Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng: Nghiên cứu về khoảng cách chấp nhận khi thực hiện chuyển làn tại một số tuyến đường ở Tp. Hồ Chí Minh

1.3 Mục đích nghiên cứu: Đề tài nghiên cứu về khoảng cách chấp nhận khi chuyển làn của mỗi lái xe khi tham gia giao thông, phản ứng của lái xe trước những khoảng cách liền kề nhau ở làn

TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU TRƯỚC ĐÂY

Các khái niệm cơ bản

- Khoảng cách (Gap): Trong quá trình tham gia giao thông, người lái xe luôn giữ một cự ly nhất định đối với xe đi phía trước để đảm bảo an toàn và tính chủ quan khi xử lý một tình huống bất ngờ Cự ly này được gọi là khoảng cách giữa các xe tham gia giao thông Tùy thuộc vào từng loại phương tiện giao thông, vận tốc, giới tính, tâm lý vào lúc đang tham gia giao thông… thì sẽ có một khoảng cách tương ứng với từng trường hợp cụ thể

Hình 2.1 Khoảng cách trong trường hợp xe muốn nhập dòng

Hình 2.2 Khoảng cách trong trường hợp xe muốn cắt dòng

HVTH: Nguyễn Trường Minh Trang 17

- Khoảng cách chấp nhận (Gap acceptances): Trước khi thực hiện một quá trình nhập dòng, tách dòng hay cắt dòng thì người lái xe phải đối diện với rất nhiều khoảng cách Dựa trên cảm nhận chủ quan của mình họ phải đánh giá và xác định cái khoảng cách nào đủ lớn, an toàn để có thể thực hiện quá trình nhập dòng, tách dòng và cắt dòng thành công Hiện tượng này được gọi là

“Khoảng cách chấp nhận” Quá trình lựa chọn khoảng cách này phụ thuộc vào phán xét của mỗi cá nhân tham gia giao thông, và điều kiện tham gia giao thông của mỗi người lúc đó mà sẽ có những Khoảng cách chấp nhận khác nhau

- Khoảng cách tối ưu (Critical gap): Khái niệm về Khoảng cách tối ưu được đưa ra bởi Raff, đó là khoảng cách mà số lượng Khoảng cách chấp nhận nhỏ hơn nó bằng với số lượng Khoảng cách bị từ chối dài hơn nó, tức là số người chấp nhận khoảng cách đó tương đương hoặc bằng với số người từ chối khoảng cách đó.Tùy thuộc vào điều kiện của mỗi cá nhân tham gia lưu thông mà sẽ có nhiều Khoảng cách chấp nhận khác nhau Cần phải xác định chiều dài Khoảng cách chứa Khoảng cách tối ưu.

Các nghiên cứu trước đây

Đã có nhiều nghiên cứu về Khoảng cách chấp nhận, và cũng có nhiều công thức được đưa ra, nhưng khi dòng xe di chuyển từ ít tới trung bình, người ta chấp nhận rằng khoảng cách giữa các xe là phân phối ngẫu nhiên Vì vậy người ta thường sử dụng phương pháp xác suất để tính khả năng xuất hiện Khoảng cách chấp nhận trong một dòng xe Thông thường người ta giả sử dòng xe (trong khoảng ít đến trung bình) theo phân phối Poisson

- Xác suất của x xe đến tại bất kì giai đoạn t nào được biểu diễn như sau:

P(x): Xác suất x xe đến trong thời gian t (giây)

: Giá trị trung bình của các xe đến trong thời gian t Giá trị trung bình của các xe đến trong 1 giây là:

=l∗ Với l= V/T , V là lưu lượng xe đến trong thời gian T

Công thức xác định tần xuất xuất hiện khoảng cách chấp nhận theo phân phối Poisson được đưa ra như sau:

- Số Khoảng cách lớn hơn hay bằng Khoảng cách tối ưu được tính như sau:

(ℎ ≥ ) = ( −1) l - Số Khoảng cách nhỏ hơn Khoảng cách tối ưu được tính như sau:

Như vậy để xác định số Khoảng cách chấp nhận xuất hiện trong một dòng giao thông thì ta hoàn toàn có thể ứng dụng xác suất vào để tính toán được Khoảng cách chấp nhận là một nhân tố quan trọng trong quá trình tham gia giao thông, phản ánh ứng xử của mỗi cá nhân tham gia giao thông khác nhau Để nắm bắt và hiểu rõ về nhân tố này đã có nhiều nghiên cứu được thực hiện

Sun Yon Hwang và các đồng sự (2003) đã nghiên cứu về khoảng cách chấp nhận tại mặt cắt nhập dòng ở đường cao tốc (đối với xe ô tô) Để mô phỏng ứng xử của người lái xe khi thực hiện chuyển làn, ông đã xây dựng mô hình khoảng cách chấp nhận phụ thuộc vào nhiều biến khác nhau Trong quá trình mô phỏng ông đã phân ra làm hai trường hợp chính, đó là: Tuỳ ý chuyển làn và bắt buộc chuyển làn Đối với trường hợp Tuỳ ý chuyển làn có các nhân tố ảnh hưởng như:

Chiều dài khoảng cách, tốc độ của xe thực hiện chuyển làn, tốc độ của xe phía trước và xe phía sau ở làn bên cạnh, loại xe thực hiện chuyển làn Trường hợp Bắt buộc chuyển làn: ngoài các nhân tố như trường hợp Tuỳ ý chuyển làn còn kể đến nhân tố Khoảng cách còn lại

Cuối cùng ông đưa ra được mô hình khoảng cách chấp nhận bao gồm bảy biến: Khoảng cách phía trước, khoảng cách phía sau, khoảng cách với xe phía trước cùng làn, khoảng cách còn lại, xe tải tải nặng chủ thể, xe tải nặng mục tiêu, hằng số

Tuy nhiên mô hình còn có mô hình mà ông đưa ra chưa thể hiện được ứng xử của người lái xe trong giờ cao điểm, tắc nghẽn

