TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN GIAO THÔNG ĐƢỜNG BỘ BẰNG ĐÈN TÍN HIỆU Basic Standards for Design of Road Traffic Signal Control

TCCS TIÊU CHUẨN CƠ SỞ TCCS 24 : 2018/TCĐBVN Xuất lần TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN GIAO THƠNG ĐƢỜNG BỘBẰNG ĐÈN TÍN HIỆU Basic Standards for Design of Road Traffic Signal Control HÀ NỘI - 2018 Kiểm sốt q trình biên tập Lời nói đầu TCCS 24 : 2018/TCĐBVN biên soạn Ban kỹ thuật xây dựng tiêu chuẩn Quốc gia “Tiêu chuẩn đèn tín hiệu giao thông đường bộ” sở Tiêu chuẩn đèn tín hiệu giao thơng đường - Hướng dẫn đèn tín hiệu điều khiển giao thơng đường CHLB Đức, Tổng cục Đường Việt Nam công bố sau Bộ Giao thông vận tải thẩm định T I Ê U C H U Ẩ N CƠ SỞ TCCS 24 : 2018/TCĐBVN TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN GIAO THƠNG ĐƢỜNG BỘ BẰNG ĐÈN TÍN HIỆU Basic Standards for Design of Road Traffic Signal Control Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định yêu cầu thiết kế điều khiển giao thông đường đèn tín hiệu cho nút giao thơng đường nút giao thông đường vớiđường sắt Khi thiết kế điều khiển giao thông đường đèn tín hiệu có liên quan tới cơng trình khác, ngồi việc áp dụng theo tiêu chuẩn này, cần phải tuân theo quy định hành cơng trình Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau dùng làm tài liệu tham khảo trình xây dựng tiêu chuẩn đèn tín hiệu giao thơng đường Đối với tài liệu viện dẫn ghi năm ban hành áp dụng nêu; tài liệu viện dẫn khơng ghi năm ban hành áp dụng phiên nhất, bao gồm sửa đổi: HBS 2001 Sổ tay lực thông hành đường bộ, Hiệp hội nghiên cứu giao thơng đường Cộng Hịa Liên Bang Đức năm 2001 ( n u r die Bemessung von Straßenverkehrsanlagen (Germam Highway Capacity Manual), FGSV–Forschungsgesellschaft für Strassen- und Verkehrswesen, 2001) HBS 2015 Sổ tay lực thông hành đường bộ, Hiệp hội nghiên cứu giao thông đường Cộng Hòa Liên Bang Đức năm 2015 ( n u r die Bemessung von Straßenverkehrsanlagen (Germam Highway Capacity Manual), FGSV–Forschungsgesellschaft für Strassen- und Verkehrswesen, 2015) MUTCD-FHA 2009 Hướng dẫn sử dụng thiết bị điều khiển giao thông đường bộ, Hiệp hội đường cao tốc – Bộ giao thông vận tải Hoa Kỳ (Manual on Uniform Traffic Control Devices – Federal Highway Administration – U.S Department of Transport, 2009 MUTCD-FHA 2013 Hướng dẫn sử dụng thiết bị điều khiển giao thông đường bộ, Hiệp hội đường cao tốc – Bộ giao thông vận tải Hoa Kỳ (Manual on Uniform Traffic Control Devices – Federal Highway Administration – U.S Department of Transport, 2013) RiLSA 1992 Hướng dẫn Đèn tín hiệu điều khiển giao thơng, hiệp hội nghiên cứu giao thơng đường Cộng Hịa Liên Bang Đức năm 1992 (RichtlinienfürLichtsignalanlagen, FGSV–Forschungsgesellschaft für Strassen- und Verkehrswesen, 2001) RiLSA 2015 Hướng dẫn Đèn tín hiệu điều khiển giao thông, hiệp hội nghiên cứu giao thông đường Cộng Hòa Liên Bang Đức năm 2015 (RichtlinienfürLichtsignalanlagen, FGSV–Forschungsgesellschaft für Strassen- und Verkehrswesen, 2015) TCXDVN 104:2007 Đường đô thị - Yêu cầu thiết kế TCVN 5729-2012 Tiêu chuẩn thiết kế Đường cao tốc TCVN 4054-2005 Đường ô tô – Yêu cầu thiết kế Thuật ngữ – Định nghĩa Băng xanh (Green band): Thời gian phản ánh di chuyển liên tục phương tiện sóng xanh Bề rộng băng xanh (Green bandwidth): Khoảng chênh lệch thời gian phương tiện phương tiện cuối dịng xe di chuyển cách liên tục theo vận tốc tính tốn qua tất nút giao điều khiển tín hiệu phối hợp theo sóng xanh Biểu đồ quãng đường thời gian (Time-distance diagram): Biểu đồ thể mối quan hệ vị trí thời gian tương ứng phương tiện so với điểm tham chiếu trục đường Bộ nhận dạng (Detector): Thiết bị dùng để thu nhận