Nghiên cứu các đặc trưng của dòng giao thông hỗn hợp ở thủ đô Hà Nội

Khái niệm dòng xe là một khái niệm cơ bản trong các lý thuyết thiết kế công trình giao thông, nó là yếu tố cơ bản, đầu tiên phải xét đến trong lý thuyết dòng xe.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI HÀ NỘI

KHOA SAU ĐẠI HỌC

Chương 1: Mở đầu 3

Chương 2: Khái quát lý thuyết dòng xe [1] 5

I Khái niệm dòng xe 5

II Khái quát các lý thuyết dòng xe trên thế giới 5

1 Lý thuyết xe bám (Car following) 5

2 Mô hình tương tự dòng dịch thể 5

3 Nghiên cứu thực nghiệm của Greenhields 5

4 Sử dụng lý thuyết xếp hàng để nghiên cứu dòng xe 5

III Các yếu tố cơ bản của dòng xe 5

1 Tốc độ xe chạy 5

2 Mật độ, cường độ xe chạy 6

3 Lưu lượng 7

4 Giãn cách giữa các phương tiện 7

5 Thành phần dòng xe 7

Chương 3: Nghiên cứu xác định các tham số cơ bản của dòng giao thông hỗn hợp ở thủ đô Hà Nội [2] 8

I Khái quát về tình trạng giao thông ở thủ đô Hà Nội 8

1 Mạng lưới đường bộ 8

2 Đặc điểm giao thông Hà Nội 10

3 Tổng hợp 12

II Khảo sát dòng giao thông hỗn hợp ở thủ đô Hà Nội 12

III Phân tích, đánh giá, xác định các tham số cơ bản của dòng giao thông hỗn hợp ở thủ đô Hà Nội 18

IV Nhận xét dòng giao thông hỗn hợp ở thủ đô Hà Nội 21

Chương 4: Nghiên cứu những đặc trưng khác biệt của dòng giao thông hỗn hợp ở Hà Nội 21

I Loại hình phương tiện 21

II Đối tượng tham gia giao thông 22

III Các dạng vi phạm luật lệ giao thông 22

Chương 5: Kết luận 22

[4]: Giao thông Hà Nội 22

Chương 1: Mở đầu

Khái niệm dòng xe là một khái niệm cơ bản trong các lý thuyết thiết kế công trìnhgiao thông, nó là yếu tố cơ bản, đầu tiên phải xét đến trong lý thuyết dòng xe Trênthế giới vấn đề này được chú trọng nghiên cứu từ rất sớm và lý thuyết dòng xe từ khi

ra đời cho đến nay đã có những bước phát triển mạnh mẽ cùng với sự phát triển củatoán học, tin học và các ngành khoa học khác

Vấn đề “Nghiên cứu các đặc trưng của dòng giao thông hỗn hợp ở thủ đô Hà Nội”

là vấn đề không hoàn toàn mới, cái mới ở đây là trên cơ sở những gì đã được nghiêncứu trước đó chúng ta xét trong bối cảnh dòng giao thông hỗn hợp ở thủ đô Hà Nộivới một số đặc trưng khác biệt so với các dòng giao thông đã được khảo sát, từ đó tìm

ra những thông số phản ánh đầy đủ, chính xác dòng giao thông này nhằm sử dụngtrong quá trình quy hoạch, thiết kế, khai thác công trình giao thông một cách hợp lý

Lý thuyết dòng xe trên thế giới hiện nay chủ yếu xét dòng xe thuần nhất là xe con

do đó trong quá trình thiết kế, để áp dụng các lý thuyết sẵn có, người ta quy đổi cácloại phương tiện khác sang xe con và xem xét các yếu tố trong mối quan hệ qua lạivới dòng xe đã được quy đổi Thực tiễn cho thấy, đối với những dòng giao thông màphương tiện tham gia giao thông tương đối thuần nhất thì việc quy đổi như thế là hợp

lý Còn với dòng xe ở Hà Nội, có sự tham gia hỗn hợp của rất nhiều phương tiện ôtô,

xe máy, xe đạp, xe thô sơ… thì việc quy đổi như trên không phản ánh được chính xácdòng giao thông này