H Farah và các đồng sự (2007) nghiên cứu về mô hình vượt xe của xe ô tô thông qua việc chấp nhận khoảng cách khi tham gia lưu thông Ông đã xây dựng một phòng thí nghiệm sử dụng mô phỏng lái xe STISIM để thu thập dữ liệu về ứng sử của lái xe khi thực hiện vượt xe Phòng thí nghiệm gồm một bảng câu hỏi và một phiên bản mô phỏng lái xe Người tham gia thí nghiệm được yêu cầu lái xe trên đoạn đường dài 9km, từ đó thu thập các dữ liệu về vị trí dọc đường, ngang đường, tốc độ, gia tốc của tất cả các xe trong mô hình Ông đã xây dựng mô hình Khoảng cách chấp nhận như là mô hình lựa chọn nhị phân logrit Ông đã cho thấy một số yếu tố ảnh hưởng đến ứng xử của người lái xe khi tham gia giao thông như: Tốc độ của xe thực hiện vượt càng cao thì xác suất chấp nhận khoảng cách cũng tăng theo Ngoài ra đặc điểm của người lái xe cũng ảnh hưởng đến khoảng cách vượt chấp nhận Đối với những lái xe có tính lo lắng, kiên nhẫn, cẩn thận thì họ thường có đòi hỏi khoảng cách tối ưu lớn hơn, vì vậy xác suất chấp nhận khoảng cách của họ cũng giảm khi mức độ lo lắng, kiên nhẫn, cẩn thận tăng lên Nghiên cứu còn cho thấy rằng những người lái xe trẻ tuổi có xu hướng chấp nhận rủi ro nhiều hơn so với những người nhiều tuổi

Tuy nhiên tính thực tế của mô hình mà H Farah và các đồng sự đưa ra là chưa cao, vì toàn bộ thí nghiệm được thực hiện ở trong phòng, các số liệu sử dụng để diễn đạt cho ứng xử của người lái xe là khó thu thập được ở trong thực tế Nghiên cứu chỉ tập trung vào một đối tượng là ô tô, tuyến đường và điều kiện giao thông khá đơn giản

Chu Công Minh và các đồng sự (2010) đã nghiên cứu về mô hình chấp nhận khoảng cách của xe máy Ông đã thiết lập các công thức tính Khoảng cách chấp nhận tối ưu Theo tác giả các biến tác động đến các khoảng cách tối ưu bao gồm: tốc độ tương đối của xe thực hiện chuyển làn với xe phía trước,

Độ lớn của khoảng cách giữa HVTH Nguyễn Trường Minh Trang và các hằng số phụ thuộc vào tốc độ tương đối của chúng Tương tự, khoảng cách giữa Nguyễn Trường Minh Trang và làn bên cạnh cũng phụ thuộc vào tốc độ tương đối của các đối tượng.

- Đối với xe phía trước ở làn bên cạnh : Tốc độ tương đối với khoảng cách tối ưu tỉ lệ nghịch với nhau Nếu tốc độ tương đối càng cao thì khoảng cách được chấp nhận lại càng nhỏ

Công thức tính khoảng cách tối ưu với xe phía trước ở làn bên cạnh được tính như sau:

Đối với xe phía sau trên làn bên cạnh: Khoảng cách chuyển làn an toàn phụ thuộc vào tốc độ tương đối giữa xe thực hiện chuyển làn và xe phía sau Khi xe phía sau có tốc độ cao hơn đáng kể, khoảng cách chuyển làn an toàn cần tăng lên để đảm bảo độ an toàn cao hơn.

Công thức tính khoảng cách tối ưu với xe phía sau ở làn bên cạnh được tính như sau:

, , :Khoảng cách tối ưu với xe phía trước tại làn i của xe thứ n tại thời điểm t

, , : Khoảng cách tối ưu với xe phía sau tại làn i của xe thứ n tại thời điểm t

∆ , ( ) :Tốc độ tương đối của xe thứ n với xe phía trước ở làn i tại thời điểm t

∆ , ( ) : Tốc độ tương đối của xe thứ n với xe phía sau ở làn i tại thời điểm t

Tác giả cũng đã chỉ ra một số hạn chế còn tồn tại như: Phạm vi nghiên cứu của mô hình khoảng cách chấp nhận của xe máy trong bài báo này chỉ giới hạn là ba làn đường xe máy ảo, nhưng trong thực tế có thể tồn tại nhiều làn đường xe máy ảo hơn nữa Ngoài ra, trong quá trình tham gia giao thông, các xe máy khác hoàn toàn có thể thay đổi làn ảo của mình bất cứ lúc nào, nhưng trong mô hình thì các xe máy này vẫn giữ nguyên chuyển động của mình

Kazi Iftekhar Ahmed (1999) đã đưa ra mô hình chuyển làn dành cho xe ô tô, mô hình này sau đó đã được nhiều người ứng dụng và phát triển Ông đã phân ra hai loại chuyển làn, đó là: Tùy ý chuyển làn và bắt buộc chuyển làn

Khi chuyển làn, người lái xe đều có hai sự lựa chọn làn (làn bên trái và làn bên phải) Người lái xe sẽ đưa ra đánh giá về các khoảng trống ở làn mục tiêu, nếu người lái xe chấp nhận khoảng cách nào đó, thì khi đó quá trình chuyển làn mới được thực hiện

Hình 2.3 Cấu trúc mô hình chuyển làn của Ahmed

Ngoài ra ông cũng đã đưa ra cách công thức tính toán các khoảng cách tối ưu dành cho xe ô tô:

- Công thức xác định khoảng cách với xe phía trước tối ưu ở làn bên cạnh của lái xe thứ n tại thời điểm t được tính như sau:

, : Khoảng cách tối ưu với xe phía trước : Vận tốc của xe thứ n đang xét

- Công thức xác định khoảng cách với xe phía sau tối ưu ở làn bên cạnh của lái xe thứ n tại thời điểm t được tính như sau:

, ( ): Khoảng cách tối ưu với xe phía sau

∆ ( ) : Vận tốc tương đối của xe đang xét với xe phía sau (ở làn bên cạnh)

= 1 nếu thời gian trì hoãn bằng = 0

( ): Thời gian trôi qua kể từ lúc điều kiện Bắt buộc phập dòng có hiệu lực

: Khoảng cách còn lại bắt buộc xe phải tiến hành chuyển làn

Charisma Choudhury và các đồng sự (2007) cũng đã đưa ra mô hình khi xe thực hiện chuyển làn dành cho ô tô Ông đã phân ra làm 3 trường hợp: bắt buộc, thoải mái, bình thường được thể hiện ở hình vẽ sau:

Kết luận

Hiện nay đã có nhiều nghiên cứu về Khoảng cách chấp nhận, các nghiên cứu này đã đưa ra được một số các công thức tính toán, và xây dựng các mô hình khoảng cách chấp nhận Tuy nhiên đa phần đối tượng của các nghiên cứu này đều xe ô tô, chỉ một số ít là nghiên cứu cho xe máy, xe đạp Điều này hoàn toàn dễ hiểu bởi vì ở các nước phát triển thì phương tiện giao thông cá nhân, chiếm đa số vẫn là xe ô tô Nên hầu hết các nghiên cứu chỉ tập trung vào phương tiện phổ thông này

Hiện nay ở Việt Nam thì ngược lại so với các nước phát triển khác, phương tiện giao thông chiếm đa số và phổ biến ở nước ta lại là xe máy,

HVTH: Nguyễn Trường Minh Trang 25 chiếm trên 80% tổng số phương tiện tham gia giao thông Nhưng hiện nay vẫn chưa có nhiều nghiên cứu về vấn đề này ở nước ta Chính vì vậy cần phải có thêm nhiều nghiên cứu về loại phương tiện chính ở nước ta hiện nay

PHƯƠNG PHÁP LUẬN NGHIÊN CỨU

Làn ảo xe máy

Đặc điểm của xe máy khi tham gia giao thông ở Việt Nam nói riêng, trên thế giới nói chung là: Xe máy là một phương tiện giao thông nhỏ, linh hoạt có thể luồn lách được khi xảy ra tình trạng ùn tắc giao thông Không giống như ô tô, xe máy không chạy theo làn Chính vì vậy ta cần phải xác định một làn ảo của mỗi xe khi tham gia giao thông để mô tả chuyển động của xe máy khi tham gia lưu thông

Làn ảo xe máy là một làn đường được tưởng tượng ra bởi mỗi người lái xe, nhằm mục đích giữ khoảng cách oan toàn với các xe xung quanh, lưu thông ổn định trên làn đó Mỗi lái xe đều có một làn ảo riêng cho mình, luôn có xu hướng chạy thẳng theo làn ảo này nếu không có gì cản trở, ảnh hưởng đến sự lưu thông của họ Làn ảo được hình thành dựa vào các yếu tố như: các làn hiện tại, tốc độ lái xe, mật độ lưu lượng…

Hình 3.3 Làn ảo xe máy

Có nhiều cách được đưa ra để xác định chiều rộng làn ảo xe máy

Trong nghiên cứu này chiều rộng làn ảo được xác định từ những khoảng cách an toàn mà hai xe đi song song với nhau tạo ra Những cặp xe đi song song này phải đảm bảo đồng thời các điều kiện sau:

- Đi song song với nhau theo phương Ox khoảng 10 m

- Độ lệch vận tốc giữa hai xe không được vượt quá 1.4 m/s

- Không có xe nào xen vào giữa hai xe đi song song với nhau

Ngoài ra chiều rộng làn ảo còn phụ thuộc vào tốc độ của xe, giới tính người lái, tâm lý lúc điều khiển, có chở hàng hóa hay không…Trong đó tốc độ là nhân tố quyết định chính đến chiều rộng làn ảo, nên ở phạm vi nghiên cứu này, chiều rộng làn ảo được khảo sát phụ thuộc vào tốc độ của người lái xe

- Cách xác định chiều rộng làn ảo cho xe máy:

Chiều rộng làn ảo được xây dựng dưới dạng công thức phụ thuộc vào tốc độ như sau:

: chiều rộng làn ảo cho xe máy đang xét tại thời điểm t a,b: là các hằng số tính toán được dựa vào phân tích hồi quy

: Vận tốc của xe đang xét tại thời điểm t.

Xác định ngưỡng khoảng cách với xe phía trước trong cùng làn ảo

Ngưỡng khoảng cách: Là khoảng cách tối thiểu với xe phía trước cùng làn ảo để đảm bảo các điều kiện cho người lái xe như: mức độ an toàn, tốc độ…Khi đạt tới ngưỡng khoảng cách, người lái xe sẽ phải buộc đưa ra quyết định xử lý của minh để đảm bảo điều kiện giao thông

Trong quá trình tham gia giao thông, người lái xe luôn luôn giữ một khoảng cách với xe phía trước, nhằm đảm bảo an toàn, phù hợp điều kiện lái xe của mình Dựa vào khoảng cách này mà người lái xe sẽ đưa ra những quyết định tiếp theo khi di chuyển Nếu khoảng cách với xe phía trước phù hợp với mình, vẫn đảm bảo được điều kiện lái xe của mình, người lái xe sẽ tiếp tục di chuyển trên làn này Còn nếu không, thời điểm này người lái xe phải buộc đưa ra những quyết định tiếp theo của mình Nếu tìm được làn ảo nào có khoảng cách thích hợp, người lái xe đó sẽ thực hiện chuyển làn, hoặc người

HVTH: Nguyễn Trường Minh Trang 32 lái xe sẽ phải giảm tốc độ để đảm bảo khoảng cách an toàn với xe phía trước, và tiếp tục di chuyển trên làn này

Hình 3.4 Khoảng cách với xe phía trước cùng làn ảo

Trong trường hợp người lái xe muốn vượt xe phía trước, hoặc chuyển sang làn lưu thông khác , thì người lái xe đó phải tính toán khi nào thì mình thực hiện chuyển làn, và khi đó, yếu tố ngưỡng khoảng cách là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng tới quyết định của người lái xe

- Cách xác định ngưỡng khoảng cách với xe phía trước cùng làn ảo:

Có nhiều nhân tố ảnh hưởng đến ngưỡng khoảng cách, nhưng trong đó, nhân tố chính ảnh hưởng đến ngưỡng khoảng cách là vận tốc Có hai vận tốc ảnh hưởng đến ngưỡng khoảng cách đó là: vận tốc người lái xe đang xét, vận tốc xe phía trước Trong đó đóng vai trò chủ đạo và quan trọng đó là vận tốc của chính người lái xe đang xét Người lái xe sẽ tăng hay giảm tốc độ của mình để hiệu chỉnh khoảng cách với xe phía trước

Ngưỡng khoảng cách còn lại được xây dựng dưới dạng công thức phụ thuộc vào vận tốc như sau:

: Ngưỡng khoảng cách tại thời điểm t a,b,c: là các hằng số tính toán được dựa vào phân tích hồi quy

: Vận tốc của lái xe đang xét tại thời điểm t

: Vận tốc của xe phía trước cùng làn ảo tại thời điểm t.

