xây dựng chương trình thiết kế nút giao thông cùng mức trong điều kiện giao thông việt nam

Khoa Xây Dựng Cầu Đường - Trường Đại Học Bách Khoa XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH THIẾT KẾ NÚT GIAO THÔNG CÙNG MỨC TRONG ĐIỀU KIỆN GIAO THÔNG VIỆT NAM INTERSECTION DESIGN PROGRAME IN CONDITION TRAFFIC VIETNAM KS HOÀNG PHƯƠNG TÙNG TS PHAN CAO THỌ Khoa XD Cầu đường, Trường Đại Học Bách Khoa TÓM TẮT Dựa kết nghiên cứu, phân tích loại hình nút giao thông (GT) đô thị Việt Nam, kết hợp với phương pháp thực nghiệm quan trắc dòng xe thực tế Áp dụng số kết nghiên cứu tác giả nước, báo trình bày kết xây dựng chương trình thiết kế tính toán nút GT mức điều kiện giao thông đô thị Việt Nam SUMMARY On the basis of the research results, analysing the types of the intersections in some big cities in Vietnam, along with the method of traffic flows survey in the real condition of traffic Applying the research results of authors in Viet Nam, this article presents the results of Intersection Design programe in the traffic condition in the urbans of Viet Nam ĐẶT VẤN ĐỀ Được áp dụng ngành xây dựng từ năm 1970, đến công nghệ thông tin thiếu lĩnh vực ngành xây dựng nói chung giao thông nói riêng Các phần mềm Việt Nam sản xuất đáp ứng khâu tư vấn thiết kế, tính toán kết cấu, tính toán lập dự toán, quản lý dự án công trình vừa nhỏ, công trình có quy mô lớn có tính đặc thù phải sử dụng phần mềm nước ngoài, công trình có kết cấu phức tạp, cảng biển, sân bay, cầu nhịp lớn, công trình thể thao, công trình độ lớn, công trình nhà cao tầng Hiện chưa có phần mềm tính toán thiết kế nút giao thông áp dụng cho dòng xe hỗn hợp nhiều thành phần đô thị Việt Nam Quá trình tính toán thiết kế hay cải tạo nút giao thông cần thực nhiều lần để tìm phương án thích hợp nhất, tính toán thủ công tốn công sức thời gian mà nhiều kết thu có độ tin cậy không cao, không tổng quát, trường hợp phải tính cho nhiều nút khác Để phục vụ yêu cầu thiết kế hình học, tính toán KNTH, thời gian chậm xe, nút giao thông giai đoạn lập báo cáo nghiên cứu khả thi, giảm bớt khối lượng tính toán phần mềm tính toán thiết kế đánh giá nút giao thông mức xây dựng Phần mềm tác giả đặt tên ID (INTERSECTION DESIGN), viết ngôn ngữ lập trình Delphi 6.0 chạy môi trường Windows (gồm 21 files nguồn) NỘI DUNG Xây dựng chương trình tính toán thiết kế nút giao thông mức áp dụng cho dòng xe hỗn hợp nhiều thành phần đô thị Việt Nam Các vấn đề áp dụng chương trình: - Nghiên cứu phân tích loại hình nút GT mức đô thị Việt Nam TẬP SAN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Chào mừng 20 năm thành lập ngành Xây dựng Cầu Đường Khoa Xây Dựng Cầu Đường - Trường Đại Học Bách Khoa - Nghiên cứu, phân tích công thức tính toán khả thông hành, thời gian chậm xe, mức độ phục vụ…của tác giả nước (áp dụng cho dòng xe hỗn hợp, nhiều xe máy) nước (áp dụng cho dòng xe ôtô) để ứng dụng vào chương trình cách hợp lý - Ứng dụng ngôn ngữ lập trình Delphi 6.0 để xây dựng chương trình thiết kế tính toán nút GT 2.1 Thiết kế chương trình 2.1.1 Sơ đồ khối tổng quát chương trình: BẮT ĐẦU - Điều kiện đường - Điều kiện giao thông - Điều kiện tín hiệu - Tính toán KNTH - Tính thời gian chậm xe - Tính mức độ phục vụ - Tính hệ số tai nạn - Tính tiêu kinh tế - Vẽ nút giao thông - Xuất kết tính toán KẾT THÚC Hình : Sơ đồ khối