thuộc tính dịng giao thơng Chiều dài phương tiện quy ước (Fictitious vehicle length):Chiều dài phương tiện điển hình dùng tính tốn, xe tiêu chuẩn 6m, xe khách, buýt, tải: 12 m Chu kỳ đèn tín hiệu (Signal cycle):Một chuỗi tín hiệu điều khiển có tính tuần hồn lặp lặp lại chương trình đèn tín hiệu Chuỗi pha (Phase sequence): Trình tự xuất pha tín hiệu chu kỳ đèn Chương trình tín hiệu giao thơng (Traffic signal program): Tập hợp chuyển độngnhất định thời gian tín hiệu đèn tương ứng Các dịng giao thơng khơng xung đột (Non-conflicting traffic flows):Các dịng giao thơng chuyển động đồng thời qua nút mà khơng có điểm/vùng xung đột Các dòng giao thơng có xung đột (Conflicting traffic flows):Tập hợp dịng giao thơng có đồng thời điểm/vùng xung đột với dịng giao thơng khác tập hợp qua nút Các dịng giao thơng xung đột phần (Partially conflicting traffic flows): Tập hợp dịng giao thơng có xung đột xung đột kiểm sốt qua ngun tắc tham gia giao thơng Dịng giao thơng ưu tiên (Priority traffic flow):Dịng giao thơng nhận quyền ưu tiên so với dịng giao thơng khác Dịng rẽ phải bảo hộ (Protected right-turning movements): Dòng rẽ phải dẫn hướng đảo dẫn hướng có tín hiệu riêng Dòng rẽ phải bảo hộ tạm thời (Temporarily protected right-turning movements): Là dịng rẽ phải khơng bảo hộ hồn tồn tín hiệu, mà bảo hộ khoảng thời gian định, thường thực qua kỹ thuật đèn xanh rẽ mở sớm hoặ c đóng muộn Dịng rẽ phải cho phép (Permitted right-turning movements): Dịng phương tiện rẽ phải khơng bảo hộ đèn tín hiệu thời gian đèn xanh cho dịng xe rẽ phải dịng người có xung đột bố trí đồng thời Dịng rẽ trái bảo hộ (Protected left-turning movements): Dòng rẽ trái bảo hộ tín hiệu hóa nhận tín hiệu xanh tất dịng có xung đột với dịng rẽ trái nhận tín hiệu đỏ Dịng rẽ trái bảo hộ tạm thời (Temporarily protected left-turning movements): Dòng rẽ trái khơng bảo hộ hồn tồn tín hiệu chu kỳ đèn, mà bảo hộ khoảng thời gian định, thường thực qua kỹ thuật đèn xanh rẽ mở sớm đóng muộn Dịng rẽ trái cho phép (Permitted left-turning movements): Dịng phương tiện rẽ trái khơng bảo hộ đèn tín hiệu thời gian đèn xanh cho dịng xe rẽ trái dịng xe có xung đột (ví dụ dịng đối diện) bố trí đồng thời Điều kiện logic (Logic condition): Các trạng thái logic (có/khơng) có so sánh tham số dịng giao thơng với giá trị ngưỡng, sử dụng lưu đồ thuật tốn điều khiển đèn tín hiệu linh hoạt Điều kiện thời gian (Time condition): Các điều kiện thời gian chương trình tín hiệu mơ tả lưu đồ thuật tốn điều khiển đèn tín hiệu linh hoạt Điều khiển đèn tín hiệu cố định (Fixed timesignal control): Phương pháp điều khiển đèn tín hiệu giao thơng, tất tham số thời gian (thời gian chu kỳ, thời gian đèn xanh, thời gian đèn đỏ, vàng) thiết kế cố định không thay đổi thời gian (giờ cao điểm/giờ thấp điểm) khơng thay đổi theo tình trạng giao thơng Điều khiển đèn tín hiệu linh hoạt (Adaptive signal control): Phương pháp điều khiển đèn tín hiệu giao thơng, một vài tham số thời gian thiết kế cố định , tham số thời gian lại điều chỉnh linh hoạt tùy theo biện pháp điều khiển Điều khiển đèn tín hiệu linh hoạt tồn phần (Signal formation control): Phương pháp điều khiển đèn tín hiệu giao thơng, tất tham số thời gian (thời gian chu kỳ, thời gian đèn xanh, thời gian đèn đỏ, đèn vàng) điều chỉnh linh hoạt dựa tình trạng dịng giao thơng nhằm đáp ứng mục tiêu định chủ thể quản lý Đèn xanh mở sớm (Leading green time): Tín hiệu xanh cho dịng giao thông rẽ (trái/phải) bật lên sớm khoảng thời gian định trước tín hiệu xanh cho dịng giao thơng có xung đột với dịng rẽ (đi thẳng hướng đối diện dòng người bộ) bắt đầu bật Đèn xanh đóng muộn (Lagging green time): Tín hiệu xanh cho dịng giao thơng rẽ (trái/phải) kết thúc muộn khoảng thời gian sau tín hiệu xanh cho dịng giao thơng có xung đột với dòng rẽ (đi thẳng hướng đối diện dòng người bộ) kết thúc Điểm băng xanh (Green band point): Điểm giao cắt hai băng xanh ngược chiều Điều khiển đèn tín hiệu giao thơng (Traffic signal control): Q trình thu nhận thơng tin, xử lý, tác động lên chương trình tín hiệu, nhằm cho phép dịng giao thơng người chuyển động theo trật tự định, giúp hạn chế tối đa xung đột, bảo đảm an toàn tăng tốc độ dịng giao thơng Giãn cách thời gian (Headway): Khoảng thời gian phương tiện dịng giao thơng Khả thơng hành (Capacity): Số lượng tối đa đối tượng tham gia giao thông (phương tiện, người bộ) thơng qua mặt cắt ngang đoạn đường, hướng, khoảng thời gian định điều kiện đường, giao thơng, tín hiệu tổ chức giao thông cụ thể khác Khả thông hành dự trữ (Reserved capacity): Khoảng chênh lệch khả thông hành lưu lượng giao thông Khoảng cách điểm băng xanh liền kề (Greenband point distance): Khoảng cách điểm băng xanh nút liền kề Làn sóng xanh (Green wave): Làn sóng xanh cách thức điều khiển dịng giao thơng cách phối hợp hệ thống đèn tín hiệu giao thơng nút giao thông liền kề để đảm bảo phần lớn phương tiện với vận tốc định trục liên tục gặp đèn xanh Lưu đồ thuật toán (Flow chart): Sơ đồ (hoặc lưu đồ) bao gồm bước, điều kiện logic điều kiện thời gian mô tả trạng thái pha trình chuyển pha điều khiển giao thông linh hoạt Lưu lượng giao thông (Traffic volume): Số lượng phương tiện (thường dạng xe quy đổi (PCU) thông qua mặt cắt đường khoảng thời gian đ ịnh (giờ, ngày, tuần, năm) Lưu lượng dòng bão hòa (Saturation flow rate): số lượng phương tiện lớn nhóm có thểthơng qua nút giaotrong điều kiện thực tế đường, giao thông, điều kiện tổ chức giao thông cụ thể với giả thiết nhóm liên tục nhận đèn xanh Giao thông phi giới (Non-motorized transport): Các loại hình chuyển động người phương tiện khơng dùng động (đi bộ, xe đạp, xe người động vật kéo) Mật độ giao thông (Traffic density): Số lượng phương tiện diện tích định đường thời điểm định (thường thể qua số phương tiện xe km) Mức độ chiếm dụng(Degree of occupancy): Tỉ lệ phần trăm thời gian mà vị trí đường bị chiếm đóng (chiếm chỗ) phương tiện Mức độ phục vụ (Level of service): Chỉ tiêu định lượng dùng để đánh giá chất lượng khai thác kết cấu hạ tầng giao thông thông qua việc phân tích quan hệ lưu lượng giao thơng, cơng suất vận tốc dịng giao thơng, thời gian trễ, mức độ ùn tắc Nút giao thơng có đèn tín hiệu (Signalized intersection): Nút giao thơng có điều khiển giao thơng đèn tín hiệu Nhóm đèn tín hiệu (Signal groups): Một số thiết bị đèn tín hiệu giao thơng có chương trình tín hiệu có mối liên hệ định nhằm mục tiêu điều khiển dòng giao thơng Pha (phase): Một tập hợp trạng thái tín hiệu không đổi áp dụng chuyển động định Quãng đường thoát nút (Clearing distance): Khoảng cách bao gồm quãng đường thoát nút chiều dài phương tiện quy ước Quãng đường nút phương tiện tính từ vạch dừng xe đến điểm giao cắt dịng nút dòng nhập nút (điểm xung đột) Đối với trường hợp người bộ, qng đường nút khoảng cách điểm bắt đầu qua đường điểm kết thúc vùng xung đột người dịng giao thơng Qng đường nhập nút (Entering distance): Quãng đường từ vạch dừng xe vào nút đến điểm xung đột.