M cl c
1.6.2.2. Trìn ht thi tk pha đèn tín hi u
B c 1: Xác đ nh l u l ng hi n t i và tính toán ra xcqđ cho n m t ng lai theo các h ng ra vào nút.
B c 2: Theo đi u ki n đ a hình th c t mà có cách b trí m t b ng các đèn tín hi u, chú ý đèn ph i đ t v trí thu n l i mà ng i lái xe d nh n th y.
B c 3: D a vào l u l ng c a các lu ng xe t l các lu ng xe r trái đ l p ra các pha đi u khi n cho h p lý.
B c 4: Tính toán LLBH ( Si ) c a t ng làn theo t ng h ng. B c 5: Xác đnh h s l u l ng
B c 6: Tính toán th i gian t n th t c a t ng pha, đây là th i gian chuy n pha ( tcp ) và t ng th i gian t n th t ( tL ) c a chu k đèn.
B c 7: Tính toán th i gian m t chu k đèn t i u ( Co )
B c 8: Phân b th i gian xanh cho các lu ng xe đ i di n c a các pha và sau đó là th i gian xanh cho các lu ng xe còn l i.
Ch ng 1: C s lý lu n v t ch c giao thông nút đ ng m c
V Quang Huy _ K45 28
B c 9: Tính toán n ng l c thông hành c a nút theo các h ng.
B c 10: Tính th i gian ch trung bình c a m t xe và chi u dài dòng xe ch .
B c 11: Ki m tra l i các ch tiêu n ng l c thông hành và th i gian ch trung bình t đó l a ch n ph ng án t t nh t.
L u l ng bão hoà ( S )
Khi đèn xanh b t, các xe c n có m t th i gian đ kh i đ ng và t ng t c đ đ t đ n t c đ bình th ng. Sau m t th i gian ng n vài giây các xe n i đuôi nhau l u thông v i t c đ g n nh không đ i, kho ng cách gi a hai ph ng ti n li n k nhau trên cùng m t làn là ( Lo ) và th i gian đ xe sau đi đ c đo n Lo kí hi u là ( H ). Lúc này l u l ng xe bão hoà
Nh v y, L u l ng bão hoà ( S ) là s ph ng ti n theo xcqđ l n nh t đi qua v ch d ng xe c a m t tuy n đ ng d n vào nút khi các xe x p hàng n i đuôi nhau liên t c trong kho ng th i gian đèn xanh, th ng tính LLBH cho m t làn. (TS. Nguy n Xuân Vinh, 2003)
Theo tiêu chu n Vi t Nam TCVN 4054 - 98 thì l y LLBH lý t ng S = 1800 xcqđ/ h.làn và theo tiêu chu n c a c ho c c a Nh t thì S = 2000 xcqđ/ h.làn. Tuy nhiên, con s trên không th áp d ng cho nút C u Di n vì g p ph i nhi u mâu thu n và b t c khi thi t k đèn tín hi u cho nút, không phù h p v i đ c đi m dòng xe qua nút và đi u ki n CSHT c a nút. Nh v y, c n thi t ph i xác đnh l i LLBH qua nút. B i vì, dòng ph ng ti n c a các đô th l n c a Vi t nam nói chung và t i nút C u Di n nói riêng là dòng h n h p nhi u xe máy có v n t c và kh n ng c đ ng nhanh, do v y ch c ch n LLBH qua nút l n h n r t nhi u so v i TCVN quy đnh.
Nh ta đã bi t dòng bão hoà S có th xác đnh theo công th c sau: S = 3600
h ( xcqđ / h.làn ) ( 1.9 ) Trong đó:
Giãn cách th i gian bão hoà h = Lo
v ( s ) V i Lo là kho ng cách đ ng c a hai xe ch y liên ti p trên m t làn ( m ); v là v n t c dòng xe khi bão hoà ( m/s ).
Nh v y công th c ( 3.6 ) có th tính l i : S = 3600 *
o
v
Ch ng 1: C s lý lu n v t ch c giao thông nút đ ng m c
V Quang Huy _ K45 29
v : T c đ dòng xe ( m/s ). Hình 1.26: S ho tính kho ng cách đ ng
tp : Th i gian ph n ng c a lái xe, l y 1s.
lo : Kho ng cách an toàn, theo tiêu chu n k thu t l y t 0,5 – 1m. lx : Chi u dài c a m t xe con, th ng l y t 3 – 5m.
lh1 : Chi u dài hãm xe đi tr c. N u trên đ ng b ng ph ng và b qua l c c n không khí thì xác đ nh b ng: lh1 = 2 2 ( ) v g ϕ+ f ( m ) ( 1.11 )
lh2 : Chi u dài hãm xe đi sau, do không ph i hãm kh n c p nên th ng s d ng m t phanh sau. Và xác đnh theo công th c:
lh2 = 2 2 s ( ) v G g f G ϕ+ ( m ) ( 1.12 ) T đó ta có hi u s sau: lh2 - lh1 = 2 ( 1) 2 ( ) s G v G g ϕ f − + ( m ) ( 1.13 ) Trong đó: g : Gia t c tr ng tr ng, l y g = 9,81m/s2.
