trình bậc hai hai ẩn 13 TISDV 2013 04 KIẾN NGHỊ HIỆU CHỈNH TRỊ SỐ TẦM NHÌN VƢỢT XE YÊU CẦU TRONG TCVN 4054-2005 Tầm nhìn yêu cầu (m) 300,0 V=80km/h 250,0 200,0 V=60 km/h 150,0 V=40 km/h 100,0 V= 30km/h 50,0 V =20km/h ,0 ,0 50,0 100,0 150,0 200,0 250,0 300,0 Tọa độ xe vượt so với điểm bắt đầu cú vượt (m) H16 Đồ thị nhu cầu tầm nhìn ứng với cấp tốc độ Tốc độ thiết kế (km/h) H15 Sơ đồ tính tốn Giá trị TCVN 4054-2005 (m) Giá trị kiến nghị(m) 20 100 50 30 150 70 40 200 100 60 350 170 80 550 270 Giá trị kiến nghị đưa dựa việc xem xét dung hòa trị số tầm nhìn vượt xe tính tốn hai trường hợp xe vượt xe 14 xe vượt xe khách với thông số đầu vào kiến nghị TISDV 2013 05 THIẾT LẬP VÙNG CẤM VƢỢT 5.1 KẾT QUẢ KHẢO SÁT VÙNG CẤM VƢỢT CÁC BĂN KHOĂN CHÍNH ? H16 Hình ảnh khảo sát: VÙNG CẤM VƢỢT NÊN BẮT ĐẦU Ở ĐÂU? VÙNG CẤM VƢỢT NÊN KẾT THÖC Ở CHỖ NÀO? KHOẢNG CÁCH GIỮA CÁC VÙNG CẤM VƢỢT LIÊN TIẾP ? Một số kết quả: Tiêu chí Nam Hải Vân QL14B QL1A Số vùng cấm vƣợt 31 vùng/18km 27 vùng/21 km 12 vùng/23km Tỷ lệ theo chiều dài đoạn khảo sát (%) 19,23% 24,78% 32,23% Chiều dài vùng cấm vƣợt (m) 60 ÷360 40 ÷680 70÷3200 Kiểu vạch sơn biển báo cấm vƣợt Khoảng cách vùng cấm vƣợt (m) Đơn liền, màu vàng trắng, rộng 15cm Ít sử dụng biển cấm vƣợt (biển cấm thƣờng dùng đèo dốc) 15÷2000 10÷2200 40÷4200 15 TISDV 2013 05 THIẾT LẬP VÙNG CẤM VƢỢT BẰNG ĐỒ THỊ NHU CẦU TẦM NHÌN VƢỢT XE VÀ ĐỒ THỊ TẦM NHÌN SẴN CĨ  QCVN 41/2012/BGTVT ĐƯờNG BIểU DIễN TầM NHìN SẵN Có (KHI VàO ĐOạN CONG) ĐƯờNG BIểU NHU CầU TầM NHìN TRONG QUá Tầm nhìn vùng thiếu tầm nhìn TRìNH VƯợT xe yêu cầu PSD (SC) chiều dài tầm nhìn (m) BT U VNG CẤM  PHƢƠNG PHÁP MỚI (4) (1) (2) (3) A B C ĐƯờNG CONG NằM Bị TC TĐ D E GF HạN CHế TầM NHìN điểm bắt đầu vung H cấm v-ợt bình đồ (đoạn thẳng, đoạn cong) Khi V>60km/h, L100m; V60km/h, L50 Có (KHI VàO ĐOạN CONG) Tầm nhìn yêu cầu PSD (SC) vùng thiếu tầm nhìn chiều dài tầm nhìn (m) M l tm nhỡn ti thiu ? (khụng rừ rng) KT THC VNG CM ĐƯờNG BIểU DIễN TầM NHìN SẵN (1) (2) (3) TC TĐ bình đồ (đoạn thẳng, đoạn cong) A' B' D' ĐƯờNG CONG NằM Bị HạN CHế TầM NHìN 16 TISDV 2013 05 THIT LẬP VÙNG CẤM VƢỢT BẰNG ĐỒ THỊ NHU CẦU TẦM NHÌN VƢỢT XE VÀ ĐỒ THỊ TẦM NHÌN SẴN CĨ Vớ d tớnh toỏn: ĐƯờNG BIểU DIễN TầM NHìN SẵN Có (KHI VàO ĐOạN CONG) Tầm nhìn yêu cầu PSD (SC) ĐƯờNG BIểU NHU CầU chiều dài tầm nhìn (m) TầM NHìN TRONG QUá TRìNH VƯợT xe (4) (2) TC TĐ B D B' phạm vi cấm v-ợt theo cách hiểu truyền thống D' bình đồ (đoạn thẳng, đoạn cong) phạm vi thực tế nên cấm v-ợt Nhn xột: Nờn có dịch chuyển phạm vi vùng cấm so với phương pháp xác định vùng cấm vượt quy định QCVN 41/2012/BGTVT 17 TISDV 2013 KẾT LUẬN MỘT SỐ KẾT LUẬN CĨ THỂ RÚT RA:  Mơ hình vƣợt xe cần đƣa vào nghiên cứu nƣớc ta: xe xe khách vƣợt xe tải nặng theo hình thái gị bó trƣớc – gị bó sau, xe đối chiều xe có tốc độ với xe vƣợt  Cơ sở lý luận mơ hình Hassan đề xuất phù hợp thực tế Việt Nam, nhóm tác giả sử dụng mơ hình nhƣng cần số cải tiến  Có thể giảm trị số tầm nhìn vƣợt xe yêu cầu TCVN 4054 -2005 mà đảm bảo yêu cầu kỹ thuật an toàn  Sử dụng đồ thị nhu cầu tầm nhìn vƣợt xe tầm nhìn sẵn có thiết lập cách hợp lý vùng cấm vƣợt vùng cho phép vƣợt so với quy định QCVN 41/2012/BGTVT 18 TISDV 2013 19 TISDV 2013