Bài giảng quy hoạch mạng lưới đường phần 2

Quy hoạch mạng lưới đường CHƯƠNG TS Chu Công Minh PHÂN BỔ NHU CẦU VẬN TẢI (TRIP DISTRIBUTION) • Sau phân tích nhu cầu vận tải phát sinh, biết số chuyến đến vùng Oi Dj Trong bước xác định số chuyến phân bổ vùng với nhau; • Việc xác định số chuyến vùng phụ thuộc vào đặc điểm hấp dẫn điểm đích vùng khác chi phí mức độ thuận lợi hạn chế việc lại; • Phương pháp Các phương pháp hệ số tăng trưởng: hệ số đồng nhất, hệ số bình quân, hệ số tăng trưởng Detroit Phương pháp Fratar Mô hình hấp dẫn 4.1 Các phương pháp hệ số tăng trưởng Các phương pháp hệ số tăng trưởng có đặc điểm tính toán đơn giản 4.1.1 Phương pháp hệ số đồng Phương pháp sử dụng hệ số tăng trưởng (hệ số bình quân) cho toàn khu vực nghiên cứu Vtij = V0ij F Vtij số chuyến từ vùng i tới vùng j năm nghiên cứu t V ij số chuyến từ vùng i tới vùng j năm gốc t = F hệ số tăng trưởng trung bình toàn khu vực Ví dụ 4.1: Số chuyến lại hai vùng i j 5000 chuyến Hệ số tăng trưởng toàn thành phố 20 năm sau tính 2.5 Hệ số chuyến hai vùng năm tương lai bao nhiêu? Giải: Vtij = V0ij F12 Vt12 = 5000 × 2.5 = 12500 (chuyến) Nhược điểm không thực tế cho sai số lớn Ví dụ với khu vực chưa phát triển, thời điểm nhu cầu lại 0, áp dụng phương pháp nhu cầu tương lai 0, điều chấp nhận Quy hoạch mạng lưới đường TS Chu Công Minh 4.2 Phương pháp hệ số tăng trưởng bình quân Phương pháp sử dụng hệ số tăng trưởng bình quân hai khu vực Vtij = V0ij (Fi + Fj)/2 Vtij số chuyến từ vùng i tới vùng j năm nghiên cứu t V ij số chuyến từ vùng i tới vùng j năm t = Fi hệ số tăng trưởng vùng i Fj hệ số tăng trưởng vùng j Ví dụ 4.2: Số chuyến lại vùng vùng vào năm gốc 1000 chuyến Trong thời gian 20 năm sau người ta dự tính hệ số phát triển hai vùng 3.2 2.7 Tính số chuyến lại vùng tương lai? Giải: Vtij = V0ij (Fi + Fj)/2 V18 = 1000 (3,2 + 2,7)/2 = 2950 (chuyến) 4.2.1 Phương pháp hệ số tăng trưởng Detroit Vtij = V0ij (Fi Fj)/FTB Vtij V0ij Fi Fj FTB số chuyến từ vùng i tới vùng j năm nghiên cứu t số chuyến từ vùng i tới vùng j năm t = hệ số tăng trưởng vùng i hệ số tăng trưởng vùng j hệ số tăng trưởng bình quân toàn khu vực FTB = ΣFi/n Ví dụ 4.3: Số chuyến lại vùng vùng vào năm gốc 1500 chuyến Trong vòng 20 năm sau, dự tính vùng vùng phát triển với hệ số tăng trưởng 1,75 2,05 Hệ số tăng trưởng trung bình toàn khu vực tính 2.2 Tính số chuyến lại tương lai hai vùng 9? Giải: Vtij = V0ij (Fi Fj)/FTB Vt59 = 1500 (1,75 ì 2,05) /2,2 = 2446 (chuyến) 4.3 Phương pháp Frata Đây phương pháp sử dụng quy trình tính toán bước lặp Thomas J Frata Quy trình chung sau: Phân bổ chuyến từ i đến j sở hệ số tăng trưởng vùng i; 10 Quy hoạch mạng lưới đường TS Chu Công Minh Số chuyến tương lai phát sinh vùng tính cách nhân hệ số tăng trưởng với số chuyến vùng đó; Số chuyến phân phối đến vùng khác thông qua hệ số tăng trưởng số chuyến vùng (số chuyến tại)ij(hệ số tăng trưởng) (Số chuyến)ij = (số chuyến tương lai)i ì Σ(số chuyến tại)(hệ số tăng trưởng) Sự phân phối tạo cặp giá trị Vij Vji Trung bình cộng hai giá trị Giá trị trung bình cho vùng khác với tích số giao thông vùng hệ số tăng trưởng Tính toán lại hệ số tăng trưởng theo công thức: Số chuyến Hệ số tăng trưởng = Tổng số chuyến vùng Tính toán lại với hệ số tăng trưởng Lặp lại tổng số chuyến vùng xấp xỉ lưu lượng thiết kế Ví dụ 4.4: Lưu lượng xe hệ số tăng trưởng vùng đến vùng bảng Tính toán lưu lượng tương lai phương pháp Fratar Đến vùng Từ vùng 10 12 18 10 14 14 12 14 18 14 - Vùng Hiện 40 38 32 38 Hệ số tăng trưởng 1.5 Đánh giá tương lai 80 114 48 38 Giải: Bước 3: Tính Vij 11 Quy hoạch mạng lưới đường TS Chu Công Minh V12 × F2 V12 F2 + V13 F3 + V14 F4 V121 = 80 × V121 = 80 × 10 × = 36.4 10 × + 12 × 1,5 + 18 × V211 =114 × V21 F1 V21 F1 + V23 F3 + V24 F4 V211 =114 × 10 × = 41.5 10 × + 14 × 1,5 + 14 × Tương tự tính V131 = 80 × 12 × 1,5 = 21.8 10 × + 12 × 1,5 + 18 × V311 = 48 × 12 × =16 12 × +14 × + × V141 = 80 × 18 × = 21.8 10 × + 12 × 1,5 + 18 × V411 = 38 × 18 × =15.7 18 × + 14 × + × 1,5 Bước 4: V12' = 36.4+ 41.5 = 39 V13' = 21.8 + 16 =18.9 V14' = 21.8 + 