Thiết kế hoạt động cho một hệ thống BRT thường cân nhắc 2 yếu tố: lợi ích hệ thống mang lại cho nhà đầu tư và mong muốn của hành khách. Để cân bằng 2 yếu tố này nhằm tạo ra một hệ thống có thể phục vụ hầu hết người dân và có được một dịch vụ thực sự nên cân nhắc trong việc lựa chọn mạng lưới tuyến để thiết kế hệ thống.
Có ba phương án lựa chọn kiểu mạng lưới tuyến:
1. Mạng lưới tuyến chính - tuyến nhánh; 2. Mạng lưới trực tiếp;
3. Kết hợp mạng lưới tuyến chính - tuyến nhánh và mạng lưới trực tiếp; Mạng lưới tuyến chính - tuyến nhánh
Mạng lưới tuyến chính - tuyến nhánh sử dụng các xe buýt nhỏ để đưa HK từ các khu dân cư đến các trạm trung chuyển, nơi HK chuyển sang xe tuyến chính lớn hơn (Hình 2-1). Thông thường, xe buýt trên tuyến nhánh sẽ hoạt động trong làn đường giao thông hỗn hợp trong khi các xe trên tuyến chính sẽ hoạt động trên đường dành riêng.
29
Hình 2- HK chuyển từ xe tuyến nhánh (xe màu xanh) sang xe tuyến chính (xe màu đỏ) tại trạm cuối trong hệ thống BRT TransMilenio ở Bogota.
Ưu điểm
Ưu điểm chính của mạng lưới tuyến chính - tuyến nhánh là đáp ứng gần như đầy đủ nhu cầu của hành khách, vì mạng lưới này sử dụng loại xe có kích cỡ phù hợp với lưu lượng HK trên mỗi trục đường. Mạng lưới này sử dụng xe có năng suất cao trên các trục đường chính và các xe nhỏ, năng suất thấp cho các trục đường có nhu cầu thấp nên chi phí đầu tư rẻ và vận hành ít tốn kém. Do hệ số đầy xe luôn cao nên năng lực cung ứng của hệ thống cũng cao.
Nhược điểm
- Mất thời gian do phải chuyển đổi
Điểm bất lợi chính của mạng lưới tuyến chính - tuyến nhánh đó là buộc HK phải chuyển xe ở một hay nhiều điểm trong chuyến đi (Hình 2-2). HK thường không thích phải chuyển đổi vì tốn thời gian và bất tiện, đặc biệt với những HK mang hành lý nặng hay với con nhỏ thì chuyển đổi làm cho chuyến đi trở nên khó khăn. Trong một số trường hợp, HK có thể lựa chọn hình thức di chuyển khác nếu quá trình chuyển đổi quá phiền phức.
Hình 2- Đoạn đường đi bộ để chuyển đổi giữa tuyến nhánh và tuyến chính có thể không khuyến khích nhiều người sử dụng hệ thống.
HK còn đặc biệt không thích phải chuyển đổi nếu họ chỉ đi một đoạn đường ngắn. Với trường hợp đó thì thời gian chuyển đổi có khi bằng hay lớn hơn thời gian thực tế cần để đi đến điểm đến.
- Khoảng cách di chuyển lớn
Khoảng cách đi lại của HK phải qua trạm trung chuyển nên khoảng cách và thời gian đi lại đều lớn, điều này ảnh hưởng đến hiệu quả hoạt động của hệ thống. Ngoài ra, lượng nhiên liệu tiêu thụ thêm tỷ lệ thuận với chiều dài đường vòng làm tăng chi phí đi lại. Minh họa yếu tố đường vòng trong Hình 2-3
31
Hình 2- Yếu tố đường vòng và mạng lưới tuyến chính - tuyến nhánh
- Chi phí cơ sở hạ tầng cao
Chi phí cơ sở hạ tầng tăng lên do phải xây dựng trạm trung chuyển. Các cơ sở này gồm sân ga và tiện nghi để người đi bộ chuyển sang các tuyến đường khác. Do đó, các trạm trung chuyển tốn kém chi phí xây dựng hơn các trạm thường, các trạm không cần cơ sở vật chất cho việc chuyển đổi. Ngoài ra, còn tốn thêm chi phí bảo dưỡng và vận hành cho các cơ sở này.
Mạng lưới trực tiếp
“Mạng lưới trực tiếp” mang HK trực tiếp từ khu dân cư đến các trục đường chính hay trực tiếp nối từ điểm đi đến điểm đến. Trong các khu trung tâm, nơi có nhu cầu sử dụng cao, xe buýt BRT thường hoạt động trên đường xe buýt dành riêng. Ở các khu vực khác, xe chạy chung trong làn đường hỗn hợp.
Ưu điểm
- Tiết kiệm thời gian
HK di chuyển trong mạng lưới trực tiếp tốn ít thời gian hơn mạng lưới tuyến chính - tuyến nhánh vì: 1) Giảm thời gian đợi ở các trạm trung chuyển và 2) Đi trực tiếp đến
điểm đến. Nếu các mạng lưới trực tiếp có thể cung cấp tuyến ngắn và trực tiếp hơn nữa thì còn có thể tiết kiệm nhiên liệu.