tổng quát chương trình 2.1.2 Mô tả sở liệu: n Hệ toạ độ tổng quát: hệ Đêcac lấy gốc toạ độ tâm giao nút (tâm đảo trung tâm [nếu có]) Trục OX nằm ngang theo hướng từ Tây sang Đông, trục OY thẳng đứng từ lên theo Nam - Bắc o Mỗi đường dẫn nút mô tả thông qua tham số sau: - 02 toạ độ điểm (tính m): toạ độ điểm (X1, Y1) vị trí đầu đường dẫn, toạ độ điểm (X2, Y2) vị trí cuối đường dẫn, chúng nằm đường thẳng chia đôi tổng bề rộng mặt đường Các toạ độ mang dấu âm, dương - Tổng bề rộng mặt đường, bề rộng đường dẫn (m) - Bán kính cong rẽ phải (m) - Hướng rẽ phải : 1,2,3 (bắt buộc phải khác không lớn tổng số đường dẫn nhập vào) - Bề rộng dải phân cách (m) - Vị trí vạch STOP (tính m so với điểm (X1, Y1) theo hướng nút) - Vị trí vạch hành (tính m so với điểm (X1, Y1) theo vào nút) - Loại hình kích thước đảo trung tâm : • Nếu đảo trung tâm hình tròn khai báo bán kính tròn (m) TẬP SAN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Chào mừng 20 năm thành lập ngành Xây dựng Cầu Đường Khoa Xây Dựng Cầu Đường - Trường Đại Học Bách Khoa • Nếu đảo trung tâm hình elip khai báo chiều dài trục thẳng đứng trục nằm ngang (m) • Nếu đảo trung tâm hình vuông hình chữ nhật khai báo cạnh dài, cạnh ngắn (m), góc đường chéo hợp với phương ngang (độ) - Vị trí đặt đèn tín hiệu nút giao thông điều khiển đèn cách điểm (X1, Y1), (m, giá trị không vẽ đèn) Với cách tổ chức sở liệu trên, tim đường dẫn không thiết phải đồng quy điểm, bề rộng nhánh dẫn khác nhau, tuyến tương ứng không thiết phải vuông góc với nhau, không thiết tim tuyến phải theo hướng Đông - Tây, Nam - Bắc, v.v 2.1.3 Đề xuất công thức tính toán kết nghiên cứu áp dụng chương trình: 2.1.3.1 Nút giao thông hình xuyến : Tính toán tiêu đánh giá, khai thác nút hình xuyến đề tài đề nghị sử dụng công thức: * Tính KNTH R.M Kimber (1980) Mỹ (Highway Capacity Manual : HCM - 2000) * Tính thời gian chậm xe nút GT có hai vạch dừng xe (nút giao đường đường phụ) xe đường dẫn vào nút phải lợi dụng khe hở thời gian (Δt) dòng vòng xuyến để nhập dòng 2.1.3.2 Nút giao thông điều khiển vạch, luật : Tính toán KNTH, thời gian chậm xe sử dụng công thức Mỹ HCM 2000 (Highway Capacity Manual) 2.1.3.3 Nút giao thông điều khiển tín hiệu đèn : * Đối với nút giao thông ĐK tín hiệu đèn, tính KNTH công thức số tác giả nước áp dụng cho điều kiện dòng xe hỗn hợp nhiều thành phần: Các nút giao thông có nhánh dẫn với bề rộng B từ 7-15m Pôtô ≥ 15% dòng xe hỗn hợp đổi dòng xe qui đổi KNTH nhánh dẫn: P = 395*B (xcqđ/h) Các nút giao thông có nhánh dẫn với bề rộng B từ 3m - 10m Pôtô ≤ 15% dòng xe hỗn hợp đổi dòng xe máy qui đổi, KNTH nhánh dẫn : P = 1315*B (xmqđ/h) * Tính thời gian chậm xe sử dụng công thức Webster 2.1.4 Một số giao diện chương trình: TẬP SAN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Chào mừng 20 năm thành lập ngành Xây dựng Cầu Đường Khoa Xây Dựng Cầu Đường - Trường Đại Học Bách Khoa Hình 2:Mặt nút ĐK đèn tín hiệu Hình 3:Thông số đ.kiện giao thông Hình 5:Kết C0 phân pha tín hiệu Hình 4:Kết N,P,Z,d 2.2 Kết ứng dụng chương trình Tính toán điều kiện giao thông Nút giao thông phía Tây cầu sông Hàn TP Đà Nẵng: 2.2.1 Thu thập số liệu dòng xe điều kiện giao thông nút giao thông phía tây cầu Sông Hàn TP Đà Nẵng để làm số liệu đầu vào phần mềm: 2.2.1.1 Hiện trạng hình học, điều kiện đường: Bảng : Điều kiện hình học