15.7 =18.8 Tương tự V’23 = 35.7 V’24 = 23.6 V’34 = 4.0 Bước 5: Kiểm tra FiΣ Vik=Σ V’ik (*) (10 + 12 + 18) = 39 + 18,9 + 18,8 Ta có ma trận 1 Σ V’ik - 39 18.9 18.8 76.7 ≠ FiΣ Vik 80 12 Quy hoạch mạng lưới đường 39 18.9 18.8 35.7 23.6 TS Chu Công Minh 35.7 4.0 23.6 4.0 - 98.3 28.6 46.4 ≠ ≠ ≠ 114 48 38 Do tiếp tục bước Tính hệ số tăng trưởng Fi ' = Fi ΣVik ΣVik F1' = × 40 =1.04 76,7 F2' = 114 =1.16 98,3 F3' = 48 = 0.82 58,6 F4' = 38 = 0.82 46,4 Quay lại bước 1, lặp lại Fni = Fn-1i 4.4 Mô hình hấp dẫn Mô hình phát triển từ định luật hấp dẫn Newton, định luật sau: F= m1m2 d2 đây: F Lực hấp dẫn hai vật thể m1,m2 Khối lượng hai vật thể d Khoảng cách hai vật thể Các nhà dự báo sử dụng mô hình để tính nhu cầu lại dân cư từ vùng đến vùng khác; giả thiết m1 số chuyến xuất phát vùng m2 số chuyến hấp dẫn đến vùng 2, d khoảng cách hai vùng, F số chuyến hai vùng Từ công thức giả thiết ta có nhận xét quy mô hai vùng lớn, khoảng cách hai vùng nhỏ số chuyến hai vùng lớn ngược lại Vậy mô hình hấp dẫn dạng tiền đề có dạng sau: Vij = K Oi D j C ijn đây: 13 Quy hoạch mạng lưới đường vùng j TS Chu Công Minh Vij Oi Dj Cij số chuyến từ vùng i đến vùng j với mục đich số chuyến phát sinh vùng i với mục đich số chuyến hấp dẫn đến vùng j với mục đich thời gian lại (hoặc chi phí lại khoảng cách) từ vùng i đến n K số thực nghiệm (thường thay đổi tùy thuộc mục đich chuyến đi) hệ số thực nghiệm Giả thiết rằng: • Tổng chuyến liên vùng tổng số chuyến phát xuất từ vùng ∑ Vij = Oi • Tổng chuyến đến vùng tổng số chuyến hấp dẫn vùng ∑ Vij = Dj Do ta có biểu thức viết dạng sau: V ij = C × O i × D j × Fij × K ij Với: số chuyến từ vùng i đến vùng j với mục đich đó; hệ số; số chuyến phát sinh vùng i; số chuyến hấp dẫn đến vùng j; hệ số ij; hệ số điều chỉnh kinh tế xã hội ij; vùng phát sinh; vùng hấp dẫn; số vùng Vịj C Oi Dj Fij Kij i j n Theo giả thiết nêu trên, tổng chuyến phát sinh i phải Oi Do đó: n n Oi = ∑Vij = ∑ (Ci Oi D j Fij K ij ) j =1 j =1 n = CiOi ∑ ( D j Fij K ij ) j =1 Ci = n ∑ (D F K j ij ij ) j =1 Từ ta tính số chuyến liên vùng theo công thức Vij = Oi D j Fij Kij n ∑D F K j ij ij j =1 14 Quy hoạch mạng lưới đường đư TS Chu Công Minh Ví dụ 4.5: c) có tổng ssố chuyến phát sinh 602 chuyến/ng ến/ngày Thời gian Vùng (vùng gốc) lại đến vùng ùng 1, 2, 4, sức s hấp dẫn vùng ùng cho nh sau, giả sử F31 = 6, F32 = 29, F33 = 45, F34 = 18, F35 = 4, tất Kij = Vùng đến Sốố chuyến chuy Thời gian lại 1080 20 531 47 10 82 25 Tính Vij Giải: Vùng 1080 chuyến/ng ày 20 phút Vùng phút 531 chuyến/ng ày Vùng 25 phút 602 chuyến/ngày Vùng 82chuyến/ ngày 10 phút Vùng 47chuyến/ ngày Vij = Oi D j Fij K ij n ∑D F K j ij ij j =1 V31 = 602 ×1080 × ×1.0 =147 chuyến chuy 1080 × ×1 + 531× 29 ×1 + 76 × 45 + 47 ×18 + 82 × Tương tự V32 = 350 chuyến V33 = 78 chuyến V34 = 19 chuyến V35 = chuyến 15 Quy hoạch mạng lưới đường TS Chu Công Minh 4.4.1 Mô hình hấp dẫn Drew Trong mô hình hấp dẫn số chuyến hai vùng liên quan trực tiếp đến hoạt động khu vực mà thể số chuyến phát sinh quan hệ tỉ lệ nghịch với phân chia khu vực thể hàm thời gian lại Cho Oi, Dj, Vij, x tìm ma trận phân bổ chuyến Vij cho năm tương lai với ràng buộc sau ∑ Vij = Oi j ∑V ij = Dj i ∑O = ∑O i i j j Ma trận OD V11 V12 V21 j V1j n Oi V1n O1 V2n O2 Vij i Oi m Vm1 Dj D1 D2 Dj Vmn On Dn Dj Mô hình hấp dẫn dạng tổng quát: Vij = Kij Oi Dj Z(tij) Z(tij) nhân tố phản ánh mức trở ngại lại thường có dạng Ztij) = tij-x tij thời gian lại hai vùng i j x hệ số phản ánh mục đích lại người dân 0,5 ≤ x ≤ với chuyến làm 2≤x≤3 với chuyến lại Kij biểu diễn bj; Kij = aibj Ta có Vij = bj Oi Dj tij-x 16 Quy hoạch mạng lưới đường TS Chu Công Minh = 1/ ∑ b j D j / tijx j bj = 1/ ∑ Oi / tijx i Các bước tính toán Giả thiết tất bj = Tính hệ số ai(1) theo công thức ai(1) = ∑ (b j D j / tijx ) j Tính Vij(1) Vij(1) = ai(1)bj Oi Dj /tijx Tính hệ số bj(2) theo công thức b (j 2) = ∑ (a Oi / tijx ) (1) i i Tính hệ số ai(2) theo công thức Tính Vij(2) Vij(2) = ai(2) bj(2) Oi Dj /tijx Tiếp tục ain = ain-1 bin = bin-1 Vijn = Vijn-1 Ví dụ 4.6: Tính số chuyến theo phương pháp mô hình hấp dẫn với n = biết ma trận thời gian lại tổng số chuyến vùng cho nhau: Di 18 19 30 40000 13 14 25 40000 Oi 35000 10000 35000 Giải: Bước 1: 17 Quy hoạch mạng lưới đường ܽଶ = ܽଶ = ܽଶ = ܾଵ = 1.887 × 10ିସ × = 1.148 ܾଶ = 1.887 × 10ିସ × = 0.885 40000 40000 + 18 13 40000 40000 + 19 14 40000 40000 + 30 25 ܽଶ = = 1.887 × 10ିସ = 2.015 × 10ିସ = 3.409 × 10ିସ 35000 10000 35000 + 2.015 × 10ିସ × + 3.409 × 10ିସ × 18 13 30 35000 10000 35000 + 2.015 × 10ିସ × + 3.409 × 10ିସ × 13 14 25 Bước 2: ܽଶ = TS Chu Công Minh 40000 40000 + 0.885 × 1.148 × 13 18 40000 40000 1.148 × + 0.885 × 19 14 … = 1.895 × 10ିସ = 2.021 × 10ିସ V21 = 1.895×10-4 ×1.148×35000×40000/18 = 16931 V22 = 1.895×10-4 ×0.885×35000×40000/13 = 18069 … Vùng 16931 4887 18182 18069 5113 16818 18 Quy hoạch mạng lưới đường TS Chu Công Minh 7.2 Thiết kế vận hành hệ thống giao thông công cộng: Định nghĩa: L: Chiều dài tuyến; θ: Thời gian cho chuyến lẫn (thời gian cần thiết để phương tiện hoàn tất toàn chuyến bao gồm thời gian chờ); V: Vận tốc trung bình cho toàn tuyến, Km/h Vs, Vp: Được gọi vận tốc trung bình cho chặn; f: Tần suất phục vụ giờ; h: Headway, thời gian hai xe liên tiếp; N: Số lượng tàu; n: Số lượng toa/ tàu P: Số hành khách xe; Q: Số hành khách/giờ; Cc: Sức chứa xe, hành khách/xe; Ct: Sức chứa tàu, hành khách/tàu; Ct: n*Cc; nmax: S/lc; lc: chiều dài xe; S: chiều dài nhà ga (platform) Mối quan hệ bản: • Lưu lượng: Q Q = fnp f = 60/h (Nếu h tính phút); = 3600/h (Nếu h tính giây); Q = 3600np/h • Thời gia cho tuyến: θ = 2*L/V; km/km/h = 2*60*L/V (phút) = 2*3600*L/V (giây) • Số lượng tàu cần thiết: N = θ/h = 120L/Vh (h tính phút) • Vận tốc: Vận tốc trung bình 30 Quy hoạch mạng lưới đường TS Chu Công Minh Distance S1 Deceleration Cruising X S2 Acceleration S3 t1 t2 t3 Time Hình Khoảng cách – thời gian Hình Vận tốc – thời gian Khoảng cách điểm dừng; S1, S2, S3: Khảng cách ứng với thời gian t1, t2, t3; t1: Thời gian tăng tốc đến vận tốc đều; t2: Thời gian vận tốc đều; t3: Thời gian giảm tốc đến 0; T: Thời gian chờ điểm dừng X: Tổng thời gian hai điểm dừng = thời gian + thời gian chờ; = t1+ t2+ t3+ T với t1 = Vc/a t3= Vc/d a: d: Vc : Giá trị tăng gia tốc ; Giá trị giảm gia tốc ; Vận tốc Tìm t2? 31 Quy hoạch mạng lưới đường TS Chu Công Minh S1 = at2/2 = a(V/a)2/2 = v2/2a; S3 = dt2/2 = d(V/d)2/2 = v2/2d; X = S1 +S2 + S3 > S2 = X - S1 – S3 t2 = S2/V = (X - S1 – S3 )/V = X /V - (V2/2a)/V - (V2/2d)/V = X /V – V/2a – V/2d t1+ t2+ t3 = V/a + V/2a + V/2d Vận tốc trung bình cho đoạn đường = khoảng cách chặn/(thời gian di chuyển cho chặn) = X/(t1+ t2+ t3+T) Vs = X/(X/V + V/2a + V/2d +T) Nếu X không đồng : L V  Xi V  + + + Ti   ∑ 2a 2d i =1  V  Vs = k Nếu thời gian mát điểm chờ xe buýt nhau, : Vs = L V V  L k × + +T +  a 2d  V Tuy nhiên, tất công thức chưa bao gồm thời gian quay đầu xe, : Vs = L V V  L k × + +T+ +r  2a 2d  V Với r thời gian quay đầu 7.3 Năng lực vận chuyển đường sắt Khả vận chuyển hành khách đường sắt xác định sức chứa ga, tàu tùy theo nhỏ Thông thường, khả chứa ga thường lớn Chi tiết hơn, khả vận chuyển đường sắt phụ thuộc vào : Kích cỡ toa xe chiều dài ga ; Chính sách nhà ga việc cho phép người đứng chờ ga ; Khoảng cách ngắn tàu liên tiếp Khoảng cách ngắn hàm số không thời gian chờ ga mà phụ thuộc vào chiều dài tàu, tỉ lệ tăng tốc giảm tốc, hệ thống điều khiển tàu 32 Quy hoạch mạng lưới đường TS Chu Công Minh Khả vận hành hành khách cao điểm đánh giá từ công thức sau : Hành khách/giờ = (số tàu/giờ) (số toa/số tàu) (số ghế/số toa) (hành khách/số ghế)(1) Hành khách/giờ = (số toa/giờ) (số ghế/số toa) (hành khách/số ghế) (2) Hoặc dựa công thức mức độ phục vụ cho phép : Hành khách/giờ = (số tàu/giờ) (số toa/số tàu) (m2/số toa) (m2/hành khách) (3) Công thức suy từ khả không phụ thuộc vào số ghế mà phụ thuộc vào diện tích toa xe Ví dụ 7.3: Một LRT gồm 10 tàu có toa xe cho tuyến Hệ số nạp hnàh khách trung bình 1.9 hành khách ghế Tính người mà tuyến cho thể vận chuyển Chiều dài toa la 80ft có 80 ghế Hành khách/giờ = (số tàu/giờ) (số toa/số tàu) (số ghế/số toa) (hành khách/số ghế) = 