2.5.1. Phương phỏp dự bỏo lưu lượng giao thụng
a) Lựa chọn phương phỏp dự bỏo.
Việc thiết kế đường đụ thị hay thiết kế pha đốn tớn hiệu cho nỳt giao đồng mức là dựa vào lưu lượng xe chạy của năm tương lai. Để dự bỏo (tớnh toỏn) được lưu lượng xe chạy của năm tương lai ta cú một số phương phỏp:
Phương phỏp 1 : Điều tra số liệu về sự phỏt triển hệ thống giao thụng của khu vực và cỏc vựng thu hỳt, cỏc nhõn tố khỏc như phỏt triển cụng nghiệp du lịch dịch vụ, kinh tế văn hoỏ, nhu cầu ăn mặc .v.v…Qua đú lập hàm dự bỏo lưu lượng phương tiện của năm tương lai phụ thuộc cỏc nhõn tố trờn.
Phương phỏp 2 : Cú thể sử dụng mụ hỡnh ngoại suy theo thời gian ra lưu lượng xe của năm tương lai. Mụ hỡnh ngoại suy cú hai loại: (Đỗ Bỏ Chương, 2004)
- Mụ hỡnh tuyến tớnh Nt = N0* (1 + q) (1) - Mụ hỡnh theo hàm mũ Nt = N0* (1 + q)t -1 ( 2 )
Trong đú: Nt: Cường độ xe chạy TB ngày đờm, hoặc giờ cao điểm năm tương lai thứ t. N0: Cường độ xe chạy TB ngày đờm, hoặc giờ cao điểm của năm xuất phỏt. t: Thời gian dự bỏo của năm tương lai thứ t.
q: Hệ số cụng bội (hệ số kinh nghiệm); hệ số này phụ thuộc vào cỏc nhõn tố về sự phỏt triển kinh tế xó hội, đặc biệt là tốc độ tăng trưởng GDP hàng năm.
Trong đề tài này ta lựa chọn phương phỏp 2 để dự bỏo lưu lượng phương tiện quy đổi ra xe con cho 5 năm tương lai của từng loại phương tiện. Vỡ đõy là phương phỏp dễ tớnh toỏn và phự hợp với điều kiện thực hiện đề tài. Hơn nữa, phương tiện qua nỳt Giảng Vừ – Cỏt Linh là hỗn hợp cỏc loại giao thụng cục bộ và giao thụng nội đụ. Dũng phương tiện qua nỳt chiếm đại đa số là xe mỏy với tỉ lệ chiếm tới 87%. Mặt khỏc, theo kết quả thống kờ ta thấy rằng hàng năm ở Hà Nội tốc độ tăng trưởng của xe mỏy là rất cao. Năm 2008, thành phố cú thờm hơn 300 nghỡn xe mỏy đăng ký mới, nõng tổng số phương tiện trờn địa bàn lờn tới 1.921.822 xe mỏy, 207.090 ụtụ. Đú là chưa kể số phương tiện của khoảng 200 nghỡn người từ cỏc địa phương khỏc hiện đang
sinh sống, học tập trờn địa bàn thủ đụ. Mức tăng số phương tiện của Hà Nội tớnh từ năm 2000 trở lại đõy trung bỡnh khoảng 15% - 17% năm.
Như vậy, tốc độ tăng tưởng của phương tiện ở Hà Nội là rất cao, cao hơn cả tốc độ tăng trưởng GDP của Thủ đụ. Do vậy, theo kinh nghiệm của cỏc chuyờn gia, ta cú thể sử dụng mụ hỡnh hàm mũ (cụng thức 3.2) để dự bỏo lưu lượng qua nỳt cho năm tương lai, với hệ số cụng bội theo kinh nghiệm ỏp dụng cho Hà Nội: q = 10% = 0,1; thời gian dự bỏo t = 5 năm.
Khi đú ta cú hàm dự bỏo là:
Nt=N0*(1 + 0,1)4 =1,46*N0 (3)
Từ số liệu quan sỏt lưu lượng cỏc loại phương tiện qua nỳt, tớnh toỏn lưu lượng cỏc loại phương tiện của năm tương lai theo cụng thức (3), sau đú quy đổi ra xe con bằng cỏch nhõn với hệ số quy đổi. Cộng tổng để ra tổng lưu lượng xe con quy đổi (xcqđ) cỏc loại theo cụng thức:
N = 1 * n i i i N α = ∑ (4) Trong đú:
N: Tổng lưu lượng xcqđ của năm tương lai. Ni: Lưu lượng xe loại i của năm tương lai. αi: Hệ số quy đổi của xe loại i.
2.5.2. Dự bỏo lưu lượng giao thụng qua nỳt Giảng Vừ – Cỏt Linh trong 5 năm tiếp theo( 2009-2014) tiếp theo( 2009-2014)
Dựa vào cụng thức (3), (4) và bảng hệ số quy đổi ra xe con (2.2) ở trờn, ta tớnh toỏn được lưu lượng giao thụng qua nỳt trong năm tương lai thứ 5 là:
Bảng 2.8: Lưu lượng qua nỳt trong 1h cao điểm sỏng năm thứ 5
A1(RT) 63 1498 91 4 22 517 A2(ĐT) 26 1526 1289 9 7 85 1890 A3(RP) 140 13490 0 3 18 3307 B1(RT) 399 8129 698 12 9 2856 B2(ĐT) 188 2143 95 9 0 66 656 B3(RP) 19 402 35 0 0 135 C1(RT) 16 204 0 0 10 75 C2(ĐT) 60 822 123 12 15 53 381 C3(RP) 25 114 19 10 19 109 D1(RT) 16 102 20 0 0 48 D2(ĐT) 104 1775 4 0 0 69 449 D3(RP) 165 1349 86 6 0 448
Cỏt Linh 448 449 48
Giang Văn Minh(D)
(A) (C) (B) 517 1890 3307 109 381 75 Giảng Vừ Giảng Vừ 2856 656 135 Giảng Vừ 427 382 44
Giang Văn Minh(D)
(A) (C) 453 1373 2359 92 305 40 Giảng Vừ 2279 573 96
Hỡnh 2.15: Sơ đồ lưu lượng thụng hành tại nỳt Giảng Vừ – Cỏt Linh vào giờ cao điểm sỏng năm thứ 5.
Bảng 2.9: Lưu lượng qua nỳt trong 1h cao điểm trưa năm thứ 5
A1(RT) 45 1278 82 4 22 453 A2(ĐT) 18 1286 1040 6 6 79 1373 A3(RP) 96 9598 0 1 16 2359 B1(RT) 245 6275 698 7 9 2279 B2(ĐT) 127 1851 95 7 0 53 573 B3(RP) 12 245 35 0 0 96 C1(RT) 13 76 0 0 9 40 C2(ĐT) 50 552 114 9 16 51 305 C3(RP) 19 93 16 7 18 92 D1(RT) 26 86 19 0 0 44 D2(ĐT) 111 1492 4 0 0 58 382 D3(RP) 177 1294 76 6 0 427
Hỡnh 2.16: Sơ đồ lưu lượng thụng hành tại nỳt Giảng Vừ – Cỏt Linh vào giờ cao điểm trưa năm thứ 5.
Bảng 2.10: Lưu lượng qua nỳt trong 1h cao điểm chiều năm thứ 5 A1(RT) 53 1523 85 6 19 511 A2(ĐT) 28 1645 1050 13 6 70 1483 A3(RP) 149 13385 0 4 16 3282 B1(RT) 425 8141 712 19 10 2794 B2(ĐT) 196 1984 99 13 0 55 630 B3(RP) 13 318 37 0 0 115 C1(RT) 10 216 0 0 9 73 C2(ĐT) 39 740 130 18 13 48 371 C3(RP) 20 110 19 15 18 110 D1(RT) 23 91 22 0 0 48 D2(ĐT) 139 1507 4 0 0 61 391 D3(RP) 172 1336 80 9 0 445
Cỏt Linh 445 391 48
Giang Văn Minh(D)
(A) (C) (B) 511 1483 3282 110 371 73 Giảng Vừ Giảng Vừ 2794 630 115
Hỡnh 2.17: Sơ đồ lưu lượng thụng hành tại nỳt Giảng Vừ – Cỏt Linh vào giờ cao điểm chiều năm thứ 5.
CHƯƠNG III
ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CẢI TẠO VÀ TỔ CHỨC GIAO THễNG TẠI NÚT GIAO THễNG GIẢNG Vế – CÁT LINH
3.1. Cơ sở xõy dựng phương ỏn cải tạo và tổ chức giao thụng tại nỳt.
Cơ sở xõy dựng giải phỏp TCGT cho nỳt Giảng Vừ – Cỏt Linh bao gồm cơ sở lý thuyết và thực tiễn như sau:
a) Cơ sở lý thuyết.
