Bộ giáo dục đào tạo Trờng Đại học giao thông vận tải luận án thạc sỹ khoa học kỹ thuật Chuyên ngành: Xây dựng Đờng ô tô đờng thµnh M sè: 60.58.30 Ng−êi h−íng dÉn khoa häc: PGS.TS Nguyễn Quang Toản Học viên: Chu Tiến Dũng Hà nội - năm 2007 Luận án thạc sỹ khoa học kỹ thuật Nghiên cứu lập hớng dẫn thiết kế điều khiển giao thông đèn tín hiệu nút giao thông đô thị Lời cảm ơn Để hoàn thành đợc luận án này, tác giả đà nhận đợc nhiều giúp đỡ thày giáo hớng dẫn, nhà khoa học, bạn đồng nghiệp, quan liên quan Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ban Giám hiệu,, Phòng Đào tạo Đại học Sau Đại học Trờng Đại học Giao thông Vận tải đà giúp đỡ trình học tập nghiên cứu Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn Thầy cô, bạn đồng nghiệp Bộ môn Đờng Khoa Công trình Trờng Đại học Giao thông Vận tải đà đóng góp ý kiến thiết thực quý báu Đặc biệt tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thày PGS.TS Nguyễn Quang Toản, PGS-TS Bùi Xuân Cậy, TS Trần Thị Kim Đăng - Bộ môn Đờng Trờng Đại học Giao thông Vận tải, đà tận tình giúp đỡ trình học tập nghiên cứu hoàn thành luận án Trong khuôn khổ luận án Thạc sỹ khoa học kỹ thuật, chắn cha đáp ứng đợc cách đầy đủ vấn đề đà đặt ra, mặt khác trình độ thân nhiều hạn chế Tác giả xin chân thành cảm ơn tiếp thu nghiêm túc ý kiến đóng góp nhà khoa học bạn đồng nghiệp Hà nội, ngày 01 tháng 02 năm 2007 Tác giả Chu Tiến Dũng Học viên: Chu Tiến Dũng Lớp cao học công trình giao thông K11 -1- Luận án thạc sỹ khoa học kỹ thuật Nghiên cứu lập hớng dẫn thiết kế điều khiển giao thông đèn tín hiệu nút giao thông đô thị Mở đầu Đặt vấn đề nghiên cứu Đặt vấn đề: ốc độ an toàn mục tiêu tổ chức giao thông đô thị Giao thông đô thị nớc ta đ# phát triển nhanh chóng Để cải thiện giao thông nút giao thông, đảm bảo an toàn cho ngời phơng tiện giao thông, biện pháp điều khiển giao thông nút tín hiệu ánh sáng (đèn tín hiệu) đợc sử dụng rộng r#i Các thành phố lín ë n−íc ta nh− Thµnh Hµ néi, Thµnh phố Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Hà Tây, Nam Định, Đà Nẵng, có nút giao thông điều khiển đèn tín hiệu Tuy nhiên, nớc ta cha có quy trình (tiêu chuẩn) thiết kế ®Ìn tÝn hiƯu V× vËy, thiÕt kÕ nót giao thông điều khiển đèn tín hiệu, kỹ s thiết kế thờng áp dụng quy trình, quy định kh¸c cđa c¸c n−íc ph¸t triĨn nh− Anh, Ph¸p, Mỹ, Đức, Nga, Nhật Tuy giao thông đờng sá nớc ta có đặc thù riêng nên số thiết kế có chất lợng cha tốt, không đạt mục tiêu đề mà gây xúc cho x# hội Một ví dụ nút giao thông điều khiển đèn tín hiệu thuộc dự án tăng cờng lực giao thông ë Hµ Néi vµ thµnh Hå ChÝ Minh công ty t vấn nớc thiết kế T Trong dự án tăng cờng lực giao thông thành phố Hà nội công ty Tyco (Singapore) thiết kế, có nút giao thông đờng Nguyễn Tr#i, hầu hết nút đèn đợc thiết kế ba pha nên phơng tiện giao thông trục đờng Nguyễn Tr#i phải nghiến chờ đèn đỏ nút giao thông lại trắng phơng tiện (hình 1.) Lý trục đờng Nguyễn Tr#i có mặt cắt ngang réng (3 lµn xe cho mét chiỊu, mét lµn xe bus xe đạp riêng), lu lợng xe lớn nhánh đờng giao có bề rộng mặt cắt ngang không lớn (7-8m), lu lợng xe nhỏ đặc biệt nút giao trớc cổng trờng đại học Khoa học tự nhiên nút giao trớc cổng trờng đại học Ngoại ngữ, lu lợng xe lớn vào định (giờ vào học tan học sinh viên), vào tháng nghỉ hè sinh viên Điều làm giảm hiệu hệ thống đèn tín hiệu, dễ đẩy ngời tham gia giao thông vào chỗ vi phạm luật giao thông không chịu đợc vô lý, tai nạn dễ xảy Học viên: Chu Tiến Dũng Lớp cao học công trình giao thông K11 -2- Luận án thạc sỹ khoa học kỹ thuật Nghiên cứu lập hớng dẫn thiết kế điều khiển giao thông đèn tín hiệu nút giao thông đô thị Hình Các phơng tiện trục đờng Nguyễn Tr#i phải chờ đèn đỏ nút giao trắng phơng tiện Trong dự án tăng cờng lực giao thông thành phố Hồ Chí Minh, có nhiều nút có chu kỳ đèn không hợp lý nút Nguyễn Văn Thủ - Đinh Tiên Hoàng, thời gian đèn xanh dành cho phơng tiện từ đờng Nguyễn Văn Thủ chạy thẳng rẽ trái có giây