Nghiên cứu thời gian chậm xe tại một số nút giao điều khiển bằng đèn tín hiệu tại tp hồ chí minh

Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS Chu Công Minh   LỜI CẢM ƠN Khi hoàn thành đề tài tốt nghiệp mình, lời cảm ơn sâu sắc xin gởi đến T.S Chu Công Minh, người tận tâm hướng dẫn nắm bắt nhiều vấn đề, tìm hướng vấn đề nghiên cứu gặp khúc mắc giúp đỡ lớn lao việc thu thập tư liệu, số liệu Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy Để hồn thành Luận văn tốt nghiệp mình, tơi nhận từ bạn tôi, anh chị thầy nhiệt tình giúp đỡ tơi suốt hai năm học qua, giúp tơi lúc khó khăn học tập, tích lũy kiến thức, trao dồi kỹ nghiên cứu khoa học Thực hai năm học mái trường Đại Học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh giúp tơi trưởng thành nhiều Xin cám ơn sâu sắc đến gia đình tơi, ln động viên khuyến khích tơi để tơi n tâm học hành, động lực để vượt qua khó khăn Xin cảm ơn! HVTH : Trần Minh An    trang ‐ -  Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS Chu Công Minh   - - - - - - - - MỤC LỤC - - - - - - - CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ - -  1.1 Tình hình giao thơng thị thành phố Hồ Chí Minh : - -  1.2 Sự cần thiết đề tài nghiên cứu - -  CHƯƠNG 2: TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ HỆ SỐ QUY ĐỔI, LƯU LƯỢNG BÃO HÒA VÀ THỜI GIAN CHẬM XE TẠI NÚT CĨ ĐIỀU KHIỂN BẰNG ĐÈN TÍN HIỆU - 10 -  2.1 Hệ số quy đổi xe tiêu chuẩn phương pháp xác định - 10 -  2.2.1  Hệ số quy đổi: - 10 -  2.2.2  Các phương pháp thực nghiệm xác định hệ số qui đổi (PCU) xe tiêu chuẩn: - 12 -  2.2 Các nghiên cứu dịng bão hồ - 17 -  2.2.1  Công thức thực nghiệm Viện nghiên cứu đường Anh(TRRL) - 17 -  Theo Highway Capacity Manual 2000 (HCM2000) - 19 -  2.2.2  Theo Road Research Laboratory(1963): - 20 -  2.2.3  Theo nghiên cứu Webster: - 21 -  2.2.4  Theo nghiên cứu Miller Branston : - 21 -  2.2.5  Theo nghiên cứu Chu Công Minh Kazushi SANO: - 21 -  2.2.6  Một số lưu lượng bão hòa số nước: - 21 -  2.3 Các nghiên cứu thời gian chậm xe : - 22 -  2.4.1  Thời gian chậm xe theo Webster: - 22 -  2.4.2  Thời gian chậm xe theo HCM 2000: - 23 -  2.4.3  Thời gian chậm xe theo Canada: - 24 -  2.4.4  Thời gian chậm xe theo Australia: - 25 -  2.4.5  Nghiên cứu số tác giả thời gian chậm xe: - 26 -  2.4 Một số kết nghiên cứu tối ưu chu kỳ đèn - 26 -  2.5.1  Phương pháp Webster (1958): - 27 -  2.5.2  Nghiên cứu Ding_Xin Cheng (2003) - 27 -  2.5.3  Một số phần mềm mô tối ưu chu kỳ đèn : - 28 -  2.5 Kết nghiên cứu đèn tín hiệu nước - 28 -  2.5.1  Nghiên cứu dịng bão hồ vị trí nút giao có đèn tín hiệu - 28 -  2.5.2  Bài báo TS Phan Cao Thọ - 29 -  2.5.3  Luận văn Ths Trần Hồi Bình - 30 -  CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP LUẬN NGHIÊN CỨU - 33 -  3.1 Xác định hệ số qui đổi PCU : - 34 -  3.2 Xác định công thức xác định lưu lượng bão hòa: - 38 -  HVTH : Trần Minh An    trang ‐ -  Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS Chu Công Minh   3.3 Tính tốn thời gian chậm xe : - 40 -  3.3.1  Cơ sở toán học : - 40 -  3.3.2  Tính tốn thời gian trễ xe : - 41 -  3.4 Xác định chu kỳ đèn tối ưu : - 44 -  3.4.1  Cơ sở toán học : - 45 -  3.4.2  Tối ưu chu kỳ đèn : - 46 -  CHƯƠNG 4: - 49 -  4.1 Khảo sát dịng xe vị trí đèn tín hiệu xử lí số liệu phịng: - 49 -  4.1.1.  Khảo sát chỗ: - 49 -  4.1.2.  Khảo sát dòng bão hòa: - 49 -  4.1.3.  Khảo sát số lượng xe nghiên cứu này: - 50 -  4.1.4.  Xử lí số liệu phịng: - 51 -  4.2 Kết hệ số qui đổi PCU: - 52 -  4.3 Tính tốn dịng bảo hịa S: - 54 -  4.4 Xác định thời gian chậm xe nút: - 57 -  4.5.4  Xét dạng phân phối mức độ bão hòa X - 57 -  4.4.2.  