Đối với người quãng đường nhập nút lấy Sơ đồ chuỗi pha (Phase sequence diagram): Hình vẽ gồm pha chuỗi pha điều khiển đèn tín hiệu cố định điều khiển đèn tín hiệu linh hoạt Tín hiệu giao thơng (Traffic signal): Tín hiệu ánh sáng màu (xanh, đỏ, vàng, nháy vàng) tín hiệu âm dạng ký tự sử dụng để dẫn cảnh báo chuyển động phép cho người phương tiện nút giao thơng có điều khiển đèn tín hiệu Thời gian chu kỳ đèn (Cycle time): Khoảng thời gian tính giây để chương trình tín hiệu giao thơng hồn thành chu kỳ đầy đủ Thời gian chuyển pha (Phase transition time): khoảng thời gian tính từ lúc kết thúc đèn xanh sớm nhóm tín hiệu pha đến lúc bắt đầu thời gian xanh muộn nhóm tín hiệu pha Thời gian xen kẽ (Intergreen time): khoảng thời gian tính từ lúc kết thúc đèn xanh dịng giao thơng đến lúc bắt đầu đèn xanh dịng giao thơng khác Thời gian đèn đỏ (Red time): Khoảng thời gian biểu thị tín hiệu đỏ Dịng xe nhận tín hiệu đỏ bắt buộc phải dừng lại Thời gian đèn vàng (Amber time): Khoảng thời gian hiển thị tín hiệu vàng thể chuyển tiếp từ tín hiệu xanh sang tín hiệu đỏ Thời gian đèn xanh (Green time): Khoảng thời gian hiển thị tín hiệu xanh Dịng xe gặp tín hiệu xanh phép chuyển động Thời gian đèn xanh có hiệu (Effective green time): Khoảng thời gian thực tế cho phép phương tiện di chuyển qua nút giao Thời gian vượt (Crossing time): Khoảng thời gian tính từ kết thúc đèn xanh tới điểm bắt đầu thời gian thoát nút Thời gian nhập nút (Entering time): Thời gian nhập nút khoảng thời gian cần thiết để phương tiện hết quãng đường nhập nút với vận tốc nhập nút Thời gianthoát nút (Clearance time): Thời gian thoát nút khoảng thời gian cần thiết để phương tiện hết quãng đường thoát nút với vận tốc thoát nút Thời gian trễ trung bình phương tiện (Average delayed time): Khoảng thời gian trung bình mà phương tiện phải dừng nút Vùng xung đột (Conflict area): phần diện tích nút giao thơng hai nhiều dịng giao thơng có giao cắt chuyển động đồng thời Vận tốc tối đa cho phép (Desired speed): Vận tốc tối đa phương tiện phépchạy tuyến đường Vận tốc dịng xe sóng xanh (Progression speed): Tốc độ tính tốn nhằm cho phép phương tiện chạy khơng ngừng qua nút sóng xanh, thể qua độ dốc đường trung tâm băng xanh với trục thời gian biểu đồ quãng đường - thời gian, điều kiện giao thông bình thường, Vận tốc dịng xe sóng xanh thể vận tốc phương tiện dẫn đầu nhóm phương tiện xuất phát sau đèn xanh Vận tốc nút (Clearance speed): Vận tốc trung bình phương tiện chạy qua quãng đường thoát nút Ký hiệu thuật ngữ viết tắt Ký hiệu Mô tả Đơn vị Ký hiệu chung B Tín hiệu cho xe buýt [-] C Tín hiệu cho xe đạp [-] CP Chuyển pha [-] D Bộ nhận dạng [-] HV Tỉ lệ phần trăm phương tiện nặng dòng xe L Điều kiện lô- gic [-] LOS Mức độ phục vụ [-] M Tham số lưu đồ thuật toán [-] MV Tín hiệu cho xe giới [-] NĐ Nhóm đèn tín hiệu [-] O Trạng thái xuất [-] P Tín hiệu cho người [-] R Yêu cầu [-] SP Chương trình tín hiệu [-] t Tham số thời gian [-] T Điều kiện thời gian [-] TG Giãn cách thời gian [-] [%] Ký hiệu tham số tính tốn a Gia tốc Tỉ lệ lưu lượng dịng giao thơng i hỗn hợp [m/s2] [-] [m/s2] b Bề rộng d Độ dốc dọc đường [-] Tỉ lệ thời gian xanh [-] Hệ số điều chỉnh dòng bão hòa theo bề rộng [-] Hệ số điều chỉnh dòng bão hòa theo độ dốc dọc [-] Hệ số điều chỉnh dòng bão hòa theo thành phần xe nặng [-] g m Hệ số điều chỉnh dòng bão hòa theo bán kĩnh rẽ [-] Mức độ bão hòa [-] khoảng cách điểm băng xanh liền kề [m] Chiều dài phương tiện [m] Quãng đường thoát nút [m] Quãng đường thoát nút [m] Quãng đường nhập nút [m] Số lượng phương tiện trung bình đến nút chu kỳ [PCU] Số lượng phương tiện lớn thoát nút khoảng [PCU] thời gian đèn xanh Số lượng xecóthểdừngtrongphạmvinút số lượng chu kỳđèntrong1giờ [PCU] [-] Khả thông hành i chu kỳ [PCU] Khả thơng hành xe có đoạn mở rộng ngắn [PCU] chu kỳ Chiều dài hàng chờ trung bình thời điểm kết thúc đèn [PCU] xanh thời gian quan sát (thường giờ) Số xe dừng chu kỳ [PCU] Số lượng khoảng dừnggiữa vạch dừngvàđườngngangđi [PCU] Tổng số pha chu kỳ [-] Số pha có thời gian đèn xanh dài thời gian đèn xanh tối [-] thiểu Khả thơng hành dịng rẽ phải trường hợp [PCU/h] bảo hộ Khả thông hành trường hợp bảo hộ cho dòng rẽ [PCU/h] trái Khả thơng hành xe có đoạn mở rộng ngắn [PCU/h] Khả thông hành nút [PCU/h] Khả thơng hành dịng rẽ trái thời gian chuyển [PCU/h] pha Khả thơng hành dịng rẽ trái thời gian không [PCU/h] bảo hộ Khả thông hành thời gian bảo hộ [PCU/h] Tổng khả thơng hành dịng rẽ phải bảo hộ [PCU/h] tạm thời không bảo hộ Tổng khả thơng hành dịng rẽ trái bảo hộ tạm [PCU/h] thời không bảo hộ 10  Quãng đường thoát nút bản: Điểm xung đột 1: = + 2,5 + 12,5 = 16 [m] Hoặc điểm xung đột 2:  Chiều dài phương tiện: = + + 10 = 16 [m] = [m] (xe ô tô) Như vậy, thời gian vượt thời gian thoát nút là:  Quãng đường nhập nút: Điểm xung đột 1: = + + 6,5 + + + + + = 24,5 [m] Hoặc điểm xung đột 2:  Vận tốc nhập nút:  Thời gian nhập nút: = + + 6,5 + + + + = 21,5 [m] = 40 [km/h] = 11,1 [m/s] Thời gian xen kẽ là: Hoặc: Tính toán tương tự cho trường hợp khác, thu tất giá trị thời gian xen kẽ bảng sau: Bảng 8: Thời gian xen kẽ tất trường hợp xung đột Dòng xe nhập nút Dịng xe nút Hƣớng STT Cụm tín hiệu Hƣớng chuyển động & Loại Cụm Hƣớng tín hiệu phƣơng tiện chuyển động & Loại Thời gian xen kẽ Hƣớng [s] phƣơng tiện MV1 q1, ô tô Rẽ phải MV2 q5, tơ Đi thẳng 4,7 làm trịn thành giây MV1 q2, ô tô Đi thẳng MV2 q5, ô tô Đi thẳng 3 MV1 q2, ô tô Đi thẳng MV2 q5, ô tô Đi thẳng MV1 q2, ô tô Đi thẳng MV2 q6, ô tơ Rẽ trái 107 Dịng xe nhập nút Dịng xe nút Hƣớng STT Cụm tín hiệu Hƣớng chuyển động & Loại Cụm Hƣớng tín hiệu phƣơng tiện chuyển động & Loại Thời gian xen kẽ Hƣớng [s] phƣơng tiện MV1 q2, ô tô Đi thẳng MV2 q6, ô tô Rẽ trái MV1 q3, ô tô Rẽ trái MV2 q5, ô tô Đi thẳng MV1 q3, ô tô Rẽ trái MV2 q6, ô tô Rẽ trái MV1 q3, ô tô Rẽ trái MV4 q12, ô tô Rẽ trái MV2 q5, ô tô Đi thẳng MV1 q1, ô tô Rẽ phải 10 MV2 q5, ô tô Đi thẳng MV1 q2, ô tô Đi thẳng 11 MV2 q5, ô tô Đi thẳng MV1 q2, ô tô Đi thẳng 12 MV2 q5, ô tô Đi thẳng MV1 q3, ô tô Rẽ trái 13 MV2 q6, ô tô Rẽ trái MV1 q2, ô tô Đi thẳng 14 MV2 q6, ô tô Rẽ trái MV1 q2, ô tô Đi thẳng 15 MV2 q6, ô tô Rẽ trái MV1 q3, ô tô Rẽ trái 16 MV2 q4, ô tô Rẽ phải MV3 q8, ô tô Đi thẳng 17 MV3 q8, ô tô Đi thẳng MV2 q6, ô tô Rẽ trái 18 MV3 q8, ô tô Đi thẳng MV2 q6, ô tô Rẽ trái 19 MV3 q9, ô tô Rẽ trái MV2 q5, ô tô Đi thẳng 20 MV3 q9, ô tô Rẽ trái MV2 q6, ô tô Rẽ trái 21 MV3 q7, ô tô Rẽ phải MV4 q11, ô tô Đi thẳng 22 MV3 q8, ô tô Đi thẳng MV4 q11, ô tô Đi thẳng 23 MV3 q8, ô tô Đi thẳng MV4 q11, ô tô Đi thẳng 24 MV3 q8, ô tô Đi thẳng MV4 q12, ô tô Rẽ trái 25 MV3 q8, ô tô Đi thẳng MV4 q12, ô tô Rẽ trái 26 MV4 q12, ô tô Rẽ trái MV1 q3, ô tô Rẽ trái 108 Dịng xe nhập nút Dịng xe nút Hƣớng STT Cụm tín hiệu Hƣớng chuyển động & Loại Cụm Hƣớng tín hiệu phƣơng tiện chuyển động & Loại Thời gian xen kẽ Hƣớng [s] phƣơng tiện 27 MV4 q11, ô tô Đi thẳng MV3 q7, ô tô Rẽ phải 28 MV4 q11, ô tô Đi thẳng MV3 q8, ô tô Đi thẳng 29 MV4 q11, ô tô Đi thẳng MV3 q8, ô tô Đi thẳng 30 MV1 q2, ô tô Đi thẳng MV4 q10, ô tô Rẽ phải 31 MV1 q2, ô tô Đi thẳng MV4 q11, ô tô Đi thẳng 32 MV1 q2, ô tô Đi thẳng MV4 q11, ô tô Đi thẳng 33 MV1 q2, ô tô Đi thẳng MV4 q12, ô tô Rẽ trái 34 MV1 q2, ô tô Đi thẳng MV4 q12, ô tô Rẽ trái 35 MV1 q3, ô tô Rẽ trái MV4 q11, ô tô Đi thẳng 36 MV2 q4, ô tô Rẽ phải MV3 q8, ô tô Đi thẳng 37 MV2 q5, ô tô Đi thẳng MV3 q8, ô tô Đi thẳng 38 MV2 q5, ô tô Đi thẳng MV3 q8, ô tô Đi thẳng 39 MV2 q5, ô tô Đi thẳng MV3 q9, ô tô Rẽ trái 40 MV2 q6, ô tô Rẽ trái MV3 q8, ô tô Đi thẳng 41 MV2 q6, ô tô Rẽ trái MV3 q8, ô tô Đi thẳng 42 MV2 q6, ô tô Rẽ trái MV3 q9, ô tô Rẽ trái 43 MV3 q8, ô tô Đi thẳng MV2 q4, ô tô Rẽ phải 44 MV3 q8, ô tô Đi thẳng MV2 q5, ô tô Đi thẳng 45 MV3 q9, ô tô Rẽ trái MV4 q11, ô tô Đi thẳng 46 MV3 q9, ô tô Rẽ trái MV4 q12, ô tô