Nghiên cứu tổ chức dòng xe trong nút giao thông điều khiển bằng tín hiệu đèn ở thành phố Huế

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA VÕ ANH TUẤN NGHIÊN CỨU TỔ CHỨC DÒNG XE TRONG NÚT GIAO THƠNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG TÍN HIỆU ĐÈN Ở THÀNH PHỐ HUẾ Chun ngành: Kỹ thuật Xây dựng Cơng trình giao thông Mã số: 858.02.05 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Đà Nẵng – Năm 2019 Cơng trình hồn thành TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - - Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS PHAN CAO THỌ Phản biện 1: TS Trần Trung Việt Phản biện 2: TS Phan Lê Vũ Luận văn bảo vệ trước hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 21tháng 12 năm 2019 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng Trường Đại học Bách khoa - Thư viện Khoa Xây dựng cầu đường, Trường Đại học Bỏch Khoa HN M U ĐặT VấN ®Ò Để thực đồng giải pháp khơng thể lúc mà cần có nghiên cứu cụ thể giải pháp, nội dung phù hợp với điều kiện đường, điều kiện giao thông tổ chức – điều khiển giao thông thành phố Huế Có thể tích hợp 2, hay nhiều số nội dung vài giải pháp 9E [8] Đặc biệt với giải pháp mang tính kỹ thuật, cơng nghệ cho dịng xe hỗn hợp nhiều thành phần thị nước ta mang lại hiệu bền vững, lâu dài mà không tốn nhiều kinh phí xây dựng sách vĩ mơ Chính phủ Chẳng hạn hiểu biết đặc trưng dòng xe nút, yếu tố ảnh hưởng đến khả thông hành mức phục vụ nút để có giải pháp tổ chức điều khiển giao thông hiệu Việc dùng nút giao thông điều khiển tín hiệu đèn (NGTĐKBTHĐ) điều kiện giao thông đô thị nước ta hiệu quả, nâng cao lực thơng hành, đảm bảo an tồn giao thông khả ứng dụng hệ thống giao thông thơng minh (IST) hồn tồn khả thi thời đại cách mạng công nghiệp 4.0 Tuy nhiên nút NGTĐKBTHĐ sử dụng đô thị nước ta có nhiều nút dùng khơng hiệu quả, khơng với ưu điểm mang lại, trái lại làm tăng thêm mức độ ùn tắc nút gây nhiễu sóng cho nút lân cận mạng lưới (các nút liền kề) lý dịng xe tổ chức vào nút khỏi nút không qui luật, không với nhu cầu địi hỏi nó, khơng tương thích với mặt hình học nhánh dẫn, chu kỳ đèn pha không phù hợp với tỷ lệ dòng đến, tỷ lệ hướng rẽ Tác giả quan sát nhiều lần nhận khiếm khuyết NGTĐKBTHĐ thành phố Huế May mắn trang bị kiến thức Kỹ thuật giao thông tổ chức - điều khiển giao thông chương trình đào tạo cao học sở tiếp cận thực tế, tác giả nghiên cứu số nội dung tổ chức dòng xe nhánh dẫn tới NGTĐKBTHĐ địa bàn thành phố Huế với mong muốn góp phần làm giảm ùn tắc giao thơng nâng cao hiệu khai thác loại hình NGTĐKBTHĐ thành phố Huế Đó lý hình thành đề tài: Nghiên cứu tổ chức dòng xe nút giao thơng điều khiển tín hiệu đèn thành ph Hu Mục đích, đối t-ợng phạm vi nghiên cøu 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu: Dßng xe ë nót giao thông điều khiển tín hiệu đèn thành phố Huế 2.2 Phm vi