10 80 1.9 = 6080 người/giờ 7.4 Thiết kế vận hành Thiết kế vận hành đường sắt : Mục đích phần đưa ý tưởng khả vận chuyển, lưu lượng, khoảng cách an toàn vào thiết kế vận hành tàu xe búyt Chúng ta biết lưu lượng định nghĩa số lượng xe vượt qua điểm cố định nằm tuyến đường Lưu lượng khoảng cách xe liên tiếp : V = 3600/h Tương tự, khả thông hành khoảng cách xe liên tiếp : Cv = 3600/hm Với Cv khả thông hành lý thuyết hay lưu lượng xe tối đa, hm khoảng cách xe liên tiếp tối thiểu Khả thông hành lý thuyết : CP = n Cc Cv = 3600nCc/hm Với : Cp : Khả thông hành lý thuyết ; n : Số toa/tàu ; Cc : Số lượng hành khách tối đa toa Khả thông hành thực tế khả thông hành lý thuyết tính thông qua hệ số , khả thông hành thực tế : Ca = 3600α/hm 33 Quy hoạch mạng lưới đường TS Chu Công Minh Hệ số nạp thường sử dụng thể phần trăm số chỗ bị chiếm : Khả thông hành thực tế : 3600 n Cc α σ /hm Với σ : Hệ số nạp Hệ số nạp tỉ số số chỗ bị chiếm mức độ chiếm chỗ toa xe thiết kế Khi hệ số nạp σ = nghĩa toa xe bị hết chỗ ; Số lượng hành khách tối đa mà thực tế họ chen chân tàu đựoc gọi hệ số nạp tối đa, hệ số nạp lớn (giờ cao điểm) ; Đặc biệt thiết kế đường sắt, khoảng cách phanh xe an toàn quan trọng ; Hệ số an toàn sử dụng cho thiết kế an toàn gọi khái niệm brick-wall-stop ; Ví dụ tàu phía trước dừng cách bất chợt, tàu phía sau phải dừng cách an toàn, với hệ số an toàn K Thông thường, K = 1.5; Giả sử xe liền sau trường hợp dừng với gia tốc giảm Do : Giãn cách hai xe liền kề ngắn : hm = Kv o nlc + 2d vo Với : vo = vận tốc trung bình (m/sec) ; lc = chiều dài toa ; d = gia tốc giảm (m/sec2) Khả thông hành lý thuyết tính lại: Cp = Suy ra: vo = 3600nCc Kvo / 2d + nlc / vo 2nlc cho mức thông hành lớn K Thay v0, ta có: hm = 2nlc K d 34 Quy hoạch mạng lưới đường TS Chu Công Minh mức thông hành lý thuyết lớn = 2546 × C c nd lc K Từ đó, muốn nâng cao mức khả thông hành, sử dụng cách sau : • • • • • Nâng số lượng hành khách toa xe ; Tăng chiều dài đoàn tàu ; Giảm khoảng cách giãn xe tàu ; Nâng hệ số nạp xe ; Cải thiện hệ thống dẫn đường Ví dụ 7.4: Thiết kế vận hành xe điện : Công ty quản lý đường sắt cần thiết kế hệ thống đường sắt cao tốc nhằm đáp ứng 10,000 hành khách với vận tốc yêu cầu 35 đến 40ft/sec (24 đến 27 mph) Giả sử giảm gia tốc 2ft/sec2, hệ số an toàn K = 1.35, khoảng cách dãn xe nhỏ = 120 giây, khoảng cách dãn xe lớn = 240 giây, hệ số nạp = 0.9, hệ số dẫn đường = 0.6, hệ số chứa toa nhà ga lớn = 10 toa xe, khoảng cách toa xe = 70ft, sức chứa toa xe = 130 hành khách Tính toa mà tàu nên có để thỏa mãn số lượng hành khách Khoảng cách giãn xe : Xác định khoảng cách giãn xe : Cx = 3600 α σ Nx Cc/hs 1000 = 3600 0.6 0.9 130/hx Vì : nx = 0.03937hx nx (toa/tàu) hx (khoảng cách giãn xe, giây) 10 25.27 50.54 75.82 101.09 126.36 151.63 176.91 202.18 227.45 252.72 hx = 120 giây ; hx max = 240 giây ; Tính xác khoảng cách giãn xe kích thước tàu Từ nguyên tắc brick-wallstop (BWS) : 35 Quy hoạch mạng lưới đường vo = a 2nlc , K TS Chu Công Minh 2nlc K d hm = Số lượng toa /tàu n Vận tốc, vo 14.4 20.3 24.8 28.8 32.2 35.2a 38.1a 40.7 43.1 Khoảng cách giãn xe, h0 (giây) Tính (hx) BWS (hx) 25.27 50.54 75.82 101.09 126.36 151.63 176.91 202.18 227.65 9.72 13.75 16.84 19.44 21.73 23.81 25.71 27.49 29.20 : Chấp nhận Đánh giá : Tính toán bảng dựa vào cá yếu tố : (a) vận tốc phải từ khoảng 35 đến 40ft/sec ; (b) khoảng cách giãn xe nhỏ = 120 giây ; (c) BWS h0 không nhỏ 120 giây Kết luận : Sáu bảy toa/tàu thỏa Sáu xe/tàu : vận tốc 35.28 ft/sec, hx = 151.63 giây ; Bảy xe/tàu : vận tốc 38.10 ft/sec, hx = 176.91 giây ; Kết cho cao điểm Thông thường, bình thường, số toa tàu khác, tùy thuộc vào vào sách quản lý 7.5 Thiết kế vận hành xe buýt : Thiết kế vận hành tuyến xe buýt khác nhiều so với thiết kế vận hành xe điện Kết thiết kế bao gồm khoảng cách giãn xe chấp nhân được, thời gian vận hành, thời gian dừng xe, số lượng xe vận tốc trung bình Thời gian dừng xe trạm dừng tính theo công thức sau : td = aA + bB + C aA + C bB + C (hai chiều thông qua cửa đông nhất) (một chiều, cửa xuống) (một