- Tiết kiệm chi phí
Hệ thống sử dụng mạng lưới trực tiếp không cần xây dựng trạm cuối và các trạm trung chuyển chỉ cần các trạm chuyển đổi giữa các trục đường chính với nhau. Vì vậy, tổng lợi ích kinh tế của mạng lưới trực tiếp là thời gian đi lại tiết kiệm được cộng với tiết kiệm chi phí đầu tư cho trạm cuối và các trạm trung chuyển.
Nhược điểm
- Hiệu quả hoạt động không cao
Nhược điểm chính của mạng lưới trực tiếp đó là hệ thống sử dụng một kích thước xe duy nhất cho toàn tuyến trong khi nhu cầu HK dọc theo tuyến khá khác nhau. Loại xe này có thể tối ưu cho một số đoạn tuyến nhưng lại không thích hợp với một số đoạn khác. Kích thước xe được lựa chọn như vậy nên không thể tối ưu cho tất cả các vị trí. Vì vậy hệ số đầy xe thấp, dẫn đến chi phí của HK cho chuyến đi sẽ tăng lên. Số lượng xe quá nhiều trên đường làm tắc nghẽn giao thông ảnh hưởng đến tốc độ và năng suất hệ thống.
- Tốc độ trung bình không cao và tổng thời gian đi lại lớn
Thời gian tiết kiệm được nhờ tránh chuyển đổi có thể bị phủ nhận do không đáp ứng nhu cầu HK ở nhiều nơi khác nhau. Thời gian đi lại chậm hơn do tắc nghẽn giao thông có thể nhiều hơn khoảng thời gian tiết kiệm được nhờ tránh chuyển đổi. HK có thể tránh được những bất tiện khi chuyển xe nhưng chưa chắc họ đi đến điểm cần đến được nhanh hơn vì dãn cách xe chạy lớn hơn.
33
Hình 2- Loại xe kích thước lớn sử dụng trong mạng lưới trực tiếp hoạt động trong hệ thống mở bị tắt nghẽn
- Tăng chi phí do sử dụng phương tiện năng suất lớn với số lượng nhiều
Mạng lưới trực tiếp thường sử dụng xe có năng suất lớn và một kích cỡ xe trên cả trục đường nên số lượng xe cho hệ thống nhiều hơn mạng lưới tuyến chính - tuyến nhánh. Vì vậy chi phí cho đoàn xe lớn hơn
- Cần bề rộng đường lớn hơn so với đường trong mạng lưới tuyến chính - tuyến nhánh
Mạng lưới trực tiếp đòi hỏi phải có nhiều xe buýt hơn mạng lưới tuyến chính - tuyến nhánh để tương xứng với lượng HK trên các trục đường chính, nên hệ thống BRT sẽ cần phải có khoảng lộ giới rộng hơn để tránh tắc nghẽn. Phần không gian cần thiết này có thể gây ra tác động xấu đến khoảng lộ giới dành cho giao thông chung.
- Chất lượng dịch vụ giảm
Mạng lưới trực tiếp có thể làm tăng tính phức tạp của hệ thống và do đó giảm hiểu biết của HK đối với hệ thống. Hệ thống có vẻ như là một mạng lưới phức tạp mà chỉ những HK thường xuyên mới hiểu được. Sự phức tạp này là rào cản đáng kể cho những người không muốn tốn thời gian cho việc nghiên cứu hệ thống.
Mạng lưới trực tiếp thường có chất lượng dịch vụ kém hơn mạng lưới tuyến chính - tuyến nhánh. Thiếu hệ thống thu vé, trạm dừng, và cơ sở hạ tầng mỹ quan làm cho các hệ thống này giống hệ thống xe buýt hơn là hệ thống vận tải công cộng khối lượng lớn.
Để khắc phục các nhược điểm trên người ta thiết kế mạng lưới trực tiếp trong hệ thống đóng. Trong trường hợp này, số lượng và loại xe được kiểm soát chặt chẽ tránh được tình trạng xe dồn ở các trạm. Mạng lưới trực tiếp trong hệ thống đóng sử dụng hệ thống thu vé bên ngoài trả trước ở các nơi như trạm xe lửa hay trung tâm mua sắm, các trục đường có nhu cầu cao và thu vé trên xe với hệ thống vé điện tử ở các trục đường có nhu cầu thấp.
Minh họa 2 kiểu mạng lưới trong Hình 2-5
Hình 2- Minh họa mạng lưới tuyến chính - tuyến nhánh và mạng lưới trực tiếp
Kết hợp mạng lưới tuyến chính - tuyến nhánh và mạng lưới trực tiếp
Mạng lưới tuyến chính - tuyến nhánh và mạng lưới trực tiếp có thể kết hợp với nhau. Ở những khu vực có mật độ dân cư thấp thì mạng lưới tuyến chính - tuyến nhánh có
35
thể được sử dụng. Ở những khu vực có nhu cầu cao hơn thì có thể sử dụng mạng lưới trực tiếp.
Lợi ích của kiểu mạng lưới này là hệ thống hoạt động linh hoạt hơn, cho phép đáp ứng được những điều kiện khác nhau của đô thị và các khu dân cư. Nhược điểm là hình ảnh mạng lưới này tạo ra phức tạp cho hành khách, và đặc biệt đối với những người ít khi sử dụng và những người mới sử dụng. Có thể giảm sự phức tạp này bằng cách mã hóa các tuyến bằng màu của xe buýt.