mô đường thành phố và quy hoạch giao thông: ( nút giao)

Các vấn đề trình bày Quy hoạch V THIẾT KẾ NÚT giao th«ng Khái niệm chung Phân loại nút giao thơng Đặc điểm dòng xe nút Nút giao thông mức Nút giao thơng khác mức Tính tốn thiết kế nút KHÁI NIỆM CHUNG KHÁI NIỆM CHUNG • Nút giao thơng nơi có từ hai đường tô trở lên giao nơi giao đường ô tô tuyến đường khác đường sắt, đường chun dụng,… • Nút giao thơng nơi nguy hiểm khơng gian chật hẹp khoảng thời gian hạn chế, người tham gia giao thông phải thực nhiều thao tác phức tạp giảm tốc, dừng xe, quan sát, cắt làn, chuyển làn, tăng tốc,…Ước tính khoảng 50% tai nạn giao thông (TNGT) xảy nút KHÁI NIM CHUNG PHÂN LOạI NúT GIAO THÔNG Nỳt giao thông nơi làm giảm khả thông hành đường, gây ùn tắc, tốn thời gian chờ đợi, tăng thêm lượng khí xả vào mơi trường • Nút giao thông mức: nút mà đường giao nối với cao độ, hoạt động diễn mặt Có thể chia theo hình dạng - Nút đơn giản - Nút có dẫn hướng tạo cho xe rẽ đảo - Nút hình xuyến Hoặc theo hình thức điều khiển - Nút khơng có đèn tín hiệu - Nút có đèn tín hiệu • Lưu lượng xe vào nút lưu lượng xe khỏi nút Quy hoạch thiết kế nút nghiên cứu tổng lượng xe vào nút phân chia lưu lượng luồng xe (khơng gian, thời gian) • Nút giao thơng khác mức: nút mà đường giao không cao độ, triệt tiêu xung t PHÂN LOạI NúT GIAO THÔNG PHÂN LOạI NúT GIAO THÔNG Các phận nút Các phËn cđa nót C¸c bé phËn cđa nót ĐẶC iM DòNG XE TạI NúT Ti nỳt giao thụng phân thành dạng chuyển động: cắt dòng, nhập dòng, tách dòng trộn dòng (hỗn hợp) Cắt Nhập Tách Trộn MỨC ĐỘ NGUY HiỂM CỦA XUNG ĐỘT XUNG ĐỘT T¹I NóT NGa BA M = Nt + 3Nn + 5Nc Nt: số điểm tách Nn: số điểm nhập Nc: số điểm cắt Đánh giá mức độ phức tạp nút sau: Khi M < 10 : nút đơn giản M = 10  25 : nút đơn giản M = 25  55 : nút phức tạp vừa M > 55 : nút phức taùp XUNG T TạI NúT NGa TƯ 32 im xung đột (8 điểm nhập, điểm tách, 16 điểm cắt) 12 dòng xe BÀI TẬP TẠI LỚP • Xung đột ngã • Xung đột có bố trí đảo nhỏ • Xung đột bố trí đảo lớn • Xung đột có bố trí đèn pha • Xung đột biến ngã tư thành ngã • Nút khác mức để hạn chế xung đột Độ nguy hiểm s MỨC ĐỘ NGUY HIỂM Q Để xem xét mức độ nguy hiểm dòng xe giao cắt góc khác nhau: Độ nguy hiểm n Q = s  b s: độ nguy hiểm điểm xét b: hệ số căng thẳng điểm xđ  b = M.N M, N: lưu lượng xe hai luồng gặp điểm nguy hiểm Tách (T) Nhập (N) Giao nhau: -Góc nhọn (Gn) -Góc tù (Gt) -Góc vuông (Gv) Mức độ nguy hiểm điểm (s) Phân tán Tập trung 2 4.5 6 12 Các điểm tập trung cách nhỏ 15m, điểm phân tán cách 15m YÊU CẦU VÀ NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ YÊU CẦU VÀ NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ • Yêu cầu quy hoạch, thiết kế nút giao thơng cần đảm bảo: • Ngun tắc thiết kế đảm bảo số lương xung đột, đặc biệt xung đột nguy hiểm - Xe chạy an toàn, êm thuận - Khả thông xe lớn - Thời gian xe qua nút nhanh - Hiệu kinh tế (chiếm đất, giá thành hạ) - Tổ chức giao thông nút đơn giản, rõ ràng - Dễ nâng cấp, phân kỳ đầu tư • Hình thức giao có nhiều loại, chọn loại giao phụ thuộc vào yếu tố sau:  Số lượng xe chạy vào nút số lượng xe rẽ trái  Vận tốc xe chạy vào nút  Điều kiện địa hình xây dựng khả nng kinh t 10 ĐIềU KHIểN BằNG LàN SóNG XANH tính toán Thời gian chuyển pha H thng ốn trục đường nối trung tâm điều khiển cho xe chạy với tốc độ trung bình ln gặp đèn xanh nút • Ví dụ tính thời gian chuyển pha với pha kết thúc Đơng – Tây pha Bắc – Nam (hình vẽ) • Rất thuận tiện cho đường chiều (TPHCM) Bài tốn phức tạp với đường chiều, nút có xe rẽ trái nhiều • Các nút có chu kỳ giống Thời gian bắt đầu xanh nút sau chậm nút trước t =L/V (L: khoảng cách nút, V: tốc độ) • Thời gian chuyển pha Tz = Tr + Tk + Tv – Te • Tr + Tk: Thời gian xe hết phạm vi xung đột • Lr: khoảng cách từ vạch dừng đến hết phạm vi xung đột (m) Lr + Lk Tr + Tk = (s) Vr • Lk chiều dài xe, Tv: thời gian đèn vàng = 3s - 4s 46 tÝnh to¸n Thêi gian chun pha VÝ dơ tÝnh to¸n • Te khoảng thời gian xe pha đến phạm vi xung đột Te = Le/V (s) • Vr: vận tốc xe khỏi nút (m/s) • Le: Khoảng cách từ vạch dừng đến phạm vi xung đột • V: Vận tốc xe Tính thời gian chuyển pha biết - Thời gian đèn vàng: 3s - Vận tốc xe ra: 36.0km/h = 10m/s - Vận tốc xe vào: 36 km/h = 10m/s - Chiều dài xe: 6m (cả khoảng an toàn) - Pha 1: Hướng Nam – Bắc; Pha 2: Hướng Đông – Tây Lr + Lk – Le 26 + - Tz1-2 = - + Tv = - + = 5.7 (s) V 10 Lr + Lk – Le 15 + - Tz2-1 = - + Tv = - + = 4.6 (s) V 10 47 Thêi gian chuyÓn pha Thời gian chuyển pha nhỏ thường 4s Giá trị lớn khi: - Nút có diện tích lớn Nút cho phép thêm thời gian cho xe rẽ trái Nút có tốc độ thiết kế cao Nút có lưu lượng người qua nút lớn mà khơng có pha riêng biệt cho khách hành QUI LuËt Xe RỜI NóT Khi đèn tín hiệu chuyển từ đỏ sang xanh, xe thứ tự rời nút với số lượng xe qua N sau: Tx - Ta N = -Tf • Tx: Thời gian đèn xanh • Ta: Tổn thất thời gian ban đầu (hình vẽ) • Tf: Thời gian cần thiết để xe qua vạch dừng (xe khoảng 2s) 48 Kh¶ thông hành đờng dẫn Khả thông hành đờng dÉn • Dòng bão hòa dòng xe ổn định lớn chạy qua vạch dừng từ hàng chờ thời gian đèn xanh • Trong hình vẽ diện tích đường đỏ diện tích đường đen • Gọi k thời gian đèn xanh, a thời gian đèn vàng thời gian đèn xanh có hiệu là: • • • • G = (Tx + Tv) – (l1 +l2) Thông thường (l1 + l2) khoảng 2s Khả thông hành đường dẫn = S x (G/Tc) G/Tc: tỷ lệ thời gian xanh có hiệu