chiều, cửa lên) với : a, b : Thời gian trung bình lên xuống cho hành khách ; a = 1.5 đến giây ; b = 2.5 đến 3.5 giây; A, B : Số lượng hành khách xuống lên; 36 Quy hoạch mạng lưới đường TS Chu Công Minh C : Thơig gian mở cửa đóng cửa thời gian giao thông tấp nập xe buýt sẵn sàng chuyển bánh, thông thường C = 15 giây Tầng suất phục vụ xe buýt: với f = Q/Cc f = Tầng suất yêu cầu (xe buýt/giờ); Q = Yêu cầu phục vụ (hành khách/giờ); Cc = Số hành khách tối đa xe buýt Khả thông hành xe buýt xác định qua thông số: lực thông hnàh tuyến, suất chứa nhà ga xe buýt, suất chứa xe, khoảng cách giãn xe Ba thông số thông số độc lập, khoảng cách giãn xe phụ thuộc vào ba biến Năng suất chứa xe buýt phụ thuộc vào thông số: số chỗ ngồi số chỗ đứng thể biểu thức sau: Với Ct = Ca + αCb Ct : Tổng số hành khách xe buýt; Ca : Tổng số chỗ ngồi; Cb : Tổng số chỗ đứng; α : Hệ số Năng suất thông hành xe buýt thời gian là: Rc = 60Ct 60(C a + αCb ) = hm hm Số lượng xe buýt cần thiết để phục vụ tuyết đường đựoc xác định thời gian để hoàn tất chuyến đi: θ= d vc với: θ : Thời gian hoàn tất chuyến (một vòng); d : Khoảng cách chuyến (một vòng); vc: Vận tốc trung bình (km/h); Thời gian cần thiết để quay đầu xe (khoảng 10 phút) cộng thêm vào chuyến 37 Quy hoạch mạng lưới đường Số lượng xe cần thiết: Nf = TS Chu Công Minh θ h Ví dụ 7.5: Cần thiết phải có hệ thống xe buýt từ A đến B có khoảng cách 8.5 dặm Thời gian 30 phút Nhu cầu cao điểm 400 khách/giờ xe buýt 45 ghế có 20 chỗ đứng Thiết kế hệ thống xác định số lượng xe, giả sử khoảng cách giãn xe 30 phút thời gian quay đầu 7.5 phút Vận tốc vận hành là: v0 = 60L/to = 60.8.5/30 = 17mph; to = thời gian vận hành Khoảng cách giãn xe: 30 phút Thời gian quay đầu = 7.5 phút hmin = 60Ct/Rc = 60( 45 + 20) = 9.75 phút (làm tròn 10phút); 400 Thời gian vòng, θ = 2(t0 + tt) = 2(30 + 7.5) = 75 phút; Số lượng xe buýt: Nf = θ/h = 75/10 = 7.5 = xe; Thời gian vòng sau hiệu chỉnh: θ’ = Nf h = 10 = 80 phút; Thời gian quay đầu sau hiệu chỉnh, t’t = (θ’ – 2t0)/2 = (80 – (2 30))/2 = 10 phút; Vận tốc trung bình, vc = d/θ = 120L/θ’ = 120 (8.5)80 = 12.75 mph Tóm lại, Khoảng cách giãn xe: h = 10 phút; Thời gian vòng: θ = 80 phút Thời gian quay đầu, tt = 10 phút Số lượng xe, Nf = xe Vận tốc trung bình, vc = 12.75 mph 7.6 Khả thông hành giao thông công cộng Khả thông hành tuyến đường số lượng hành khách lớn qua điểm định khoảng thời gian xác định, điều kiện vận hành cho trước Khả thông hành qua vận chuyển hành khách thông thường xác khả thông hành qua số lượng xe Khả thông hành qua số lượng xe biểu diễn số lượng xe lớn qua điểm tạ thời gian định nhân với số lượng hành khách lớn vận chuyển xe Ví dụ số lượng người lớn vận chuyển đường cao tốc xe ôtô xe buýt tính sau: 38 Quy hoạch mạng lưới đường Với TS Chu Công Minh Cp = f’O1 + [(1800 – 1.5f’)O2] f’ : Số lượng xe buýt giờ; O1 : Số lượng người xe buýt; O2 : Số lượng người xe ôtô; Cp : Số lượng người lớn vận chuyển (người/giờ) Nếu f’ = 28, O1 = 45, O2 = 1.25 thì: Cp = 28 45 + [(1800 – 1.5 28)1.25] = 3457 người/giờ Đường cao tốc hướng đến trung tâm đô thị, nơi có mức độ phục vụ giảm, thông thường có khả thông hành khác với ví dụ đường cao tốc có khả thông hành 1800 xe/giờ/làn không Ví dụ 7.6: Đường cao tốc đô thị cao điểm có 5200 xe ôtô với số người trung bình xe 1.25 người 35 xe buýt với 45 người/xe Ngòai ra, có thêm 90 xe chở khách (vanpools) vận chuyển 10 khách/xe (bao gồm tài xế) Tính toán lưu lượng, phần trăm lưu lượng hành khách loại xe Xe/giờ Ôtô Vanpool Buýt Tổng cộng 5200 90 35 5325 Người/xe 1.25 10 45 Người/giờ 6500 900 1575 8975 % xe % người 97.65 1.69 0.66 100 72.42 10.02 17.56 100 Tổng số người 8975 vào cao điểm Xe ôtô chiếm 97.65% tổng số xe, tham gia vận chuyển 72.42% tổng số hành khách Vanpool buýt, chiếm 1.69% 0.66% vận chuyển 10.02% 17.56% tổng số hành khách Khả thông hành thông qua số lượng hành khách phụ thuộc vào yếu tố chính: Số lượng xe (toa xe) đơn vị hành trình (buýt, ôtô, tàu điện); Số hành khách đơn vị hành trình; Khoảnh cách giãn xe nhỏ thời gian giãn xe nhỏ nhất; Số kênh vận chuyển, hệ số nạp, sức chứa ga Yếu tố 1, 2, độc lập với Yếu tố phụ thuộc vào yếu tố lại 7.7 Kế hoạch tuyến đường Kế hoạch tuyến đường, thời gian biểu đưa thời điểm mà xe buýt đến, đồng thời điểm bắt đầu di chuyển cho hành khách người lái 39 Quy hoạch mạng lưới đường TS Chu Công Minh Kế hoạch tuyến thông thường xây dựng dựa khoảng cách giãn xe không đổi xe liên tiếp Khoảng cách giãn xe hay thời gian giãn xe không đổi để hành khách dễ nhớ Khoảng cách giãn xe không đổi bao gồm giừo cao điểm sáng chiều, ban ngày, ban đêm, Ngoài ra, kế hoạch tuyến thay đổi vào cuối tuần ngày nghỉ 7.8 Khoảng cách giãn xe Thông thường, khoảng cách giãn xe phụ thuộc vào mức độ phục vụ với khoảng cách giãn xe nhỏ vào thời gian cao điểm Ở đoạn đường có nhu cầu vận chuyển hành khách cao, người vận hành cung cấp “capacity headway”, nghĩa khoảng cách giãn xe xe tham gia có hệ số nạp lớn Do đó, “capacity headway” biến thay đổi từ chuyến đến chuyến, sức chứa lớn xe phụ thuộc vào số chỗ ngồi chỗ đứng xe Bên cạnh đó, chuyến đường vắng khách lúc thấp điểm, người vận hành xe buýt thường chạy với “policy headway”, nghĩa khoảng cách giãn xe lớn chấp nhận phục vụ Khả thứ ba khoảng cách giãn xe thiết lập cho tối thiểu hóa tổng chi phí vận chuyển thời gian mà hành khách phải bỏ “Capacity headway” tính sau: h= Ca L f rQ với: h = khoảng cách giãn xe; Ca = Số chỗ ngồi lớn nhất; Lf = Hệ số nạp lớn nhất; Q = Tổng số người chờ phục vụ giờ; r = Hệ số nạp cho hành khách chuyến Khoảng cách giãn xe dựa vào tối thiểu hóa chi phí thời gian bỏ hành khách thay đổi theo bậc hai tổng nhu cầu Trong trường hợp này, chi phí vận hành thỉ lệ thuận với tổng số xe cần để vận chuyển tuyến Tổng số xe lại hàm tổng thời gian cần thiết xe hoàn tất chuyến (bao gồm thời gian di chuyển thời gian dừng trạm đỗ xe buýt) khoảng cách gian xe 40 Quy hoạch mạng lưới đường TS Chu Công Minh Tổng số xe cần thiết tính sau: N = θ/h Với θ = tổng thời gian Chi phí vận chuyển tính sau: Co = γo N = γoθ/h Với γo chi phí vận chuyển cho xe vận chuyển Nếu số người lên xe trung bình chuyến Qh Nếu số hành khách chờ khoảng thời gian ½ thời gian giãn xe, tổng chi phí cho thời gian chờ xe là: Cw = γwQh/2 Với γw giá trị thời gian (đồng/giờ) Tổng chi phí cho toàn chuyến đó: C = Co + C w = γoθ/h + γwQh/2 Lấy đạo hàm C theo h, cho 0, ta khoảng cách giãn xe tối ưu sau: h= 2γ oθ γ wQ Trong thực tế, người ta thường làm tròn khoảng cách giãn xe đến 10, 15, 30 phút hành khách thường cố gắng đến bến xe buýt trùng với thời điểm xe buýt đến thời gian giãn xe lớn 10 15 phút, thời gian giãn xe dựa 10 15 phút dễ dàng cho hành khách nhớ Ví dụ 7.7: Một tuyến xe buýt thiết kế cho 500 hành khách giừo thời gian tổng cộng tuyến 2.5 Xe buýt có sức chứa lớn 50 khách Chi phí vận hành 60$/xe- giá trị thời gian hành khách 10$/giờ Hệ số nạp tối đa cho hnàh khách lên xe 0.6 hệ số nạp tiêu chuẩn 1.2 Xác định capacity headway, thời gian giãn xe nhằm tối thiểu hóa chi phí thời gian chờ hành khách, thời gian giãn xe thực tế Tất thời gian giãn xe làm tròn đến phút gần Capacity headway: 41 Quy hoạch mạng lưới đường h= Ca L f rQ × TS Chu Công Minh 60 phút (50)(1.2)(60) = = 12 phút giò (0.6)(500) Khoảng cách giãn xe tối thiêu chi phí: h= 2γ oθ = γ wQ 2(60)( 2.5) × 60 = 14.7 hay 15 phút (10)(500) Bởi capacity headway nhỏ khoảng cách giãn xe tối thiêu chi phí, xe buýt đến trùng kết thứ hai dùng Vì h = 12 phút 7.9 Xây dựng thời gian biểu Một khoảng cách giãn xe thiết lập, thời gian biểu cho giao thông công cộng tuyến đường xác định; Trường hợp đơn giản thời gian vận hành trung bình tuyến không đổi, khoảng cách giãn xe không đổi điểm giao tiếp xe mạng lưới tuyến Với điều kiện vậy, tổng thời gian (cycle time) không đổi tích khoảng thời gian giãn xe Ngược lại, thời gian vận hành trung bình thay đổi lưu lượng xe thay đổi tuyến, xe giao nhiều tuyến khác nhau, tổng thời gian không tính Trong trường hợp thời gian vận hành thay đổi, xe trì thời gian giãn xe không đổi, trừ điểm trung chuyển Với điều kiện trên, thời gian biểu xác định sau: Đầu tiên, thời điểm thiết lập, thời gian vận hnàh trung bình xác định cho tất tuyến thời điểm; Để ý xe di chuyển theo hướng ngược lại thông thường sử dụng tuyến đường, thời gian vận hành khác nhau, thời gian vận hành tính toán riêng biệt, ví dụ từ A đến B từ B đến A; Trên thực tế, thời gian vận hành trung bình tuyến chưa tồn xác định từ thời gian xe chạy cộng với thời gian lên xuống hành khách Khi thời gian biểu hoàn tất thay đổi, thời gian vận hành quan sát trực tiếp; Khi xác địn thời gian giãn xe thời gian vận hành trung bình, tổng thời gian số lượng xe cần thiết tuyến xác định 42 Quy hoạch mạng lưới đường TS Chu Công Minh Tổng thời gian bao gồm tổng thời gian vận hành trung bình tuyến con, thời gian lên xuống xe thời gian nghỉ cho tài xế, thời gian quay đầu Do đó: với θ = T + tL ∑t T= i + tl i tl = max(tσ, tw) ti : Thời gian lưu thông đoạn i; tL : Thời gian lên xuống xe; tl : Thời gian lên xuống xe nhỏ nhất; tw : Thời gian cần thiết để tài xế nghỉ ngơi, xác định từ hợp đồng người lao động, cố định hay tỉ lệ theo tông thời gian vận hành; tσ : Thời gian cần thiết để xe sau quay đầu khởi hành chuyến Từ biểu thức N = θ/h với yêu cầu số lượng xe số nguyên dương, N = n h int(T/h) Với nhint( ) hàm làm tròn đến số nguyên dương gần Ví dụ 7.8: Xây dựng thời gian biểu cho hệ thống xe buýt dựa thời gian cho sau Thời gian giãn xe 30 phút, thời gian lên xuống xe phút chặn 10% thời gian chạy tùy theo lớn Chuyến xe từ A đến D 8:00am Thời gian biểu khoảng thời gian từ 8:00am đến 12:00 trưa Thời gian đoạn sau: Đoạn A- B B- C C- D D- C C- B B- A ∑t i Thời gian đi, phút 20 15 40 38 18 22 = 20 + 15 + 40 + 38 + 22 = 153 phút i tw = phút = 14 phút tσ = 0.1 153 phút = 15.3 phút T = 153 + 15.3 = 168.3 phút N = n h int(168.3/30) = n h int(5.6) = xe θ = 30 = 180 phút 43 Quy hoạch mạng lưới đường TS Chu Công Minh tL = 180 – 168.3 = 11.7 phút tl + tL = 11.7 + 15.3 = 27 phút Sử dụng thời gian lên xuống xe buýt 14 phút A 13 phút D (chú ý tổ hợp phút A 20 phút D, 20 phút A phút D được) Xe A 8:00 8:30 9:00 9:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 B 8:20 8:50 9:20 9:50 10:20 10:50 11:20 11:50 12:20 C 8:35 9:05 9:35 10:05 10:35 11:05 11:35 12:05 12:35 D 9:15 9:45 10:15 10:45 11:15 11:45 12:15 12:45 1:15 Xe 6 D 7:58 8:28 8:58 9:28 9:58 10:28 10:58 11:28 11:58 C 8:36 9:06 9:36 10:06 10:36 11:06 11:36 12:06 12:36 B 8:54 9:24 9:54 10:24 10:54 11:24 11:54 12:24 12:54 A 9:16 9:46 10:16 10:46 11:16 11:46 12:16 12:46 1:16 Thuật giải tìm thời gian biểu Thuật giải thiết lập thời gian biểu xác định số lượng xe buýt nhỏ tuyến đường cho trước khoảng thời gian cho trước nhằn đáp ứng nhu cầu tiêu chuẩn cho trước Chu trình: Xác định thời gian giãn xe nhỏ nhất, HE đáp ứng đủ cho nhu cầu Nếu không, tính toán lại với thời gian giãn xe lớn hơn, HR , số lượng xe N, chuyển sang bước 7; Nếu HE không đáp ứng đủ nhu cầu, tính toán lại số lượng xe N đáp ứng đủ nhu cầu Q; Tính thời gian giãn xe H đủ cho N; Nếu H lớn thời gian giãn xe lớn nhất, HMAX, gán N = N+1 trở lại bước 3; Chọn lại H, HR làm tròn; Nếu số chọn lớn phút, số thườn dùng 7.5, 10, 12, 15, 20, 30, 40, 60 phút Nếu HR không đáp ứng đủ nhu cầu, gán N = N+1 trở lại bước 3; Xuất kết số lượng xe N, thời gian giãn xe HR 44 [...]... quãng đường, do đó ta chia ra là 2 nhóm VBi1 and VBi2 và lấy bình quân gia quy n để tính VBi V1Bi = -3.5 024 – 0. 025 99 *26 .56 ––0.51814 *2. 84 = -6.5065 V2Bi = -3.5 024 – 0. 025 99 *26 .56 ––0.51814 *2. 84 + 2. 0041= -4.5 023 V Bi = VMo V1Bi × 30 + V2Bi × 20 = -5.7048 50 = -0. 025 99*16. 82 – 0.09541*8.14 – 0.51814*7.1 = -4.8 925 2 3 Quy hoạch mạng lưới đường VnBu = 6 .26 188 TS Chu Công Minh -0.09919 -0. 025 99 *23 .58 –... xe bus -2, 117 6, 12 2 hằng số của xe môtô -4,571 3,78 6 Quy hoạch mạng lưới đường TS Chu Công Minh 3 hằng số của xe đạp -3,196 2, 74 4 số phương tiện cá nhân sở hữu +2, 54 2, 27 5 khoảng cách đi lại -0,1898 3,185*10-07 6 thời gian - 0,1551 11,13 7 chi phí -0,161 6,61 Các trị số kiểm tra mô hình: L(β) L(c) L(0) ρ 20 ρ 2 0 bar ρ 2c ρ 2 cbar : : : : : : : - 321 ,535 -479,466 -553.131 0,419 0,406 3, 329 0,315... 0.09541*11.9 – 0.51814*8. 52 = - Xác suất sử dụng các loại phương tiện: P(xe đạp) P(xe máy) P(xe buýt) = e −5.7048 = 0 .26 e −5.7048 + e −4.8 925 2 + e −6 .26 188 = e −4.8 925 2 = 0.59 e −5.7048 + e −4.8 925 2 + e −6 .26 188 = e −6 .26 188 = 0.15 e −5.7048 + e −4.8 925 2 + e −6 .26 188 Số lượng chuyến đi bằng xe đạp đến HUC: 0 .26 * 25 ,000 = 6500 chuyến; Số lượng chuyến đi bằng xe máy đến HUC: 0.59 * 25 ,000 = 14750 chuyến;... buýt) = e −5.7048 = 0.19 e −5.7048 + e −4.8 925 2 + e −5.03836 = e −4.8 925 2 = 0.43 e −5.7048 + e −4.8 925 2 + e −5.03836 = e −5.03836 = 0.38 e −5.7048 + e −4.8 925 2 + e −5.03836 Số lượng chuyến đi bằng xe đạp đến HUC sẽ thay đổi là: 0.19 * 25 ,000 = 4750 chuyến; Số lượng chuyến đi bằng xe máy đến HUC sẽ thay đổi là: 0.43 * 25 ,000 = 10750 chuyến; 4 Quy hoạch mạng lưới đường TS Chu Công Minh Số lượng chuyến đi... hơn OVTT (0. 026 < 0.095), thể hiện sinh viên yêu thích thời gian ngồi trên xe hơn là thời gian chờ xe, • Đối với giá trị tham số đường đi ngắn, mang dấu “+”, thể hiện sinh viên thích sử dụng phương tiện đi lại bằng xe đạp nếu quãng đường đi lại ngắn và các biến khác là như nhau 1 Quy hoạch mạng lưới đường TS Chu Công Minh Hình 5.1 Thuật giải tối đa hóa hàm khả năng 2 Quy hoạch mạng lưới đường TS Chu... 7 8 5 12 6.5 20 12 4 6 4.5 25 Quy hoạch mạng lưới đường 10 20 TS Chu Công Minh 7.5 72 δ > 25 .5 67 δ < 38.5 => 0,354 < δ < 0,5446 5.3 Ví dụ 1 về mô hình lựa chọn đa nhân tố Nghiên cứu việc sử dụng phương tiện của sinh viên trường Đại học Thương mại Hà Nội 5.3.1 Địa điểm nghiên cứu: Vùng nghiên cứu các đặc điểm: Nghiên cứu này được thực hiện tại trường Đại học Thương Mại Hà Nội (HUC) vào năm 20 00 Trường... đi xe riêng C, biết δ = 3,6 (ngàn đồng/giờ) Tổng nhu cầu đi lại là 120 00 chuyến/ngày m Phương thức B Phương thức C Cijm 3 5 Tijm 20 ’ 10’ Zijm 4 ,2 5,6 exp (-Zijm) 0.015 0.0037 Pijm 0.8 0 .2 Vijm 9600 24 00 24 Quy hoạch mạng lưới đường TS Chu Công Minh 1,000 ∑ 120 00 Xác định giá trị thời gian đi lại δ (tính bằng tiền) Chúng ta biết yếu tố quy t định đến việc lựa chọn phương thức vận tải là: Chi phí đi lại... mỗi hình vẽ bao gồm 4 đường cong phụ thuộc vào 4 mức giá trị của L 21 Quy hoạch mạng lưới đường TS Chu Công Minh Ví dụ 5.1: Lưu lượng xe giữa hai vùng tại giờ cao điểm ở năm thiết kế được tính toán là 20 00 chuyến với thành phần như sau: 20 0 chuyến buộc dùng giao thông công cộng (trip captive), 600 chuyến từ các gia đình có thu nhập EC3, còn lại 120 0 chuyến EC5 Sử dụng hình vẽ 3 .2 để tính tỉ lệ sử dụng... (phút) Số TT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 tC 6 15 40 11 21 25 18 60 8 15 Chi phí đi lại (ngàn đồng) C C CB 4,5 1.0 8.0 1.0 10.0 2. 0 6.0 1.0 6.0 2. 0 8.5 2. 0 8.0 2. 0 13.0 1.0 5.5 1.0 9.5 2. 0 tB 18 25 55 21 36 37 33 80 18 35 Phương thức lựa chọn Xe riêng Xe buýt Xe buýt Xe buýt Xe riêng Xe buýt Xe riêng Xe buýt Xe riêng Xe riêng Lời giải: Người điều tra Chọn xe riêng tij - tijC CijC - CijB 12 3.5 B 1 2 3 4 5 6 7... trạng và đặc điểm khai thác của các tuyến xe buýt tại khu vực chợ Bến Thành, nghiên cứu hiện trạng mạng lưới đường bộ trong khu vực, tìm hiểu các quy hoạch của khu vực làm cơ sở tổ chức xe bus nối kết nhà ga Bến Thành Bước 2: Xây dựng hàm thỏa dụng cho mỗi loại phương thức đi lại: 5 Quy hoạch mạng lưới đường TS Chu Công Minh Sau khi nghiên cứu, phân tích nhiều trường hợp, đề tài xác định dạng hàm thỏa ... V2Bi × 20 = -5.7048 50 = -0. 025 99*16. 82 – 0.09541*8.14 – 0.51814*7.1 = -4.8 925 2 Quy hoạch mạng lưới đường VnBu = 6 .26 188 TS Chu Công Minh -0.09919 -0. 025 99 *23 .58 – 0.09541*11.9 – 0.51814*8. 52. .. 0 .26 e −5.7048 + e −4.8 925 2 + e −6 .26 188 = e −4.8 925 2 = 0.59 e −5.7048 + e −4.8 925 2 + e −6 .26 188 = e −6 .26 188 = 0.15 e −5.7048 + e −4.8 925 2 + e −6 .26 188 Số lượng chuyến xe đạp đến HUC: 0 .26 * 25 ,000... quãng đường, ta chia nhóm VBi1 and VBi2 lấy bình quân gia quy n để tính VBi V1Bi = -3.5 024 – 0. 025 99 *26 .56 ––0.51814 *2. 84 = -6.5065 V2Bi = -3.5 024 – 0. 025 99 *26 .56 ––0.51814 *2. 84 + 2. 0041= -4.5 023