ϕ: H s l c bám xe v i m t đ ng. Tùy theo tr ng thái m t đ ng l y t 0,2 - 0,7. c cho d i b ng 3.7
Xe 2
Xe 1
Lo
v*tp lh2 - lh1 lo lx
Xét hai xe chuy n đ ng cùng trên m t làn qua nút. đ m b o an toàn cho hai xe khi chuy n đ ng thì chúng ph i cách nhau m t đo n b ng Lo nh hình 3.9 Kho ng cách này bao g m đo n nh n th c ph n ng c a lái xe 2, quãng đ ng hãm xe c a c hai xe và kho ng cách d tr an toàn cho c hai xe.
Nh v y, kho ng cách Lo đ c xác đnh theo công th c sau:
Lo = v*tp + ( lh2 – lh1 ) + lx + lo ( 3.6 ) Trong đó:
Ch ng 1: C s lý lu n v t ch c giao thông nút đ ng m c V Quang Huy _ K45 30 B ng 1.4 : H s bám gi a bánh xe và m t đ ng. Tình tr ng m t đ ng i u ki n ch y xe H s ϕ Khô s ch R t thu n l i 0,7 Khô s ch Bình th ng 0,5 -0,6 m và b n Không thu n l i 0,2 - 0,3
( Ngu n: Thi t k đ ng ôtô T p 1, 1999 ) f : H s l c c n l n, l y t 0,01 - 0,06. Ph thu c vào ch t l ng m t đ ng.
Gs
G : Là t s gi a tr ng l ng tr c xe v i tr ng l ng xe, theo TCVN 4054 – 98 th ng
l y b ng 0,75.
Ngoài cách tính LLBH theo dãn cách th i gian bão hòa c a hai xe ch y liên ti p nhau trên m t làn thì LLBH còn ph thu c vào nh ng y u t khác sau đây:
- S l ng làn xe c a m t c t vào tuy n đ ng. - B r ng c a làn xe.
- B r ng c a nút ( C th là kho ng cách gi a hai v ch d ng ). - d c c a nút, v trí c a làn xe trong nút.
- S l ng ph ng ti n tham gia giao thông qua nút.
Th i gian chuy n pha ( tcp )
Th i gian chuy n pha: Là kho ng th i gian tính t lúc k t thúc đèn xanh c a pha tr c đ n b t đ u th i gian đèn xanh c a pha sau. Kho ng th i gian này nh m đ m b o cho các xe qua nút đ c an toàn và không va ch m nhau trong vùng xung đ t.
Th i gian chuy n pha còn đ c g i là th i gian xen k gi a hai xanh (intergreen time) hay là th i gian d n s ch nút.
Hình 1.27: S đ tính th i gian chuy n pha
Xe 1 Xe 1 Xe 2 Vùng x y ra xung đ t Vùng x y ra xung đt 2 1 B Xe 2 l2 l1
Ch ng 1: C s lý lu n v t ch c giao thông nút đ ng m c
V Quang Huy _ K45 31
Ta có công th c tính th i gian chuy n pha nh sau (h ng d n v đèn tín hi u đi u khi n giao thông_RiLSA, 2007):
tcp = tvn + ttn - tnn
Trong đó:
tvn : th i gian v t nút tvn = tp + v/2a
tp : Th i gian ph n ng c a lái xe, l y b ng 1s.
v : V n t c c a xe ch y qua nút ( m/s ). i v i nút C u Di n thì v = 6,95 m/s
a : Gia t c hãm xe th ng l y t 2,5 - 3m/s2. i v i nút thì ta l y b ng a = 2,5m/s2 ttn: th i gian thoát nút
ttn = (B + lx + l1)
B : B r ng c a vùng th ng gây ra xung đ t ( m ). lx : Là chi u dài c a xcqđ, đ i v i xe con l y 3m – 5m l1 : kho ng cách t xe1 t i vùng 2 tnn : th i gian nh p nút tnn = l2/v tcp = tp + ( 1) 2 2 B lx l l v a v v + + + − ( s ) ( 1.14 ) Th i gian t n th t
Th i gian t n th t trong m t pha bao g m:
- Th i gian m t do kh i đ ng: là kho ng th i gian đ c tính t khi ph ng ti n đ u tiên ph n ng v i đèn tín hi u và t ng t c cho đ n khi v t qua v ch d ng xe. Qua các nghiên c u thì ng i ta nh n th y r ng ngay t khi đèn vàng các ph ng ti n đã chu n b s n đ đi do đó kho ng th i gian này th ng ch là 2s.