Thời gian chậm xe theo nghiên cứu: - 59 -  4.5 Xác định thời gian chậm xe nút: - 63 -  4.5.1  Nghiên cứu công thức xác định chu kỳ đèn tối ưu - 63 -  4.5.2  Kiểm nghiệm với thực tế : - 64 -  CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ - 70 -  5.1 Kết luận: - 70 -  5.2 Kiến nghị: - 72 -  - Tài liệu tham khảo - Phụ lục HVTH : Trần Minh An    trang ‐ -  GVHD : TS Chu Cơng Minh   Luận văn tốt nghiệp DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 So sánh nghiên cứu cụ thể kết từ cơng thức Webter Hình 3.1 : Sơ đồ thể phương pháp nghiên cứu Hình 3.2 : Minh hoạ thành phần dòng xe Việt Nam nước phát triển Hình 3.3 : Sự chiếm dụng mặt đường thành phần dịng xe Hình 3.4 : Chương trình SEV đo tốc độ nút giao thơng Hình 3.5 : Cơ chế hoạt động đèn tín hiệu giao thơng Hình 3.6 : Xác định dòng bảo hòa nhánh dẫn vào nút giao Hình 3.7 : Thời gian chậm xe nút có đèn tín hiệu Hình 3.8 : Mức độ phục vụ dựa thời gian chậm xe Hình 1.1: Phương pháp đếm xe mặt cắt dòng xe giai đoạn bão hịa Hình 1.2 : Dịng xe nhánh dẫn : Đường tháng Hình 1.3 : Dịng xe nhánh dẫn : Đường Bà Huyện Thanh Quan Hình 1.4 : Dịng xe nhánh dẫn : Đường Âu Cơ Hình 4.5 : Dạng đường phân phối mức độ bão hịa X đường 3-2 Hình 4.6 : Dạng đường phân phối mức độ bão hòa X đường BHTQ Hình 4.7 : Dạng đường phân phối mức độ bão hòa X đường Âu Cơ Hình 1.8 : So sánh thời gian trễ xe theo Webter cơng thức (3.17) (đường 3.2) Hình 1.9 : So sánh thời gian trễ xe theo Webter cơng thức (3.17) (đường Âu Cơ) Hình 4.10 : Sơ họa nút giao Nguyễn Chí Thanh – Lý Thường Kiệt Hình 4.11: So sánh thời gian trễ xe thực tế kiến nghị Hình 4.12: Chênh lệch thời gian trễ xe kiến nghị so với thực tế Hình 4.13 : So sánh vận tốc trung bình thực tế kiến nghị Hình 4.14: Chênh lệch (%) vận tốc trung bình kiến nghị so với thực tế HVTH : Trần Minh An    trang ‐ -  GVHD : TS Chu Công Minh   Luận văn tốt nghiệp DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 : Số liệu đăng ký xe máy thành phố Hồ Chí Minh Bảng 2.1 : Hệ số quy đổi theo tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam Bảng 2.2 : Hệ số quy đổi Anh Bảng 2.3 : Hệ số quy đổi Hồng Kông Bảng 2.4 : Hệ số quy đổi số nước Bảng 2.5 : Hệ số quy đổi thành phố Hồ Chí Minh Bảng 2.6 : Hệ số quy đổi Hà Nội Bảng 2.7 : Lưu lượng bão hòa phụ thuộc bề rộng Bảng 2.8 : Lưu lượng bão hòa số nước Bảng 3.1 : Các yếu tố hình học xe thiết kế (theo TCVN104-2007) Bảng 3.2 : Các yếu tố hình học xe thiết kế Bảng 1.9: Bảng kết phân tích hồi nhánh dẫn Bảng 1.10: Tổng hợp hệ số quy đổi nghiên cứu Bảng 1.3: Tổng hợp lưu lượng dòng bảo hòa nhánh dẫn Bảng 1.4: So sánh thời gian trễ xe theo Webter theo tính tốn (đường 3.2) Bảng 1.5: So sánh thời gian trễ xe theo Webter theo tính tốn (đường Au Cơ) Bảng 1.6 : Các yếu tố nhánh dẫn ngã tư Nguyễn Chí Thanh – Lý Thường Kiệt Bảng 1.7 : So sánh thời gian thực tế chu kỳ đèn kiến nghị Bảng 1.8 : Lưu lượng nhánh vào nút trường hợp Bảng 1.9 : So sánh kết từ chu kỳ đèn thực tế nghiên cứu HVTH : Trần Minh An    trang ‐ -  Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS Chu Công Minh   TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Đề tài “Nghiên cứu thời gian chậm xe số nút giao điều khiển đèn tín hiệu Tp Hồ Chí Minh” với mục đích phân tích thời gian chậm xe nhánh dẫn làm sở tính tốn tối ưu chu kỳ đèn tín hiệu Q trình nghiên cứu tập trung làm rõ số vấn đề sau: - tính tốn hệ số quy đổi dịng xe nhất: việc tính tốn lưu lượng bão hịa, tính tốn thời gian chậm xe, tính tốn chu kì đèn tối ưu, tính tốn tổ chức giao thơng …thường dựa hệ thống lý thuyết dòng xe Trên sở lý thuyết tham khảo kết hợp với việc ghi nhận trạng dòng xe số nút giao tiêu biểu (quay