CHUYÊN ĐỀ NÚT GIAO THÔNG

®¹i häc b¸ch khoa ®µ n½ng ®¹i häc b¸ch khoa ®µ n½ng Bé m«n ® êng «t« vµ ® êng thµnh phè Bé m«n ® êng «t« vµ ® êng thµnh phè chuyªn ®Ò nót giao th«ng Chuyªn ngµnh: § êng «t« - ® êng ®« thÞ PGS.TS phan cao thä Th¸ng 10 n¨m 2011 Mục đích: phân tích các kết quả n.c về KNTH của nút trên thế giới và một số n.c liên quan trong n ớc. đối chiếu thực tế n ớc ta xây dựng pp luận n.c knth của nút giao thông trong điều kiện gtđt n ớc ta. Nội dung: 4 phần I. TQ về ngt, phân loại và phạm vi sử dụng. II. knth của nút giao thông III. phần mềm mô phỏng sự hoạt động của ngt điều khiển bằng tín hiệu đèn ở n ớc ta IV. kết luận HIGHWAY ENGINEERING AND TRAFFIC DIVISION OF DUT I. Tổng quan về Nút Giao Thông 1. một số Khái niệm: - NGT là nơi tại đó có 2 hay trên 2 đ ờng ôtô giao nhau, nơi đ ờng ôtô giao nhau với đ ờng khác. - Đặc điểm: LLXC lớn, nhiều thao tác phức tạp cùng lúc: tách, nhập, cắt, trộn ùn tắc, chậm xe, tngt, ô nhiễm mt. - Xung đột và vùng xđ: 3 loại điểm xđ cắt, nhập, tách, trộn = một nhập + một tách. Vùng xđ là kHông gian chứa các điểm xđ. vùng xđ chính+ vùng xđ phụ = vùng nguy hiểm. - Góc giao: ảnh h ởng lớn đến mức độ nguy hiểm của các luồng gt, cắt 70 0 - 110 0 là thẳng góc, nhập và tách < 30 0 ít nguy hiểm. ióứm taùch ióứm nhỏỷp ióứm cừt Cừt luùc reợ Sọỳ xung õọỹt ióứm taùch ióứm nhỏỷp ióứm cừt Cừt luùc reợ Sọỳ xung õọỹt 8 8 4 12 32 4 8 2 2 0 a) b) a, ổồỡng dỏựn õồn khọng coù õeỡn õióửu khióứn. b, ổồỡng dỏựn õồn coù õeỡn õióửu khióứn - Đ ờng dẫn: phần Đ ờng dành cho xe có h ớng đi vào nút - Hàng chờ : các xe phải xếp hàng trên đ ờng dẫn đi chậm hoặc dừng tr ớc vạch stop chờ cơ hội vào nút. - cửa vào, cửa ra: mặt cắt chứa vạch stop theo h ớng xe vào nút là cửa vào, ra khỏi nút là cửa ra, b vào B ra 2. phân loại và phạm vi sử dụng: 2.1 Phân loại: 3 cách P.loại 2.1.1 theo cao độ: cùng mức và khác mức 2.1.2 theo cấu tạo: khá đa dạng, phụ thuộc n và mức độ quan trọng của nút có: cùng mức đơn giản: các xe tự do qua nút - loại không mở rộng, có mở rộng, kênh hoá (canalization): dùng hệ thống đảo để bảo hộ luồng xe. đảo tam giác, đảo trung tâm (hình xuyến), giọt n ớc, làn trung tâm 2.1.3 theo hình thức tc-đkgt: 2.1.3.1 Không đk: không có bất cứ dấu hiệu nào, tín hiệu nào thuộc luật( một số n ớc không tồn tại khái niệm này). Chiãöu daìi nhaïnh dáùn >= L chåì Vaûch STOP B L chåì Vaûch qua âæåìng Lv L B 2.1.3.2 nút gt có đk (c ỡng bức): dùng vạch kẻ, biển, tín hiệu đèn đ ợc dùng phổ biển hiện nay. * nút 2 vạch dừng TWSC: Mức độ u tiên:2,3,5,6; 1,4,9,12; 8,11;7,10. * nút 4 vạch dừng AWSC: 4 t.hợp [ s; s+O; s+(c1,c2); s+o+c1+c2)]. * nút đk Tín hiệu đèn (Singnalized intersection):dx đ ợc phân tích theo t, giảm xđ, tăng knth và atgt, theo llxc và mức độ phức tạp 2;3,4 pha, nhiều pha xđ giảm nh ng T L (lost time) lớn, chu kỳ dài. T CK = t X + t V + t đ (s); thời gian