Nâng cao hiệu quả quản lý giao thông trong các khu giao thông của thành phố

TÓM TẮT
Vũ Đức Minh. Nâng cao hiệu quả quản lý giao thông trong các khu giao
thông của thành phố. - Đủ điều kiện cơng trình khoa học về bản quyền của bản thảo.
Luận án lấy bằng Tiến sĩ triết học chuyên ngành 275.03 - Công nghệ Giao
thông vận tải (Giao thông vận tải đường bộ). - Đại học ô tô và đường cao tốc quốc
gia Kharkiv, Bộ Giáo dục và Khoa học Ukraine, Kharkiv, 2021.
Luận án đề xuất giải pháp cho bài tốn khoa học ứng dụng ước tính ảnh
hưởng của điều kiện giao thông phức tạp đến tốc độ phương tiện và xác định phân
bố tốc độ phương tiện trên mạng lưới đường phố đô thị.
Để giải quyết vấn đề này, các phương pháp hiện có để lập mơ hình luồng giao
thơng và ước tính tốc độ xe trên mạng lưới đường đơ thị cũng như ước tính độ trễ
của phương tiện do quản lý giao thông gây ra đã được phân tích. Nó cho phép xác
định rằng hầu hết các phương pháp hiện có để dự đốn tốc độ xe đều ngụ ý xác định
giá trị trung bình của nó tại một số điểm hoặc một đoạn đường ngắn trong bất kỳ
điều kiện giao thông nào. Cách tiếp cận tương tự cũng được áp dụng trong phần
mềm mô hình giao thơng hiện đại, nhưng rõ ràng tốc độ của một chiếc xe tại một
địa điểm và thời gian cụ thể là ngẫu nhiên. Ngoài ra, tốc độ phương tiện trong điều
kiện giao thông đô thị chịu ảnh hưởng của các nút giao thông, đặc biệt là các nút
giao thơng có tín hiệu và các chướng ngại vật khác làm giảm tốc độ. Nó chỉ ra sự
cần thiết của việc nghiên cứu tốc độ xe trong thành phố như một biến ngẫu nhiên và
tương ứng là việc xác định luật phân phối của nó.
Một trong những nguồn dữ liệu cho nghiên cứu tốc độ này là mơ hình vĩ mô
các luồng giao thông cho các khu vực tương đối nhỏ nhưng đông đúc nơi là mạng
lưới đường ở trung tâm Kharkiv và Hà Nội. Để thể hiện đầy đủ tốc độ của các luồng
giao thông giữa các đầu mối giao thông nằm dọc theo các con phố ở trung tâm
thành phố, một phương pháp mới để phân công giao thông dựa trên độ trễ của
phương tiện tại các giao lộ đã được phát triển. Cách tiếp cận này giúp thể hiện các
thơng số luồng giao thơng chính xác hơn so với phương pháp phân bổ giao thông
phổ biến nhất hiện có dựa trên khả năng liên kết mạng lưới đường bộ và có tính đến

