Nghiên cứu đánh giá sự phối hợp điều khiển đèn tín hiệu trên trục đường một chiều trong điều kiện giao thông ở Hà Nội

Mục tiêu của bài báo này là giới thiệu sự thay đổi tốc độ của các phương tiện trên một trục đường một chiều với các nút giao thông liên tục và sử dụng các giá trị đó để tăng hiệu quả của việc điều phối tín hiệu. Bằng việc thu thập dữ liệu hành trình thông qua việc sử dụng các thiết bị cá nhân đặt trên các xe khảo sát, các vị trí gây gián đoạn hành trình được phân tích và điều chỉnh dải sóng xanh phù hợp với tình hình hiện trạng.

Transport and Communications Science Journal, Vol 72, Issue (04/2021), 330-341 Transport and Communications Science Journal A STUDY ON COORDINATED TRAFFIC SIGNAL ON ONE-WAY ARTERIAL STREET IN TRANSPORT CONDITIONS OF HANOI Nguyen Hue Chi, Vu Quang Huy, Mai Van Hieu Faculty of Civil Engineering, University of Transport and Communications, No Cau Giay Street, Hanoi, Vietnam ARTICLE INFO TYPE: Research Article Received: 18/01/2021 Revised: 18/03/2021 Accepted: 22/03/2021 Published online: 15/04/2021 https://doi.org/10.47869/tcsj.72.3.8 * Corresponding author Email: vuquanghuy@utc.edu.vn; Tel: 0948442171 Abstract Today, coordinated traffic signal by applying green wave’s methodology along arterial roads is one of the most common strategies to reduce travel time as well as fuel consumption in the urban area However, in mixed traffic in Vietnam where four-wheeler vehicles are not the dominant in the road, it is more difficult to optimize traffic signal due to chaotic movement behavior of two-wheel vehicle drivers A site experiment for observing traffic current situation in a one-way arterial street in Hanoi city center was conducted to verify the usage of this method Based on driving data collected by survey vehicles through personal smart phones, this paper will analyze and propose methods to optimize the effectiveness of the signal light coordination Finally, the results of the paper can be the basis for better coordination of traffic signal system according to the green wave’s methodology Keywords: green-wave, coordinated traffic signal, one-way arterial street © 2021 University of Transport and Communications 330 Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, Tập 72, Số (04/2021), 330-341 Tạp chí Khoa học Giao thơng vận tải NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ SỰ PHỐI HỢP ĐIỀU KHIỂN ĐÈN TÍN HIỆU TRÊN TRỤC ĐƯỜNG MỘT CHIỀU TRONG ĐIỀU KIỆN GIAO THÔNG Ở HÀ NỘI Nguyễn Huệ Chi, Vũ Quang Huy, Mai Văn Hiếu Khoa Cơng trình, Trường Đại học Giao thông vận tải, Số Cầu Giấy, Hà Nội, Việt Nam THƠNG TIN BÀI BÁO CHUN MỤC: Cơng trình khoa học Ngày nhận bài: 18/01/2021 Ngày nhận sửa: 18/03/2021 Ngày chấp nhận đăng: 22/03/2021 Ngày xuất Online: 15/04/2021 https://doi.org/10.47869/tcsj.72.3.8 * Tác giả liên hệ Email: vuquanghuy@utc.edu.vn; Tel: 0948442171 Tóm tắt Phối hợp điều khiển hệ thống đèn tín hiệu trục đường theo nguyên lý "làn sóng xanh" giải pháp phổ biến giới để giảm thời gian di chuyển phương tiện Tuy nhiên, để áp dụng cách hiệu giải pháp Việt Nam điều kiện giao thông hỗn hợp với tỷ lệ xe máy cao gặp nhiều khó khăn Mục tiêu báo giới thiệu thay đổi tốc độ phương tiện trục đường chiều với nút giao thông liên tục sử dụng giá trị để tăng hiệu việc điều phối tín hiệu Bằng việc thu thập liệu hành trình thơng qua việc sử dụng thiết bị cá nhân đặt xe khảo sát, vị trí gây gián đoạn hành trình phân tích điều chỉnh dải sóng xanh phù hợp với tình hình trạng Kết thực nghiệm trục đường Bà Triệu cho thấy tính đắn phương pháp này, qua đem lại sở để hồn thiện cơng tác tổ chức giao thông trục đường theo nguyên lý "làn sóng xanh" phù hợp với giao thơng Việt Nam Từ khóa: sóng xanh, phối hợp điều khiển hệ thống đèn tín hiệu, đường chiều © 2021 Trường Đại học Giao thông vận tải ĐẶT VẤN ĐỀ Trong giải pháp đưa nhằm giảm thiểu ùn tắc giao thông, điều chỉnh phối hợp hệ thống đèn tín hiệu biện pháp đơn giản hiệu Ban đầu, vị trí nút giao thơng độc lập điều khiển để giảm thời gian chờ trung bình 331 