xanh, vàng, đỏ phụ thuộc T CK , N đd , T bohanh. T CKmin = 35s; T CKmax = 120s, T OPT = f(t L , N đd , y). Chế độ ĐK: ĐK bằng tay, tự động cứng, mềm, phối hợp trên một tuyến, trên mạng 7 8 9 STOP 1 2 3 6 5 4 12 11 10 STOP App.suject STOP V Sl V St V Sr V 0r V 0t V 0l V C1l V C1t V C1r V C2r V C2t V C2l H I.3 Sơ đồ điều khiển giao thông tại ngã t độc lập H I.3 Sơ đồ điều khiển giao thông tại ngã t độc lập D V X D V X T CK 2.2 phạm vi sử dụng: 3 cở sở đề xuất phạm vi sd: QHttgt,qhsd đất xem xét pa nút hiện tại và t.lai; llxc và phân luồng gt; đk tn, địa hình, địa chất và giải phóng mb. cụ thể hoá một số h ớng dẫn chọn loại hình nút của các n ớc và n ớc ta. trên tg: - TCTK của aashto: dựa trên cơ sở phân cấp đ ờng trong và ngoài đô thị (bảng I.3; I.4 trang 13,14). - Phân viện TKĐ ôtô Kiep 1982: dựa trên cấp hạng kỹ thuật của đ ờng và N C ,N P ( xcqđ/ngđ); (bảng I.2 trang 13). - TCTK của Malaysia cũng dựa trên tổng llxc 2 chiều trên đ ờng chính và LLXC h ớng lớn nhất của nhánh dẫn (hình I.6.4 trang 15) và sự phân cấp đ ờng trong và ngoài đô thị (bảng I.5; I.6 trang 15). - một số kq n.c của các tác giả nga, đức, hà lan: E.M lobanov, a.a ruzkov, v. bapkov, r. pucher và beuker-jenezon. đều xuất phát từ N C ,N P hoặc n , n o . (hình I.7, I.8, I.9, I.10, I.11, trang 16,17,18). - đối với ngt đk bằng tín hiệu đèn: - các tg nga: Matxcôlevôi T.V đặt ra 2 TC chính xe trên đ.chính an toàn, t L của xe trên đ.phụ min (N C 420 xe/h, N p 300 xe/h) và an toàn cho bộ hành, - Phisenxon.M.P: khi N (200-250) xctc/h/h ớng và có BH cắt qua DX theo cả 2 h ớng 750 xctc/h. - các tg mỹ: khi N 1500 xctc/h, có 4-5 vụ tn/năm. - CH Pháp: khi có 1 trong 6 điều kiện sau: - 1. N C 600 xcqđ/h, N p 200 xcqđ/h, - 2. N C 800 xcqđ/h, N p 100 xcqđ/h, - 3. N 1000 xcqđ/h qua một MC của đ ờng có dải PC hoặc 600xcqđ/h với không dpc và N bh 250 ng ời/h 4. những nơi giao nhau phức tạp nh ngã sáu có n 800 xcqđ/h. 5. những nút xảy ra hơn 5 vụ tn chết ng ời/ năm 6. những nút liền kề trên 1 tuyến cần đk phối hợp. ở việt nam: Tcvn 4054-98 (đ ờng ôtô - yêu cầu tk). định pvsd nút theo N C , N P (xcqđ/ngđ); (bảng I.1 trang 12). Chỉ xét nút khác mức khi V trên 80km/h. Nút HX đ ợc xét khi có nhiều đ d đến nút. Không khuyến khích dùng đèn khi V tt 60km/h. N.C của BMĐ ờng ôtô - đ ờng đô thị ĐHXDHN: nút có 1 trong 3 ĐK sau đèn ĐK 1. N 1500 xcqđ/h của 2 h ớng trên đ. chính và h ớng lớn nhất trên đ. phụ và N p = (20-40)% N 2. Có hơn 2 vụ TN chết ng ời trong một năm 3. Những nút liền kề trên một tuyến cần ĐK phối hợp. 3. Một số nhận xét: 1. lựa chọn loại hình nút là vấn đề rất phức tạp, đa dạng, việc phân loại là kết quả kèm theo, các Tckt, cấp hạng nút của các t.g không thống nhất không dễ dàng để tìm ra pvsd nút thích hợp trong đk gtđt n ớc ta. 2. hầu hếtCác chỉ dẫn về pvsd của các kq n.c đều dựa căn cứ vào loại cấp đ ờng giao nhau, llxc trên đ ờng chính, phụ và một số nc có xét thời gian chậm xe qua nút, tn gt. đk cần 3.