sự chậm trễ của phương tiện giao thông cá nhân tại các giao lộ có tín hiệu trong q
trình ước tính tốc độ di chuyển giữa các điểm thu hút giao thơng. Mơ hình hóa các
luồng giao thơng và đánh giá so sánh các phương pháp phân bổ giao thông đô thị đã
đề cập được thực hiện trong phần mềm PTV® VISUM vì phần mềm này cung cấp
các cơng cụ thể hiện rõ nhất các tính năng của từng phương pháp tính tốn. Đồng
thời, việc so sánh các phương pháp thay thế với việc sử dụng các mơ hình giao
thơng thực đã cung cấp khả năng so sánh lưu lượng giao thơng tính tốn với thực tế
và đưa vấn đề khoa học của nghiên cứu gần với các vấn đề nảy sinh trong mơ hình
thực tế.
Nghiên cứu sâu hơn về tốc độ như một biến ngẫu nhiên có thể xác định rằng
trong những điều kiện lái xe khó khăn nhất, phân bố tốc độ bình thường của xe thay
đổi thành hàm số mũ. Phân phối gamma được sử dụng như một liên kết kết nối
trong việc chuyển đổi phân phối chuẩn thành một hàm số mũ trong điều kiện giao
thông phức tạp vì phân phối theo hàm số mũ là trường hợp đặc biệt của phân phối
gamma với tham số hình dạng bằng 1 và phân phối chuẩn là giới hạn trường hợp
phân phối gamma với tham số hình dạng có xu hướng vơ cùng.
Để xác nhận bằng thực nghiệm khả năng sử dụng phân bố gamma, tốc độ ô tô
bị ảnh hưởng bởi đường hẹp đã được nghiên cứu. Loại điều kiện giao thơng phức
tạp này có thể được coi là một loại chuyển đổi từ dòng chảy tự do sang các điều
kiện phức tạp gây ra bởi các nút giao thơng có tín hiệu. Nó dẫn đến giảm tốc độ xe.
Tuy nhiên, việc giảm tốc độ không phải là trường hợp cực đoan vì xe khơng bắt
buộc phải dừng hoàn toàn - hầu hết người lái xe chỉ cần giảm tốc độ mà không cần
dừng hẳn.
Đối với việc kiểm tra khả năng sử dụng phân phối hàm số mũ khi mô tả tốc
độ trong điều kiện giao thông phức tạp, giả thuyết này đã được xác nhận trong q
trình quan sát trong những điều kiện khó khăn nhất về tốc độ - trong vùng ảnh
hưởng của các nút giao thơng có tín hiệu. Khu vực trước vạch dừng của nút giao
thơng có tín hiệu gây ra tình trạng giao thông phức tạp hơn trước so với việc thu hẹp
lịng đường vì tại khu vực này một số người lái xe phải dừng lại và chờ tín hiệu đèn
xanh.

Trong quá trình nghiên cứu tốc độ của phương tiện trước vạch dừng của giao
lộ, cần phải tính đến các phương tiện có thể bị chậm trễ do chờ đèn xanh. Để tính
đến những thời gian chờ đợi này trong quá trình đo tốc độ, một phương pháp mới đã
được phát triển. Theo phương pháp này, tốc độ được đo tại mặt cắt ngang 1,5 m
trước vạch dừng. Nó cho phép phần thân của chiếc xe đầu tiên trong hàng đợi luôn
ở trong khu vực cắt ngang trong thời gian chờ tín hiệu đèn xanh. Khi đó, khoảng
cách mà thời gian đi qua giao lộ được đo là chiều dài ô tô. Để thực hiện các phép đo
này, hai điểm thời gian đã được ghi lại - khi mặt cắt được coi là cắt ngang bởi các
điểm phía trước và phía sau của một chiếc ơ tơ. Ngồi ra, chiều dài ơ tơ cũng được
ghi lại - đó là khoảng cách giữa các điểm này.
Việc phân tích các phép đo được thực hiện theo phương pháp luận đã trình
bày cho phép xác định rằng giao lộ có tín hiệu làm phức tạp điều kiện giao thông
đáng kể so với đường hẹp. Điều này thể hiện ở việc tốc độ xe trung bình giảm và độ
lệch chuẩn tốc độ tăng lên. Tổng cộng, nó gây ra sự giảm thơng số hình dạng của
phân phối gamma và kết quả là nó có xu hướng tiến về một. Dựa trên các kết quả đo
đã xử lý, khả năng mô tả biến ngẫu nhiên của tốc độ xe bằng cách sử dụng phân
phối hàm số mũ đã được xác nhận.
Dữ liệu về tốc độ xe trong khu vực đô thị ở các quốc gia khác nhau được thu
thập trong q trình nghiên cứu có thể thu được mơ hình hồi quy phản ánh mối quan
hệ giữa tốc độ trung bình và tham số hình dạng của phân bố gamma phù hợp để mô
tả sự đều đặn của các giá trị tốc độ. Mơ hình thu được có đủ khả năng dự đốn vì hệ
số tương quan bội bằng 96,3%.
Dựa trên kết quả nghiên cứu, các khuyến nghị thực tế để áp dụng các quy
định xác định trong biến tốc độ phương tiện vận tải cá nhân ở các thành phố đã
được xây dựng. Do đó, một phương pháp tính tốn tiếng ồn khi tăng tốc đối với các
phương tiện rời khỏi giao lộ có tín hiệu đèn xanh đã được phát triển dựa trên các
quy định này. Nó cho phép thu thập dữ liệu ban đầu để ước tính tiếng ồn khi tăng
tốc như một thước đo mức độ thoải mái và tiêu thụ năng lượng khi lái xe trong các

luồng giao thông đô thị cũng như chất lượng quản lý giao thơng. Ngồi ra, một
phương pháp luận để tính tốn khối lượng khí thải từ các phương tiện giao thông đã