thời gian chuyển pha Vì thế, nhiều phơng tiện lu thông bị kẹt dòng xe thẳng từ Đinh Tiên Hoàng xuống Con đờng nhiều xe tải lu thông nên nguy hiểm cho xe nằm kẹt dòng xe Hình Kẹt dòng nút giao Nguyễn Văn Thủ - Đinh Tiên Hoàng thời gian đèn xanh ngắn thời gian chuyển pha Vì cần phải có hớng dẫn thiết kế đèn tín hiệu giao thông để đảm bảo công trình làm việc có hiệu quả, làm giảm nhẹ khó khăn cho công tác thiết kế Trong luận án tập trung giải vấn đề yếu cho hớng dẫn nh dựa nghiên cứu lý thuyết tổng Học viên: Chu Tiến Dũng Lớp cao học công trình giao thông K11 -3- Luận án thạc sỹ khoa học kỹ thuật Nghiên cứu lập hớng dẫn thiết kế điều khiển giao thông đèn tín hiệu nút giao thông đô thị kết thực tiễn nút giao thông hoạt động địa bàn thành phố Hà Nội Luận án có tên: Nghiên cứu lập hớng dẫn thiết kế điều khiển giao thông đèn tín hiệu nút giao thông đô thị nội dung đề tài: Để đạt đợc mục tiêu trên, đề tài tập trung nghiên cứu vấn đề sau: - Nghiên cứu biện pháp điều khiển giao thông đèn tín hiệu nút, từ đề biện pháp điều khiển hợp lý, phù hợp với thành phần dòng xe mạng lới giao thông nớc ta - Nghiên cứu thông số phải tính toán thiết kế nút giao thông điều khiển đèn tín hiệu - Nghiên cứu thiết bị nút giao thông điều khiển đèn tín hiệu - Nghiên cứu lập hớng dẫn thiết kế Điều khiển giao thông đèn tín hiệu nút giao thông dựa nghiên cứu lý thuyết tổng kết thực tiễn nút giao thông hoạt động địa bàn thành phố Hà Nội - Tính toán, thiết kế cho nút giao thông cụ thể nhằm đánh giá kiểm chứng lại hớng dẫn Phơng pháp nghiên cứu: Kết hợp lý thuyết với tổng kết thực tiễn thiết kế nút giao thông điều khiển đèn tín hiệu đ# thiết kế Hà nội ®Ĩ b¶n h−íng dÉn thùc sù sư dơng cã hiƯu nớc ta giai đoạn trớc mắt Sau điều kiện đờng giao thông đại lên hoàn toàn dùng tiêu chuẩn nớc ngoài, tiêu chuẩn ta tiệm cận với tiêu chuẩn nớc tiên tiến Tuy cần phải lu ý rằng, giải vấn đề trớc mắt, công trình lớn cần phải hớng đến giao thông đại sau này, khó khăn ngời nghiên cứu Giải có lẽ nên theo hớng phân biệt công trình làm (hớng đến giao thông đại) công trình cải tạo (giải ùn tắc an toàn giao thông trớc mắt) ý nghĩa khoa học đề tài: Nghiên cứu đề tài góp phần làm giảm nhẹ khó khăn cho công tác thiết kế, làm tăng hiệu công tác thiết kế nút giao thông điều khiển Học viên: Chu Tiến Dũng Lớp cao học công trình giao thông K11 -4- Luận án thạc sỹ khoa học kỹ thuật Nghiên cứu lập hớng dẫn thiết kế điều khiển giao thông đèn tín hiệu nút giao thông đô thị đèn tín hiệu Đặc biệt đề tài có ý nghÜa cho c¸c kü s− míi tr−êng – nh÷ng ng−êi cãn cã Ýt kinh nghiƯm lÜnh vùc điều khiển giao thông đèn tín hiệu nút Thực tế nay, tài liệu thiết kế đèn tín hiệu nhiều nhng nói chung cha sâu sắc, cha đề cập cách đầy đủ Hầu hết tài liệu đề cập tuý mặt lý thuyết, đặc biệt gần nh tài liệu đề cập đến thiết bị nút giao thông điều khiển đèn tín hiệu Vì vậy, nghiên cứu đề tài đem lại nhìn tổng quan lĩnh vực thiết kế nút giao thông điều khiển đèn tín hiệu Nó làm tài liệu tham khảo tốt cho sinh viên, kỹ s chuyên ngành cầu đờng, điện điện tử Mặt khác, cha có tiêu chuẩn thiết kế điều khiển giao thông đèn tín hiệu nút Khi thiết kế, kỹ s thờng vần dụng tiêu chuẩn này, tiêu chuẩn nớc theo kinh nghiệm, thiếu hành lang pháp lý cần thiết thiết kế, trình duyệt, thẩm định hồ sơ thiết kế điều khiển giao thông đèn tín hiệu nút Nghiên cứu đề tài mong muốn tiền đề tốt cho đời tiêu chuẩn riêng thiết kế điều khiển giao thông đèn tín hiệu nút Bố cục đề tài Luận án theo mục tiêu nhiệm vụ đ# đề đợc bố cục nh dới đây: Mở đầu: Đặt vấn đề nghiên cứu Chơng 1: Tổng quan biện pháp điều khiển giao thông đèn tín hiệu nút giao thông Chơng 2: Hớng dẫn thiết kế Điều khiển giao thông đèn tín hiệu nút giao thông Chơng 3: Ví dụ áp dụng Thiết kế nút giao thông điều khiển đèn tín hiệu Hà Nội Kết luận, kiến nghị Toàn luận án trình bày 112 trang A4, 74 hình vẽ, 11 bảng biểu, 01 tập phụ lục Học viên: Chu Tiến Dũng Lớp cao học công trình giao