đk đủ để lựa chọn hợp lý loại hình nút: thoả mãn qhchung đt, kiến trúc và môi tr ờng, phải xét thêm các yếu tố kt cụ thể của nút, knth, l CHờ , B Đd , cửa ra, cửa vào, hình dạng và kích th ớc đảo, T CK , cách phân pha, điều kiện - khả năng thi công và kinh phí 4. mục tiêu cuối cùng của ng ời tk nút: giảm xđ hoặc phân tán xđ, nâng cao knth, giảm thời gian chậm xe và nâng cao atgt. II. khả năng thông hành của ngt II.1 một số khái niệm: - đn tổng quát: KNTH của nút giao thông cùng mức là suất dòng lớn nhất theo giờ mà tại đó xe và ng ời có thể thông qua trên một làn hay một nhóm làn trên nút trong một đơn vị thời gian d ới điều kiện đ ờng, điều kiện giao thông và tổ chức giao thông nhất định . (xcqđ/h) [1], [4], [12]. KNTH là suất dòng lớn nhất tính theo giờ mà không phải là l u l ợng xe lớn nhất trong cả một giờ, suất dòng lớn nhất đ ợc xét trong một khoảng tg th ờng 15. [...]... các đảo dẫn hớng khác.ác bán kính bó vỉa là dạng đờng cong tròn -Xét các bài toán ngã ba, ngã t với các góc giao khác nhau BắT ĐầU Nhập các thông số về Điều kiện đờng, Điều kiện giao thông Điều kiện tín hiệu Đề xuất chu kỳ điều khiển Phơng án i Mô hình hoá hoạt động của dòng xe trên nút giao thông ứng với phơng án i So sánh, đánh giá kết quả các ph ơng án P.án i+1 No Yes Xuất ra kết quả Kết thúc Hình... xuất hiện ở cuối thời gianT đỏ Dọn sạch nút Lu KQ lợt thử tr ớc Phát sinh các phơng tiện giao thông, xác định vị trí trong hàng chờ trên đ ờng dẫn Kiểm tra hàng chờ trớc vạch STOP Kiểm tra trạng thái tín hiệu đèn Xử lý các phơng tiện giao thông theo các hớng c t= t 2 Xuất ra kết quả J= J + 1 Kết thúc Yes if J< M No i= i + 1 Hình III.2 Sơ đồ khối mô phỏng DX qua nút Yes if i< N\ c M: Số ck cho mỗi lợt... với VC N.C củaPC tỷ goocman: phảiờng giao nhao cùng cấp hạng, không u tiên, các xe vào nút luân phiên nhau knth đ.d 2 làn:[ii.4] cha xét tỷ lệ xe rẽ trái, phải, khi TL rẽ trái tăng KNTH giảm, TL trái = TL phải N=1200xcqđ/h 2.3600 N= t1 + t2 + t3 + t4 + t - II.2.3 nút gt điều khiển bằng th đèn 1 nc của hcm 94, 2000, Simon COHEN, R.M Kimber: knth cho mỗi đ.d vào nút theo theo dbh.trên đ.d luôn tồn tại... 738 ; (xcqđ/ h xanh), Không trạm xe buýt S = 494 Wm - 1907; (xcqđ/ h xanh), có trạm xe buýt Wm: rộng toàn mđ; m NC của Trung quốc: chia 2 nhóm Nhóm 1: Tính KNTH của nút thông qua việc phân tích xe qua vạch dừng Nhóm 2: Tính KNTH của nút thông qua việc phân tích xe qua điểm xđ N=3600/tq (xe/h) tq =3,0 - 3,5s, N=1000-1200xe/h; 320xe/h nếu có B hành N = (3600/TCK) ni; trong đó ni là số xe trên các hớng... hoặc của toàn bộ nút 4 Xác định quan hệ giữa knth và các tham số ảnh hởng IV phần kết luận Yêu cầu thiết kế NGT 1 ATGT: là chỉ tiêu quan trọng khi TK - Mức độ phức tạp trong nút M=5C+3N+1T (ã10, 10-25, 25-55 và > 55 