nghiờn cu: Nghiên cứu dòng xe nhánh dẫn nút giao thông điều khiển tín hiệu đèn thành phố Huế 2.3 Mục tiêu nghiên cứu: 2.3.1 Mục tiêu tổng quát: Nghiên cứu tổ chức xếp dòng xe khu vực thuộc phạm vi vùng chức nút giao thông điều khiển tín hiệu đèn nhằm nâng cao hiệu khai thác nút giao thông điều khiển tín hiệu đèn thành phố Huế 2.3.2 Mục tiêu cụ thể Tìm hiểu khái niệm chung nút giao thơng điều khiển tín hiệu đèn; Phân tích đặc điểm dịng xe, mặt hình học nút giao thơng điều khiển tín hiệu đèn thành phố Huế; Đề xuất giải pháp tổ chức dòng xe nhánh dẫn nút giao thông điều khiển tín hiệu đèn địa bàn thành phố Huế; Ứng dụng kết nghiên cứu cho nút giao phía Bắc cầu Dã Viên thành phố Huế 2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu: Nghiên cứu lý thuyết: Phương pháp phân tích tổng hợp lý thuyết, kết nghiên cứu kinh nghiệm từ dự án thực tế kết hợp ý kiến chuyên gia Phương pháp khảo sát thực nghiệm, phân tích, đánh giá thơng qua số liệu điều tra, quan trắc chụp ảnh, camera, flycam mô hình nước có dịng xe tương tự từ phân tích đề xuất giải pháp phù hợp 2.5 Kết cấu luận văn Chƣơng 1: Tổng quan tổ chức dịng xe nút giao thơng điều khiển tín hiệu đèn Chƣơng 2: Khảo sát đánh giá trạng, phân loại hệ thống nút giao thơng điều khiển tín hiệu đèn thành phố Huế Chƣơng 3: Nghiên cứu đề xuất giải pháp tổ chức dịng xe nút giao thơng điều khiển tín hiệu đèn thành phố Huế Chƣơng 4: Nghiên cứu ứng dụng tổ chức giao thông hệ thống điều khiển giao thơng với dịng xe nhánh dẫn nút phía Bắc cầu Dã Viên thành phố Huế Ch-¬ng Tỉng quan vỊ Tỉ CHøC DòNG XE TRONG NúT GIAO THÔNG ĐIềU khiển tín hiƯu ®Ìn 1.1 CÁC KHÁI NIỆM 1.1.1 Khái niệm chung nút giao thơng điều khiển tín hiệu đèn 1.1.2 Tổ chức điều khiển giao thơng tín hiệu đèn 1.1.3 Khái niệm phân loại vùng chức nút giao thông 1.2 HỆ THỐNG VẠCH SƠN TRONG NÚT GIAO 1.2.1 Vạch qua đƣờng 1.2.2 Vạch dừng xe 1.2.3 Vạch hƣớng dẫn xe 1.2.4 Vạch vào chờ rẽ trái 1.2.5 Vạch dẫn hƣớng rẽ trái 1.3 DÒNG XE RẼ TRÁI 1.4 KẾT LUẬN Việc nghiên cứu tìm kiếm giải pháp kỹ thuật hạ tầng (mặt hình học) kỹ thuật giao thơng (phân tích dịng phương tiện theo hướng đi, theo loại phương tiện) vô cần thiết nhằm nâng cao hiệu khai thác nút, vừa đơn giản, tốn kinh phí góp phần lớn tăng khả thông hành nhánh dẫn nút, giảm ùn tắc Ở chương tác giả tập trung làm rõ khái niệm nút điều khiển tín hiệu đèn: Nhánh dẫn, hàng chờ, xung đột, vùng xung đột, vùng chức cách xác định, pha chu kỳ đèn…đặc biệt tập trung phân tích đặc điểm, đặc trưng dịng xe nhánh dẫn thuộc vùng chức Khái quát hình thức tổ chức giao thơng phổ biến nút với qui cách, biển báo, vạch kẻ… để từ làm sở cho việc đề xuất giải pháp hợp lý cho việc tổ chức, xếp dòng xe nhánh dẫn CHƢƠNG KHẢO SÁT ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG, PHÂN LOẠI HỆ THỐNG NÚT GIAO THƠNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG TÍN HIỆU ĐÈN CỦA THÀNH PHỐ HUẾ 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ Xà HỘI VÀ GIAO THÔNG VẬN TẢI Ở THÀNH PHỐ HUẾ 2.1.1 Điều kiện tự nhiên 2.1.2 Điều kiện dân số kinh tế xã hội thành phố Huế 2.2 KHẢO SÁT, ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG NÚT GIAO THƠNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG TÍN HIỆU ĐÈN TẠI THÀNH PHỐ HUẾ Theo số liệu khảo sát tồn thành phố có 48 cụm đèn THGT thuộc địa bàn Thành Phố Huế quản lý 2.2.1 Đánh giá điều kiện đƣờng + Nhánh dẫn xe: Đối với nút xe đa số tuyến đường phố nội giao nhau, khu vực phía Bắc Sơng Hương, bề rộng mặt đường nhánh dẫn từ 3m-3.5m, bán kính bó vỉa cắm R=(3-5)m Tình trạng mặt đường bê tơng nhựa thường bị bong tróc hư hỏng khơng đảm bảo độ phẳng dẫn đến làm giảm tốc độ phương tiện vào trước sau nút + Nhánh dẫn xe: Thường đường phố thị, đường phố gom, đường giao với trục Quốc lộ xuyên tâm Bề rộng nhánh dẫn từ (6.5-7.5)m, bán kính bó vỉa từ (3-10)m Tình trạng mặt đường tốt trục thị tuyến đường phục vụ lưu thơng hàng hóa du lịch lại người dân + Nhánh dẫn xe: Đường phố đô thị, chỉnh trang tuyến đường trục trung tâm theo quy hoạch Đây tuyến đường nên bề rộng nhánh dẫn mặt đường từ 10,5m, bán kính bó vỉa từ (3-10)m, mặt đường đảm bảo độ phẳng 2.2.2 Đánh giá điều kiện giao thơng Đánh giá thành phần dịng xe: Thành phần dòng xe vào nút tỷ lệ loại xe (%) khác dòng xe Khi dòng xe có nhiều thành phần có nhiều khổ động học khác ảnh hưởng đến lực thông hành cách thức thiết kế nút kích thước hình học dịng xe có liên quan đến vị trí xe, bề rộng, độ dốc, hàng chờ, bán kính rẻ xe …Khi thành phần nhiều phát sinh nhiều tác động tính cách khác dòng xe nên chất lượng dòng xe Như dịng xe giới xe tải với tính động lực khác xe cản trở xe hay dòng xe đạp cản trở xe xe máy Đánh giá tốc độ dịng xe: Đối với nút có hay xe, tỉ lệ xe máy xe đạp giảm xuống tỉ lệ xe xe tải tăng lên bề rộng nhánh dẫn rộng từ (710.5)m, không gian nút thoáng hơn, việc cắm cong gần xét đến với xe máy, số cắm đạt yêu cầu cho xe có xe tải lớn thường có tượng lấn làn, tốc độ có cải thiện thấp 2.2.3 Đánh giá điều kiện tổ chức điều khiển giao thông - Hệ thống vạch sơn kẻ đường: 8360m2 vạch sơn loại bao gồm: Vạch tim đường, vạch người sang ngang, vạch dừng xe, vạch gờ giảm tốc, vạch phân chia đường, vạch giới hạn mép phần lề xe chạy qua thời gian sử dụng số vạch sơn mòn, mờ, tác dụng, số vạch sơn không phù hợp với quy chuần QCVN 41:2016/BGTVT cần thay 2.2.4 Các ý thức chấp hành pháp luật: - Ý thức chấp hành pháp luật ATGT phận người tham gia giao thông, người kinh doanh buôn bán cịn hạn chế nên tình trạng cơng khai vi phạm quy tắc giao thông, nếp sống văn minh đô thị, lấn chiếm vỉa hè xảy thường xuyên ảnh hưởng đến tầm nhìn vào nút - Sự phối hợp lực lượng, ban ngành chức năng, địa phương thiếu chặt