Rẽ trái 47 MV4 q10, ô tô Rẽ phải MV1 q2, ô tô Đi thẳng 48 MV4 q11, ô tô Đi thẳng MV1 q2, ô tơ Đi thẳng 109 Dịng xe nhập nút Dịng xe nút Hƣớng STT Cụm tín hiệu Hƣớng chuyển động & Loại chuyển Cụm Hƣớng động & tín Loại hiệu phƣơng tiện Thời gian xen kẽ Hƣớng [s] phƣơng tiện 49 MV4 q11, ô tô Đi thẳng MV1 q2, ô tô Đi thẳng 50 MV4 q11, ô tô Đi thẳng MV1 q3, ô tô Rẽ trái 51 MV4 q12, ô tô Rẽ trái MV1 q2, ô tô Đi thẳng 52 MV4 q12, ô tô Rẽ trái MV1 q2, ô tô Đi thẳng 53 MV4 q11, ô tô Đi thẳng MV3 q9, ô tô Rẽ trái 54 MV4 q12, ô tô Rẽ trái MV3 q8, ô tô Đi thẳng 55 MV4 q12, ô tô Rẽ trái MV3 q8, ô tô Đi thẳng 56 MV4 q12, ô tô Rẽ trái MV3 q9, ô tô Rẽ trái Đối với cặp tín hiệu nút – nhập nút, ta thu nhiều kết tính tốn thời gian xen kẽ khác Tuy nhiên, để đảm bảo an tồn thiết kế đèn tín hiệu, chọn giá trị thời gian xen kẽ ( lớn Ví dụ với cặp tín hiệu MV1 kết thúc (dịng nút) – tín hiệu MV2 bắt đầu (dịng nhập nút) Lập ma trận thời gian xen kẽ sau: Tín hiệu bắt đầu MV1 MV1 MV2 thúc MV4 MV3 5 MV3 Tín hiệu kết MV2 P1 P2 P3 P4 5 MV4 P1 P2 P3 P4 110 Tổng thời gian xen kẽ chương trình điều khiển đèn tín hiệu giao thơng pha xác định bảng sau: Bảng 9: Tổng thời gian xen kẽ Cụm tín hiệu Pha [s] Kết thúc I II Bắt đầu Kết thúc Bắt đầu MV1 MV2 MV1 MV4 MV3 MV2 MV3 MV4 MV2 MV1 MV2 MV3 MV4 MV1 MV4 MV3 II phù hợp [s] I Tổng thời gian xen kẽ 11 G.6 Thiết kế chuỗi pha Như đề cập từ phần lựa chọn số lượng pha đèn tín hiệu, chương trình điều khiển pha hoạt động theo trình tự sau: Hình 56 Trình tự điều khiển pha 111 G.7 Tính tốn dịng bão hịa Áp dụng phương pháp tính trình bày phụ lục F Lưu lượng dòng bão hòa cho dịng xe sau tính tốn trình bày bảng sau: Bảng 10: Lưu lượng dòng bão hòa điều chỉnh Lƣu lƣợng Dòng Hệ số điều chỉnh q b [PCU/h] r m [-] d [m] Hình 42 [-] S [%] Hình 43 [-] [-] [-] Hình 44 (F-2) (F-2) [s] [s] [PCU/h] (F-2) (F-1) q1 70 3,5 1,16 1,06 1,16 1,8 2,09 1.724 q2 1200 3,5 - 1,06 1,06 1,8 1,91 1.887 q3 50 3,5 16 1,06 1,06 1,06 1,8 1,91 1.887 q4 60 2,75 1,09 1,16 1,06 1,16 1,8 2,09 1.724 q5 500 2,75 1,09 - 1,06 1,09 1,8 1,96 1.835 q6 60 2,75 1,09 16 1,06 1,06 1,09 1,8 1,96 1.835 q7 75 3,5 1,16 1,06 1,16 1,8 2,09 1.724 q8 630 3,5 - 1,06 1,06 1,8 1,91 1.887 q9 87 3,5 16 1,06 1,06 1,06 1,8 1,91 1.887 q10 40 2,75 1,09 1,16 1,06 1,16 1,8 2,09 1.724 q11 350 2,75 1,09 - 1,06 1,09 1,8 1,96 1.835 q12 35 2,75 1,09 16 1,06 1,06 1,09 1,8 1,96 1.835 G.8 Tính lƣu lƣợng bão hịa giao thơng hỗn hợp Nhánh Phía Tây Phía Bắc Phía Đơng Phía Nam Làn Dịng xe Mơ tả Lƣu lƣợng, q Lƣu lƣơng bão (PCU/h) hòa,S (PCU/h) 1,2 Đi thẳng rẽ phải ? ? 2,3 Đi thẳng rẽ trái ? ? 4,5 Đi thẳng rẽ phải 560 ? Rẽ trái 60 1.835 7,8 Đi thẳng rẽ phải ? ? 8,9 Đi thẳng rẽ trái ? ? 10,11 Đi thẳng rẽ phải 390 ? 12 Rẽ trái 35 1.835 lưu lượng òng t ẳng nhánh phía Tây lưu lượng ịng t ẳng n án p í Đơng Nhánh phía Tây: Có hỗn hợp nhánh,áp dụng cách tính bước phần F.2.2 Tham số (PCU/h) Cơng thức tính Lưu lượng bão hịa (PCU/h) 112 Bước Giả sử 1805,5 Giả sử Bước 1887 (F-8) 575 (F-8) Bước 625 (F-10) 0,89 (F-10) 0,11 (F-10) 0,93 (F-10) Bước 0,07 (F-4) 1868 (F-4) Bước 1887 (F-8) 587 (F-8) 613 Lệch 2,1% Lệch 1,9% Như lấy lưu lượng bão hịa 1, nhánh phía Tây 1868 PCU/h 1887 CPU/h Nhánh phía Bắc: Có hỗn hợp nhánh, áp dụng công thức (F-4) Nhánh phía Đơng: Có hỗn hợp nhánh,áp dụng cách tính bước phần F.2.2 Tham số Cơng thức tính (PCU/h) Bước Lưu lượng bão hịa (PCU/h) Giả sữ Giả sử 1805,5 1887 113 Bước (F-8) 312 (F-8) Bước 318 (F-10) 0,81 (F-10) 0,19 (F-10) 0,79 (F-10) Bước 0,21 (F-4) 1854 (F-4) Bước 1887 (F-8) 318 (F-8) 312 Lệch 1,9% Lệch 1,9% Như lấy lưu lượng bão hịa 1, nhánh phía Đơng 1854 PCU/h 1887 CPU/h Nhánh phía Nam: Có hỗn hợp nhánh, áp dụng cơng thức (F-4) G.9 