rất phức tạp) - Mức độ nguy hiểm Q - Số vụ tai nạn trong nam: G= Tổng [qi] (i=1-n); qi= {K iMiNi25 x 10-7}/Kn - Hệ số tai nạn tơng đối: Ktn={G.10-7}/25(M+N) Ktn=(3-16) 2 Giao thông tốt: KNTH... tắc TKNGT 1 Phải TK sơ đồ TCGT và sơ đồ phân luồng trớc khi đa giải pháp sơ đồ nút 2 Sơ đồ TCGT và phân luồng phải phù hợp với yêu cầu thực tế, thỏa mãn gt u tiên( thành phần, hớng, phơng tiện ) 3 Sử dụng đồng thời các biện pháp nâng cao ATGT (giảm XĐ, Vùng Ng.hiểm, góc giao, khống chế Vnút ) 4 TK đúng cấu tạo các bộ phận nút: Blàn, id,in 5 Đảm bảo các số liệu TK tin cậy: dự báo N, p, V, q quan hệ... N: số lợt thử III.2.2 Mô tả các tham số tĩnh(ĐKĐ) III.2.3 Mô tả các tham số động (ĐKgt) III.2.4 Mô tả các tham số Điều khiển (ĐKth) Hình III.3 Sơ đồ mặt bằng nút trong CT Hình III.4 Dialog nhập th.số ĐKĐ Hình III.5 Dialog nhập các th.số ĐK giao thông Hình III.6 Dialog nhập các th số điều khiển Hình III.7 Dialog xuất kết quả thử nghiệm III.3 Kết quả của chơng trình 1 Chơng trình mô phỏng theo đk ngẫu... S.(g/c); xcqđ/h * S1 = ( S0 140d n ) , S0 = 2080 42d g G + 100( 3, 25) f 1 + 1,5 r 2 NC của M.C Phixenson: 2 giả thiết: các xe dừng hẳn chờ xanh hoặc đi chậm không dừng vào nút cùng V, cách đều nhau t KNTH của 1 làn trong nút: xe/hlàn 3 NC thực nghiệm khác: Ailen: Pmin= 400 xe/hx/1mrộng 3600 ( t x t ) P= 1 tq TCK Anh: P= 160Wf=525Wm (xcqđ/hx) Nga: M=525B.Ki.KR.Krẽ (xcqđ/hx) với đk B,hoặc Wm từ... sự hoạt động của DX ở NGT phục vụ các yêu cầu tính toán về KNTH và các yêu cầu khác III phần mềm mô phỏng sự hđ của ngt đkbthđ Trên cơ sở của các đặc trng cơ bản của DX tới nút trên các đ.d thông qua kq NC thực nghiệm ở 4 nhóm nút đặc trng của Hà Nội và Đà Nẵng Tên: TRAFFIC BRAIN Ngôn ngữ lập trình: C++ III 1 Sơ đồ khối tổng quát (Hình III.1) iii.2 tk chơng trình iii.2.1 một số gỉa thiết ban đầu -Các... trờng 2 Lập ma trận QHVT theo các hớng và biểu đồ N 3 Đề xuất các PA (chung sơ đồ phân luồng hoặc thay đổi sơ đồ P.luồng) 4 Xác định Vi và chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản các PA 5 Vẽ biểu đồ N tơng ứng với mỗi PA nút Sơ bộ chọn PA (tùy theo giai đoạn TK) 6 Xác định qui mô kỹ thuật, cấp công trình, tải trọng, kích thớc các bộ phận, tĩnh không 7 TK BĐ nút, TD và TN các nhánh rẽ, nhánh nối (Jams, acess) 8 TK . góc giao khác nhau. BắT ĐầU Nhập các thông số về Điều kiện đ ờng, Điều kiện giao thông Điều kiện tín hiệu. Đề xuất chu kỳ điều khiển Ph ơng án i Mô hình hoá hoạt động của dòng xe trên nút giao. điều khiển giao thông tại ngã t độc lập H I.3 Sơ đồ điều khiển giao thông tại ngã t độc lập D V X D V X T CK 2.2 phạm vi sử dụng: 3 cở sở đề xuất phạm vi sd: QHttgt,qhsd đất xem xét pa nút hiện. xây dựng pp luận n.c knth của nút giao thông trong điều kiện gtđt n ớc ta. Nội dung: 4 phần I. TQ về ngt, phân loại và phạm vi sử dụng. II. knth của nút giao thông III. phần mềm mô phỏng