NGHIÊN CỨU VỀ KHẢ NĂNG THÔNG HÀNH VÀ VẤN ĐỀ SỬ DỤNG NÚT GIAO THÔNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG TÍN HIỆU ĐÈN TRONG CÁC ĐÔ THỊ VIỆT NAM

KNTH của NGT là suất dòng lớn nhất mà xe và ngư¬ời có thể thông qua nút trên một làn hay một nhóm làn trong một đơn vị thời gian d¬ưới đkđ, đkgt và tcgt nhất định

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG

PHAN CAO THỌ

NGHIÊN CỨU VỀ KHẢ NĂNG THÔNG HÀNH VÀ VẤN ĐỀ

SỬ DỤNG NÚT GIAO THÔNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG TÍN HIỆU ĐÈN TRONG CÁC ĐÔ THỊ VIỆT NAM

Chuyên ngành: Xây dựng đường ôtô và đường thành phốMã số: 2.15.08

LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học:

1 GS.TS Đỗ Bá Chương

Kết cấu LA: 162 trang A4: Mở đầu, 4 chương nội dung, phần kết luận, 35 bảng, 32 hvẽ+đồ thị; 169 trang phụ lục ( phụ lục 1,2,3,4)

TỔNG QUAN VỀ NGT ĐK VÀ CÁC PP TÍNH KNTH NGTĐK

PHÂN LOẠI NGT: Theo cấu tạo và theo TCĐKGT > sự phổ biến của NGT ĐK

trong đó NGTĐKBTHĐ là phổ biến hơn cả (thế giới và nước ta)

TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH KNTH

ĐN: KNTH của NGT là suất dòng lớn nhất mà xe và người có thể thông qua nút trênmột làn hay một nhóm làn trong một đơn vị thời gian dưới đkđ, đkgt và tcgt nhất định

CÁC HƯỚNG NC VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG

MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TRÊN TG VÀ TRONG NƯỚC

Lý thuyết và LT + TN

Mỹ (HCM 2000): TWSC - 2 nhánh dừng (chính - phụ) và AWSC - tất cả các nhánhdừng (N.cứu gốc ở Đức) Các xe trên đ.phụ tận dụng triệt để Dt của các xe chạy liêntục trên đ.chính để cắt, nhập vào dòng, khi Dt ³ Dtcn thì xe trên đ phụ mới vàođựơc (1.2)

Nga: E.M Lobanov cho nút ưu tiên chính phụ, trên cơ sở các xe đường phụ tận

dụng Dt của dòng trên đ chính để nhập hoặc cắt DX trên đ chính tồn tại 3 nhóm

B.A Goocman: Giao nhau cùng cấphạng, không ưu tiên, luân phiên nhau

(xcqđ/h/2làn).Pnd=1200xcqđ/h/2làn (ptr%= pph%)

M.C Fiselson: NGTĐKBTHĐ từ 2 giảthiết: Các xe dừng hẳn chờ tx;

đi chậm không dừng vào nút cùng V, cách đều nhau Dt:

P1làn= 3600(tx-ta )/tq.Tck (xe/hlàn)

ĐV

Pha 1Pha 2

7 8 9

12 11 10STOP

Đường chínhĐường phụ

1 2 3 7 8 9

Xung độtĐối

Xung đột

Nhánh xét

S = 494 Wm - 1907; (xcqđ/hx), có trạm bus, wm(m)

Trung quốc: 2 nhóm

Nhóm 1: Tính KNTH của nút thông qua việc phân tích xe qua vạch dừngNhóm 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) Sni; trong đó Sni là số xe trên các hướng qua điểm x.độtMỘT SỐ KẾT QUẢ NC Ở VIỆT NAM

1980 NC của GS Đỗ Bá Chương về QLCĐ của DX có nhiều nhóm tốc độ trên ờng 2 làn xe nói chung.

đư-1991 NC của GS Dương Học Hải và TS Nguyễn Quang Đạo về KNTH NGT và ường đô thị nhiều xe 2 bánh (xe đạp) ở Hà Nội.

đ-1990-1993 NC của GS Lâm Quang Cường, PGS Lưu Đức Hải về dòng xe đạp trongđô thị nước ta.

1993 NC của TS Vũ Gia Hiền về KNTH của đường QL 2 làn xe trong đk xe đạp đi chung.

1994 NC của TS Trần Danh Lợi về tiêu chuẩn dùng đèn và ảnh hưởng của xe đạp đến TCK NGT độc lập Hà Nội.

đường phố ở Hà Nội.

MỘT SỐ NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN

1 PP TÍNH KNTH CÁC NƯỚC DBH, LẤY DÒNG XE CON LÀM CHUẨN, SỬ DỤNG CÁC HỆ SỐ QUI ĐỔI MỖI NƯỚC CÓ KHÁC NHAU.

2 THỰC TẾ DX NƯỚC TA (hỗn hợp, mật độ đông, không ổn định) T KHẢO CÁC KQNC DỰA TRÊN NHỮNG TIẾN BỘ MỚI > TIẾP CẬN NC CỦA ĐỀ TÀI.