Việc quy đổi xe máy, xe đạp, xe ba gác… ra xe con chỉ hợp lý khi sự tham gia củacác phương tiện này trong dòng giao thông là có trật tự Trong khi dòng giao thông ở

Hà Nội là hỗn hợp, các phương tiện xe máy, xe đạp… luôn trộn lẫn với ôtô, kết quả làmọi không gian trên đường đều được sử dụng, năng lực thông hành của con đườngtheo đó cao hơn so với lý thuyết thiết kế nhưng chất lượng phục vụ lại thấp hơn nhiều.Tính chất dòng xe vì thế mà có sự thay đổi:

- Mật độ tăng

- Lưu lượng lớn hơn thiết kế

- Giãn cách giữa các phương tiện giảm

- Mức phục vụ thấp

- Xe máy chiếm một tỷ lệ lớn trong thành phần dòng xe

- Đường giao thông có nhiều khuyết tật và nhiều giao cắt.

- Thường xuyên có sự vi phạm giao thông

- Người tham gia giao thông rất đa dạng (mọi lứa tuổi, mọi trình độ điều khiểnphương tiện … cùng nhau tham gia giao thông)

- Tâm lý, ý thức tham gia giao thông rất kém…

Như vậy, cần có một nghiên cứu có tính chất hệ thống dòng giao thông hỗn hợp

ở thủ đô Hà Nội để giải quyết nhiều nội dung mà chúng ta vừa nêu Trong phạm vi

của một luận án thạc sỹ kỹ thuật, tôi tiến hành nghiên cứu vấn đề này trên cơ sởnghiên cứu tài liệu kết hợp với đo đạc quan sát thực tế

Mục đích: Xác định các tham số cơ bản của dòng giao thông hỗn hợp ở thủ đô Hà

Nội qua khảo sát một số tuyến giao thông trên địa bàn thành phố từ đó góp phần hoànchỉnh lý thuyết thiết kế và đề xuất những giải pháp quản lý khai thác giao thông đô thịhiệu quả hơn

Nội dung: Khái quát những vấn đề cơ bản của lý thuyết dòng xe, Nghiên cứu xác

định các tham số cơ bản của dòng giao thông hỗn hợp ở thủ đô Hà Nội từ đó chỉ ra sựkhác biệt của dòng giao thông này và đề xuất các phương hướng hoàn chỉnh lý thuyếtthiết kế, quản lý khai thác hệ thống giao thông đô thị

Chương 2: Khái quát lý thuyết dòng xe [1]

I Khái niệm dòng xe.

- Lý thuyết dòng xe: Lý thuyết dòng xe là khoa học nghiên cứu chất lượng dòng xe

dưới ảnh hưởng tác động qua lại giữa các xe trong dòng xe để đề xuất các giải pháp

về thiết kế, tổ chức giao thông để tăng tiện nghi xe chạy và nâng cao hiệu suất đầu

tư cơ bản

- Dòng giao thông:

+ Traffic Flow: The movement of visitors through an exposition or exhibit [9]

+ Traffic Flow: Pattern of the way people move through an area [10]

+ Dòng giao thông là dòng dịch chuyển của các phương tiên giao thông trên mộtkhông gian nhất định

II Khái quát các lý thuyết dòng xe trên thế giới

1 Lý thuyết xe bám (Car following)

Bản chất của lý thuyết này là mô hình động lực học đơn giản, xuất phát từ quan điểmhoạt động của xe sau theo hành vi của xe trước, nhờ đó lập các phương trình vi phân

về chuyển động của xe sau suy ra chuyển động của dòng xe



2





3 Nghiên cứu thực nghiệm của Greenhields

Greenhields đã nghiên cứu thực nghiêm trên đường ngoài thành phố Ohio, tìm đượcquan hệ tuyến tính giữa tốc độ và mật độ: Vs = Vo – V0 (q/q’)

4 Sử dụng lý thuyết xếp hàng để nghiên cứu dòng xe

Lý thuyết xếp hàng là một lý thuyết toán học do Erlang đề xướng năm 1909 khinghiên cứu dòng chờ trước máy điện thoại Copenhague

III Các yếu tố cơ bản của dòng xe

b Quan trắc thực nghiêm tốc độ theo thời gian

- Phương pháp dùng máy phát rađa

+ Dùng một máy rađa đặt góc 200 so với tim đường, gặp xe sẽ phản xạ lại theohiệu ứng Dopler để đo tốc độ xe

+ Phân nhóm tốc độ thành một số nhóm

+ Tính tần suất từng nhóm pi = (số xe mỗi nhóm/tổng số xe)

+ Tính tốc độ trình bình theo thời gian: vt = vi pi

Với vi = (va + vb)/2

Trong đó: va, vb: là vận tốc cận dưới và vận tốc cận trên

- Phương pháp dùng xe thí nghiệm

+ Cho một xe thí nghiệm chạy theo dòng và ngược dòng

+ Ghi lại thời gian chạy xe của xe thí nghiệm và các dòng: Dòng ngược là tất cảcác xe đã gặp (x), dòng xuôi là số xe đã vượt trừ đi xố xe bị xe thí nghiệm vượt (y) Q: Số xe trung bình qua đoạn đường

Ta: Thời gian hành trình ngược dòng

Tb: Thời gian hành trình xuôi dòng

Q = (x+y)/(ta + tw)

Q

y t

t  w 

- Phương pháp quay camera

+ Dùng máy quay camera quay một đoạn đường có chiều dài (L), trong mộtkhoảng thời gian (t), số xe đi qua đoạn đường đó theo một chiều là (n), thời gian mỗi

xe đi qua đoạn đường đó (ti)

+ Ta tính toán vận tốc trung bình theo thời gian như sau:

vt = ∑vi/n = (∑Li/ti)/n = L/n (∑1/ti) Nếu quảng thời gian t nhỏ ta có thể gộp các ti gần bằng nhau thành 1 nhóm Ti , và

ta có: vt = L/n (∑ni/Ti) cho mỗi đoạn đường

2 Mật độ, cường độ xe chạy

a Khái niệm

- Suất dòng là số xe yêu cầu qua một điểm trên một đơn vị thời gian ()

- Mật độ xe chạy (q, xe/km) là số đầu xe trên một đơn vị chiều dài

- Cường độ xe chạy là số đầu xe chạy qua một tiết diện trong một đơn vị thời gian

b Xác định mật độ qua quan hệ tốc độ, mật độ, dòng

- Với số liệu đo được bằng Camera: Có  = n/t  q = /vt   = q.v t

- (Mật độ) = xe/km = (xe/thời gian)/(km/thời gian)

 (Mật độ) = (Lưu lượng)/(Tốc độ theo thời gian)

3 Lưu lượng.

a Khái niệm

Lưu lượng là số đầu xe chạy qua một tiết diện trong một đơn vị thời gian

Khả năng thông hành của một con đường (một làn đường) là số lượng xe lớn nhất

có thể thông qua trên một tiết diện hoặc một đoạn đường trong điều kiện nào đótrong thời gian nhất định

b Quan trắc thực nghiệm xác định lưu lượng

- Đếm xe trên thực địa theo kiểu thủ công

- Ghi hình sau đó đếm trên băng với tốc độ chiếu chậm

4 Giãn cách giữa các phương tiện

+ Đo số xe có mặt trên 1 quãng nhất định → Ta được phân phối đếm

+ Đo trực tiếp ∆s trên ảnh qua các cách tính toán hình học

5 Thành phần dòng xe

a Khái niệm

Thành phần dòng xe là tỷ lệ các loại xe (%) khác nhau trong dòng xe Thành phầncàng hỗn tạp càng sinh nhiều nhiễu, sự tác động giữa các tính cách khác nhau trongdòng xe nên chất lượng dòng xe càng kém

b Xác định thành phần dòng xe

Từ kế quả đếm xe xác định lưu lượng phân loại để xác định thành phần dòng xe

Chương 3: Nghiên cứu xác định các tham số cơ bản của

dòng giao thông hỗn hợp ở thủ đô Hà Nội [2],[5]