Xác định khoảng cách tối ưu liền trước, tối ưu liền sau với xe ở làn bên cạnh

Khi người lái xe muốn thực hiện chuyển làn, việc đầu tiên người lái xe cần quan tâm đó là tìm làn thích hợp với mình để chuyển làn Khi đó người lái xe phải đối mặt với rất nhiều khoảng cách giữa hai xe liền kề nhau do cách xe di chuyển cùng chiều với nhau tạo ra (ở làn bên cạnh) Dựa trên khả năng phán đoán của mình mà họ đưa ra những quyết đinh về những khoảng cách đó, xem khoảng cách nào được chấp nhận, có thể thực hiện được quá trình chuyển làn thành công, an toàn Và khoảng cách nào bị từ chối, không thể thực hiện chuyển làn Để lựa chọn được khoảng cách thích hợp với điều kiện lưu thông của mình, người lái xe phải tính toán các khoảng cách dựa trên hai yếu tố như: khoảng cách liền sau X1 là khoảng cách của xe đang xét với xe phía sau ở làn bên cạnh, và khoảng cách liền trước X2 là khoảng cách của xe đang xét với xe phía trước ở làn bên cạnh Khoảng cách nào thỏa mãn được đồng thời hai yếu tố này thì khoảng cách đó sẽ được lựa chọn và lái xe sẽ tiến hành quá trình chuyển làn

Khi tính toán các khoảng cách, người lái xe lựa chọn khoảng cách phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó yếu tố tốc độ được coi là quan trọng nhất và ảnh hưởng nhiều nhất đến quyết định lựa chọn Chính vì vậy, phạm vi nghiên cứu của đề tài đã tập trung nghiên cứu về mối quan hệ giữa tốc độ và khoảng cách lựa chọn Các khoảng cách mà lái xe lựa chọn là những cảm nhận chủ quan của mỗi người, tùy thuộc vào các yếu tố như giới tính, độ tuổi, tính cách, tốc độ của các xe xung quanh và tốc độ của chính xe mình.

HVTH: Nguyễn Trường Minh Trang 34 của họ về khoảng cách là khác nhau, vì vậy tương ứng với mỗi tốc độ thì có nhiều khoảng cách khác nhau được chấp nhận

Hình 3.5 Khoảng cách liền trước, liền sau

Vì các khoảng cách mà lái xe lựa chọn là đa dạng, không có một khoảng cách rõ ràng nào cho từng trường hợp cụ thể Cần phải có một khoảng cách tối ưu cho mỗi trường hợp riêng biệt Nên đề tài này ra đời là để nghiên cứu và tìm ra khoảng cách tối ưu liền trước, liền sau của mỗi xe, trong từng trường hợp cụ thể Có nhiều yếu tố ảnh hưởng tới sự lựa chọn khoảng cách của lái xe, trong đó thì tốc độ là nhân tố ảnh hưởng chính đến khoảng cách, vì vậy khoảng cách tối ưu liền trước , liền sau được xây dựng dưới dạng công thức phụ thuộc vào tốc độ của người lái xe và của xe liền trước, liền sau ở làn bên cạnh

- Khoảng cách tối ưu liền sau : Là khoảng cách với xe liền sau thích hợp nhất tương ứng với tốc độ của lái xe vào thời điểm đó, để lái xe có thể thực hiện nhập dòng an toàn, đảm bảo điều kiện lái xe của mình

Công thức xác định Khoảng cách tối ưu có dạng:

= + ∗ +∗ ∗ - Khoảng cách tối ưu liền trước : Là khoảng cách với xe liền trước thích hợp nhất tương ứng với tốc độ của lái xe vào thời điểm đó, để lái

HVTH: Nguyễn Trường Minh Trang 35 xe có thể thực hiện nhập dòng an toàn, đảm bảo điều kiện lái xe của mình Công thức xác định Khoảng cách tối ưu có dạng:

, , , , , : là những hằng số thu được dựa vào phân tích hồi quy

X , X : Khoảng cách tối ưu liền sau, liền trước với các xe ở làn bên cạnh

: Vận tốc của xe đang xét ở thời điểm t

, : Vận tốc của xe liền sau, liền trước ở làn bên cạnh tại thời điểm t.

Mô hình chấp nhận khoảng cách

Khi người lái xe xác định được khoảng cách và khoảng cách đó thỏa mãn điều kiện về khoảng cách tối ưu thì lúc đó lái xe bắt đầu thực hiện chuyển làn Nếu không thỏa mãn điều kiện lái xe tiếp tục lưu thông ở làn hiện tại và chờ đợi những khoảng cách tiếp theo Để chuyển làn thì có hai cách để chuyển làn thành công, lái xe có thể tăng tốc, giảm tốc, giữ nguyên tốc để chuyển làn

+Trường hợp tăng tốc: Người lái xe quan sát những khoảng cách phía trước ở làn bên cạnh khi đã chọn được khoảng cách cho mình, lái xe quyết định tăng tốc lên đạt tới vận tốc phù hợp với vận tốc của dòng xe, khoảng cách tại làn đó

Khi cần giảm tốc, tài xế quan sát các khoảng cách phía sau, chờ đợi đến khi các khoảng cách phù hợp, trong thời gian chờ đợi này, tài xế có xu hướng từ từ giảm tốc độ hoặc dừng lại để lựa chọn khoảng cách.