3 KHẲNG ĐỊNH HƯỚNG ĐI CHO MỘT LĨNH VỰC NC P CỦA CÁC TÁC GIẢ ĐI TRƯỚC VÀ SAU NÀY LUÔN LÀ SỰ CẦN THIẾT

4 HƯỚNG NC: TN HOÀN TOÀN + XD PHẦN MỀM T.Br > GIẢI QUYẾT NHIỀU NỘI DUNG NC.

NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG CỦA DÒNG XE TRÊN NGTĐKBTHĐ

KHÁI QUÁT CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA DX:

10 đặc trưng (bảng 2.1), LA lựa chọn 5 đặc trưng chính đại diện PP TN trạm cố định + ppchuyên gia (quan sát động)

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU:

1 Thành phần DX p(%): tỷ lệ % các loại xe khác nhau trong dòng (16 nút - 30 n.dẫn, 4,5/2001 và 3,12/2003)

XE MÁYXE ĐẠPXE CONXE BUÝT

70 - 8015 - 207.0 - 124.0 - 16

75 - 8515 - 253.0 - 7.02.5 - 5.0

65 - 7525 - 301.5 - 4.01.0 - 2.0

70 - 8030 - 350.8 - 2.4

< 1.0

XE T.NHẸ5.0 - 8.02.0 - 5.01.0 - 3.0< 1.0

2 Qu·ng gi÷a c¸c xe: xác định ảnh chụp, camera + kiểm chứng và tính toán hình họcở 3 đoạn.

3 LLXC: (xe/h), hàng chờ Lch = f (B,p, tín hiệu đk); Hànội (>100m), ĐN (pbiến 30-45)

 Cùng một cùng một lượng GT nhất định mà Bndlớn à Lchờ ngắn hơn, ngược lại (nhóm

III,IV)àXem xét quan hệ P-B, Lchờ cần thiết

KẾT LUẬN CHUNG ( 4 )

1 THÀNH PHẦN DềNG XE pi(%)

2 LLXC TRấN CÁC NHÁNH DẪN, LCHỜ (m)

3 MẬT ĐỘ q(xe/m2), QUÃNG CÁCH Dt (Ds), khụng gian động D(m2).

4 THAY ĐỔI VTBi TRƯỚC, TRONG VÀ SAU NÚT THEO CÁC HƯỚNG RẼ.

Hỡnh 2.4 Biểu đồ tốc độ trung bỡnh của dũng xe trờn NGT nhúm II

PHƯƠNG PHÁP LUẬN VÀ CÁC KẾT QUẢ NC VỀ KNTH CỦA NGTĐKBTHĐ

CƠ SỞ PP LUẬN: (TG, trong nước) Hỡnh 3.1: Quan niệm về DBH ( ), ( -)

0 30

L (m)

L (m)

0 30

V (Km/h)

Dòng xe đạp

L (m)

: Dòng ph ơng tiện tr ớc hoặc sau nút

: Dòng ph ơng tiện rẽ phải trong nút

: Dòng ph ơng tiện đi thẳng trong nút

: Dòng ph ơng tiện rẽ trái trong nút

0 10 20 30 40 50 60 thời gian xanh

(s)

2000150010005000

 Nhận xét ( DBH phục vụ tính P, S0 =(1800-2000), Sttế=f(đkđ,gt,th), phải đổi xe, pp Kh.sát,NC TN là khả thi)

NGHIÊN CỨU QUI ĐỔI DX

5 PP qui đổi (PDÒNG , V, DT; q, phân tích N của 2 dòng) Phân tích đánh giá

20 kqnc/ 19nước (TG và ta) bảng 3.2 (trang 81) + TTế DX ta -> sử dụng 3 PP đầu: 1 Theo KNTH: a=0.17-0.25 khi Vtb = 17-21km/h,

a=0.25-0.31 khi Vtb = 21-30km/h, ứng với pxm= 65-75%

2 Theo VTB: bảng 3.3 ( p 82) so sánh tỷ số V của các loại ph.tiện:

Vxc= (0.91- 1.05) Vxm =17-21km/h, Vxđ= (0.61- 0.70) Vxm =11-14km/h

3 Theo D: Bảng 3.4(p 84) so sánh DLT với DTTế

Lý thuyết: Dxm : Dxđ : Dxc= 1: 0.67: 1.67

Thực tế : Dxm : Dxđ : Dxc= 1: 0.72: 3.90

Kiến nghị điều kiện qui đổi

ă Các nút nhóm III, IV có pôtô < 15% à nên qui đổi dhh về xmqđ, ă Các nút nhóm I,II, III có pôtô > 15% à nên qui đổi dhh về xcqđ,

Bảng 3.5 Kiến nghị các hệ số qui đổi DX thực tế

Phương tiệnHệ số qui đổi về dòng xe con quiđổi (xcqđ)

Hệ số qui đổi về dòng xe máy quiđổi (xmqđ)