Transport and Communications Science Journal, Vol 72, Issue (04/2021), 330-341 tăng hiệu lưu thông Nếu khoảng cách hai nút giao liên tiếp không dài, tất nút trục đường coi nhóm thời gian di chuyển tối ưu hóa tốt nhiều (Baass, 1983 [1]) Cùng với đó, phương tiện di chuyển dọc tuyến có số lần dừng tối thiểu hệ thống phối hợp thiết kế tốt Do đó, nhiều nhà nghiên cứu giới cố gắng phát triển chiến lược phối hợp hệ thống đèn tín hiệu để cải thiện hiệu suất tất nút giao thông dọc theo tuyến đường huyết mạch (Ví dụ: Little, 1966 [2]; Chang, 1988 [3] Gartner, 1990) Khái niệm “làn sóng xanh” giới thiệu để tối ưu hóa tín hiệu giao thơng cho thấy lợi ích lớn hệ thống giao thơng tuyến tính Một số nhà nghiên cứu tạo mơ hình phối hợp tín hiệu thiết kế tốt PASSER II (Messer, 1973) MAXBAND (C.Little, 1981) [4] để tối đa hóa hiệu đèn xanh với giả định tất phương tiện di chuyển với tốc độ Những mơ hình phối hợp vận hành tốt dịng giao thơng thơng thường, nơi xe phương tiện di chuyển chiếm ưu đường, vậy, phương tiện tham gia giao thơng nhìn chung tn thủ lý thuyết dòng xe Tuy nhiên, giao thông hỗn hợp với tỷ lệ cao xe máy hành vi di chuyển hỗn loạn dòng giao thông Việt Nam, vận tốc phương tiện nút giao khác nhiều Do đó, mơ hình phối hợp tín hiệu điển hình khơng thể hoạt động tốt Qua rà sốt, nghiên cứu tập trung vào việc thiết kế bố trí “làn sóng xanh” theo tiêu chuẩn nước phát triển, chưa có đề cập đến việc đánh giá hiệu việc áp dụng phối hợp điều khiển hệ thống đèn tín hiệu điều kiện giao thông thực tế nước ta Vì vậy, cần nghiên cứu chi tiết việc đánh giá phối hợp điều khiển hệ thống đèn tín hiệu trục đường dịng giao thơng hỗn hợp Hà Nội nói riêng Việt Nam nói chung, CƠ SỞ LÝ LUẬN 2.1 Khái niệm “làn sóng xanh” Điều khiển giao thơng theo “làn sóng xanh” tức hệ thống đèn trục đường nối trung tâm điều khiển cho xe trục gặp đèn xanh nút, tổng thời gian chờ trục đường phụ nhỏ [5] Việc tính tốn điều khiển “làn sóng xanh” phức tạp vừa phải ưu tiên hướng chính, vừa đảm bảo thơng xe cho hướng cắt qua khoảng cách nút không 2.2 Phương thức đánh giá hiệu “làn sóng xanh” Để đánh giá hiệu phối hợp điều khiển đèn tín hiệu theo “làn sóng xanh”, cần phải xác định tiêu chí sau: - Thời gian chờ trung bình; - Số lần dừng xe; 332 Tạp chí Khoa học Giao thơng vận tải, Tập 72, Số (04/2021), 330-341 - Tốc độ di chuyển phương tiện dọc tuyến đường Trong “Hướng dẫn thiết kế hệ thống đèn tín hiệu” Cục quản lý đường Liên Bang Hoa Kỳ (FHWA, 2015) [6], hiệu dải sóng xanh sử dụng để đánh giá khả phối hợp hệ thống đèn tín hiệu Theo “Hướng dẫn thiết kế đường bộ” (HCM 2010) [7], độ trễ xác định khoảng thời gian bổ sung mà lái xe phải đợi thực hành trình HCM phân loại mức độ phục vụ (LOS) cho tuyến đường có điều khiển bẳng đèn tín hiệu theo độ trễ đến sáu mức có ngưỡng trễ: A: 10; B: từ 10 đến 20; C: từ 20 đến 35; D: từ 35 đến 55; E: từ 55 đến 80 F: 80 giây/phương tiện Số lần dừng xe phản ánh hiệu mạng lưới giao thông Nếu giá trị thấp, độ trễ xe dọc theo tuyến đường thấp mức tiêu thụ nhiên liệu tương ứng giảm Tốc độ di chuyển đại diện cho độ trễ nút giao thời gian di chuyển dọc theo tuyến Tại HCM 2010, LOS đường đô thị phân loại dựa tốc độ di chuyển Bảng Bảng Phân loại đường đô thị mức phục vụ theo HCM 2010 Cấp hạng đường đô thị I II III Tốc độ dòng tự 80 km/h 65 km/h 55 km/h Mức phục vụ Tốc độ trung bình (km/h) A > 72 > 59 > 50 B > 56-72 > 46-59 > 39-50 C > 40-56 > 33-46 > 28-39 D > 32-40 > 26-33 > 22-28 E > 26-32 > 21-26 > 17-22 F  26  21  17 IV 45 km/h > 41 > 32-41 > 23-32 > 18-23 > 14-18  14 Không giống tham số đánh giá trên, việc đánh giá dải sóng xanh hoàn toàn phụ thuộc vào phân chia thời gian chu kỳ đèn Theo (FHWA, 2015), hiệu dải sóng xanh đưa dạng công thức (1) E= BA + BB 2C (1) Trong đó: ▪ BA, BB chiều rộng dải sóng xanh theo hướng xi ngược, đơn vị: giây (s); ▪ C thời gian chu kỳ tính giây (s) Nếu giá trị hiệu nằm khoảng 0,37 đến 1,00 phối hợp tuyệt vời Khi số giảm xuống 0,25 đến 0,36, coi tốt Phạm vi từ 0,13 đến 0,24 có nghĩa hệ thống phối hợp trung bình, hiệu dải sóng xanh E