thông K11 -5- Luận án thạc sỹ khoa học kỹ thuật Nghiên cứu lập hớng dẫn thiết kế điều khiển giao thông đèn tín hiệu nút giao thông đô thị Mục Lục Lời cảm ơn Mở đầu: Đặt vấn đề nghiên cứu Đặt vấn đề 2 nội dung đề tài Phơng pháp nghiên cứu 4 ý nghĩa khoa học đề tài Bố cục đề tài Chơng Tổng quan biện pháp điều khiển giao thông đèn tín hiệu nút giao thông 1.1 Khái niệm chung nút giao thông điều khiển đèn tín hiệu 6 1.2 Lịch sử phát triển nút giao thông điều khiển đèn tín hiệu 1.3 Mục tiêu điều khiển giao thông đèn tín hiệu nút giao thông 10 1.4 Những nhợc điểm điều khiển giao thông đèn tín hiệu nút 11 1.5 Các biện pháp điều khiển giao thông đèn tín hiệu nút giao thông 12 1.5.1 Biện pháp điều khiển giao thông ®Ìn tÝn hiƯu ®éc lËp 12 1.5.2 BiƯn ph¸p ®iỊu khiển giao thông đèn tín hiệu phối hợp 13 1.5.3 Biện pháp nên sử dụng đô thị lớn Việt Nam 19 1.6 Các thông số cần phải tính toán ĐIềU KHIểN GIAO THÔNG BằNG §ÌN TÝN HIƯU T¹I NóT §éC LËP 19 1.6.1 L−u lợng xe vào nút biểu đồ lu lợng 19 1.6.2 HƯ thèng pha, thêi gian chun pha vµ thêi gian chu kú 24 1.6.3 Quy lt xe ®Õn nót rời nút 27 1.6.4 Khả thông xe 28 1.7 Các thiết bị đợc sử dụng điều khiển giao thông đèn tín hiệu 1.7.1 Trung tâm điều khiển giao thông thiết bị trung tâm ®iỊu khiĨn 30 30 1.7.2 Tđ ®iỊu khiĨn 34 1.7.3 §Ìn tÝn hiƯu 38 1.7.4 C¸p tÝn hiƯu, èng ln cáp, hệ thống tiếp địa, hố ga đấu nối 42 cáp Học viên: Chu Tiến Dũng Lớp cao học công trình giao thông K11 Mục Lục Luận án thạc sỹ khoa học kỹ thuật Nghiên cứu lập hớng dẫn thiết kế điều khiển giao thông đèn tín hiệu nút giao thông đô thị 1.7.5 Hệ thống vạch sơn 42 1.7.6 Hệ thống biển báo 49 1.8 KÕt ln cđa ch−¬ng 55 Ch−¬ng H−íng dÉn thiết kế Điều khiển giao thông 57 đèn tín hiệu nút giao thông 2.1 Các yêu cầu chung với nút giao thông điều khiển đèn tín hiệu 57 2.2 Một số vấn đề Thiết kế hình học nút giao thông có điều khiển đèn tÝn hiƯu 57 2.2.1 B¸n kÝnh rÏ xe 58 2.2.2 Đảo nút giao thông điều khiển đèn tín hiệu 59 2.2.3 Xén dải phân cách Làn chê rÏ tr¸i 63 2.3 TÝnh to¸n, lùa chän thông số điều khiển giao thông đèn tín hiệu nút độc lập 67 2.3.1 Thời gian ®Ìn vµng 67 2.3.2 Thêi gian ®Ìn ®á vµ xanh 68 2.3.3 Thêi gian chuyÓn pha 69 2.3.4 Thêi gian chu kú 70 2.3.5 Thêi gian chê trung b×nh cđa xe nút 74 2.3.6 Tính khả thông qua xe rẽ trái 76 2.3.7 Tính khả thông xe cđa nót ®iỊu khiĨn b»ng ®Ìn tÝn hiƯu 77 2.4 Tính toán, thiết kế hệ thống đèn nút giao thông điều khiển đèn tín hiệu 78 2.4.1 Thiết kế vị trí tủ điều khiển nút 78 2.4.2 Thiết kế vị trí kích thớc hệ thống đèn tín hiệu 78 2.4.3 Thiết kế vị trí kích thớc dải dành cho ngời qua đờng 82 2.5 Kết luận chơng 86 Chơng ví dụ áp dụng Thiết kế nút giao thông điều khiển 89 đèn tín hiệu hà nội - nút hoa l - đại cồ việt 3.1 Hiện trạng nút hoa l - đại cồ việt 89 3.2 Lu lợng Đại Cồ Việt Hoa L Tạ Quang Bửu 90 3.3 Các phơng án cải tạo hình học nút Hoa L Đại Cồ Việt 92 3.3.1 Phơng án 1A 92 3.3.2 Phơng án 1B 93 3.3.3 Phơng án A 94 Học viên: Chu Tiến Dũng Lớp cao học công trình giao thông K11 Mục Lục Luận án thạc sỹ khoa học kỹ thuật Nghiên cứu lập hớng dẫn thiết kế điều khiển giao thông đèn tín hiệu nút giao thông đô thÞ Thêi gian chun pha tõ pha B → C TZB −A = Lr + Lk L 53.83 + 14.88 + Tv + e = +3− ≈ 8.39(s) Vr Ve 8.33 8.33 A C BiÓn 304 di chuyÓn Vïng xung ®ét 2.76m Lr =5 Pha Lx =6 m Le =20.40m Biển 203C Biển 304 cần di chuyển Hình 3.6 Sơ đồ tính thời gian chuyển pha từ pha C → A Thêi gian chuyÓn pha tõ pha C → A TZB −A = Lr + Lk L 52.76 + 20.40 + Tv + e = +3− ≈ 7.60(s) Vr Ve 8.33 8.33 VËy tỉng thêi gian chun pha n ∑ TZi = −1.56 + 8.39 + 7.60 = 14.43 ≈ 15(s) i =1 3.6 TÝnh to¸n thêi gian chu kỳ đèn phân bổ thời gian xanh cho pha Số liệu tính toán theo bảng 3.2 sau: Bảng 3.2 Số liệu tính toán Pha Hớng Tây thẳng Tây rẽ trái Nam thẳng, rẽ trái, rẽ phải Lu lợng tính toán Mi (xe/h) 718 205 315 Học viên: Chu Tiến Dũng Lớp cao học công trình giao thông K11 Lu lợng M yi = i dòng b`o Si hoà Si (xe/h) 