+ Trường hợp giữ nguyên tốc độ: Người lái xe quan sát thấy khoảng cách ở bên cạnh mình, hoặc những khoảng cách ở phía trước (làn bên cạnh)

HVTH: Nguyễn Trường Minh Trang 36 phù hợp với vận tốc xe mình Lúc đó người lái xe sẽ giữ nguyên tốc độ và dần dần thực hiện chuyển làn

Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài này chỉ tập trung nghiên cứu vào trường hợp mà lái xe tăng tốc, giữ nguyên tốc độ để thực hiện chuyển làn

THU THẬP SỐ LIỆU

Khảo sát hiện trường

Khảo sát hiện trường nhằm thu thập thông tin, số liệu để phục vụ cho quá trình nghiên cứu Trong đề tài, xe máy là đối tượng được đem ra để nghiên cứu Do đó, việc tìm vị trí thích hợp để lấy dữ liệu là những nơi có dòng giao thông chính là xe máy, địa điểm được chọn lựa có lưu lượng xe vừa phải, không quá nhiều, hoặc không quá ít

Quá trình quay phim được thực hiện tại đường Nguyễn Văn Cừ, Quận 5 và Nguyễn Văn Lượng, Quận Gò Vấp (thành phố Hồ Chí Minh) Tại những đường này có lưu lượng giao thông vừa phải và cũng là những tuyến đường chính của thành phố

- Tại đường Nguyễn Văn Lượng: Địa điểm được chọn để thu thập số liệu tại khách sạn Hà Oanh, khách sạn Hà Oanh cách đường Nguyễn Oanh khoảng 300 m Máy quay phim được đặt tại lầu 6 Tại vị trí này có thể quay được toàn bộ chiều rộng đường Nguyễn Văn Lượng Đường Nguyễn Văn Lượng là đường 2 chiều có giải phân cách ở giữa, gồm có 4 làn xe

Thời gian quay phim được tiến hành từ lúc 4h30 chiều tới 6h30 chiều vào ngày 6/6/2012 Quá trình quay phim đã thu thập được 32 mẫu Khoảng cách chấp nhận khi lái xe thực hiện chuyển làn Tại đường Nguyễn Văn Lượng lưu lượng xe không nhiều, thường không xảy ra kẹt xe vào giờ cao điểm Vì lưu lượng xe không nhiều nên có nhiều khoảng trống để lưu thông Với điều kiện lái xe thoải mái như vậy nên lái xe ít thực hiện chuyển làn

Sơ đồ vị trí quay phim tại đường Nguyễn Văn Lượng được thể hiện ở hình vẽ sau:

HVTH: Nguyễn Trường Minh Trang 38 Đường Nguyễn Oanh

Hướng ra đường Thống Nhất Địa điểm quay phim KS Hà Oanh Đường Nguyễn Oanh Đường Lê Hoàng Phái Đường Nguyễn Văn Lượng

Hình 4.1 Địa điểm quay phim tại đường Nguyễn Văn Lượng

- Tại đường Nguyễn Văn Cừ:

Tại đường Nguyễn Văn Cừ, quá trình thu thập số liệu được tiến hành tại khách sạn Tân Hoàng Long, địa điểm này cách ngã tư Nguyễn Văn Cừ - Trần Hưng Đạo khoảng 200m Máy quay phim được đặt tại lầu 7, có thể quay phim toàn bộ chiều rộng đường Nguyễn Văn Cừ Đường Nguyễn Văn Cừ là đường 2 chiều gồm có 6 làn xe, có giải phân cách ở giữa

Thời gian quay phim được tiến hành từ 1h46 chiều tới 6h30 chiều ngày 07/06/2012 Quá trình quay phim thu được 437 mẫu Khoảng cách chấp nhận khi lái xe thực hiện chuyển làn Tại đây lưu lượng xe lưu thông khá nhiều, nhưng do đường rộng, nên vẫn đảm bảo được điều kiện lưu thông, thỉnh thoảng mới xảy ra tình trạng kẹt xe Với lượng lưu thông càng nhiều thì càng có ít khoảng trống trên đường, do đó lái xe sẽ thực hiện chuyển làn nhiều để đảm bảo điều kiện giao thông của mình

Sơ đồ vị trí quay phim tại đường Nguyễn Văn Cừ được thể hiện ở hình vẽ sau:

Hình 4.2 Địa điểm quay phim tại đường Nguyễn Văn Cừ

Đặc trưng hình học xe máy tại Việt Nam

Phương tiện giao thông chính phục vụ cho nhu cầu đi lại trong thành phố của người dân hiện nay là xe máy Trước một thị trường rộng lớn như vậy, đã có rất nhiều loại xe máy được sản xuất, hoặc nhập khẩu vào Việt Nam Hiện nay, có hai dòng xe chính có mặt tại Việt Nam là xe tay ga và xe số với nhiều chủng loại, mẫu mã, kích thước rất đa dạng

Thực tế, khi tham gia giao thông bằng xe máy, có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng tới hành vi ứng xử của người điều phương tiện giao thông Một trong những yếu tố có ảnh hương không ít tới những hành vi đó là kích thước của loại xe máy mà người lái xe điều khiển Chính vì vậy, đặc trưng hình học của

HVTH: Nguyễn Trường Minh Trang 40 các loại xe máy được quan tâm, và có ảnh hưởng tới chọn lựa dữ liệu để nghiên cứu Trong đó, hai nhân tố chính ảnh hưởng tới hành vi ứng xử của người lái xe đó là: Chiều rộng và chiều dài xe máy

Hình 4.3 Đặc trưng hình học xe máy

- C: Chiều cao xe máy - R: Chiều rộng xe máy - D: Chiều dài xe máy

Hiện nay trên thị trường có mặt hai dòng xe chính là xe tay ga và xe số

Kích thước của các loại xe này cũng rất đa dạng Các thông số về đặc trưng hình học của một số loại xe phổ biến đã được thu thập và tổng hợp ở bảng sau:

Loại xe Chiều dài (mm) Chiều rộng (mm)

Bảng 4.1 Kích thước các loại xe phổ biến

Nhìn vào bảng thống kê, dễ dàng nhận thấy kích thước của các loại xe là đa dạng, không giống nhau Nhưng chiều dài của các loại xe này thường giao động xung quanh 1.885 m, chiều rộng giao động xung quanh 0.7 m Xe có chiều dài nhất là 2.020 m, xe có chiều rộng nhất là 0.765 m Qua việc nghiên cứu cho thấy: các thông số về chiều dài và chiều rộng của mỗi xe sẽ ảnh hưởng tới quá trình tham gia giao thông của lái xe Xe càng dài, càng rộng thì lái xe càng có xu hướng tìm những khoảng cách lớn hơn so với những lái xe điều khiển xe có kích thước nhỏ gọn.