I Khái quát về tình trạng giao thông ở thủ đô Hà Nội

Giao thông đường bộ cấu thành bởi các quốc lộ hướng tâm, các đường vành đai, các

trục chính đô thị và các đường phố đang bộc lộ sự yếu kém: Quỹ đất quá thấp, ở nộithành có 343 km đường, diện tích mặt 5,25 km2, chiếm 6,18% diện tích đất đô thị.Khu vực ngoại thành có 770 km, chiếm khoảng 0,88% diện tích đất Mạng lưới đường

bộ phân bố không đồng đều Khu phố cũ hoặc trung tâm có mạng đường tương đốiphù hợp nhưng mật độ dân cư cao, mật độ tham gia giao thông quá lớn ở khu vựcmới xây dựng thì chưa có mạng đường hoàn chỉnh, thiếu nhiều đường nối giữa cáctrục chính quan trọng Xu hướng "phố hoá" các quốc lộ gây nguy cơ mất an toàn và

ùn tắc giao thông Giao thông tĩnh (bến, bãi đỗ xe, trạm dừng ) còn thiếu và khôngtiện lợi Trong khi đó, mạng đường có quá nhiều giao cắt (khu vực phía trong vànhđai 2 bình quân 380m có một giao cắt) Các nút giao thông quan trọng hiện tại hầu hếtđều là nút giao bằng

Tương tự, giao thông đường sắt tại Hà Nội mới chỉ có các đường sắt quốc gia phục

vụ giao thông liên tỉnh, chưa có đường sắt đô thị Với 5 trục hướng tâm, nhiều đoạnchạy xuyên qua nội thành Hà Nội, giao cắt cùng mức với các đường nội đô tại 49điểm, gây mất an toàn, ùn tắc giao thông và ảnh hưởng đến môi trường đô thị

Giao thông đường thủy chủ yếu tập trung trên sông Hồng, sông Đuống là các tuyến

tự nhiên, không ổn định Cụm cảng sông có năng lực thông qua 1,7 - 2,0 triệutấn/năm, tiếp nhận tầu 1.000 - 2.000 tấn và tầu pha sông biển nhưng trên thực tế mớitiếp nhận tàu 500 - 700 tấn do hạn chế luồng vào

Giao thông hàng không Hà Nội hiện có 2 cảng hàng không: Nội Bài, Gia Lâm và sân

bay Bạch Mai thì cảng Nội Bài mới đáp ứng nhu cầu 2,5 - 3,0 triệu khách/năm, các

sân bay khác chỉ phục vụ nội địa và quốc phòng Chiếm ưu thế trong hệ thống giao thông vận tải hiện nay của Hà Nội là các loại phương tiện giao thông đường bộ

Hiện Hà Nội có gần 200.0000 ôtô, 2 triệu xe máy, 1 triệu xe đạp và một lượng xe lớnngoại tỉnh Cùng với sự tăng trưởng lượng phương tiện giao thông cơ giới là sự thayđổi lớn về cơ cấu đi lại

So sánh tỷ phần đảm nhận của các phương thức vận tải chính cho thấy từ năm 1995đến năm 2005: tỷ phần đảm nhận của xe đạp giảm từ 73,23% xuống còn 25,1% (2,9lần); tỷ phần đảm nhận của xe máy tăng từ 20,51% lên 63,8% (3,1 lần); tỷ phần đảmnhận của xe buýt tăng từ 0,68% lên 6,7% (9,6 lần)

Dù được tập trung đầu tư nhưng vận tải hành khách công cộng bằng xe buýt của HàNội vẫn còn thiếu hụt khi mới đạt 58 tuyến với gần 1.000 xe, đạt 900.000 lượt khách/ngày.