chẽ, thiếu đồng bộ, nhiều bất cập công tác quản lý hệ thống đường quốc lộ, đường tỉnh theo phân cấp nên đôi lúc đùn đẩy trách nhiệm, làm ảnh hưởng đến công tác đảm bảo trật tự ATGT địa bàn thành phố - Cơng tác tuần tra, kiểm sốt chưa thường xun, chưa kép kín địa bàn Cơng tác xử lý vi phạm thiếu cương quyết, chưa tập trung vào hành vi nguyên nhân dẫn đến tai nạn giao thông: Người điều khiển phương tiện vào đường cấm, chạy nhanh vượt ẩu, chở tải trọng, lấn làn, vượt đèn đỏ… 2.3 NHẬN XÉT Trong chương tác giả khảo sát thực tế đánh giá trạng khai thác hệ thống nút giao thơng điều khiển tín hiệu đèn thành phố Huế theo nhóm nút: thành phần dịng xe nhánh dẫn, trạng yếu tố ảnh hưởng đến khả thông hành nút như: Biển báo, vạch kẻ đường, bán kính bó vỉa, bề rộng nhánh dẫn, thời gian chu kỳ đèn THGT, tình trạng mặt đường, ý thức chấp hành pháp luật người tham gia giao thông… Giới thiệu tổng quan giao thông thành phố Huế Khảo sát đánh giá trạng nút giao thơng điều khiển tín hiệu đèn thành phố Huế cho nhóm Thơng qua kết khảo sát, đánh giá trạng mục 2.1, 2.2 nhận thấy hệ thống dòng xe từ nhánh dẫn vào nút giao thơng điều khiển tín hiệu đèn thành phố Huế phức tạp, kết hợp với yếu tố tổ chức không gian nút chưa hợp lý khơng có dành cho xe rẻ trái dịng xe nhánh dẫn có tỉ lệ xe rẻ trái lớn, tổ chức đèn THGT chưa xét hết yếu tố dòng xe nhánh dẫn tỉ lệ xe rẻ trái, rẻ phải, thời gian đèn vàng có 10 CHƢƠNG NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP TỔ CHỨC DÒNG XE TRONG NÚT GIAO THƠNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG TÍN HIỆU ĐÈN Ở THÀNH PHỐ HUẾ 3.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3.1.1 Tiêu chuẩn, quy phạm tổ chức dòng xe nút Bảng 3.1 Chiều dài tối thiểu đoạn giảm tốc [2] Tốc độ thiết kế, Chiều dài tối thiểu Chiều dài tối thiểu km/h đoạn giảm tốc, m đoạn chuyển làn, m 80 45 40 70 40 35 60 30 30 50 20 25 40 15 20 30 10 15 20 10 10 Chú thích: Giá trị chiều dài đoạn chuyển bảng tính cho bề rộng rẽ trái 3,0m 3.1.2 Các tiêu chí để đánh giá - Khả thông hành hệ số mức độ phục vụ: Được đánh giá qua suất dòng phục vụ, loại đối tượng xét có suất dịng phục vụ tương ứng mức phục vụ A, B, C, D E [8] Ở mức phục vụ E, suất dòng phục vụ đồng nghĩa với khả thông hành chung giá trị, mức phục vụ F khơng tồn khái niệm suất dịng phục vụ Bảng 3.2 u n h gi h số m c độ ph c v C c n t Hệ số mức độ phục vụ tới hạn Quan hệ với khả xảy ZC KNTH ZC  0,85 Dưới KNTH 0,85 < ZC  0,95 Gần KNTH 0,95 < ZC  Đạt tới KNTH ZC > Quá KNTH 11 Sau tính thời gian chậm xe theo cơng thức (3.3), đánh giá mức độ phục vụ nút giao thơng điều khiển tín hiệu đèn theo tiêu thời gian chậm xe d dựa vào mối quan hệ sau: Bảng 3.3: iêu chuẩn m c ph c v c n t gi o thông điều khiển tín hi u đèn theo thời gi n chậm xe trung bình c xe Mức phục vụ Thời gian chậm xe trung bình – d (s/xe) A d