Thu thập số liệu

Để thu thập số liệu phục vụ cho nghiên cứu, một số phương tiện đã được sử dụng bao gồm: bình sơn, thước, máy kinh vĩ điện tử, máy quay phim Xác định các điểm chuẩn trong khung hình là việc đầu tiên và không kém phần quan trọng, quá trình này nếu được tiến hành chính xác, sẽ giảm thiểu được sai số, cho ra số liệu một cách chính xác nhất Đó là lý do tại sao máy kinh vĩ điện tử đã được sử dụng ở trong nghiên cứu này

HVTH: Nguyễn Trường Minh Trang 42 Để xây dựng các điểm chuẩn trên mặt đường, cần phải có tối thiểu 2 người cùng thực hiện Trong phạm vi Luận văn này, tác giả cùng với một người hỗ trợ đã đo đạc, xác định các điểm chuẩn Đầu tiên, một trong 4 điểm chuẩn có tọa độ (x,y) sẽ được đánh dấu trước bằng bình sơn Sau đó, đặt máy kinh vĩ điện tử vào vị trí này, từ đó hai cạnh của hình chữ nhật sẽ được xây dựng thông qua chức năng ngắm tuyến và đo góc của máy kinh vĩ điện tử, kết hợp với thước dây sẽ thu được 4 điểm chuẩn của khung hình Máy quay sẽ được đặt tại vị trí lầu 6,7, có góc quay rộng, bao quát được hết 4 điểm chuẩn vừa đánh dấu trên mặt đường

Dựa các điểm chuẩn này thì mới xác định được vị trí, vận tốc của từng xe khi di chuyển Qua quá trình xem lại video và sử dụng chương trình Sev sẽ xác định được các trường hợp chuyển làn, khoảng cách giữa các xe

Lần lượt 4 điểm chuẩn X1, X 2 ,X 3 ,X 4 của hình chữ nhật đã được xác định trên đường, đối với địa điểm ở đường Nguyễn Văn Cừ 4 điểm chuẩn này tạo nên hình chữ nhật có cạnh dài là 15 m, cạnh ngắn là 13m; ở đường Nguyễn Văn Lượng có cạnh dài là 16 m, cạnh ngắn là 14.9 m Những điểm chuẩn này được thể hiện trong khuôn hình là những chấm màu đỏ và được chú thích như trong hình sau:

Tại đường Nguyễn Văn Cừ tọa độ các điểm chuẩn được thiết lập lần lượt là: X1 (0,0), X 2 (15,0), X 3 (15,13), X 4 (0,15)

Hình 4.4 Tọa độ các điểm chuẩn tại đường Nguyễn Văn Cừ

Tọa độ các điểm chuẩn tại đường Nguyễn Văn Lượng được thiết lập lần lượt là: X1(0,0), X 2 (16,0), X 3 (16 , 14.9), X 4 (0 , 14.9)

Hình 4.5 Tọa độ các điểm chuẩn tại đường Nguyễn Văn Lượng

Sau khi xác định 4 điểm chuẩn, quá trình quay phim sẽ được tiến hành, ghi lại toàn bộ quá trình di chuyển của các xe Thời điểm quay phim là vào lúc có lưu lượng xe từ trung bình tới cao điểm

Một số hình ảnh thể hiện quá trình xác định các điểm chuẩn trên đường:

Hình 4.6 Đánh dấu điểm chuẩn bằng bình sơn xịt

Hình 4.7 Ngắm tuyến xác định hướng và góc của các cạnh hình chữ nhật

Hình 4.8 Dùng thước để đo khoảng cách giữa hai điểm chuẩn

4.3.1 Thu thập số liệu làn ảo xe máy:

Chiều rộng làn ảo của mỗi xe là khoảng cách an toàn giữa xe mình và xe trước cùng làn Khoảng cách này tùy thuộc vào điều kiện giao thông như tốc độ, mật độ xe, điều kiện đường Lái xe cần duy trì khoảng cách an toàn với xe trước bằng cách tuân thủ khoảng cách theo luật giao thông và căn cứ vào các yếu tố như tốc độ, tình hình giao thông, điều kiện thời tiết.

Hình 4.9 Chiều rộng làn ảo

HVTH: Nguyễn Trường Minh Trang 48 Để thu thập được số liệu làn ảo xe máy, đầu tiên cần xác định những cặp xe đi song song Mặt khác, muốn có được số liệu chính xác và giảm được những mẫu ít ý nghĩa thì cần phải tập chung nghiên cứu vào những cặp xe hội tụ những điều điều kiện sau:

- Đi song song với nhau theo phương Ox khoảng 10 m

- Độ lệch vận tốc giữa hai xe không được vượt quá 1.4 m/s

- Không có xe nào xen vào giữa hai xe đi song song với nhau

Sau đó, thông qua chương trình SEV tiến hành xác định vị trí của xe đang xét, với xe đang đi song song trong khoảng thời gian cách nhau là 0.1 s

Sử dụng chương trình này sẽ giúp cho việc thu thập các thông số cần thiết như tọa độ, vận tốc của hai xe đang nghiên cứu

Ngoài ra, dựa vào đặc trưng hình học của các loại xe máy phổ biến có tại Việt Nam và để thiên về an toàn, quá trình lựa chọn mẫu sẽ lọc bỏ các mẫu sai, mẫu tương quan ít, để có được mô hình chính xác nhất

4.3.2 Thu thập số liệu Ngưỡng khoảng cách:

Trong quá trình tham gia giao thông, với điều kiện lái xe thoải mái, không bị ảnh hưởng bởi các nhân tố xung quanh, phía trước không có vật cản thì người lái xe có xu hướng là tiếp tục di chuyển trên làn ảo của mình Mọi hành động thay đổi về tốc độ hay là chuyển làn chỉ xảy ra khi làn ảo hiện tại không thỏa mãn được điều kiện lái xe của họ