Xe conXe đạp

4.00 – 5.000.80

Xe máyXe tải, buýt

0.20 - 0.25theo 20TCN 104-83

theo 20TCN 104-83

NC THỰC NGHIỆM VỀ DÒNG BÃO HOÀ

PP tiến hành: (ng.tắc, kỹ thuật đo)

NMẪU = (30 -36)

Dòng đạt LLBH tính N1, N2Dòng chưa LLBH (hình 3.4)

Xác định lượng xe TB thoát qua vạch trong t=2s

Hình 3.4 : Biểu đồ phân bố số xe qua vạch STOP trong từng khoảng thời gian 2 giây xanh.

tx (giây)tL2

txch

txsd

Hình 3.6 : Biểu đồ quan hệ giữa lưu lượng xe chạy qua vạch

STOP và thời gian xanh trong 1 chu kỳ đèn.

txch theo tổng tL(s), Y= 0.42t -1.5 dòng thuần Canada, tL1 =1-2(s)Kết quả (16 nút - 30 n.dẫn, 4,5/2001 và 3,12/2003)

BẮT ĐẦU

Nhập các thông số: Điều kiện đường Điều kiện giao thông Điều kiện tín hiệu

Đề xuất chu kỳ điều khiển Phương án iMô hình hoá hoạt động của dòng xe trên nút giao thông ứng với phương án i.

if J<M

KẾT THÚC

Hiệu chỉnh thời gian cho pha đèn Đánh dấu xe cuối cùng xuất hiện ở cuối thời gianT đỏ Dọn sạch nút Lưu kết quả lượt thử trước

t= t 2 Xuất ra kết quả

J= J + 1

i= i + 1 if i<

no

Mô tả các tham số và kết quả chương trình Traffic Brain (tham số tĩnh, động, tín hiệu)

Dòng xe hỗn hợ p qui đổi về xe máy P = 1315 B (xmqđ/h)

01000200030004000500060007000

Hình 3.20 Quan hệ Ktr với ptr dòng hh 2 làn (ptr = 0-25%)

3 ẢNH HƯỞNG CỦA L(M) GIỮA CÁC NÚT

Bảng 3.15 Khoảng cách tối thiểu L(m) nên dùng giữa các nút giaothông điều khiển bằng tín hiệu đèn trong đô thị nước ta.

350250300400450L (m)

Hình 3.22: Đồ thị khoảng cách tối thiểu nên dùng giữa các nút giao thông điều khiển bằng tín hiệu đèn ở đô thị nước taTCK=50s 3 TCK=60s 5 TCK =70s 7 TCK=80sTCK=55s 4 TCK=65s 6 TCK =75s

KẾT QUẢ NGHIấN CỨU ỨNG DỤNG

1 XÁC ĐỊNH MPV HIỆU QUẢ CỦA NGTĐKBTHĐ

LỰA CHỌN CHỈ TIấU ĐÁNH GIÁ MPV: CHỌN d VÀ Z (5 CƠ SỞ).

giới: Beckman 1956, Mc Neil 1968,Darroch, Miller, Webster, Newll - Allsop > Đề nghị mô hình tính toán d dựa theo Webster (đơn giản, phổ biến).

N (xe)

Dũng bóo hũa

A B

B

TCK- txch t0

Lchờ (m)

A

Hình 4.1 Mô phỏng dòng Đến và Đi ở NGTĐKBTHĐ Hình 4.2 Mô phỏng quá trình phát triển hàng chờ trên nhánh dẫn ở NGTĐKBTHĐ.

Thời gian tiêu tán DX trong hàng chờt0 x P = N (TCK - txch + t0)

 = txch/ TCK tỷ số t.gian xanh có hiệu

CHỈ TIÊU HỆ SỐ MĐPV Z =N/P (0 -1.0)

Kết quả tính toán TN 16 nút 30 nh.dẫn

Phương trình tương ứng dgh = 25 -55 xác địnhMĐPV tới hạn Zc:

0.9Z2 + 2dN Z + [0.9 TCK N (1-)2 - 2dN] = 0 (4.9)Kết quả > MPV hq NGTĐKBTHĐ

B=7-15m, dòng xcqđ d = 25 -55 (s); Z = 0.69 - 0.89

B=3-10m, dòng xmqđ d = 25 -55 (s); Z = 0.67 - 0.90

2.TÍNH TOÁN CHU KỲ VÀ PHÂN PHA TÍN HIỆU

N (xcqđ/h);

pôtô(%)

B n.dẫn B = (7-15)m

P =1315B (xmqđ/h) P = 395B (xcqđ/h)

B n.dẫn B = (3-10)mpôtô>15

Thiết kế tối ưu chu kỳ và phân

Kết thúc

Ví dụ: Nút giao thông Lê Duẩn - Lê Lợi Đà Nẵng

Thực tế hiện nay : TCK= 58s

Tác giả theo (3.11): TCKTối ưu = 50s (tx=24s, tv=3s, tđ= 23s) theo TBr : TCKTối ưu = 50,5s (tx=25s, tv=3s, tđ= 22,5s)

Lê Duẩn hướng SHLê Duẩn

Lê Lợi

IV