phim số thời điểm xác định) từ rút hệ số quy đổi loại xe: xe gắn máy, xe minibus xe bus; sở ban đầu cho tính tốn đề tài Phương pháp hồi quy theo vận tốc bề rộng đường áp dụng bước - xác định lưu lượng dịng bảo hồ: sở quan trọng để tính tốn thời gian chậm xe chu kỳ đèn tối ưu Việc xác định lưu lượng bảo hòa thực biểu đồ thống kê lưu lượng xe (đã quy đổi xe con) qua nhánh dẫn thời đoạn lưu lượng bảo hòa S tương ứng với thời đoạn có số PCU qua vạch stopline lớn - tính tốn thời gian chậm xe : đề tài này, học viên nghiên cứu việc áp dụng khai triển Taylor vọng số cho cơng thức tính thời gian chậm xe Webster (1958) so sánh với thời gian chậm xe theo công thức Webster - xác định chu kì đèn tối ưu : từ cơng thức Webster, tiến hành phân tích tốn học xác xuất thống kê để đưa công thức xác định chu kỳ đèn tối ưu với tổng thời gian trễ xe nhánh dẫn vào nút nhỏ Kết đưa kiểm nghiệm so sánh với số liệu thực tế chương trình mơ NETSIM HVTH : Trần Minh An    trang ‐ -  GVHD : TS Chu Công Minh   Luận văn tốt nghiệp ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG 1: 1.1 Tình hình giao thơng thị thành phố Hồ Chí Minh : Với mức độ phát triển đô thị lớn, đặc biệt trung tâm kinh tế nước, thành phố Hồ Chí Minh ngày phát triển ngày thu hút lực lượng lớn lao động sinh viên tỉnh nên tình hình giao thơng thành phố phức tạp Về lưu lượng vận tải đường bộ, tổng số chuyến bình quân ngày tồn thành phố Hồ Chí Minh 11,3 triệu lượt/ngày Số chuyến bình quân người/ngày 2,13 lượt người ngày Số lượng phương tiện vận tải: xe đạp chiếm 21,2%, xe máy chiếm 75,5%, xe 1,5%, vận tải công cộng: 1,1%, loại khác 1%, số lượng tăng đặn hàng năm Bảng 1.1 : Số liệu đăng ký xe máy thành phố Hồ Chí Minh Thời điểm 2005 2006 2007 23/06/2009 Số xe máy 2,619,525 2,917,502 3,228,288 3,856,670 Tính đến ngày 23/06/2009 địa bàn thành phố có 385.312 xe tơ loại Chính tăng trưởng nhanh dân số nhập cư phương tiện đặt lên hệ thống giao thơng thị thành phố Hồ Chí Minh áp lực lớn Hiện tồn thành phố có khoảng 3000 km đường phố 513 km đường hẻm, chiều rộng trung bình đường thành phố 6,5m Số đường có chiều rộng 12m trở lên chiếm 19% Vấn đề nhức nhối mạng lưới giao thơng thị thành phố Hồ Chí Minh dường tải Kẹt xe nút giao diễn thường xuyên ngày tăng lên số lượng thời gian; vận tốc giao thơng trung bình khoảng 15km/h dự báo giảm nhanh tương lai khơng có cải thiện Nếu để điều xảy ra, gây hậu nghiêm trọng đến thu hút đầu tư, phát HVTH : Trần Minh An    trang ‐ -  Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS Chu Công Minh   triển kinh tế, ô nhiễm môi trường, sức khoẻ người dân… Để giải vần đề việc giải tổ chức giao thơng quan trọng Theo Sở Giao thông công chánh, thành phố Hồ Chí Minh có khoảng 1440 nút giao thơng, có 744 ngã ba, 480 ngã tư, 15 ngã năm, ngã sáu ngã bảy, công trường, tất nút giao thông khu vực nội thành nút giao mức nên khả thơng xe Hiện thành phố có khoảng 380 nút giao thơng điều khiển đèn tín hiệu, tất năm khu vực nội thành, có mật độ giao thơng lớn, đặc biệt cao điểm vấn đề kẹt xe xảy thường xuyên với mật độ ngày dày Một số nút giao đèn tín hiệu hoạt động khơng hiệu : có nút chu kỳ đèn q lớn so với thời gian cần thiết để giải phóng dịng chờ nhánh dẫn làm gia tăng thời gian chờ xe đường giao, thiết kế pha đèn không hợp lý làm hạn chế khả thơng hành nút, dịng chờ dài dẫn đến tâm lý ức chế gây vi phạm giao thông, gây kẹt xe… Một số nút giao phải tiến hành điều khiển Cảnh sát giao thông nút giao Phú Nhuận, nút giao CMT8-Nguyễn Thị Minh Khai 1.2 Sự cần thiết đề tài nghiên cứu Theo tình hình đề cập đây, để đảm bảo giao thơng nội thành phố Hồ Chí Minh, bên cạnh việc cải tạo hệ thống giao thông, cịn phải nâng cao hiệu sử dụng đèn tín hiệu, bố trí lại hệ thống đèn cần thiết xây dựng hệ thống trung tâm điều khiển tự động hệ thống đèn tín hiệu Trước mắt, cần thiết phải phát huy tối đa khả thơng hành nút giao đèn tín hiệu việc tối ưu hố chu kỳ đèn giao thơng , hạn chế thấp thời gian chờ xe nút giao Mục đích đề tài nghiên cứu dòng bão hòa thời gian chậm xe nút giao thơng có điều khiển đèn tín hiệu Nó góp phần vào việc tính tốn lưu lượng bão hịa nhánh dẫn vào nút giao Đồng thời đề xuất cách tính thời gian chậm xe nút dựa công thức Webster cho dòng xe hỗn hợp dòng xe khu vực thành phố Hồ Chí Minh Chu kỳ đèn tối ưu đưa sở tổng thời gian trễ xe nhánh dẫn vào nút nhỏ Đây vấn đề HVTH : Trần Minh An    trang ‐ -  Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS Chu Công Minh   quan trọng việc phát huy tối đa lực giao thông nút, giải ùn tắc giao thông giai đoạn Vì vậy, việc nghiên cứu thời gian chậm xe tính tốn chu kỳ đèn tối ưu số nút giao thông điều khiển đèn tín hiệu thành phố Hồ Chí Minh cần thiết HVTH : Trần Minh An    trang ‐ -  GVHD : TS Chu Công Minh   Luận văn tốt nghiệp CHƯƠNG 2: TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ HỆ SỐ QUY ĐỔI, LƯU LƯỢNG BÃO HÒA VÀ THỜI GIAN CHẬM XE TẠI NÚT CĨ ĐIỀU KHIỂN BẰNG ĐÈN TÍN HIỆU 2.1 Hệ số quy đổi xe tiêu chuẩn phương pháp xác định Lưu lượng bão hòa dòng xe xe dẫn tới nút giao thơng có đèn điều khiển phụ thuộc vào hai nhân tố: nhân tố hình học nhân tố dịng xe Ảnh hưởng nhân tố dòng xe tác động loại xe khác Các loại xe qui đổi thành xe tiêu chuẩn 2.2.1 Hệ số quy đổi: Tùy thuộc vào vùng, khu vực, loại đường mà nơi có cách tính, hệ số quy đổi riêng Sau hệ số quy đổi số nước: − Theo tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 104-07 ban hành hệ số quy đổi sau: Bảng 2.1 Hệ số quy đổi theo tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam Loại xe ≥ 60 Xe đạp Xe máy Xe ôtô Xe tải trục xe buýt 25 chỗ Xe tải có từ trục trở lên , xe buýt lớn Xe kéo moóc xe buýt có khớp nối Tốc độ thiết kế, km/h 30, 40, 50 ≤ 20 0,5 0,5 1,0 2,0 2,5 3,0 0,3 0,25 1,0 2,5 3,0 4,0 0,2 0,15 1,0 2,5 3,5 4,5 Đây bảng hệ số quy đổi đầy đủ so với kết trước đó, bảng hệ số tính cho loại vận tốc tức ứng với loại cấp đường Tuy nhiên, bảng hệ số quy đổi thiết lập cho đường giao thông thị, hệ số quy đổi chưa nói rõ thiết lập cho đường dẫn vào nút giao thơng có điều khiển đèn tín hiệu hay không Mặc khác, bảng hệ số dùng cho trường hợp riêng lẻ − Hệ số qui đổi theo Viện nghiên cứu Anh (TRRL) Bảng 2.2 Hệ số quy đổi Anh Xe nhẹ (3 bánh) Xe tải nặng Mô tô HVTH : Trần Minh An  k=1.0 k=2.3 k=0.4 Xe tải nhẹ Xe bus Xe đạp k=1.5 k=2.0 k=0.2   trang ‐ 10 -  GVHD : TS Chu Công Minh   Luận văn tốt nghiệp + Khi tính thời gian chậm xe theo nghiên cứu này, mức độ bão hịa tăng thời gian chậm xe tiếp tục tăng Không xuất điểm gián đoạn công thức Webster + Khi áp dụng theo cách xác định thời gian chậm xe nghiên cứu kết thu lưu lượng vào nút thấp thời gian chậm xe tính theo Webster gần với giá trị thời gian chậm xe thực tế, cịn lưu lượng vào nút lớn thời gian chậm xe theo nghiên cứu tăng với tốc độ nhanh nên phản ánh với thực tế cách xác định Webster 4.5 Xác định thời gian chậm xe nút: 4.5.1 Nghiên cứu công thức xác định chu kỳ đèn tối ưu Để tính tốn chu kỳ đèn tối ưu, nói trên, nghiệm số phương trình ∑ = (3.22) ⎡u 1 ⎤ + M =⎢ ⎥ 2(1 − Y ) ⎥⎦ ⎢⎣ S o (1 − y ) Giải phương trình (3.27) ta tìm nghiệm số chu kỳ đèn tối ưu thiểu Cmin ∑   ∑ 1 2 1 1 1 Webter số tác giả khác chứng minh cách gần chu kỳ đèn tối ưu xấp xỉ hai lần chu kỳ đèn tối thiểu Co ∑ 2  ∑ 2Cmin 2 1 1 1 (4.4) HVTH : Trần Minh An    trang ‐ 63 -  GV VHD : TS