- Quá trình thu thập số liệu Ngưỡng khoảng cách cho từng trường hợp cụ thể được thể hiện như sau: Đầu tiên cần xác định được thời điểm người lái xe phải thực hiện chuyển làn, hay giảm tốc độ trước một khoảng an toàn với xe phía trước Sau đó xác định 2 điểm chính trong khuôn hình: điểm đầu của người lái xe đang xét và điểm cuối ở đuôi xe của xe phía trước Sau đó, thông qua chương trình SEV sẽ thu những thông số về tọa độ, vận tốc của hai xe trong những khoảng thời gian Dt=0.1s

Hình 4.10 Xác định Ngưỡng khoảng cách

4.3.3 Thu thập số liệu khoảng cách tối ưu liền trước , liền sau :

Khi người lái xe có nhu cầu thực hiện chuyển làn, việc đầu tiên họ cần phải quan tâm là đánh giá các khoảng cách liền kề do các xe tạo ra ở làn bên cạnh Những đánh giá của họ là tính toán về các khoảng cách liền trước và liền sau, nếu chấp nhận đồng thời hai khoảng cách đó thì lái xe sẽ thực hiện chuyển làn

HVTH: Nguyễn Trường Minh Trang 50 Để tính toán và thống kê được các khoảng cách mà lái xe đã chấp nhận ở trong video Đầu tiên cần xác định được thời điểm người lái xe bắt đầu thực hiện chuyển làn ảo của mình sTiếp theo, cần phải xác định 3 điểm trong khuôn hình: điểm đầu của người lái xe đang xét, điểm cuối ở đuôi xe của xe phía trước, điểm đầu ở đầu xe phía sau Thông qua chương trình SEV sẽ thu được các thông số về tọa độ và vận tốc của các xe ở thời điểm này Sau đó xác định tọa độ và vận tốc của các xe ở thời điểm tiếp theo

Hình 4.11 Xác định khoảng cách liền trước, liền sau

NHỮNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐẠT ĐƯỢC

Chiều rộng làn ảo

Trong quá trình thu thập số liệu thì số liệu thô được thu thập từ những cặp xe di chuyển song song với nhau ở những đoạn clip đã quay phim trước đó Thông qua phần mềm excel, dữ liệu thô này được thể hiện dưới dạng biểu đồ và có đường hồi qui thể hiện mối tương quan của các dữ liệu thô Nhưng chỉ với những số liệu thô này thì mô hình được tạo ra chưa chính xác và chưa có được độ tin cậy cao Vì vậy, cần phải hiệu chỉnh số liệu thô để có được số liệu hoàn chỉnh nhất Quá trình hiệu chỉnh số liệu thô được tiến hành bằng cách loại bỏ các số liệu sai, các số liệu ít tương quan dựa trên đường hồi quy tuyến tính của vận tốc và chiều rộng làn ảo

Hình 5.1 Các mẫu sai,ít tương quan

Sau khi loại bỏ các số liệu sai và không liên quan, nghiên cứu đã thu được 70 mẫu chuẩn Những mẫu chuẩn này được sử dụng để xây dựng mô hình dự đoán, giúp tăng độ chính xác so với mô hình được xây dựng từ số liệu ban đầu Hình bên dưới minh họa các mẫu chuẩn được thu thập.

Hình 5.2 Biểu đồ vận tốc – Chiều rộng làn ảo

Nhằm tăng tính chính xác cho mô hình, tác giả đã lựa chọn phương trình đường thẳng qua hai điểm thấp nhất của biểu đồ để thể hiện mối tương quan giữa Vận tốc người lái xe với Chiều rộng làn ảo Hai điểm thấp nhất này được lựa chọn ra từ tập hợp những điểm thấp nhất Sao cho khi thể hiện đường thẳng đại diện sẽ không có điểm nào nằm dưới đường thẳng đại diện này Hai điểm thấp nhất được lựa chọn có tọa độ là: Điểm A(5.049; 0.81), điểm B(7.519; 0.847) Khi đó, Chiều rộng làn ảo sẽ được tính như sau:

Như vậy, quan hệ giữa vận tốc người lái xe với Chiều rộng làn ảo là tuyến tính, vận tốc người lái xe càng tăng lên thì đòi hỏi phải có Chiều rộng làn ảo phải tăng lên, nếu vận tốc giảm thì chiều rộng làn ảo yêu cầu cũng giảm theo Do đó, mô hình này phù hợp với điều kiện thực tế Và ở thực tế, khi lái xe điều khiển với vận tốc cao thì người lái xe có xu hướng tạo một khoảng cách an toàn lớn đối với những xe xung quanh, nhằm tạo cảm giác thoải mái và an toàn cho chính mình

Mỗi khi Vận tốc tăng thêm 1m/s, mô hình dự đoán Chiều rộng làn ảo sẽ tăng thêm 0.015 m

Giá trị (+0.734) chỉ ra rằng mô hình dự đoán Chiều rộng làn ảo là luôn dương và đạt giá trị nhỏ nhất là 0.734 m, trong trường hợp vận tốc bằng 0.

Ngưỡng khoảng cách

Sau khi lọc bỏ dữ liệu sai, nghiên cứu thu được 121 mẫu khoảng cách với xe phía trước Phân tích hồi quy dữ liệu trên phần mềm Excel cho kết quả cụ thể như sau:

- Độ tin cậy : R 2 = 0.573 - Bảng phân tích phương sai: df SS MS F Significance F

Bảng 5.1 Bảng phân tích phương sai ngưỡng khoảng cách

- Bảng phân tích hồi quy:

Coefficients Standard Error t Stat P-value

Bảng 5.2 Bảng phân tích hồi quy ngưỡng khoảng cách

Với kết quả thu được ở trên, Ngưỡng khoảng cách được xây dựng dưới dạng công thức như sau:

= 2.79−0.084 ∗ + 0.074∗ (5.2) + Kiểm định mô hình với độ tin cậy 95% (α = 5%):

- Hệ số tự do a: t stat = 25.516 > t 0.05 = 1.96 (P V = 4.415.10 -50 < α = 0.05) è Hệ số tự do a có ý nghĩa

|t stat |= 8.775 > t 0.05 = 1.96 (P V = 1.463.10 -14 < α = 0.05) è Hệ số b có ý nghĩa

- Hệ số ccủa biến : t stat = 7.651 > t 0.05 = 1.96 (P V = 5.75.10 -12 < α = 0.05) è Hệ số c có ý nghĩa

F S = 1.011.10 -22 < α = 0.05 è Phương trình hồi quy thích hợp

HVTH: Nguyễn Trường Minh Trang 55 ð Vậy Ngưỡng khoảng cách có liên quan tuyến tính với vận tốc xe đang xét và vận tốc của phía trước

Khi tăng vận tốc đầu V0 thêm 1 m/s, mô hình dự đoán ngưỡng khoảng cách đến xe phía trước sẽ giảm 0,084 m, giả định các yếu tố khác không đổi Điều này cho thấy vận tốc đầu đóng vai trò quan trọng trong việc xác định ngưỡng khoảng cách an toàn.

+ Khi vận tốc Vpt của xe phía trước tăng thêm 1m/s, mô hình dự đoán ngưỡng khoảng cách với xe phía trước đó sẽ tăng thêm 0.074 m, trong điều kiện các yếu tố khác không đổi

+ Giá trị |a1|= 0.084 > |a 2 | = 0.074 nên mức độ ảnh hưởng của vận tốc xe đang xét tới mô hình là nhiều hơn so với vận tốc của xe phía trước, tuy nhiên cũng không chênh lệch nhiều.

Khoảng cách tối ưu liền trước

Sau khi loại bỏ các mẫu sai thì đã thu được 142 mẫu khoảng cách liền trước Từ những mẫu này thông qua phân tích hồi quy Data Analysis của phần mềm excel đã thu được những kết quả sau:

- Độ tin cậy: R 2 = 0.601 - Bảng phân tích phương sai: df SS MS F Significance F

Bảng 5.3 Bảng phân tích phương sai khoảng cách tối ưu liền trước

Bảng 5.4 Bảng phân tích hồi quy khoảng cách tối ưu liền trước

Với kết quả thu được ở trên, Khoảng cách tối ưu liền trước được xây dựng dưới dạng công thức như sau:

= 3.958−0.117 ∗ + 0.115∗ (5.3) + Kiểm định mô hình với độ tin cậy 95% (α = 5%):

- Hệ số tự do b0: t stat = 17.3 > t 0.05 = 1.96 (P V = 1.418.10 -36 < α = 0.05) è Hệ số tự do b0 có ý nghĩa

|t stat |= 8.339 > t 0.05 = 1.96 (P V = 6.331.10 -14 < α = 0.05) è Hệ số b1 có ý nghĩa

- Hệ số b2 của biến : t stat = 6.237 > t 0.05 = 1.96 (P V = 4.96.10 -9 < α = 0.05) è Hệ số b2 có ý nghĩa

HVTH: Nguyễn Trường Minh Trang 57 ð Vậy Khoảng cách tối ưu liền trước có liên quan tuyến tính với vận tốc xe đang xét và vận tốc của xe liền trước

+ Khi vận tốc V0 của xe đang xét tăng thêm 1m/s, mô hình dự đoán Khoảng cách tối ưu liền trước sẽ bị giảm đi 0.117 m, trong điều kiện các yếu tố khác không đổi

+ Khi vận tốc V2 của xe liền trước tăng thêm 1m/s, mô hình dự đoán Khoảng cách tối ưu liền trước sẽ tăng thêm 0.115 m, trong điều kiện các yếu tố khác không đổi

So với vận tốc xe liền trước, vận tốc xe đang xét có mức độ ảnh hưởng lớn hơn tới mô hình (giá trị b1 > b2) Tuy nhiên, mức chênh lệch không đáng kể.

Khoảng cách tối ưu liền sau

Sau khi loại bỏ các mẫu sai thì đã thu được 134 mẫu khoảng cách liền sau Từ những mẫu này thông qua phân tích hồi quy Data Analysis của phần mềm excel đã thu được những kết quả sau:

- Độ tin cậy R 2 = 0.61 - Bảng phân tích phương sai: df SS MS F Significance F

Bảng 5.5 Bảng phân tích phương sai khoảng cách tối ưu liền sau

Bảng 5.6 Bảng phân tích hồi quy khoảng cách tối ưu liền sau

Với kết quả thu được ở trên, Khoảng cách tối ưu liền sau được xây dựng dưới dạng công thức như sau:

= 1.489 + 0.175 ∗ −0.143 ∗ (5.4) + Kiểm định mô hình với độ tin cậy 95% (α = 5%):

- Hệ số tự do a 0 : t stat = 5.035 > t 0.05 = 1.96 (P V = 1.536 -6 < α = 0.05) è Hệ số tự do a 0 có ý nghĩa

|t stat |= 9.486 > t 0.05 = 1.96 (P V = 1.358.10 -16 < α = 0.05) è Hệ số a1 có ý nghĩa

- Hệ số a2 của biến : t stat = 5.608 > t 0.05 = 1.96 (P V = 1.151.10 -7 < α = 0.05) è Hệ số a2 có ý nghĩa

Khoảng cách an toàn giữa các xe là khoảng cách tối ưu theo sau liên quan tuyến tính đến tốc độ xe đang xét và tốc độ xe liền trước Nói cách khác, khi tốc độ xe tăng, khoảng cách an toàn cũng cần tăng tương ứng để đảm bảo an toàn khi lưu thông.

+ Khi vận tốc V0 của xe đang xét tăng thêm 1m/s, mô hình dự đoán Khoảng cách tối ưu liền sau sẽ tăng lên 0.175 m, trong điều kiện các yếu tố khác không đổi

Khi vận tốc xe liền trước V1 tăng 1m/s, mô hình dự đoán Khoảng cách tối ưu giữa xe đi sau sẽ giảm 0,143m.

+ Giá trị |a 1 |= 0.175 > |a 2 | = 0.143 nên mức độ ảnh hưởng của vận tốc xe đang xét tới mô hình là nhiều hơn so với vận tốc của xe liền sau

Tiêu đề	Nghiên cứu về khoảng cách chấp nhận khi thực hiện chuyển làn tại một số tuyến đường ở Tp. Hồ Chí Minh
Tác giả	Nguyễn Trường Minh
Người hướng dẫn	TS. Chu Công Minh
Trường học	Đại học Quốc gia Tp. HCM
Chuyên ngành	Kỹ thuật xây dựng
Thể loại	Luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản	2012
Thành phố	Tp. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	78
Dung lượng	1,21 MB