được phát triển, và nó giúp cho việc đánh giá tác động môi trường của các luồng
giao thông trở nên khả thi và cung cấp các công cụ để phân tích so sánh những thay
đổi trong hệ thống giao thơng đô thị.
Các khuyến nghị và phương pháp đã phát triển được áp dụng trong q trình
lập mơ hình luồng giao thông cho quận Long Biên, thành phố Hà Nội và đánh giá
hiệu quả hoạt động của mạng lưới đường trong các điều kiện giao thông khác nhau.
Hai phương án quản lý giao thông trong quận đã được xem xét - trạng thái mạng
lưới hiện tại và trạng thái có chu kỳ tín hiệu giao thơng hợp lý tại tất cả các nút giao
thơng có tín hiệu trong quận. Những thay đổi này liên quan đến phần tải nhiều nhất
của mạng lưới đường cũng như giúp đánh giá tính khả thi của các phương pháp đã
phát triển và hiệu quả của các khuyến nghị được đề xuất. Nếu sử dụng các chu kỳ
tín hiệu giao thơng được đề xuất thì tổng độ trễ của phương tiện tại các nút giao
thơng có tín hiệu ở quận Long Biên sẽ giảm 12,47%, tốc độ xe trung bình giữa các
điểm thu hút giao thơng tăng 0,55%, lượng khí thải giảm 0,56%, tiếng ồn khi tăng
tốc giảm 5,88%. Nó khẳng định tính khả thi của việc sử dụng các phương pháp mới
để đánh giá toàn diện hoạt động của mạng lưới giao thơng đơ thị.
Tính mới về mặt khoa học của các kết quả thu được như sau:
- lần đầu tiên ảnh hưởng của các điều kiện giao thông đô thị phức tạp lên tốc
độ ô tô, trái ngược với các cách tiếp cận đã biết, xác định kiểu phân bố tốc độ ô tô
cho mạng lưới đường phố đô thị được thiết lập;
- lần đầu tiên một cách tiếp cận mới để ước tính các tham số phân bố tốc độ ô
tô ở các thành phố cho phép thu được các tham số này dựa trên tốc độ trung bình và
ngược lại với các phương pháp đã biết, đặc trưng tốc độ là một biến ngẫu nhiên với
luật phân phối phù hợp với sự mơ tả.
Các phương pháp ước tính tốc độ xe được cải thiện do xác định tốc độ trên cơ
sở thời gian vượt qua quãng đường bằng với chiều dài xe. Phương pháp này, ngược

lại với các phương pháp đã biết, nó có thể tính trực tiếp đến sự chậm trễ của phương
tiện tại các giao lộ trong quá trình đo tốc độ.
Ý nghĩa thực tiễn của kết quả nghiên cứu bao gồm việc phát triển phương
pháp đo tốc độ xe trước vạch dừng của nút giao thơng có tín hiệu trong đô thị, cách