nút GT phía tây cầu Sông Hàn TP Đà Nẵng STT B R rẽ xe TCGT Vạch kẻ Đường dẫn Biển báo TCGT (m) (m) Lê Duẩn Æ vào nút 15 30 chiều 1.3; 1.2; 1.14 303; 402 Trần Phú Æ vào nút 10.5 30 chiều 1.14 102 Nút Æ Bạch Đằng 10.5 chiều 1.5; 1.14 407a; 102; 123 cầu S.HànÆvào nút 10.5 15 chiều 1.2; 1.5; 1.14 125; 127; 107 Đoạn đường nút 24.5 2.2.1.2 Điều kiện giao thông - thành phần dòng xe : Bảng : Thành phần dòng xe hệ số quy đổi dòng xe thực tế Phương tiện Xe (25chỗ) Xe kéo mooc Hệ số qui đổi dòng xe quy đổi (xcqđ) 1.0 0.20 0.2 - 0.25 Hệ số qui đổi dòng xe máy quy đổi (xmqđ) 4.0 - 5.0 0.8 1.0 2.0 2.5 10 3.0 12 2.2.2 Kết tính toán: TẬP SAN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Chào mừng 20 năm thành lập ngành Xây dựng Cầu Đường Khoa Xây Dựng Cầu Đường - Trường Đại Học Bách Khoa Bảng 3: Kết tính toán phương án TCGT đèn tín hiệu cho dòng xe quy đổi Lưu lượng xe - N Z D (s) Tck tx KNTH-P Đường (s) (s) dẫn (xcqđ/h) D0 (s) D3db (s) Z0 Z3db N0 (xcqđ/h) N3db (xcqâ/h) 1117 1552 2074 0.54 0.75 59 38 13 785 1091 4148 0.19 0.26 58 16 17 17 1175 1633 2962 0.4 0.55 59 38 Bảng 4: Kết tính toán phương án TCGT đèn tín hiệu cho dòng xe máy quy đổi Lưu lượng xe - N Z D (s) Tck tx Đường KNTH-P (s) (s) dẫn (xmqđ/h) N0 (xmqđ/h) N3db (xmqđ/h) Z0 Z3db D0 (s) D3db (s) 4466 6208 6904 0.65 0.9 59 38 10 33 3017 4193 13808 0.26 0.32 58 16 18 28 4576 6361 9862 0.46 0.64 59 38 KẾT LUẬN Phần mềm tính toán thiết kế nút giao thông mức đô thị Việt Nam với thông số khác điều kiện đường, điều kiện giao thông điều kiện tổ chức điều khiển giao thông Áp dụng phần mềm để tính toán, kiểm tra cho hay nhiều nút giao thông nhằm góp phần tự động hoá việc thiết kế nút TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] GS.TS Đỗ Bá Chương (1996), Kỹ thuật giao thông, ĐH xây dựng Hà Nội [2] GS.TS Đỗ Bá Chương, TS Nguyễn Quang Đạo (2000), Nút giao thông đường ôtô(Tập1 - Nút giao thông mức) - Nhà xuất giáo dục [3] PGS TS Nguyến Xuân Vinh (1999), Nút giao thông - Nhà xuất GTVT [4] PGS TS Nguyến Xuân Vinh (2003), Các CĐ nâng cao : Thiết kế đường ôtô Điều khiển giao thông đèn tín hiệu - NXB ĐH quốc gia TP HCM [5] Nguyễn Khải (2001), Đường Giao thông đô thị - NXB GTVT [6] TS Phan Cao Thọ (2004), Luận án tiến sỹ kỹ thuật : Nghiên cứu khả thông hành Vấn đề sử dụng nút giao thông điều khiển tín hiệu đèn đô thị Việt Nam - Bộ giáo dục đào tạo [7] UBND TP.Đà Nẵng, Sở GTCC (2003) - Dự án : Quy hoạch phát triển GTCC thành phố Đà Nẵng đến năm 2010 Định hướng đến năm 2020 (báo cáo tổng hợp) [8] Lê Phương Lan, Hoàng Đức Hải, Giáo trình lý thuyết & tập Borland Delphi, NXB Lao Động – Xã Hội TẬP SAN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Chào mừng 20 năm thành lập ngành Xây dựng Cầu Đường ... 0.46 0.64 59 38 KẾT LUẬN Phần mềm tính toán thiết kế nút giao thông mức đô thị Việt Nam với thông số khác điều kiện đường, điều kiện giao thông điều kiện tổ chức điều khiển giao thông Áp dụng phần... ĐK đèn tín hiệu Hình 3 :Thông số đ .kiện giao thông Hình 5:Kết C0 phân pha tín hiệu Hình 4:Kết N,P,Z,d 2.2 Kết ứng dụng chương trình Tính toán điều kiện giao thông Nút giao thông phía Tây cầu sông... dụng vào chương trình cách hợp lý - Ứng dụng ngôn ngữ lập trình Delphi 6.0 để xây dựng chương trình thiết kế tính toán nút GT 2.1 Thiết kế chương trình 2.1.1 Sơ đồ khối tổng quát chương trình: