BÀI GIẢNG PHÂN TÍCH GIAO THÔNG TẠI NÚT GIAO ĐIỀU KHIỂN BẰNG ĐÈN TÍN HIỆU ĐƯỢC BIÊN SOẠN NHẰM PHỤC VỤ CHO CÔNG VIỆC GIẢNG DẠY TẠI ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘIBÀI GIẢNG ĐƯỢC CHIA RA THÀNH CÁC PHẦN KHOA HỌC GIÚP SINH VIÊN NẮM BẮT ĐƯỢC MỘT CÁCH DỄ DÀNG VÀ ĐẦY ĐỦ NỘI DUNG MÔN HỌC
Chun đề 5.4: PHÂN TÍCH GIAO THƠNG TẠI NÚT GIAO ĐIỀU KHIỂN BẰNG ĐÈN TÍN HIỆU Lịch sử đèn giao thông Ra đời 10/1868 Luân Đôn, Anh, dùng điều khiển tàu hỏa Ban đầu chưa có đèn vàng (chỉ có đèn xanh, đỏ); đèn thắp sáng khí ga 8/1914, cơng ty tín hiệu giao thông đời Mỹ: đèn giao thông lắp ngã tư bang Ohio Chưa có tín hiệu vàng, dùng còi hú chuyển trạng thái 1920: có đủ màu: sĩ quan cảnh sát Williams Posst, sống thành phố Detroit (Mỹ) sáng chế 1922: hệ thống tự động điều khiển thời gian điện Lịch sử đèn giao thông 1928: xuất hệ điều khiển với thời gian tín hiệu định sẵn (pre-timed system) Cuối 1920s: hệ thống điều khiển thích nghi (actuated control) đời, sử dụng cảm biến lực (pressure detectors) 1952: sử dụng hệ thống máy tính tương tự Denver, Colorado (Mỹ) 1963: điều khiển sử dụng hệ thống máy tính số (digital computers) xuất Các kiểu tín hiệu điều khiển Điều khiển với thời gian tín hiệu định sẵn (Pre-timed control): thời gian pha tín hiệu lặp lại giống sau chu kỳ đèn Điều khiển với thời gian tín hiệu thích nghi (Actuated control): Thay đổi thời gian pha tín hiệu sau chu kỳ tùy theo tình trạng giao thơng đường Cần thiết phải kết nối với cảm biến giao thơng (TB dò xe) - Điều khiển thích nghi phần (Semi-actuated): lắp cảm biến nhánh phụ, giao thơng nhánh bị gián đoạn có lượng giao thơng đủ lớn nhánh phụ - Điều khiển thích nghi đầy đủ (Fully actuated): lắp cảm biến tất nhánh Thời gian xanh phân bổ tùy theo lưu lượng giao thông nhánh Điều khiển với thời gian tín hiệu cố định (Pre-timed control) Điều khiển với thời gian tín hiệu thích nghi (Actuated control) Một số khái niệm Chu kỳ (cycle): trình tự đầy đủ khép kín tất thị đèn (màu bóng đèn) Thời gian chu kỳ (cycle length): thời gian cần thiết để thực chu kỳ Nhịp (interval): khoảng thời gian mà tín hiệu (chỉ thị đèn) khơng thay đổi Nhịp chuyển (change interval): thị ”màu vàng”, để chuyển tiếp từ tín hiệu xanh sang tín hiệu đỏ cho hướng di chuyển Thời gian chuyển nhịp = thời gian đèn vàng + thời gian đỏ lúc tất hướng) Diện tích hình thang cong số xe giải tán thời gian xanh Một số khái niệm Thời gian xanh: Thời gian xanh thực tế: = khoảng thời gian thị màu xanh Thời gian xanh có hiệu: thời gian thực có hiệu việc giải tán dòng xe l1: tổn thất thời gian khởi động (start-up lost time) l2: tổn thất thời gian dọn (clearance lost time) e: độ kéo dài thời gian xanh có hiệu Một số khái niệm Quãng cách thời gian dòng bão hòa (Saturation Headway) Khi đèn xanh bật, hàng xe chờ bắt đầu chuyển động qua nút với quãng cách thời gian giảm dần Giá trị ổn định gọi quãng cách thời gian dòng bão hòa Suất dòng bão hòa Thời gian tổn thất khởi động: Thời gian để n xe hàng chờ giải tán: Hệ số hiệu chỉnh rẽ trái fLT rẽ trái cho phép (khơng có pha rẽ trái riêng) Khoảng 2: (gq - gf): Nếu xe rẽ trái xét đến nút (vị trí vạch dừng xe) thời gian hàng xe chờ hướng đối điện giải tán (ở mức bão hòa), lúc xe rẽ trái phải chờ tồn xe xét bị đóng Nếu nhóm đối diện có xe, xe rẽ trái tạo quãng cách để xe rẽ trái xét di chuyển ==> Hệ số hiệu chỉnh rẽ trái cho giai đoạn này: 0< fLT=F2< Hệ số hiệu chỉnh rẽ trái fLT rẽ trái cho phép (khơng có pha rẽ trái riêng) Khoảng 3: gu Trong giai đoạn xe rẽ trái sử dụng quãng cách đủ lớn dòng xe thẳng hướng đối diện (dòng xe chưa bão hòa) để qua nút ==> Hệ số hiệu chỉnh rẽ trái cho giai đoạn này: 0< fLT = F1< Hệ số hiệu chỉnh rẽ trái fLT rẽ trái cho phép (khơng có pha rẽ trái riêng) Công thức chung xác định hệ số hiệu chỉnh rẽ trái fm(áp dụng cho có xe rẽ trái): Khi nhóm (nhánh dẫn) có làn: fLT = fm Khi nhóm (nhánh dẫn) có nhiều (N làn): ảnh hưởng rẽ trái tính trung bình cho tất nhóm (nhánh dẫn) Khi nhánh dẫn đối diện có nhiều xe (đi thẳng), F2 = Hệ số hiệu chỉnh rẽ trái fLT rẽ trái cho phép (khơng có pha rẽ trái riêng) Các trường hợp xác định fm Số nhánh dẫn Trường hợp xét LT1 LT2 LT3 LT4 LT5 LT6 LT7 LT8 ≥ ≥ làn làn ≥ ≥ Số nhánh đối diện gq < gf ≥ ≥ làn ≥ ≥ làn Đúng Sai Đúng Sai Đúng Sai Đúng Sai Hệ số hiệu chỉnh rẽ trái fLT rẽ trái cho phép (khơng có pha rẽ trái riêng) Các trường hợp nhánh dẫn đối diện có nhiều trường hợp gq gu Mơ hình ước lượng gf: > Đối với rẽ riêng >Nhóm dùng chung có ≥ >Nhóm dùng chung có G = thời gian xanh thực tế tL = tổn thất thời gian cho pha LTC = số xe rẽ trái chu kỳ (xe/chu kỳ): [vLTxC/3600] Hệ số hiệu chỉnh rẽ trái fLT rẽ trái cho phép (khơng có pha rẽ trái riêng) Mơ hình ước lượng gq: >Nhánh đối diện có nhiều (≥ làn) >Nhánh đối diện có volc = suất dòng dòng xe nhánh đối diện tính cho chu kỳ (xe/làn/chu kỳ) [voxC/(3600xNo] No = số xe nhánh đối diện (không kể rẽ riêng) qro = tỷ lệ hàng chờ cho dòng nhánh đối diện [1Rpo(go/C)]; Rpo = tỷ số xe theo cụm nhánh đối diện (tùy thuộc vào kiểu dòng đến) go = thời gian xanh hữu hiệu nhánh đối diện tL = tổn thất thời gian tính cho pha nhánh đối diện Hệ số hiệu chỉnh rẽ trái fLT rẽ trái cho phép (khơng có pha rẽ trái riêng) Xác định F1: EL1 = Hệ số tương đương xe rẽ trái (quy đổi xe thẳng) TRONG KHOẢNG THỜI GIAN gu PL = tỷ lệ xe rẽ trái xét Hệ số hiệu chỉnh rẽ trái fLT rẽ trái cho phép (khơng có pha rẽ trái riêng) Xác định F2: EL2 = Hệ số tương đương xe rẽ trái (quy đổi xe thẳng) TRONG KHOẢNG THỜI GIAN (gq- gf) * Ước lượng mơ hình xác suất xét đến thời gian xe rẽ trái phải chờ trước có quảng cách đủ lớn để rẽ PL = tỷ lệ xe rẽ trái xét Hệ số hiệu chỉnh rẽ trái fLT rẽ trái cho phép (khơng có pha rẽ trái riêng) Xác định EL2: pTHo = Tỷ lệ xe thẳng dòng xe nhánh đối diện (chỉ có xe) PLTo = tỷ lệ xe rẽ trái dòng xe nhánh đối diện (chỉ có xe) n = số xe dòng xe nhánh đối diện khoảng thời gian (gq – gf), ước lượng sơ = (gq – gf)/2 Hệ số hiệu chỉnh rẽ trái fLT rẽ trái cho phép (khơng có pha rẽ trái riêng) Ước lượng PL: tỷ lệ xe rẽ trái xét - Khi có rẽ trái dành riêng: PL = - Khi nhánh dẫn có xe: PL = PLT - Trường hợp nhánh dẫn có nhiều xe; rẽ trái dùng chung: Ví dụ 5.4.2 Hãy xác định hệ số fLT cho nhóm rẽ trái dùng chung có thơng số sau: Lời giải: Các bước tính tốn Bài tập 5.4b Một nhóm dùng chung có xe rẽ trái nút giao có đèn tín hiệu điều khiển với thơng số ví dụ 5.3.2 u cầu vẽ biểu đồ thay đổi hệ số fm fLT trường hợp sau: a Tỷ lệ xe rẽ trái nhóm xét thay đổi từ 2% đến 20% Các thông số khác không thay đổi so với ví dụ 5.3.2 b Suất dòng nhánh đối diện thay đổi từ 900 xe/h đến 2500 xe/h Các thông số khác khơng thay đổi so với ví dụ 5.3.2 ... trạng giao thông đường Cần thiết phải kết nối với cảm biến giao thơng (TB dò xe) - Điều khiển thích nghi phần (Semi-actuated): lắp cảm biến nhánh phụ, giao thơng nhánh bị gián đoạn có lượng giao. .. đèn giao thông Ra đời 10/1868 Luân Đôn, Anh, dùng điều khiển tàu hỏa Ban đầu chưa có đèn vàng (chỉ có đèn xanh, đỏ); đèn thắp sáng khí ga 8/1914, cơng ty tín hiệu giao thơng đời Mỹ: đèn giao. .. xét giao thơng nhánh dẫn nhóm nhánh dẫn Việc phân chia nhóm nhánh dẫn tùy thuộc vào cấu tạo hình học nút giao phân bổ giao thơng theo hướng chuyển động (có thể gọi chung cách thức tổ chức giao