- Cỏc khỏi niệm và kiến thức chung về tổ chức giao thụng bằng đảo giao thụng, bằng đốn tớn hiệu và cỏc phương phỏp đơn giản khỏc đó được trỡnh bầy ở chương 1 của đề tài này. - Sử dụng cỏc đồ thị lưu lượng của cỏc chuyờn gia để làm cơ sở lựa chọn giải phỏp
-Cỏc kiến thức thu thập được về kỹ thuật thiết kế nỳt giao thụng -Cỏc kiến thức thu thập được về kỹ thuật thiết kế nỳt giao thụng
Theo T.S Phan Cao Thọ -Đại học bỏch khoa Đà Nẵng thỡ đối tượng ưu tiờn: Đường chớnh (cấp cao hơn), đường cú lưu lượng lớn hơn, tốc độ cao vàmột số đối tượng đặc biệt khỏc phục vụ chớnh trị, an ninh hoặc trong cỏc trường hợp khẩn cấp...
Cỏch thức thực hiện cỏc ưu tiờn:
+Đơn giản, dễ nhận biết cỏc hướng ưu tiờn: sử dụng ớt đảo hơn nhiều đảo, đảo to hơn đảo bộ; thiết kế định hướng làm sao xe từ xa cú thể nhận thấy mũi đảo..
+Cỏc chỉ tiờu kỹ thuật cao: bỏn kớnh lớn, độ dốc nhỏ... +Đường ngắn.
+An toàn hơn.
+Hướng rẽ: ưu tiờn tỏch, nhập bờn phải, gúc càng bộ càng tốt, giao cắt vuụng
Hỡnh 3.1: Sơ đồ thể hiện mở rộng gúc rẽ tại nỳt và sự nhập dũng Phạm vi giải tỏa Gúc rẽ khi chưa mở rộng Gúc rẽ khi đó mở rộng
Tớnh toỏn sự mở rộng đường vào nỳt
Tớnh toỏn bỏn kớnh đường cong ở nỳt giao thụng đảm bảo điều kiện vũng xe. Bỏn kớnh cong ở nỳt giao thụng là bỏn kớnh cong được tớnh với mộp bú vỉa R1 = R –b/2
R1: bỏn kớnh cong theo mộp bú vỉa R: bỏn kớnh cong theo tim đường b: chiều rộng làn xe rẽ phải
- Xe con: R1 = 5.3-8.3m, thường lấy 8m
- Xe bus: R1 = 9.5-12.5m, thường lấy 12m
Mở rộng ngó giao nhau.
- Nguyờn nhõn: Chiều rộng đường vào nỳt hẹp và cỏc xe thụng qua nỳt theo cỏc hướng đi thẳng, rẽ phải, rẽ trỏi khụng cú làn riờng đồng thời gúc giao nhỏ làm giảm khả năng thụng qua và tạo nguy cơ tiềm ẩn về tai nạn giao thụng.
-Giải phỏp:
+ Chọn vị trớ mở rộng: bờn phải, bờn trỏi hoặc cả 2 bờn
+Số làn xe mở rộng phụ thuộc vào cường độ xe chạy, cỏch tổ chức giao thụng và khả năng thụng xe của từng làn
- Kớch thước mở rộng:
+ Chiều rộng đoạn mở rộng thường là 2.5 – 3,5m + Chiều dài đoạn mở rộng:
y = lk + n.ln
lk: chiều dài đoạn chuyển làn xe chạy thẳng vào đoạn mở rộng, lk ≥12m
n: số lượng xe chạy thẳng xếp hàng trước vạch dừng xe theo tớnh toỏn n = 10 -13 xe ln: chiều dài xe
Thực tế, y = 40 – 50m, max = 60 -70m y’ = 20 -40m khi n = 10 -13xe
y
Hỡnh 3.2. Sơ đồ thể hiện kớch thước mở rộng nỳt
Theo Giỏo trỡnh “thiết kế nỳt giao thụng và điều khiển nỳt giao thụng bằng đốn tớn hiệu” của PGS.TS Nguyễn Hữu Vinh tại nỳt giao thụng cú đốn điều khiển thỡ khi mở rộng thờm một làn xe đến vạch dừng nhằm làm cho làn xe rẽ phải giảm tốc trong thời gian từ 3 đến 3.5 giõy và cú chiều dài phụ thuộc vào tốc độ xe chạy thiết kế như sau (Khụng kể chiều dài đoạn vuốt nối):
Vận tốc thiết kế (km/h) 50 60 70 80 90 100
Chiều dài đoạn mở rộng LA(m) 20 30 45 60 70 80
Bảng 3.1: Chiều dài đoạn mở rộng tương ứng với tốc độ thiết kế.
Chiều dài đoạn vuốt nối vào đoạn thẳng LV mở rộng được khuyến cỏo nờn dài tối thiểu là 12m để đảm bảo cho cỏc phương tiện cú nhu cầu rẽ phải chuyển làn an toàn và dễ dàng hơn.
Hỡnh 3.3: Sơ đồ thể hiện đoạn mở rộng và vuốt nối b) Cơ sở thực tế
- Đặc điểm hỡnh học ( Bề rộng làn đường, số làn đường tại mặt cắt qua nỳt, cỏch bố trớ giải phõn cỏch, sơn kẻ vạch phõn luồng giao thụng..),tỡnh hỡnh quy hoạch cỏc nỳt giao thụng.
LA R
LV
- Tớnh chất của cỏc tuyến đường hỡnh thành nỳt giao. Hiện trạng cỏc trục giao thụng và hiện trạng cỏc nỳt.
- Cơ cấu phương tiện, trỡnh độ dõn trớ, mức độ phỏt triển đụ thị và quy luật đi lại của cỏc phương tiện, cỏc giao cắt nguy hiểm mà nỳt hay xảy ra.
- Tỡnh hỡnh ựn tắc giao thụng , cỏc xung đột thường xuyờn xảy ra tại nỳt
Những điểm cần chỳ ý cải tạo ở nỳt Giảng Vừ – Cỏt Linh
Hỡnh 3.4: Sơ đồ thể hiện những điểm cần quan tõm ở nỳt
Đề tài nghiờn cứu này sẽ dựa trờn những cơ sở phõn tớch thực tế về hiện trạng thực tế tại nỳt đồng thời dựa vào những bỏo cỏo của cỏc tổ chức về giao thụng, cỏc văn bản quy hoạch chung của thành phố để đề ra cỏc phương ỏn cải tạo nỳt giao thụng Giảng Vừ – Cỏt Linh hoàn thiện hơn. Hiện nay thỡ tại nỳt Giảng Vừ – Cỏt Linh cú 2 vấn đề chủ yếu cần phải xem xột là gúc giao giữa hướng rẽ phải từ Giảng Vừ vào Giang Văn Minh và hiện nay chu kỡ đốn cựng với việc cho phộp phương tiện được phộp rẽ phải vào đường Cỏt Linh trong mọi thời gian đốn mà lưu lượng rất lớn. Trờn thực tế vỡ hiện tại diện tớch mặt bằng nỳt khụng đủ rộng, lưu lượng lớn mà lượng phương tiện theo cỏc hướng cú sự chờnh lệch lớn nờn việc bố trớ đảo(đảo trung tõm, cỏc đảo dẫn hướng) cho phương tiện tự điều khiển mà khụng dựng đốn điều khiển là khụng hợp lý vỡ mở rộng mặt bằng nỳt tạo diện tớch đặt cỏc đảo là rất tốn kộm .Vỡ vậy em xin đưa ra hai vấn đề cần cải tạo như sau:
- Thiết kế chu kỳ đốn tớn hiệu tại nỳt cho năm hiện tại. - Cải tạo mở rộng nỳt cho năm tương lai.
3.2. Phương ỏn cải tạo và tổ chức giao thụng tại nỳt Giảng Vừ – Cỏt Linh.
Gúc rẽ nhỏ, mặt cắt ngang hẹp Lưu lượng rẽ phải lớn, mặt cắt hẹp, tầm nhỡn hạn chế
Chiều rộng đường hẹp, lưu lượng lớn, chưa phõn làn rừ ràng
Giảng Vừ Tới Nguyễn Thỏi Học
Giang Văn Minh
Cỏt Linh
3.2.1. Thiết kế chu kỳ đốn tớn hiệu nỳt Giảng Vừ – Cỏt Linh
Như đó đề cập ở chương 1 về lựa chọn giải phỏp tổ chức giao thụng về đốn tớn hiệu. Nếu nỳt giao thụng cú lưu lượng xe trờn đường ưu tiờn đạt lớn hơn 600 - 1600 xe / giờ. Thụng thường ở Việt Nam sử dụng đồ thị của A.A Ruzkov và kinh nghiệm khi tổ chức giao thụng bằng đốn tớn hiệu là
- Khi lưu lượng ở ngó tư khụng quỏ 500 xe/ giờ thỡ khụng dựng đốn tớn hiệu. - Khi lưu lượng lớn hơn 500 xe/ giờ thỡ phải dựng đốn tớn hiệu.