Ch hu Công Minnh   Luận văn v tốt nghiệệp 4.5.2 Kiểm nghiệm n với thực tế : X ngãã tư Nguyễnn Chí Thannh – Lý Thư Xét ường Kiệt đ áp dụ ụng đèn tínhh hiệu với ch hu kỳ C=78 8s số liệu khác nnhư sau Hình 4.10 : Sơ họ ọa nút giao Nguyễn N Chhí Thanh – Lý L Thường Kiệt Bảng 4.6 Các yếu tố nhánnh dẫn ngãã tư Nguyễn n Chí Thanhh – Lý Thườ ờng Kiệt Nhánh q(pcu/h) So (pcu/hh) yi gi (s) A(s) Lý Thường T Đi Q.5 1606 4145 0.387* 41 K Kiệt Đ Q.T.B Đi 1375 4018 0.342 - - Nguy yễn Chí Đi Q1 1386 4080 0.339* 31 Thhanh Đi Q5 1294 3998 0.324 - - (*) : giá trị yi lớn dùngg tính thời gian g đèn xannh H : Trần Minnh An  HVTH   trang ‐ 64 -  GVHD : TS Chu Công Minh   Luận văn tốt nghiệp Thời gian tổn thất L =∑(I-A)+∑l = 0+2.2=4 (s) (4.5) Áp dụng công thức (4.9) => chu kỳ đèn tối ưu nên áp dụng Co=62s - Thời gian đèn xanh nhánh tính y => g i ≈ i (2C − L) − Y nhánh Lý Thường Kiệt : g = 30s - nhánh Nguyễn Chí Thanh : g = 26s Sử dụng chương trình mơ NETSIM để xác định số yếu tố dòng xe tiến hành so sánh kết thực chu kỳ đèn kiến nghị : Bảng 4.7 So sánh thời gian thực tế chu kỳ đèn kiến nghị Yếu tố so sánh C(s) C(s) kiến nghị Chênh lệch(%) Thời gian trễ xe (s/xe) 21.64 18.81 15.05% Vận tốc trung bình(km/h) 18.35 19.41 5.78% 0.61 0.65 6.56% Thời gian di chuyển /tổng thời gian Tiến hành giả định lưu lượng dòng xe vào nút nhánh theo thứ tự tăng dần 5% lưu lượng nhánh 1, lưu lượng nhánh 2,3,4 lưu lượng nhánh chia 1,2 Riêng trường hợp có thay đổi ti lệ lưu lượng nhánh với nhánh để đa dạng tính tốn Bảng 4.8 Lưu lượng nhánh vào nút trường hợp Trường hợp Nhánh Nhánh Nhánh Nhánh 1180 985 985 985 1200 1050 1050 1050 1233 1030 1030 1030 HVTH : Trần Minh An    trang ‐ 65 -  GVHD : TS Chu Công Minh   Luận văn tốt nghiệp 1300 1080 1080 1080 1300 1150 1150 1150 1350 1125 1125 1125 1410 1160 1160 1160 1450 1300 1300 1300 1510 1200 1200 1200 10 1590 1300 1300 1300 11 1680 1400 1400 1400 Sử dụng chương trình mơ NESTIM để mơ trường hợp so sánh với chu kỳ đèn áp dụng Tổng hợp ta có kết sau : Bảng 4.9 So sánh kết từ chu kỳ đèn thực tế nghiên cứu Thời gian trễ xe (s/xe) Vận tốc trung bình (km/h) Thứ tự Hiện Kiến nghị Sai lệch Hiện Kiến nghị Sai lệch 9.91 7.39 -25.4% 21.75 24.03 10.5% 9.24 8.24 -10.8% 22.38 23.11 3.3% 12.38 10.29 -16.9% 20.38 22.5 10.4% 10.4 8.63 -17.0% 21.98 23.08 5.0% 15.35 10.19 -33.6% 19.6 22.93 17.0% 18.03 12.57 -30.3% 18.48 21.4 15.8% 17.53 12.48 -28.8% 18.75 21.92 16.9% 23.46 15.47 -34.1% 17.14 20.46 19.4% 26.41 18.83 -28.7% 16.04 19.08 19.0% 10 27.91 17.22 -38.3% 15.87 19.88 25.3% 11 39.64 28.26 -28.7% 13.59 15.59 14.7% HVTH : Trần Minh An    trang ‐ 66 -  GVHD : TS Chu Công Minh   Luận văn tốt nghiệp 40 Thời gian trễ xe (s) 35 30 25 20 15 10 5 10 11 Kiến nghi 7.39 8.24 10.29 8.63 10.19 12.57 12.48 15.47 18.83 17.22 28.26 Thực tế 9.91 9.24 12.38 10.4 15.35 18.03 17.53 23.46 26.41 27.91 39.64 Hình 4.11: So sánh thời gian trễ xe thực tế kiến nghị Trường hợp -10% -10.8% 10 11 -16.9% -17.0% -20% -30% -25.4% -33.6% -40% -30.3% -28.8% -28.7% -28.7% -34.1% -38.3% -50% -60% -70% Hình 4.12: Chênh lệch thời gian trễ xe kiến nghị so với thực tế HVTH : Trần Minh An    trang ‐ 67 -  GVHD : TS Chu Công Minh   Luận văn tốt nghiệp Vận tốc trung bình (ml/h) 25 20 15 10 10 11 Kiến nghi 24.03 23.11 22.5 23.08 22.93 21.4 21.92 20.46 19.08 19.88 15.59 Thực tế 21.75 22.38 20.38 21.98 19.6 18.48 18.75 17.14 16.04 15.87 13.59 Hình 4.13 : So sánh vận tốc trung bình thực tế kiến nghị 30% 25.3% 25% 19.4% 20% 17.0% 15.8% 19.0% 16.9% 14.7% 15% 10.5% 10.4% 10% 5.0% 5% 3.3% 0% Trường hợp 10 11 Hình 4.14: Chênh lệch (%) vận tốc trung bình kiến nghị so với thực tế *Nhận xét : Với kết so