1800 0.399 1800 0.114 1800 0.175 - 98 - Luận án thạc sỹ khoa học kỹ thuật Nghiên cứu lập hớng dẫn thiết kế điều khiển giao thông đèn tín hiệu nút giao thông đô thÞ Nh− vËy Y = ∑ y i = 0.688 Thêi gian chu kú ®Ìn tèi −u: Top = 1.5 * ∑ t Zi + 1.5 * 15 + = = 88s 1− Y − 0.688 Chän chu kú ®Ìn thiÕt kÕ : TP = 90 s Tỉng thêi gian ®Ìn xanh : 2 1 ∑ TXi = TP − ∑ t Zi = 90 15 = 75s Giải hệ phơng trình: TX1 + TX2 + TX3 = 75 TX1 : TX2 : TX3 = 718 : 205 : 315 Ta đợc kết quả: TX1 = M ∑ TXi i =1 ∑ Mi = 718 75 = 44 (s) 1238 TX = M ∑ TXi i =1 ∑ Mi = 205 75 = 12 (s) 1238 = 315 75 = 19 (s) 1238 TX = M ∑ TXi i =1 ∑ Mi 3.7 Tính toán khả thông xe thời gian chờ trung bình phơng tiện nút λ1 = TX1 44 = = 0.49 TP 90 λ2 = TX 12 = = 0.13 TP 90 λ3 = TX 19 = = 0.21 TP 90 TiÕp theo ta tính thời gian chờ trung bình, khả thông qua pha: ã Xét pha - Khả thông qua pha (có xe thẳng): C m1 = * * S = * 0.49 * 1800 = 3250 (xe/h) Häc viªn: Chu TiÕn Dịng – Líp cao học công trình giao thông K11 - 99 - Luận án thạc sỹ khoa học kỹ thuật Nghiên cứu lập hớng dẫn thiết kế điều khiển giao thông đèn tín hiệu nút giao thông đô thị - Thêi gian chê trung b×nh cđa pha nh− sau: Tp (1 − λ ) x1 t w = 0.9 * + (s) q (1 − x ) 2(1 − y ) Trong ®ã: λ1 = 0.49 y1 = 0.399 q1 = M1 718 = = 0.199 3600 3600 x1 = M1 718 = = 0.816 λ * S 0.49 * 1800 Nh− vËy: t w1 0.816 90 * (1 − 0.49) = 0.9 * + = 25.76 (s) * (1 − 0.399) * 0.199 * (1 − 0.816) • XÐt pha - Khả thông qua pha (có xe rÏ tr¸i): C m = λ * S + λ * S = * 0.13 * 1800 = 480 (xe/h) - Thêi gian chê trung b×nh cđa pha nh− sau: Tp (1 − λ ) x2 t w = 0.9 * + (s) q (1 − x ) 2(1 − y ) Trong ®ã λ2 = 0.13 y2 = 0.114 q2 = M2 205 = = 0.057 3600 3600 x2 = M2 205 = = 0.854 λ * S 0.13 * 1800 Nh− vËy: t w2 0.854 90 * (1 − 0.13) = 0.9 * + = 73.87 (s) * (1 − 0.114) * 0.057 * (1 − 0.854) ã Xét pha Học viên: Chu Tiến Dũng Lớp cao học công trình giao thông K11 - 100 - Luận án thạc sỹ khoa học kỹ thuật Nghiên cứu lập hớng dẫn thiết kế điều khiển giao thông đèn tín hiệu nút giao thông đô thị - Khả thông qua pha (có xe hoạt động): C m = [λ * S + (C tr1 + C tr )]Nam + [λ * S + (C tr1 + C tr )]Bac (Hai sè hạng đầu khả thông qua xe hớng Nam (đờng Tạ Quang Bửu, hai số hạng khả thông qua xe hớng Bắc (đờng Hoa L) Ctr2 hớng Nam hớng Bắc b»ng vµ b»ng: C tr = 3600 3600 *2 = * = 80 (xe/h) TP 90 Ctr1 hớng Nam đợc tra bắc với = 0.21, lu lợng xe hớng Bắc thẳng 102 xe/h, ta cã: Ctr1 = 90 (xe/h) Ctr1 cña hớng Bắc đợc tra bắc với = 0.21, lu lợng xe hớng Nam thẳng 107 xe/h, ta cã: Ctr1 = 88 (xe/h) Nh− vËy: C m = [0.21 * 1800 + (80 + 90)]Nam + [0.21 * 1700 + (80 + 88)]Bac = 1098 (xe/h) - Thêi gian chê trung b×nh cđa pha nh− sau: Tp (1 − λ ) x3 t w = 0.9 * + (s) ( − y ) q ( − x ) 3 Trong ®ã λ3 = 0.21 y3 = 0.175 q3 = M3 315 = = 0.088 3600 3600 x3 = M3 205 = = 0.829 λ * S 0.13 * 1800 Nh− vËy: t w1 0.829 90 * (1 − 0.21) = 0.9 * + = 51.21 (s) * (1 − 0.175) * 0.088 * (1 − 0.829) - Tổng khả thông qua lý thuyết nút: khả thông qua nh trên, cần phải xét thêm khả thông qua rẽ phải không phụ thuộc vào chu kỳ đèn Vấn đề phải xét đến ảnh hởng ngời đến khả thông xe rẽ phải không phụ thuộc chu kỳ đèn Khả Học viên: Chu Tiến Dũng Lớp cao học công trình giao thông K11 - 101 - Luận án thạc sỹ khoa học kỹ thuật Nghiên cứu lập hớng dẫn thiết kế điều khiển giao thông đèn tín hiệu nút giao thông đô thị thông xe rẽ phải lấy 50% khả thông qua lớn (dòng b`o hoà) Nh vậy, khả thông xe ba rẽ phải tự lµ Cmp = 3*0.5*1800 = 2700 xe/h C m = C m1 + C m + C m + C mp = 3250 + 480 + 1098 + 2700 = 7798 (xe/h) - Tổng khả thông qua thùc tÕ cđa nót lµ: Cmtt = 0.8 * Cm = 0.8 * 7798 = 6238 (xe/h) - Thêi gian chờ trung bình phơng tiện phơng án lµ: TW = ∑ ( M i * t wi ) 718 * 25.76 + 205 * 73.87 + 315 * 52.21 ∑ Mi = 718 + 205 + 315 = 40.20s 3.8 HÖ thèng thiÕt bị sử dụng nút 3.8.1 Tủ điều khiển Về loại tủ: Tủ điều khiển đợc dùng loại tủ nhập ngoại Singapore sản xuất đ` đợc dùng phổ biến dự án tăng cờng lực giao thông Hà nội, thuận tiện việc cung cấp thiết bị kết nối trung tâm điều khiển Về vị trí tủ điều khiển: vị trí tủ đợc đặt góc vỉa hè phía Đông Bắc do: - Tại vị trí gần cột điện cÊp ngn (c¸ch cét cÊp ngn 2.82m) - VØa hÌ rộng, đảm bảo không gây cản trở cho ngời nhà dân - Thuận tiện cho việc dẫn đờng cáp kết nối trung tâm điều khiển (đến nút Ô Cầu Dền) 3.8.2 Hệ thống đèn cột đèn Dùng hệ thống đèn cột đèn công ty chiếu sáng thiết bị đô thị (HAPULICO) sản xuất để giảm chi phí xây dựng nút Bóng đèn dùng bóng đèn LED để tiết kiệm lợng kéo dài tuổi thọ bóng, tiết kiệm đợc chi phí khai thác (tiền điện, tiền thay bóng hỏng) Hệ thống đèn sử dụng bao gồm loại sau: - Đèn tín hiệu ba màu D3x300 - Đèn tín hiệu mũi tên thẳng D3x300 Học viên: Chu Tiến Dũng Lớp cao học công trình giao thông K11 - 102 - Luận án thạc sỹ khoa học kỹ thuật Nghiên cứu lập hớng dẫn thiết kế điều khiển giao thông đèn tín hiệu nút giao thông đô thị - Đèn tín hiệu mũi tên rẽ trái D3x300 - Đèn tín hiệu ba màu nhắc lại D3x100 - Đèn tín hiệu mũi tên rẽ phải D1x200 - Đèn tín hiệu chữ thập D1x300 - §Ìn tÝn hiƯu cho ng−êi ®i bé D1x300 - §Ìn tín hiệu đếm ngợc D1x300 Hệ thống cột đèn sử dụng gồm: - Cột đèn tín hiệu cao 6.3m, vơn 4m Loại cột đợc sử dụng đờng Đại Cồ Việt có lu lợng xe lớn, nên việc đặt đèn phải đảm bảo cho ngời tham gia giao thông nhận biết đợc tín hiệu đèn từ khoảng cách cho phép Ngoài ra, đờng Tạ Quang Bửu thiết kế cột đèn vơn đặc điểm chéo góc nhánh nút - Cột đèn tín hiệu cao 3.8m - Cột đèn tín hiệu dành cho ngời cao 2.9m Tại cổng Bộ Giáo dục đào tạo thiết kế cột đèn tín hiệu ba màu, hoạt động nh đèn đờng Tạ Quang Bửu 3.8.3 Hệ thống cáp, ống luồn cáp, hệ thống tiếp địa hố ga đấu nối - Hệ thống cáp ống luồn cáp Hệ thống cáp ống luồn cáp dùng loại nớc sản xuất, bao gồm: - Cáp ®iỊu khiĨn 15x1.5mm2 kÐo tõ tđ ®iỊu khiĨn ®Õn ch©n cột đèn - Cáp lên đèn 2x1.5mm2 kéo từ chân cột lên đèn - Cáp cấp nguồn 2x10mm2 dùng cấp nguồn cho tủ điều khiển hệ thống đèn - ống nhựa siêu bền D100 luồn cáp qua đờng - Ông nhựa xoắn D130/100 luồn cáp hè - Hệ thống tiếp địa Để đảm bảo cho nút vận hành an toàn, phải thiết kế hệ thống tiếp địa liên hoàn gồm cọc tiếp địa L63x63x6mm dài 2400mm hệ thống dây đồng trần M10 nối liên hoàn với tủ điều khiển, với chân cột cọc tiếp địa Học viên: Chu Tiến Dũng Lớp cao học công trình giao thông K11 - 103 - Luận án thạc sỹ khoa học kỹ thuật Nghiên cứu lập hớng dẫn thiết kế điều khiển giao thông đèn tín hiệu nút giao thông đô thị - Hệ thống hố ga Hệ thống hố ga dùng để đấu nối luồn cáp ngầm, gồm: - Hố ga hai đan - Hố ga ba đan Các thiết bị sử dụng nút xin xem chi tiết phụ lục vẽ điển hình 3.9 Thiết kế mặt đờng Do phải phá bỏ giải phân cách cho xe rẽ phải vào đờng vốn dành cho xe thô sơ nên cần phải thiết kế kết cấu mặt đờng tăng cờng mặt đờng đờng giành cho xe rẽ phải - Thiết kế áo đờng phần dải phân cách bỏ Theo đơn vị quản lý (Công Ty Cầu Đờng 3), kết cấu áo đờng phần đờng giành cho xe giới đờng Đại Cồ Việt nh sau: áo đờng gồm 25 cm đá hộc, 16cm đá dăm láng nhựa 5,5 kg/m2, cm BTN hạt trung thi công từ năm 1992 áo đờng thiết kế dày 50cm bao gồm lớp móng dới 25 cm cấp phối đá dăm 2, móng 15cm cấp phối đá dăm 1, lớp mặt gồm cm BTN hạt trung cm BTN hạt mịn Về cờng độ kết cấu cao mặt đờng cũ - Thiết kế áo đờng phần mặt đờng giành cho xe thô sơ: Kết cấu áo đờng giành cho xe thô sơ yếu áo đờng giành cho xe giới, áo đờng gồm 25 cm đá hộc, 12cm đá dăm láng nhựa 5,5 kg/m2, cm BTN hạt trung thi công từ năm 1992 Nh cần phải rải tăng cờng thêm lớp BTN hạt mịn dày cm 3.10 ThiÕt kÕ hƯ thèng tỉ chøc giao th«ng HƯ thống tổ chức giao thông đợc thiết kế đầy đủ bao gồm hệ thống vạch sơn, biển báo đảm bảo tiêu chuẩn hành, rõ ràng mạch lạc để kết hợp với hệ thống đèn tín hiệu nâng cao hiệu tổ chức giao thông đồng thời làm bớt hỗn loạn nút hệ thống đèn tín hiệu có cố Hệ thống vạch sơn gồm: - Vạch cho ngời sang đờng: dùng loại vạch sọc có bề rộng 40cm, bề rộng vạch vị trí qua đờng Đại Cồ Việt 