Lưu lượng Q x Tc Mức độ bão hòa x= = -Khả thụng hnh SxG 49 Khả thông hành đờng dẫn • Dòng bão hòa dòng xe ổn định lớn chạy qua vạch dừng từ hàng chờ thời gian đèn xanh • Trong hình vẽ diện tích đường đỏ diện tích đường đen • Gọi k thời gian đèn xanh, a thời gian đèn vàng thời gian đèn xanh có hiệu là: G = (Tx + Tv) – (l1 +l2) • Thơng thường (l1 + l2) khoảng 2s • Khả thơng hành đường dẫn = S x (G/Tc) • G/Tc: tỷ lệ thời gian xanh có hiệu Nhu cầu Q x Tc • Mức độ bão hòa x= = -Khả thông hành SxG • Q: lưu lượng xe vào nút HỆ SỐ QUY ĐỔI XE (TCVN) • Xe tơ = 1.0 • Xe tải trục xe buýt nhỏ 25 chỗ: 2.0 • Xe tải có trục trở lên xe buýt lớn: 2.5 • Xe kéo rơ mooc: 4.0 • Xe máy = 0.3 • Xe đạp = 0.2 50 HỆ SỐ QUY ĐỔI XE (HCM) • Xe tơ = 1.0 • Xe ti nh (light goods vehicles LGV)= 1.5 Xác định Dòng bão hòa Tt nht l kho sỏt o đạc trường Dòng xe qua vạch (tích lũy) • Xe buýt nhỏ (minibus) = 2.0 • Xe tải vừa (medium goods vehicles – MGV) = 3.0 • Xe tải lớn (heavy goods vehicles – HGV) = 3.5 • Xe buýt lớn = 2.5 • Xe máy = 0.22 Xe p = 0.2 Thi gian 51 Xác định Dòng bão hòa Cỏc yu t nh hng: • • • • Bề mặt đường ( -6% mặt đường bị ướt) Tỷ lệ xe rẽ trái, rẽ phải (f) Bán kính rẽ xe (r) Độ dốc tuyến đường (G%) Vị trí đường Chiều rộng ng (w) Xác định Dòng bão hòa Cụng thc kinh nghiệm dòng xe tơ (dòng khơng có xung đột) – xe con/giờ S = (So – 140 x Dn)/(1 + 1.5 f/r) với So = 2080 – 42 DG X G + 100 (w – 3.25) • Dn = xe sát vỉa hè • DG = lên dốc 52 X¸c định Dòng bão hòa Tổn thất thời gian l2 Cơng thức kinh nghiệm dòng xe máy (xe máy/giờ) Pha a Tz Prt Plt S = 11.000 + 2.000 x (W – 3.5) – 600 x - – 300 x Rrt Rlt • Prt, Plt: Tỷ lệ xe rẽ phải, rẽ trái (%) l1 Pha b • Tt = Tz – (Tv – l2) + l1 = Tz – Tv + (l2 + l1) • Thông thường l2 + l1 = 2s; Tv = 3s => Tt = Tz -1 • Rrt, Rlt: Bán kính quỹ đạo xe rẽ phải, rẽ trái • Vậy tổng tổn thất nút: Tt = 53 Kh¶ thông hành nút Gi s thi gian chu kỳ T Thời gian có hiệu chia cho hướng (T-Tt) • Nguyên tắc chia thời gian chu kỳ (sau trừ tổn thất) để đảm bảo độ bão hòa hướng Q x Tc • Mức độ bão hòa X = -SxG • Ví dụ để đảm bảo Xb = Xt Qb x Tc Qt x Tt = -Sb x Gb St x Gt Khả thông hành nút Gt => Gb Qt /St = -Qb/Sb = Yt -Yb =>Tỷ lệ thời gian xanh có hiệu tỷ lệ (nhu cầu/KNTH) • Thời gian chu kỳ cần phải đủ dài tất xe hướng qua nút chu kỳ Tt • Yt x C + Yb x C + Tt = C => C = -1–Y Với Y = Yb + Yt 54 Thêi gian chê ë ®êng dÉn tÝnh thêi gian chu kú ®Ìn Thời gian chờ TB xe (D) Lưu lượng / Khả thơng hành (%) 90 55 Thêi gian chê ë ®êng dÉn • D= • Chu kỳ tối ưu đảm bảo: dD = dTc k x Tt + • Top = -1-Y • k = 1.3 – 1.8, thường lấy 1.5; Tt thường lấy Tz tÝnh thêi gian chu kú ®Ìn 1.5 x Tv + Top = 1-Y • Tv = • Y= (s) (tổng thời gian tổn thất) = • Qi: lưu lượng xe thiết kế pha i Nếu pha i có nhiều luồng xe chạy Qi lưu lượng luồng nhiều • Si: dòng bão hòa luồng (1800 – 2200 xe con/h) • T = (0.75 – 1.5) Top 56 tÝnh thời gian chu kỳ đèn Quy lut xe n ngẫu nhiên (phân bố Poisson) • Dòng bão hòa khơng đổi suốt thời gian đèn xanh có hiệu • Nguyên tắc: thời gian chờ TB phương tiện nhỏ • Tp thường chọn khoảng (0.75-1,5) x Top Thông thường không vượt 120s • Thời gian chu kỳ đèn tổng thời gian xanh thời gian chuyển pha • Thời gian xanh pha phân bổ theo lưu lượng thiết k ví dụ tính toán Tớnh toỏn chu k đèn cho ngã với thông số hình vẽ Q2 = 2000 S2 = 3900 Q1 = 1200 S1 = 3900 Q3 = 500 S2 = 1700 Pha Pha 57 vÝ dơ tÝnh to¸n Bố trí trình tự pha Tính tốn giá trị Y = Q/S cho dòng xe Xác định dòng xe có Ymax cho pha Tính tốn Y = Tính tốn tổn thất Tt Tính tốn giá trị Top Chọn giá trị chu kỳ xung quanh giá trị Top Tính tốn giá trị thời gian xanh có hiệu Tính tốn thời gian xanh có hiệu cho pha 10 Tính tốn thời gian xanh thực cho pha vÝ dô tÝnh toán Y1 = 2000/3900 = 0.513 Y2 = 500/1700 = 0.294 • Y = 0.807 • Tính tốn tổn thất thời gian Giả sử thời gian chuyển pha pha sang 14s, từ sang 6s Tt1 = 14 – = 13s; Tt2 = 6-1 = 5s • Tổng tổn thất = 13 + = 18s 58 vÝ dơ tÝnh to¸n k x Tt + 1.5 x 18 + 32 • Top = = - = - = 166s 1–Y – 0.807 0.193 • Thời gian chu kỳ khơng nên q 120s nên chon 120s • Thời gian có hiệu G = 120 – 18 = 102s • G x Y1 Pha 1: G1 = Y 102 x 0.513 = = 65s 0.807 • G x Y2 Pha 1: G1 = Y 102 x 0.294 = = 37s 0.807 ví dụ tính toán Thi gian xanh thc Tx Tx = G –Tv + l1 +l2 = G -1 • Thời gian xanh pha 1: 65 -1 = 64s • Thời gian xanh pha 2: 37 -1 = 36s Pha (64s) Pha (36s) 59 Bµi tËp Pha Pha Bài tập Pha Q1a = 1000 xctc/h; S1a = 3800 xctc/g Q1b = 400 xctc/h; S1b = 1900 xctc/g Q1c = 300 xctc/h; S1c = 1700 xctc/g • • • Q2a = 1200 xctc/h; S2a = 3800 xctc/g Q2b = 300 xctc/h; S2b = 1900 xctc/g Q2c = 200 xctc/h; S2c = 1600 xctc/g • • Q3a = 400 xctc/h; S3a = 1800 xctc/g Q3b = 250 xctc/h; S3b = 1800 xctc/g • Tz1 = 8s; Tz2 = 8s; Tz3 = 6s 60 ... nhìn: - Nút khơng điều khiển giao thơng - Nút điều khiển đường phụ nhường đường - Nút điều khiển khống chế dừng xe đường phụ - Nút điều khiển tín hiệu đèn giao thơng Tầm nhìn nút cho hai đường giao. .. lưu lượng xe khỏi nút Quy hoạch thiết kế nút nghiên cứu tổng lượng xe vào nút phân chia lưu lượng luồng xe (không gian, thời gian) • Nút giao thơng khác mức: nút mà đường giao không cao độ, triệt...KHÁI NIỆM CHUNG KHÁI NIỆM CHUNG • Nút giao thơng nơi có từ hai đường tơ trở lên giao nơi giao đường ô tô tuyến đường khác đường sắt, đường chun dụng,… • Nút giao thơng nơi nguy hiểm khơng gian