khi tỷ lệ này tại các

nước phương Tây

+ Những khu vành đai mới được xây dựng gần đây thường có những tuyến đườngrộng (Linh Ðàm, Mỹ Ðình, Thanh Xuân, Ciputra )

Mức độ đi lại :

Những trục đường có nhiều người qua lại nhất đều là những trục xuyên tâm nối khutrung tâm thành phố với các khu vành đai và những tuyến đường vành đai 1 và 2 (xembản đồ trên đây) :

- Trục tây - đông nối khu vực trung tâm thành phố với điểm Cầu Giấy (các tuyếnphố Nguyễn Thái Học, Trần Phú, Kim Mã, Cầu Giấy, Xuân Thuỷ)

- Trục tây - đông chạy qua phố Giảng Võ

- Trục bắc - nam chạy dọc theo tuyến đường sắt (các tuyến đường Lê Duẩn, GiảiPhóng)

- Trục bắc - nam chạy dọc theo sông Hồng (các tuyến đường Trần Quang Khải,Trần Khánh Dư)

- Trục đông bắc - tây nam nối khu vực trung tâm thành phố với thị xã Hà Ðông(các tuyến phố Khâm Thiên, Nguyễn Lương Bằng, Tây Sơn, Nguyễn Trãi)

- Đường vành đai 2 (các phố Minh Khai, Ðại La, Trường Chinh, Láng, Bưởi)

- Đường vành đai 3 (các đường Pháp Vân, Thanh Xuân)

Một số tuyến phố chính trong khu vực trung tâm thành phố cũng có lưu lượng xelớn: phố Huế, Bà Triệu, Hai Bà Trưng

- Thế áp đảo của xe máy

Giao thông tại Hà Nội

hết sức đặc biệt vì tỷ lệ

xe hai bánh (xe máy và

xe đạp) chiếm tới 85 %

(nguồn: điều tra giao

thông của IMV,

03/2004)

Xe đạp trước đây vốn

được ưa chuộng (đến

năm 1995 vẫn còn chiếm

61% các phương tiện đi

lại) nhưng nay đã phải

dần nhường chỗ cho xe

máy do mức sống của

người dân Hà Nội ngày càng được nâng cao Xu hướng này ngày càng rõ nét khicác loại xe máy Trung Quốc có giá rẻ hơn xe máy Nhật tràn vào thị trường ViệtNam

Hiện nay xe máy chiếm tới gần 75% lượng giao thông cơ giới trong thành phố

Ðây là trường hợp duy nhất ở châu á ngoại trừ Thành phố Hồ Chí Minh

Tỷ lệ giao thông cơ giới ở Hà Nội rất cao, đạt mức 250 xe / 1000 người Mặc dùmức sống chưa cao nhưng người dân Hà Nội vẫn sử dụng xe máy rất nhiều do chiphí cho phương tiện này còn khá thấp

Năm 2000 giao thông công cộng chỉ đáp ứng 4% nhu cầu đi lại, tức là ở mức thấpnhất trong số các nước Ðông Nam á Tình hình này là kết quả của một quá trình suygiảm dần chất lượng của giao thông công cộng từ cuối những năm 1970 Do đó, sốlượng hành khách đã giảm từ 76,5 triệu người vào năm 1978 (khoảng 25 - 30% lưulượng giao thông) xuống chỉ còn 3,9 triệu người vào năm 1992

Sự suy giảm này là do xe máy ngày càng được ưa chuộng, song cũng bắt nguồn từ

sự sa sút chất lượng dịch vụ và không được chính quyền thành phố quan tâm từ khitiến hành công cuộc Ðổi Mới (ngừng trợ giá cho giao thông công cộng) Các tuyếnbuýt đều bị bãi bỏ, mạng lưới tổ chức kém, xe quá cũ, giá vé quá cao so với chấtlượng dịch vụ