5m lợng ngời ®i bé lín, Häc viªn: Chu TiÕn Dịng – Líp cao học công trình giao thông K11 - 104 - Luận án thạc sỹ khoa học kỹ thuật Nghiên cứu lập hớng dẫn thiết kế điều khiển giao thông đèn tín hiệu nút giao thông đô thị vị trí lại thiết kế bề rộng 3m Tại vị trí vạch ngời có giao cắt với đảo giao thông, vỉa hè có thiết kÕ h¹ vØa cho ng−êi khut tËt cã thĨ sang đờng cách an toàn - Vạch dừng xe đợc thiết kế có bề rộng 20cm, cách vị trí dành cho ngời 1m đồng thời đảm bảo khoảng cách từ vạch dừng tới đèn ngời tham gia giao thông nhìn thấy rõ dừng xe chờ đèn xanh - Các vạch phân chiều dài 20m tính từ vạch dừng đợc thiết kế vạch liền để xe lấn chờ đèn đỏ, gây ách tắc giao thông - Ngoài ra, đầu đảo đợc thiết kế vạch nhập, tách đợc sơn hai màu trắng đỏ, đảm bảo cho ngời tham gia giao thông không đâm vào đầu đảo Hệ thống biển báo gồm: - Biển số 123a "Cấm rẽ trái": đợc bố trí nhánh rẽ phải tự đờng Hoa L, tránh trờng hợp ngời tham gia giao thông vào sau rẽ trái làm ảnh hởng đến trình hoạt động bình thờng nút - Biển số 411 "Hớng đờng theo vạch kẻ đờng" Biển đợc thiết kế đờng Đại Cồ Việt để dẫn cho ngời lái xe biết số lợng đờng mặt đờng hớng đờng theo vạch kẻ đờng - Biển số 423(a,b) "Đờng ngời sang ngang" Biển đợc đặt vị trí có thiết kế vạch sơn dành cho ngời - Biển số 447 "Biển báo phần đờng cho ngời tàn tật" Biển đợc đặt kết hợp với biển số 423 (a,b) để chỗ qua đờng cho ngời khuyết tật Học viên: Chu Tiến Dũng Lớp cao học công trình giao thông K11 - 105 - Luận án thạc sỹ khoa học kỹ thuật Nghiên cứu lập hớng dẫn thiết kế điều khiển giao thông đèn tín hiệu nút giao thông đô thị 3.11 Khối lợng chủ yếu kinh phí xây dựng nút 3.11.1 Khối lợng chủ yếu: Khối lợng chủ yếu nút đợc thể bảng 3.3 sau: Bảng 3.3- Khối lợng chủ yếu nút STT Hạng mục Đơn vị Khối lợng Cột THGT mạ kẽm 2.9m tròn côn 4.00 Cột THGT mạ kẽm 3.8m tròn côn 4.00 Cột THGT cao 6.3m xà vơn 4m +1,2 m 2.00 Cột THGT cao 6,3m xà vơn 4m 1.00 Khung mãng cét THGT 2,9m + 3,8m bé 8.00 Khung móng cột THGT cao 6,3m xà vơn( 4m +2*1,2 m 4m) 3.00 Đèn mµu TH - 03 - 03 0300 LED bé 18.00 Đèn chữ thập TH - 03 - 01 0300 LED 2.00 Đèn ngời TH-03-0300 LED 11.00 10 Đèn tín hiệu rẽ phải mũi tên xanh TH -02-01-200(1 màu) 3.00 11 Đèn tín hiệu nhắc lại TH-02-03 0100 LED 2.00 12 Đèn tín hiệu đếm ngợc TH - 03 - 01 0300 LED 8.00 13 Tủ điều khiển THGT (nhập ngoại) Tủ 1.00 14 Mãng tđ ®iỊu khiĨn THGT bé 1.00 15 Bê tông M150 ( hố móng cột ) m3 8.55 17 Hố ga đan luồn kéo cáp hố 14.00 18 Hố ga đan luồn kéo cáp hố 1.00 19 Cáp ngầm loại 15 x 1.5 mm m 643.63 20 Cáp ngầm đồng 2x10mm2 cấp nguồn m 30.00 21 Cáp điện thoại nối TTĐK m 407.65 22 Dây đồng trần M10 làm tiếp địa m 276.00 23 Dây lên ®Ìn Cu/PVC/PVC 2x1,5 mm2 m 386.20 24 Cäc tiÕp ®Þa L63x63x6-2400mm cọc 12.00 25 Ông nhựa siêu bền luồn cáp qua đờng D100 m 163.89 26 Ông nhựa xoắn D130/100 luồn cáp hè m 212.45 27 Cát đen cho r`nh cáp m3 19.67 28 Đầu cốt đồng M10 10.00 29 Ông nhựa xoắn D60 luồn cáp móng cột m 24.00 30 Biển báo phản quang tam giác D900 2.00 31 Biển báo phản quang tròn D900 2.00 32 Biển báo chữ nhật 20 Học viên: Chu Tiến Dũng Lớp cao học công trình giao thông K11 - 106 - Luận án thạc sỹ khoa học kỹ thuật Nghiên cứu lập hớng dẫn thiết kế điều khiển giao thông đèn tín hiệu nút giao thông đô thị 33 Cột biến báo lắp míi c¸i 4.00 34 Di chun cét bÕn xe Bus +7 cét biĨn b¸o c¸I 9.00 35 DiƯn tÝch đảo phá bỏ m2 1,165.40 36 Chu vi bó vỉa đảo phá bỏ m 663.00 37 Chu vi bó vỉa đảo làm m 103.26 38 Diện tích đảo làm m2 67.00 39 Diện tích đờng làm m2 1,165.40 40 Diện tích đảo làm thêm m2 93.12 41 Bó vỉa đảo làm thêm m 46.56 42 Bó vỉa đảo làm lại m 40.60 43 Diện tích đờng gia cố thêm m2 4,115.83 44 Khối lợng bù vênh m2 500.00 45 Dọn đất thừa 100m3 10.58 46 Băng dính cách điện cuộn 8.00 47 Que hàn D4 kg 8.00 48 Sơn dẻo nhiệt kẻ đờng dày(2mm) m2 583.50 49 Hoàn trả hè đờng m2 106.23 50 Hoàn trả mặt đờng nhựa Bêtông atphan + 8m2 đầu đảo m2 89.95 3.11.2 Kinh phÝ x©y dùng nót: Tỉng kinh phÝ xây dựng nút 2,441,126,893đ (Hai tỷ, bốn trăn bốn mơi mốt triệu, trăm hai mơi sáu nghìn, tám trăm chín ba đồng) Trong đó: Giá trị xây lắp: 1,772,163,128đ Chi phí khác: 447,043,138đ Dự phòng phí: 221,920,627đ 3.12 kết luận chơng Qua trình nghiên cứu, tác giả đ` rút số kết luận nh sau: Thứ nhất: Tại nút Hoa L - Đại Cồ Việt, có cấu tạo hình học cha phù hợp nên ta thấy cần phải cải tạo hình học nút tr−íc thiÕt kÕ hƯ thèng ®Ìn tÝn hiƯu Víi lu lợng giao thông tại, việc dỡ bỏ giải phân cách tạo thêm xe rẽ trái rẽ phải (làn rẽ phải không phụ thuộc chu kỳ đèn) hợp lý Nh vậy, làm tăng khả thông qua nút mà giải phóng mặt cải tạo nút sở diện tích nút có Với phơng án chọn, xe giành riêng cho xe thô sơ không nhng vấn đề Học viên: Chu Tiến Dũng Lớp cao học công trình giao thông K11 - 107 - Luận án thạc sỹ khoa học kỹ thuật Nghiên cứu lập hớng dẫn thiết kế điều khiển giao thông đèn tín hiệu nút giao thông đô thị khắc phục đợc tốc độ giao thông nút thấp nên nguy hiểm đáng kể Thứ hai: Việc lựa chọn phơng án điều khiển ba pha nút hợp lý lợng rẽ trái đờng Đại Cồ Việt lớn, lu lợng dòng thẳng lớn nên điều khiển hai pha nguy hiểm xung đột hai dòng giao thông đồng thời gây ùn tắc giao thông Ngoài ra, nút Ô Cầu Dền điều khiển ba pha nên ta điều khiển phối hợp hai nút với nhằm làm giảm thời gian chờ phơng tiện nút Học viên: Chu Tiến Dũng Lớp cao học công trình giao thông K11 - 108 - Luận án thạc sỹ khoa học kỹ thuật Nghiên cứu lập hớng dẫn thiết kế điều khiển giao thông đèn tín hiệu nút giao thông đô thị kết luận kiến nghị kết luận: Qua trình nghiên cứu, tác giả rút mét sè kÕt ln sau: Thø nhÊt: §iỊu khiĨn giao thông đèn tín hiệu nút giao thông mét biƯn ph¸p th−êng sư dơng hiƯn c¸c đô thị giới nh đô thị Việt Nam nâng cao đợc an toàn xe chạy, tăng khả thông qua nút, góp phần làm giảm tợng ùn tắc giao thông, nâng cao văn minh điều khiển giao thông đô thị Chính vậy, việc nghiên cứu cách sâu sắc toàn diện tính toán thiết kế nút giao thông điều khiển đèn tín hiệu cần thiết làm tiền đề cho đời tiêu chuẩn riêng thiết kế nút giao thông điều khiển đèn tín hiệu, tạo hành lang pháp lý cần thiết trình thiết kế, trình duyệt, thẩm định nâng cao đợc chất lợng, hiệu dự án thiết kế nút giao thông điều khiển đèn tín hiệu Mặt khác, nghiên cứu tài liệu tham khảo tốt cho sinh viên trình học tập nghiên cứu Thứ hai: Để điều khiển giao thông nút đèn tín hiệu, có nhiều biện pháp nhng tơng tai gần, đô thị lớn nớc ta bị hạn chế điều kiện đờng có thành phần giao thông phức tạp, chủ yếu xe máy loại phơng tiện dễ gây tai nạn hay vi phạm luật giao thông (ví dụ nh vợt đèn đỏ) Do đó, biện pháp điều khiển phù hợp cho cho tơng lai gần điều khiển đèn tín hiệu độc lập Sau này, điều kiện đờng phát triển điều kiện giao thông phát triĨn, chóng ta cã thĨ sư dơng c¸c biƯn ph¸p điều khiển giao thông phối hợp, đồng thời tiêu chuẩn thiết kế dùng tiêu chuẩn nớc tiệm cận với tiêu chuẩn nớc Thứ ba:Tủ điều khiển phận quan trọng đắt tiền nút giao thông điều khiển đèn tín hiệu, có ảnh hởng nhiều đến giá thành xây dựng, khả vận hành an toàn khai thác lâu dài nh ảnh hởng đến khả kết nối trung tâm cần thiết Vì chọn loại tủ điều khiển, phải vào khả vốn, yêu cầu kết nối trung tâm Tuy nhiên, nên chọn loại tủ có khả kết nối trung tâm để thuận tiện cho việc kết nối kể nút yêu cầu kết nối trung tâm Học viên: Chu Tiến Dũng Lớp cao học công trình giao thông K11 - 109 - Luận án thạc sỹ khoa học kỹ thuật Nghiên cứu lập hớng dẫn thiết kế điều khiển giao thông đèn tín hiệu nút giao thông đô thị Thứ t: Khi tính toán thiết kế, sử dụng phơng pháp Đức để tính thời gian chu kỳ tối u, phân chia thời gian xanh cho pha, tính khả thông qua nút Tuy nhiên, việc tính toán lựa chọn thời gian đèn vàng, thời gian chu kỳ, số pha điều khiển phải đợc cân nhắc kỹ cho bảo đảm an toàn, khả thông qua, thời gian chờ phơng tiện không lớn Cũng cần phải khẳng định lại rằng, cần phải tính đến khả thay đổi mặt cấu tạo hình học