- Th i gian m t do gi i to là kho ng th i gian k t lúc ph ng ti n cu i cùng r i nút và b t đ u đèn xanh c a pha ti p theo. Nh v y th i gian m t do gi i to là:(l1 + B + lx – l2)/v
L u l ng t i h n và h s l u l ng
- i v i t ng pha đèn trên 1 h ng chuy n đ ng s có l u l ng giao thông t i đa trên 1 làn và l u l ng này đ c g i là l u l ng t i h n
Ch ng 1: C s lý lu n v t ch c giao thông nút đ ng m c V Quang Huy _ K45 32 B ng 1.5: H s chuy n đ i l u l ng H s chuy n đ i l u l ng r trái L u l ng h ng đ i di n S làn h ng đ i di n, No H s chuy n đ i l u l ng r ph i Vo (vph) 1 2 3 S ng i đi b (ng i/h) H s 0 200 400 600 800 1000 >1200 1.1 2.5 5.0 10.0 13.0 15.0 15.0 1.1 2.0 3.0 5.0 8.0 13.0 15.0 1.1 1.8 2.5 4.0 6.0 10.0 15.0 0 50 200 400 800 1.18 1.21 1.32 1.52 2.13
(bài gi ng lý thuy t dòng xe_ H GTVT)
- Các ph ng ti n có s c ch a l n có xu h ng chi m d ng không gian đ ng l n h n và di chuy n v i v n t c l n h n do đó c ng tác đ ng đ n l u l ng c a làn. H s l u l ng ph ng ti n có s c ch a l n:
v i %HV: là t l ph ng ti n có s c ch a l n
- H s l u l ng c a 1 pha (yi) là t s gi a l u l ng đ i di n và l u l ng bão hoà c a lu ng xe.
yi = Vci/Si
H s l u l ng dùng đ th hi n m c đ chi ph i c a lu ng xe khi tính toán th i gian cho đèn tín hi u giao thông.
Lu ng xe đ c g i là lu ng đ i di n khi lu ng này có tr s l u l ng cao nh t.
Khi b t đèn xanh lu ng xe vào nút có th đ c phép đi theo nhi u h ng (th ng, r ph i, r trái), m i h ng có t o thành m t dòng. Lu ng xe đ c g i là lu ng đ i di n khi lu ng này có tr s l u l ng cao nh t. T p h p t t các các h s l u l ng c a các h ng đ i di n c a chu kì đèn là v/c.(trong đó không có dòng xe nào có th i gian xanh trùng lên nhau)
Ch ng 1: C s lý lu n v t ch c giao thông nút đ ng m c
V Quang Huy _ K45 33
H s gi cao đi m
Là t s gi a l u l ng gi và c ng đ t i đa trong m t gi
Thi t k pha đèn cho nút
Áp d ng công th c c a Webster có CK đèn t i u:
Trong đó:
N: s l ng pha trong m t chu kì đèn
v
/c des : h s l u l ng c a các pha
tL: th i gian t n th t trong 1 pha PHF: h s gi cao đi m 3600/h: l u l ng bão hoà
Vc: t ng l u l ng t i h n c a các pha
Th i gian ch trung bình c a ph ng ti n.
Th i gian ch c a ph ng ti n là th i gian 1 xe ph i d ng tr c v ch d ng khi g p đèn đ . Th i gian này b t đ u t lúc xe đ u tiên g p ph i đèn đ và gi m d n t i 0 khi xe th y tín hi u đèn xanh. N u tính th i gian này trung bình cho các ph ng ti n thì có:
Ttb = 0,9* 2 2 (1 ) 2 * (1 ) 2 (1 ) o C x y q x λ ⎡ − + ⎤ ⎢ − − ⎥ ⎣ ⎦ ( 1. 15 ) Trong đó: Ttb : Th i gian ch trung bình c a m t ph ng ti n ( s )
λ : Là t s gi a th i gian xanh c a các pha v i th i gian chu k đèn; = Tx / Co v
/c = Vc/S : Là t s gi a l u l ng th c t v i l u l ng bão hoà. q = N/3600 : Là l u l ng xe ch y trong 1 giây.
x = y/ : M c đ đ y c a dòng xe vào nút.
Th i gian ch trung bình c a m t ph ng ti n là ch tiêu quan tr ng đ đánh giá l a ch n ph ng án đi u khi n giao thông b ng đèn tín hi u. N u ph ng án nào có th i gian ch trung bình ng n nh t là ph ng án t t nh t. Ngoài ra ta còn có các ch tiêu khác đ đánh giá l a ch n ph ng án đó là n ng l c thông qua c a các pha đèn.
Ch ng 1: C s lý lu n v t ch c giao thông nút đ ng m c
V Quang Huy _ K45 34
i v i làn r trái đ c b trí pha riêng:
C = n* λ *S ( xcqđ / h ) ( 1.16 ) V i n là s làn xe r trái
i v i pha đi th ng không có lu ng r trái ho c có lu ng r trái nh ng đ c b trí “ m s m” c ng đ c xác đnh theo công th c ( 1.16 )
M s m có ngh a là pha đèn có c lu ng đi th ng và r trái đ ng th i thì m t m t c t vào ng i ta b trí cho lu ng r trái s m h n lu ng đi th ng đ cho lu ng r trái l u l ng ít h n thoát h t r i sau đó m i cho lu ng đi th ng đi. u đi m c a lo i này là làm cho lu ng r trái không b lu ng đi th ng phía đ i di n giao c t tránh đ c xung đ t.