tiếp cận phân bổ giao thông cho mạng lưới đô thị dựa trên độ trễ của xe tại nút giao
thông cũng như phương pháp ước tính tiếng ồn khi tăng tốc đối với các phương tiện
rời khỏi giao lộ theo tín hiệu đèn xanh.
Từ khóa: phân bố tốc độ, tốc độ ơ tơ, nút giao thơng có tín hiệu, đường hẹp,
điều kiện giao thơng, phân luồng giao thơng, mơ hình giao thông.
Danh sách các ấn phẩm của ứng viên
Các bài báo khoa học đã công bố các kết quả khoa học chính của luận án:
1. Lobashov A.O., Vũ Đức Minh. Phương pháp dự đốn hành vi của luồng
giao thơng tại các thành phố. Bản tin của Đại học ô tô và đường cao tốc quốc gia
Kharkiv. 2002. Số 18. Trang 77-79.
2. Makarychev O., Horbachov P., Vũ Đức Minh, Horbachova O. Phân bố tốc
độ ô tô trước vạch dừng của nút giao thông được quy định trong đô thị. Bản tin của
Đại học ô tô và đường cao tốc quốc gia Kharkiv. 2019. Số 85. Trang 107-116.
3. Vũ Đức Minh, Horbachov P., Kolii O., Svichynskyi S. Phân công giao
thông đô thị dựa trên độ trễ giao lộ có tín hiệu. Vận tải ô tô. 2020. Số 46. Trang 4762.
4. Horbachov P., Vũ Đức Minh, Svichynskyi S., Shtanko I. Sự thay đổi trong
phân bố tốc độ phương tiện liên quan đến điều kiện giao thông phức tạp ở các thành
phố. Giao thông, Sinh thái - Phát triển bền vững: Kỷ yếu hội nghị khoa học kỹ thuật
ECO Varna (Varna, 13-15 / 5/2021). Varna, 2021. Trang 34-43.
5. Vũ Đức Minh. Phương pháp ước tính tiếng ồn khi tăng tốc dựa trên tốc độ
trung bình của xe. Bản tin của Đại học Kỹ thuật Quốc gia Kherson. Năm 2021. Số 3
(78). Trang 27-35.
Các công trình khoa học xác nhận việc kiểm nghiệm tài liệu luận văn:
6. Vũ Đức Minh, Horbachov P., Kolii O., Svichynskyi S. Phương pháp tiếp

cận phân công giao thông đô thị dựa trên các tham số của chu kỳ tín hiệu giao
thông. Những vấn đề và triển vọng của vận tải ô tô: tài liệu của Hội thảo Khoa học
và thực hành quốc tế VIII. Hội thảo trực tuyến (14-15 tháng 4 năm 2020).
Vinnytsya, 2020. Trang 98-102.


7. Horbachov P., Vũ Đức Minh, Svichynskyi S. Nghiên cứu sự phân bố tốc độ
ô tô trước vạch dừng của nút giao thơng có tín hiệu. Các cơng nghệ đổi mới để phát
triển máy móc và vận hành hiệu quả các hệ thống giao thơng: tiến trình của Khoa
học và cơng nghệ tồn Ukraina II. Hội thảo trực tuyến. (9-11 tháng 11 năm 2020).
Rivne, 2020. Trang 34-36.
8. Horbachov P., Vũ Đức Minh, Svichynskyi S. Phương pháp đo tốc độ của
các phương tiện trước vạch dừng của giao lộ có tín hiệu. Xu hướng hiện đại trong
sự phát triển của máy móc và phương tiện giao thơng: tài liệu của Hội thảo khoa
học và công nghệ quốc tế lần thứ 7 (11-13 tháng 11 năm 2020). Kremenchuk, 2020.
Trang 86-87.
9. Vũ Đức Minh, Svichynskyi S. Ảnh hưởng của các nút giao thông được báo
hiệu trong thành phố đến việc phân bổ tốc độ xe máy. Các xu hướng phát triển của
hệ thống công nghệ và hậu cần trong AC: tài liệu của Hội thảo Khoa học và thực
hành quốc tế III. Hội thảo trực tuyến (Ngày 22 tháng 4 năm 2021). Kharkiv, 2021.
Trang 96-98.
Các cơng trình khoa học phản ánh bổ sung kết quả khoa học của luận án:
10. Cách tiếp cận mới để phát triển chu kỳ tín hiệu tĩnh cho các nút giao
thông đường phố trong đô thị: giấy chứng nhận đăng ký quyền tác giả cho bài báo /
Horbachov P., Vũ Đức Minh, Shevchenko V. (Ukraine). Số 88689; đăng ký ngày
20/05/2019.
11. Ivanov I., Vũ Đức Minh, Svichynskyi S. Đặc điểm của thiết kế điều tra di
chuyển mẫu ở thành phố. Cơng nghệ đổi mới để phát triển máy móc và hoạt động
hiệu quả của hệ thống giao thông: tiến trình của Khoa học và cơng nghệ tồn
Ukraina. Hội nghị trực tuyến. (28-29 tháng 11 năm 2019). Rivne, 2019. Trang 5355.

12. Horbachov P., Vũ Đức Minh, Shtanko I. Quy định phân bố tốc độ xe cơ
giới trên đường thành phố. Hệ thống thông tin hiện đại. Năm 2020. Số 4 (2). Trang.
163¬169.