Tính tốn hệ số lƣu lƣợng dịng đại diện pha Áp dụng cơng thức (6-7) (6-8) để tính hệ số lưu lượng hệ số lưu lượng dòng đại diện pha Lƣu lƣơng Lƣu lƣợng Nhánh Làn Dịng xe bão hịa,S (PCU/h) Phía Tây Phía (PCU/h) Hệ số Pha Hệ số lƣu lƣu lƣợng lƣợng dòng đại bi diện bp 1,2 746 1868 0,399 2,3 574 1887 0,304 1 4,5 560 1822 0,307 0,399 0,307 114 Bắc Phía Đơng Phía 60 1835 0,033 7,8 393 1854 0,212 8,9 392 1887 0,208 10,11 390 1823 12 35 1835 0,214 Nam 0,019 B tổng giá trị lớn tỷ lệ giao thông hỗn hợp ( ) pha đèn tín hiệu max (pha 1) 0,399 max (pha 2) 0,307 B 0,706 G.10 Tính thời gian chu kỳ đèn Thời gian chu kỳ đèn tính tốn theo cách: - Chu kỳ đèn tối ưu hóa thời gian trễ: làm trịn 37 s - Chu kỳ đèn nhỏ nhất: Như chọn thời gian chu kỳ đèn 75 giây G.11 Tính thời gian đèn xanh cho pha Thời gian xanh pha là: Thời gian xanh pha là: G.12 Vẽ biểu đồ thời gian cho cụm tín hiệu giao thơng Như vậy, kết tính tốn cuối ví dụ chương trình điều khiển đèn tín hiệu pha với: - Chu kỳ đèn: 75 giây - Pha 1: thời gian xanh: 36 s; thời gian vàng: s; thời gian đỏ: 35 s; Thời gian đỏ vàng: 1s 115 - Pha 2: thời gian xanh: 28 giây; thời gian vàng: s; thời gian đỏ: 43s; Thời gian đỏ vàng: 1s Hình 57: Biểu đồ thời gian cho cụm tín hiệu giao thơng G.13 Tính tốn khả thơng hành Khả thơng hành tính tốn cho nhánh nút giao Chương trình đèn tín hiệu pha nên dịng rẽ trái rẽ phải tín hiệu hóa khơng đảm bảo Tính tốn khả thơng hành cho dịng đảm bảo hồn tồn : Dùng cơng thức (F-11) để tính tốn P2  Thời gian xanh t xh S tc Thời gian đèn xanh Thời gian Lƣu lƣơng bão Khả thơng có hiêu chu kỳ hịa hành S P Dòng xe (s) (s) (s) (PCU/h) (PCU/h) 36 37 75 1.724 851 36 37 75 1.887 931 36 37 75 1.887 931 28 29 75 1.724 667 28 29 75 1.835 710 28 29 75 1.835 710 36 37 75 1.724 851 36 37 75 1.887 931 36 37 75 1.887 931 116 10 28 29 75 1.724 667 11 28 29 75 1.835 710 12 28 29 75 1.835 710 Tính tốn khả thơng hành cho dịng rẽ trái khơng đảm bảo: Áp dụng phần F.3.2 để tính tốn:  Ppm  Ppc  Ppt Prt    P0,rt Dòng xe (s) (s) (-) Công (F- thức 13) (PCU/h) (PCU/h) (m) (m) (PCU) (-) (PCU/h) (PCU/h) (F-14) (F14) (F-14) (F-11) (PCU/h) (PCU/h) Toán đồ Hình 48 (F-11) 49 37 75 0,49 630 250 23 48 192 931 442 29 75 0,39 350 250 24,5 48 192 710 442 37 75 0,49 1200 20,5 48 144 931 144 12 29 75 0,39 500 120 28 48 240 710 360 Tính tốn khả thơng hành cho dịng rẽ phải khơng đảm bảo: Áp dụng phần F.3.3 để tính tốn:  t0, ped  Srp  nR  nC  Prp   tC P  0,rp Dòng xe (s) (ngƣời) (s) (m) (m) (PCU) (s) (s) (s) (PCU/h) (-) (PCU/h) (PCU/h) Công thức 36 17,5 2,09 22 75 1724 48 851 644 28 17,5 2,09 14 75 1724 48 667 460 36 17,5 2,09 22 75 1724 48 851 644 10 28 17,5 2,09 12 75 1724 48 667 460 Tính tốn khả thơng hành cho dịng hỗn hợp: Áp dụng cơng thức (F -17) để tính tốn: Phh   i 1 Pi k 117 Nhánh Làn Phía Tây Phía Bắc Phía Đơng Phía Nam Dịng xe (-) (-) (-) (PCU/h) (PCU/h) (PCU/h) (PCU/h) 1,2 0,89 0,11 851 644 822 2,3 0,93 0,07 851 442 799 4,5 0,89 0,11 710 460 670 0 442 442 7,8 0,81 0,19 931 644 858 8,9 0,79 0,21 931 144 433 10,11 0,9 0,1 710 460 673 12 0 360 360 Tổng 5058 Như tổng khả thông hành nút giao 5058 PCU/h G.14 Tính thời gian trễ trung bình LOS Thời gian trễ tính theo cơng thức (F-22) tw1  Nhánh Phía Tây Phía Bắc Phía Đơng Phía Nam Làn tC  (1  f )2  (1  q / S ) Dòng xe (s) (-) (PCU/h) (PCU/h) (s) 1,2 75 0,49 746 1868 16 2,3 75 0,49 574 1887 14 4,5 75 0,39 560 1822 20 75 0,39 60 1835 14 7,8 75 0,49 393 1854 12 8,9 75 0,49 392 1887 12 10,11 75 0,39 390 1823 18 12 75 0,39 35 1835 14 Thời gian trễ tắc nghẽn tính theo cơng thức (F-23) tw2  3600  NGE f S Nhánh Làn Dòng xe (-) (PCU/h) (PCU/h) (-) (-) (PCU) (PCU) (-) (PCU) (PCU) (s) 118 Phía Tây Phía Bắc Phía Đơng Phía