sánh trên, tăng lưu lương qi , tức tăng hệ số bảo hòa nhánh dẫn vào nút, nhận thấy điểm mấu chốt sau: HVTH : Trần Minh An    trang ‐ 68 -  GVHD : TS Chu Công Minh   Luận văn tốt nghiệp - Giá trị vận tốc thời gian trễ xe cải thiện rõ rệt áp dụng chu kỳ đèn tính tốn cho thao tác mơ giao thông nút : thời gian trễ xe giảm trung bình 26,6% vận tốc xe chạy đường tăng trung bình 14,3% - Sự chênh lệch thấp lưu lượng q nhỏ ( chênh lệch ~5-10%), tăng q đến giá trị đạt độ bảo hịa tương ứng X~0.55-0.7 chênh lệch tương đối đáng kể (~25-30%) Khi hệ số bảo hịa nhánh đạt giá trị lớn chênh lệch lại giảm (~10-15%) Điều giải thích dựa khác hai thời gian chu kỳ đèn lưu lượng dòng xe nhánh vào nút: - Lưu lượng dịng xe vào nút hồn tồn ngẫu nhiên, khơng phụ thuộc vào chu kỳ đèn bố trí nút, hay nói hệ số lưu lượng qi/Si khơng phụ thuộc vào giá trị C,g (s) - Thời gian trễ xe trung bình nút d = ∑ di.qi ∑ qi i i Trong di : thời gian trễ xe xe thứ i qi : số lượng nhóm xe có thời gian trễ xe di - Khi lưu lượng nhỏ, số xe nhánh không ưu tiên phải dừng lại thời gian đèn đỏ khơng nhiều nên thời gian trễ xe tính trung bình nút chênh lệch hai phương án không lớn - Khi lưu lượng tăng lên X~0.55-0.7, tổng thời gian trễ xe xe nhánh không ưu tiên phải dừng lại thời gian đèn đỏ tăng lên nhanh góp phần làm gia tăng chênh lệch hai phương án - Khi lưu lượng tăng gần đến khả thông hành đường nhánh qi->0.9, số lượng xe phải dừng lại chờ đèn đỏ nhánh ưu tiên nhánh không ưu tiên gần hai phương án nên chênh lệch hai phương án giảm xuống Điều tương tự yếu tố vận tốc HVTH : Trần Minh An    trang ‐ 69 -  GVHD : TS Chu Công Minh   Luận văn tốt nghiệp CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận: Từ kết khảo sát nghiên cứu nhánh dẫn: Âu Cơ, tháng 2, Bà Huyện Thanh Quan nút với bề rộng đường dẫn khác hệ số quy đổi, lưu lượng bão hòa, thời gian chậm xe mức độ bão hòa theo phân phối chuẩn Nghiên cứu đưa kết sau: − Hệ số quy đổi loại xe xe tiêu chuẩn sau: Sau phân tích hàng loạt mẫu nhánh dẫn kết thu là: Xe gắn máy(các loại xe bánh) : 0.34 Xe con( xe có ≤ chỗ ngồi) : 1.00 Xe minibus( Xe có ≤ 25 chỗ ngồi) : 2.14 Xe bus( xe có > 25 chỗ ngồi) : 2.52 Hệ số quy đổi xác định theo nghiên cứu so với nghiên cứu trước khu vực thành phố Hồ Chí Minh có sai khác lớn Ngun nhân phương pháp đề xuất đề tài có đề cập đến yếu tố vận tốc ảnh hưởng qua lại thành phần dòng xe Xe máy chiếm tỉ lệ lớn thành phần dịng xe ảnh hưởng lớn đến khả thơng hành loại xe khác Vì hệ số quy đổi PCU xe máy tìm thấy lớn hẳn nghiên cứu trước Học viên xin kiến nghị sử dụng phương trình hồi quy (3.4) tính tốn PCU khu vực nút giao điều khiển đèn tín hiệu : V × w = n1 a1 b1 Vi + n2 a b2 V2 + n3 a3 b3 V3 + n4 a b V4 (3.4) (các số hiệu cụ thể xin xem phần trình bày chương chương 4) − Lưu lượng bão hịa: Qua phân tích nhiều mẫu vị trí tuyến dẫn vào nút giao thơng: Lưu lượng bão hịa nhánh dẫn với bề rộng W = 7.0m 830 pcu/h HVTH : Trần Minh An    trang ‐ 70 -  GVHD : TS Chu Công Minh   Luận văn tốt nghiệp Lưu lượng bão hòa nhánh dẫn với bề rộng W = 8.0m khoảng 640pcu/h Lưu lượng bão hòa nhánh dẫn với bề rộng W = 9.0m khoảng 760 pcu/h Đây kết có tính chất tham khảo sau tùy thuộc vào ứng xử dòng xe mà mức độ bão hòa khác nhau, đồng thời kết xây dựng số lượng nhánh dẫn hạn chế Tuy nhiên, phương pháp thực phản ánh xác lưu lượng dòng bảo hòa nhánh dẫn vào nút giao đèn tín hiệu Trên sở thực tế, kết đạt đưa dòng bảo hòa phản ánh đầy đủ quy luật chuyển động dòng xe điều kiện khác − Thời gian chậm xe trung bình đường dẫn vào nút: Với lưu lượng xe vào nút mà có mức độ bão hịa X < giá trị X khơng tiến đến gần áp dụng cơng thức tính Webster