nút cho phù hợp cho làm cho công tác điều khiển giao thông đèn tín hiệu đạt hiệu cao Vị trí thiết bị phải đảm bảo không gây ảnh hởng đến ngời phơng tiện tham gia giao thông, thuận tiện cho việc kết nối, đảm bảo cho ngời tham gia giao thông nhìn thấy rõ đèn tín hiệu đến nút nh chờ nút Các loại vạch sơn biển báo phải đợc thiết kế phù hợp để làm tăng hiệu cho công tác điều khiển giao thông đèn tín hiệu, tránh sử dụng nhiều biển làm cho nút vốn nhiều thông tin lại thêm rắc rối kiến nghị: Qua trình nghiên cứu, tác giả thấy vấn đề rộng, đ\ tham khảo lý thuyết tính toán hồ sơ nút giao thông điều khiển đèn tín hiệu đ\ thiết kế Hà nội nhng chắn nhiều vấn đề cha giải đợc cách thoả đáng Chẳng hạn nh với dòng xe tơng đối phức tạp nh nay, lợng xe máy chiếm tỷ lệ lớn, nên quy xe tính toán xe m¸y (khi tû lƯ xe m¸y chiÕm mét tû lệ đó, nh 85% trở lên) Hoặc nh vấn đề đèn đỏ đợc phép rẽ phải Đây toán mâu thuẫn an toàn cho ngời khả thông xe nút Rõ ràng, với đô thị có quỹ đờng hạn chế nh nớc ta giải vấn đề ùn tắc sở quỹ đờng có toán khó, nên việc xén hè tạo rẽ phải làm đảo biện pháp tốt để tăng khả thông qua nút Vấn đề an toàn lỗi rẽ phải không phụ thuộc chu kỳ đèn mà lỗi ngời tham gia giao thông Vì vậy, cần có nghiên cứu sâu sắc công tác điều khiển giao thông đèn tín hiệu ngày hiệu quả, góp phần giải vấn đề an toàn ùn tắc giao thông cho đô thị nớc ta Định hớng nghiên cứu tiếp: Nghiên cứu thông số đầu vào nh lu lợng xe tính toán, suất dòng b\o hoà điều kiện thành phần giao thông phức tạp mà lợng xe máy Học viên: Chu Tiến Dũng Lớp cao học công trình giao thông K11 - 110 - Luận án thạc sỹ khoa học kỹ thuật Nghiên cứu lập hớng dẫn thiết kế điều khiển giao thông đèn tín hiệu nút giao thông đô thị chiếm chủ yếu, từ hoàn thiện phơng pháp tính toán Đức cho phù hợp với điều kiện giao thông đô thị lớn nớc ta Nghiên cứu điều khiển giao thông đèn tín hiệu phối hợp cho đô thị nớc ta hiƯn Häc viªn: Chu TiÕn Dịng – Líp cao học công trình giao thông K11 - 111 - Luận án thạc sỹ khoa học kỹ thuật Nghiên cứu lập hớng dẫn thiết kế điều khiển giao thông đèn tín hiệu nút giao thông đô thị tài liệu tham khảo [1] PGS TS Nguyễn Xuân Vinh: Nút giao thông Nhà xuất Giao thông vận tải 1999 [2] Đỗ Bá Chơng Nguyễn Quang Đạo Nút giao thông mức Nhà xuất Giáo Dục 1999 [3] PGS TS Ngun Quang To¶n – Mai H¶i Đăng - Đỗ Quốc Cờng: Nghiên cứu lựa chọn phơng pháp tính Làn sóng xanh thủ đô Hà Nội- Đề tài nghiên cứu khoa học [4] Vũ Thị Vinh: Quy hoạch mạng lới giao thông đô thị, NXB Xây dựng, Hà nội 2001 [5] Đỗ Bá Chơng: Kỹ thuật giao thông, tủ sách sau đại học, Đại Học Xây Dựng Hà Nội 1996 [6] Hồ sơ thiết kế nút giao thông Hà Nội [7] Nguyễn Quang Đạo: Một số vấn đề giao thông đô thị, Bài giảng cao học, Hà Nội 2002 [8] Bùi Xuân Cậy: Giao thông thành phố qui hoạch, Bài giảng cao hoc, Hà Nội 2000 [9] Nguyễn Khải: Đờng giao thông đô thị, Nhà xuất Giao thông vận tải [10] Nguyễn Xuân Vinh: Thiết kế nút giao thông tổ chức giao thông đô thị, Nhà xuất Giao thông vận tải [11] Nguyễn Xuân Trục, Dơng Ngọc Hải, Vũ Đình Phụng: Sổ tay thiết kế đờng ô tô Nhà xuất giáo dục, Hà Nội 2000 [12] Phan Cao Thọ, Nghiên cứu Khả thông hành vấn đề sử dụng nút giao thông điều khiển tín hiệu đèn đô thị Việt Nam, Luận án tiến sỹ kỹ thuật, Hà Nội 2004 [13] Vũ Mạnh Hùng, Nghiên cứu số yếu tố ảnh hởng đến khả thông xe nút giao thông điều khiển đèn tín hiệu, Luận án thạc sỹ khoa học kỹ thuật, Hµ néi 2006 [14] Guidelines For Traffic Signals – English Version of Richtlinien für lichtsignalangen RiLSA [15] The Planning and Design of At - Grade Intersections, Japan Society of Traffic Engineers [16] Transportation Research Board – National Research Council: Highway capacity manual (HCM 2000), Washington DC 2000 [17] Nagui Rouphail, Andrzej Tarko, Jing Li: Trafic flow at signalized Øntersections, Civil engineering Department, North Carolina State University Häc viªn: Chu TiÕn Dũng Lớp cao học công trình giao thông K11 - 112 -