Nam 1,2 0,49 746 1868 0,82 2,3 0,49 574 1887 0,62 4,5 0,39 560 1822 0,79 0,39 60 1835 7,8 0,49 393 8,9 0,49 10,11 12 0,65 0 10 0,08 0 1854 0,43 0 392 1887 0,42 0 0,39 390 1823 0,55 0 0,39 35 1835 0,05 0 0,65 16 12 0,9 0,9 3 Tính tổng thời gian trễ mức độ phục vụ LOS nút: Nhánh Làn Dòng xe LOS (s) (s) (s) 1,2 16 24 B 2,3 14 14 A 4,5 20 10 30 B 14 14 A 7,8 12 12 A 8,9 12 12 A 10,11 18 18 B 12 14 14 A Phía Tây Phía Bắc Phía Đơng Phía Nam Như mức độ phục vụ nút giao mức độ B (lấy mức thấp tất làn) 119 PHỤ LỤC H - TỔNG HỢP CÁC SỐ LIỆU CẦN THIẾT ĐỂ THIẾT KẾ CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN TÍN HIỆU (THAM KHẢO) STT Tên số liệu Ký hiệu Đơn vị Mục đích thu thập số liệu Nguồn I Xác định trƣờng hợp cần điều khiển giao thông đèn tín hiệu Bình đồ nút giao thơng - - Thiết kế tổ chức giao thông đèn tín hiệu Khảo sát địa hình Các phương án tổ chức giao thông (biển báo, chuyển động phép, sơn kẻ mặt đường, gờ giảm tốc) - - Thiết kế tổ chức giao thơng đèn tín hiệu Khảo sát tổ chức giao thông Số xe hướng - Đánh giá cần thiết phải điều khiển giao thơng đèn tín hiệu Khảo sát tổ chức giao thông Bề rộng xe & Bề rộng mặt đường m Đánh giá cần thiết phải điều khiển giao thơng đèn tín hiệu; thiết kế tổ chức nút giao (phân làn) Thu thập từ bình đồ nút giao thơng Bán kính rẽ phương tiện m Đánh giá cần thiết phải điều khiển giao thơng đèn tín hiệu; tính tốn lưu lượng dịng bão hịa Thu thập từ bình đồ nút giao thông Chiều dài rẽ ngắn ( rẽ trái, rẽ phải) m Tính tốn chương trình tín hiệu phù hợp cho dịng rẽ, tính tốn khả thơng hành Thu thập từ bình đồ nút giao thông Lưu lượng giao thông hướng vào nút (đi thẳng, rẽ trái, rẽ phải) q Đánh giá cần thiết phải điều khiển giao thơng đèn tín hiệu; tính tốn lưu lượng dịng bão hịa Khảo sát lưu lượng giao thơng Lưu lượng người vị trí sang đường - Đánh giá cần thiết phải điều khiển giao thơng đèn tín hiệu Khảo sát lưu lượng giao thông Số vụ TNGT gây thiệt hại người tài sản nút giao - Đánh giá cần thiết phải điều khiển giao thơng đèn tín hiệu Hồ sơ quan chức Tính tốn thời gian xen kẽ Thu thập từ bình đồ nút giao thơng Tính tốn thời gian xen kẽ Khảo sát thực địa/theo tiêu chuẩn thiết kế - r = PCU/ giờ/ hướng người/ h vụ/ năm II Lập kế hoạch thời gian tín hiệu 10 11 Qng đường nút Vận tốc thoát nút l0 vtn m m/s 120 STT 12 13 Tên số liệu Quãng đường nhập nút Ký hiệu Đơn vị Mục đích thu thập số liệu Nguồn lnn mét Tính tốn thời gian xen kẽ Thu thập từ bình đồ nút giao thơng m/s Tính toán thời gian xen kẽ Khảo sát thực địa/theo tiêu chuẩn thiết kế Vlt km/h Tính tốn thời gian chu kỳ sóng xanh Khảo sát thực địa lDBX m Tính tốn thời gian chu kỳ sóng xanh Khảo sát thực địa Vận tốc nhập nút III Làn sóng xanh 14 Vận tốc lũy tiến 15 Khoảng cách hai nút giao liên tiếp IV Đánh giá phƣơng án thiết kế chƣơng trình điều khiển tín hiệu 16 Chiều dài hàng chờ trung bình thời điểm kết thúc đèn xanh NGE m Tính tốn thời gian trễ tắc nghẽn Khảo sát thực địa 17 Chiều dài xe rẽ trái (rẽ phải) dừng phạm vi nút lcrt m Tính khả thơng hành cho xe rẽ trái (rẽ phải) Khảo sát thực địa 121 ... thập thông tin phương án thiết kế tổ chức giao thông Bước Thu thập thông tin tai nạn giao thông phạm vi Bƣớc mặt nút giao Xác định cần thiết Xác định cần thiết đèn tín hiệu dựa vào đèn tín hiệu tiêu. .. thể Bƣớc 1.4 Tai nạn giao thông Thiết kế mặt nút giao Thiết kế mặt tổ chức giao thông phối hợp hỗ trợ cho đèn tín hiệu thơng điền khiển đèn tín hiệu Xem xét khả thiết kế cần thiết rẽ trái rẽ phải... thiện tổ chức giao thông điều chỉnh mặt nút giao (nếu cần) 6.3 Thiết kế mặt nút giao thông điền khiển đèn tín hiệu Quy hoạch thiết kế nút giao thông cần tuân theo tiêu chuẩn hành có liên quan Tiêu