áp dụng cách tính nghiên cứu thời gian chậm xe trung bình Như vậy, với mức độ bão hòa X < hay lưu lượng vào nút nhỏ áp dụng theo cơng thức tính tốn thời gian chậm xe Webster Với lưu lượng bão hòa X >=1 hay lưu lượng vào nút lớn sử dụng nghiên cứu để tính tốn dùng cơng thức tính tồn thời gian chậm xe HCM2000, Canada Australia.Có thể áp dụng cơng thức (3.20) tính tốn thời gian trễ xe nhánh dẫn điều kiện có đầy đủ số liệu dòng xe sau : E(d) = d1+d2 d 1= ⎡ C (1 − λ ) ⎤ C (1 − λ ) ; d 2= ⎢ ⎥ (2u1 + u ) ⎣ S (1 − λX ) ⎦ 2(1 − λX ) (3.17) − Chu kì đèn tối ưu: Trên sở nghiên cứu thời gian trễ xe nút xây dựng công thức xác định chu kỳ đèn tối ưu nút giao điều khiển đèn tính hiệu sau : HVTH : Trần Minh An    trang ‐ 71 -  GVHD : TS Chu Công Minh   Luận văn tốt nghiệp ∑ 2  ∑ 1 2 1 1 Trong trường hợp tổng quát, có đầy đủ số liệu, chu kỳ đèn tối ưu cần xét đến tác động xe với nhau, chu kỳ đèn tối ưu xác định sau: ∑ 2  ∑ 2 1 2 1 (các số hiệu cụ thể xin xem phần trình bày chương chương 4) 5.2 Kiến nghị: Qua thời gian khảo sát nghiên cứu dòng bão hòa thời gian chậm xe nút Tác giả nhận thấy rằng, nghiên cứu nút giao thơng hay nhánh dẫn vào nút nên xét hệ số quy đổi dịng xe nút Hệ số khác với nhánh dẫn Kết kết tham khảo Đối với dòng bão hòa, lưu lượng bão hòa tương tự Tuy nhiên, tác giả kiến nghị sử dụng hệ số quy đổi xe xe gắn máy (0.33-0.35); việc áp dụng hệ số giúp việc quy hoạch tính tốn dịng xe sát thực với điều kiện giao thơng thành phố Hồ Chí Minh Mặc dù nghiên cứu đề tài tác giả cố gắng thu thập, khảo sát nhiều số liệu bị giới hạn thời gian nên khảo sát với khối lượng lớn nhiều thời điểm khác ngày tuần Nên kết có khơng phải kết xác cho tất nút giao khu vực thành phố Hồ Chí Minh Về hệ số quy đổi, khảo sát với số lượng lớn nhánh đường sử dụng cơng thức (3.4) để tính tốn hồi quy xây dựng mối quan hệ hệ số PCU yếu tố : vận tốc, thành phần xe máy dòng xe Về lưu lượng bão hịa nghiên cứu với nhiều trường hợp hơn, xét ảnh hưởng yếu tố khác vào lưu lượng bão hòa để xây dựng nên công thức hay biểu đồ tra HVTH : Trần Minh An    trang ‐ 72 -  Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS Chu Công Minh   cho nhiều trường hợp khác Đề tài áp dụng việc khai triển TayLor vọng số cho cơng thức tính thời gian chậm xe Webster, công thức xác định chu kỳ đèn tối ưu xây dựng xuất phát từ công thức Tuy nhiên, công thức nêu lên cịn chưa tinh gọn Do đó, có điều kiện thời gian nghiên cứu cần biến đổi cho gọn gàng dễ áp dụng HVTH : Trần Minh An    trang ‐ 73 -  GVHD : TS Chu Công Minh   Luận văn tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TS Phan Cao Thọ, Xây dựng công thức tính khả thơng hành thực tế nút giao thơng điều khiển đèn tín hiệu thị Việt Nam, tập san khoa học công nghệ [2] Th.S Phan Cao Thọ, Nghiên cứu quy đổi dòng xe hỗn hợp xề dòng xe nút giao thơng điều khiển tín hiệu đèn thị nước ta, Tạp chí cầu đường [3] PGS.TS Bùi Xuận Cậy, Th.S Trần Văn Thuận, Ks Cao Thị Vân, năm 2006, Ảnh hưởng tốc độ xe tới khả thông qua nút giao thông điều khiển đèn tín hiệu, Số 7, Tạp chí cầu đường [4] Nguyễn Xuân Vinh, 2003, Thiết kế đường ôtô điều khiển giao thơng đèn tín hiệu, Nhà xuất đại học Quốc Gia Thành phố Hồ Chí Minh, Thành phố Hồ Chí Minh [5] Đồn Thanh Sang, 2004, Nghiên cứu dịng bão hịa điều khiển giao thơng tín hiệu ngã tư thành phố Hồ Chí Minh, Luận văn thạc sĩ, Trường đại học Bách khoa Tp Hồ Chí Minh [6] Trần Hồi Bình, 2008, Nghiên cứu dòng bão hòa thời gian chậm xe số nút giao thông điều khiển đèn tín hiệu Thành phố Hồ Chí Minh, Luận văn thạc sĩ, Trường đại học Bách khoa Tp Hồ Chí Minh [7] Chu Cong Minh, Kazushi Sano, 2003, Analysis of Motorcycle effects