Kể từ năm 2001, chính quyền thành phố đã quyết định đầu tư trở lại cho giao thôngcông cộng Hàng loạt biện pháp đã được áp dụng khiến cho hành khách sử dụng xebuýt ngày càng nhiều :

+ Năm 2001, các xí nghiệp xe buýt được sát nhập lại trở thành Công ty Vận tải vàDịch vụ công cộng Hanoi Transerco nhằm tạo sự thống nhất toàn mạng lưới các tuyếnbuýt và hệ thống vé

+ Các nguồn trợ cấp cho hoạt động xe buýt đã tăng gấp 6 lần trong vòng từ năm 2000đến 2003

+ Một chính sách nâng cao chất lượng dịch vụ đã được áp dụng sau khi thu đượcthành công từ ba tuyến buýt mẫu thí điểm trong khuôn khổ dự án Asia Trans giai đoạn

2002 ? 2004 : nâng cao tính đúng giờ, áp dụng chính sách giá vé phù hợp hơn, muathêm những xe buýt tiện nghi hơn

Tất cả những biện pháp đó đã giúp cho giao thông công cộng trở nên hấp dẫn hơn.Năm 2004, lượng hành khách đi xe buýt đã vượt mức 270 triệu người (*theo ước tínhcủa Tổng công ty vận tải Hà Nội, tên gọi mới của Hanoi ? Transerco)

Giao thông bằng xe hơi cá nhân chiếm tỷ lệ còn thấp trong hệ thống giao thông đôthị (chỉ chiếm 5% theo số liệu điều tra do IMV thực hiện năm 2004) Ðiều đó chothấy sự chênh lệch giữa mức sống của người dân Hà Nội với giá trị của một chiếc xehơi, mức thuế cao (thuế nhập xe gần 100%) và còn nhiều đường phố hẹp không thuậntiện cho sử dụng xe hơi Tính đến cuối năm 2004 có 147.000 xe hơi mới được đăng

ký tại Hà Nội, tức là trung bình chỉ có khoảng 50 xe / 1.000 dân Tuy nhiên, lượng xehơi đang tăng dần với mức tăng trưởng có thể đạt tới gần 20%/năm

Việc chuyển dần từ xe máy sang ôtô trong những năm tới là điều hoàn toàn có thểxảy ra nếu mức sống của người dân cho phép Ðây cũng chính là xu hướng phổ biếnđối với một bộ phận dân cư khá giả ở Hà Nội

Tuy nhiên, phần lớn các nghiên cứu đều chưa kiến được rằng về lâu dài xe hơi sẽ trởthành phương tiện phổ biến ở Hà Nội

4 Tổng hợp

Hệ thống giao thông ở Hà Nội tương đối hiệu quả Vận tốc di chuyển trung bình là

20 km/h, tức là cao hơn hẳn so với vẫn tốc di chuyển trung bình tại hầu hết các thủ đôkhác trong khu vực (Bangkok 9 km/h, Manila 10 km/h, Jakarta 15 km/h )

Tuy nhiên, cần thừa nhận rằng giao thông tại Hà Nội vẫn còn nhiều tác hại : Số vụtai nạn giao thông tăng đều đặn : khoảng 6 người chết/ngày theo ước tính của Tổ chứcChữ thập Ðỏ

Ô nhiễm không khí và tiếng ồn ngày càng trở nên trầm trọng

Chỗ đỗ xe còn thiếu khiến người dân phải để xe trên vỉa hè gây cản trở cho người đi

bộ

Cuối cùng, hiện tại Hà Nội đang phải đối mặt với nguy cơ tắc nghẽn giao thông do

số lượng xe máy và xe hơi tăng liên tục

II Khảo sát dòng giao thông hỗn hợp ở thủ đô Hà Nội

(Kết quả điều tra lưu lượng giao thông trên 9 tuyến đường chính tại Hà Nội tháng 2

 4 năm 2004 trong khuôn khổ dự án đào tạo chuyên ngành đô thị, kết quả này cũng phù hợp với mục tiêu mà đề tài hướng tới)