Ngoài tiờu chuẩn trờn thỡ theo tiờu chuẩn của Cộng hoà Liờn bang Đức khi thiết kế đốn tớn hiệu cho nỳt giao thụng trờn đường thành phố nếu lưu lượng qua nỳt quy đổi theo hướng vào nỳt lớn hơn 750 xe /giờ. (TS. Vũ Thị Vinh, 2001). Do đú với nỳt Giảng Vừ – Cỏt Linh điều khiển bằng đốn tớn hiệu là thực sự cần thiết..
Như vậy việc tớnh toỏn chu kỡ điều khiển tại nỳt cú thể bao gồm cỏc bước sau đõy:
Bước 1: Xỏc định lưu lượng xe chạy (hiện tại và tớnh toỏn cho tương lai) của cỏc đường dẫn vào nỳt.
Bước 2: Theo điều kiện địa hỡnh thực tế bố trớ mặt bằng điều khiển giao thụng. Trờn cơ sở nghiờn cứu mặt bằng cú thể cú những ý kiến sửa chữa đơn giản để thỏa món mọi vấn đề và vị trớ đặt cỏc cột đốn, vị trớ và kớch thước của làn xe ra vào nỳt.
Bước 3: Dựa vào lưu lượng xe chạy của cỏc luồng, tỷ lệ của cỏc luồng xe rẽ để quyết định số pha điều khiển trong 1 chu kỳ đốn và phương phỏp điều khiển chu kỳ đốn cố định (cứng) hay chu kỳ thay đổi (mềm) theo ngày hoặc theo vị trớ của nỳt giao thụng. Cỏc phương ỏn cắt sớm hay mở muộn đối với chu kỳ đốn hai pha cũng được nghiờn cứu ở bước này.
Bước 4: Tớnh lưu lượng xe bóo hũa Si của dũng xe theo vị trớ của cỏc làn.
Bước 5: Xỏc định hệ số lưu lượng yi của cỏc luồng xe và chọn hệ số lưu lượng lớn nhất cho mỗi pha (yimax với i – số thứ tự của pha, i = I, II, III). Tiếp theo tớnh tổng của cỏc hệ số lưu lượng lớn nhất của cỏc luồng xe đại diện của cỏc pha (Y =∑n yi
1 max
, với n – số pha điều khiển trong 1 chu kỳ đốn).
Bước 6: Tớnh thời gian tổn thất cho từng pha (lj) và tổng thời gian tổn thất L của 1 chu kỳ đốn (L=∑n lj
1 ).
Bước 7: Tớnh toỏn thời gian cho 1 chu kỳ đốn tối thiểu (Cmin), tối ưu (Co) và chu kỳ đốn thực tế (Cttế).
Bước 9: Tớnh toỏn phõn bổ thời gian đốn xanh cho cỏc luồng xe, trước hết là cho cỏc luồng xe đại diện của mỗi pha.Sau đú phõn bổ thời gian đốn xanh cho cỏc luồng cũn lại.
Bước 10: Tớnh dự trữ năng lực thụng hành của nỳt giao thụng theo thời gian chu kỳ đốn đó chọn (và dự trữ khả năng thụng hành tối đa ứng với thời gian chu kỳ đốn bằng 120s).
Bước 11: Xỏc định thời gian chậm xe trung bỡnh của 1 xe và chiều dài dũng xe (số xe) xếp hàng chờ đốn xanh nhằm xỏc định chiều dài chờ xe trước khi vào nỳt.
Bước 12: Kiểm tra lại cỏc chỉ tiờu năng lực thụng hành và thời gian chờ trung bỡnh từ đú lựa chọn phương ỏn tốt nhất
- Qua phõn tớch về lưu lượng thụng qua nỳt ở cỏc giờ cao điểm năm hiện tại ta thấy rằng ở mặt cắt A và B lưu lượng thụng qua trong cỏc giờ cao điểm đều cao hơn rất nhiều so với cỏc hướng cũn lại đi vào nỳt, đồng thời căn cứ vào cơ sở lý thuyết về thiết kế chu kỡ đốn theo lưu lượng thụng qua nỳt đó được trỡnh bày ở chương 1 ta cú thể đi đến thiết kế cỏc pha đốn điều khiển