to saturation flow rate at signalized intersection in developing countries, Journal of the Eastern Asia Society for Transportation Studies, Vol.5 [8] Bộ xây dựng, Tiêu chuẩn xây dựng 104:2007 – Qui phạm kĩ thuật thiết kế đường phố, quảng trường đô thị Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội [9] PGS.TS Nguyễn Xuân Vinh, 2006, Thiết kế nút giao thông điều khiển giao thông đèn tín hiệu, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội HVTH : Trần Minh An    trang ‐ 74 -  Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS Chu Công Minh   [10] Transportation Research Board, 2000, Highway Capacity Manual 2000, National Research Council – Washington D.C [11] Canadian Guideline for Intersection, 2005, Institute of Transportation Engineers [12] Arasan, V T., Koshy, R Z., 2003, Headway distribution of heterogeneous traffic on urban arterials, Journal of the Institution of Engineers, Vol.84, 210-215 [13] V.Thamizh Arasan and K Jagadeesh, 1995, Effect of heterogeneity of traffic on delay at signalized intersections, Journal of Transportation Engineering, September/Octorber 397- 404 [14] Farhan Ahmad KIDWAI et al, 2005, Traffic flow analysis of digital count down signalized urban intersection, Journal of the Eastern Asia Society for Transportation Studies, Vol.5 pp.1301-1308 [15] Aditya Tyagi and C T Haan, 2001, Reliability, risk, and uncertainty analysis using generic expectation functions, Journal of environmental engineering, pp.938-945 [16] Anil Kamarajugadda, Stochastic Traffic signal timing optimization, Center for Transportation Studies, University of Virgina [17] Một số báo tạp chí Journal of the Eastern Asia Society for Transportation Studies - 2005&2007 HVTH : Trần Minh An    trang ‐ 75 -  GVHD : TS Chu Công Minh   Luận văn tốt nghiệp Phụ lục A : Thời gian trễ xe đường dẫn Bà Huyện Thanh Quan - Xét nút giao đường Bà Huyện Thanh Quan-Nguyễn Đình Chiểu, nhánh dẫn đường Bà Huyện Thanh Quan hướng phía đường Cách Mạng Tháng 8, giá trị ban đầu sau: Lưu lượng trung bình : q = 2169 PCU/h Hệ số độ lệch lưu lượng CV = 0.098 Chu kỳ đèn C = 52 s Thời gian đèn xanh có hiệu g = 26 s Ư Hệ số đèn xanh λ = g/C = 0.50 Lưu lượng dòng bảo hòa (B= 7.0 m) S = 5640 PCU/h Khả thông hành nhánh dẫn c = Sxg/C = 2820 PCU/h Tiến hành tính tốn thời gian trễ xe theo Webter theo công thức (3.20), sai khác thể sau: Bảng A.1: So sánh thời gian trễ xe theo Webter theo tính tốn Mức độ bảo hòa (X) 0.35 0.45 0.55 0.65 Lưu lượng xe 0.27 0.35 0.43 0.51 0.58 0.65 0.71 Webter d(s) 8.21 8.88 9.67 10.68 11.91 13.88 17.89 E(d) (s) 10.92 12.06 13.45 15.18 17.15 19.64 22.48 Mức độ bảo hòa (X) 0.92 0.94 0.96 0.97 0.98 0.99 0.998 Lưu lượng xe 0.72 0.74 0.75 0.76 0.77 0.78 0.78 Webter d(s) 18.87 21.71 27.22 32.63 43.37 75.38 330.78 E(d) (s) 22.88 23.74 24.65 25.13 25.62 26.13 26.56 HVTH : Trần Minh An  0.74 0.83 0.91   trang ‐ 76 -  Luận văn tốt nghiệp GVHD : TS Chu Cơng Minh   Hình A.1 So sánh thời gian trễ xe theo Webter theo công thức (3.17) HVTH : Trần Minh An    trang ‐ 77 -  ... chậm xe : Có nhiều nghiên cứu thời gian chậm xe nút Sau nghiên cứu số tác giả: 2.4.1 Thời gian chậm xe theo Webster: Nghiên cứu thời gian chậm xe nhánh dẫn tới nút có đèn tín hiệu, vận dụng lí... d - thời gian chậm xe (s/PCU) d1 – Thời gian chậm xe giả sử xe đến (s/PCU) PF – Hệ số điều chỉnh thời gian chậm xe d2 – Thời gian chậm xe thêm xét đến ảnh hưởng xe đến nút ngẫu nhiên dòng xe bão... việc nghiên cứu thời gian chậm xe tính tốn chu kỳ đèn tối ưu số nút giao thơng điều khiển đèn tín hiệu thành phố Hồ Chí Minh cần thiết HVTH : Trần Minh An    trang ‐ -  GVHD : TS Chu Công Minh