Nghiên cứu các đặc trưng của dòng giao thông hỗn hợp ở thủ đô Hà Nội

Đề tài: Nghiên cứu các đặc trưng của dòng giao thông hỗn hợp ở thủ đô Hà Nội
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI HÀ NỘI
KHOA SAU ĐẠI HỌC
--o0o--
NGUYỄN NGHĨA LÂM
LUẬN ÁN THẠC SỸ KỸ THUẬT
Đề tài: Nghiên cứu các đặc trưng của dòng giao thông hỗn hợp ở thủ đô
Hà Nội
Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS. Trần Tuấn Hiệp
Hà Nội 2008
Nguyễn Nghĩa Lâm
Cao học khóa 13 đường ôtô và đường đô thị - Đại học giao thông vận tải Hà Nội
1
Đề tài: Nghiên cứu các đặc trưng của dòng giao thông hỗn hợp ở thủ đô Hà Nội
Chương 1: Mở đầu..............................................................................................................3
Chương 2: Khái quát lý thuyết dòng xe [1].......................................................................5
I.Khái niệm dòng xe.......................................................................................................5
II.Khái quát các lý thuyết dòng xe trên thế giới............................................................5
1.Lý thuyết xe bám (Car following)..........................................................................5
2.Mô hình tương tự dòng dịch thể.............................................................................5
3.Nghiên cứu thực nghiệm của Greenhields..............................................................5
4.Sử dụng lý thuyết xếp hàng để nghiên cứu dòng xe...............................................5
III.Các yếu tố cơ bản của dòng xe..................................................................................6
1.Tốc độ xe chạy........................................................................................................6
2.Mật độ, cường độ xe chạy.......................................................................................7
3.Lưu lượng................................................................................................................7
4.Giãn cách giữa các phương tiện..............................................................................7
5.Thành phần dòng xe................................................................................................8
Chương 3: Nghiên cứu xác định các tham số cơ bản của dòng giao thông hỗn hợp ở thủ
đô Hà Nội [2],[5]................................................................................................................9
I.Khái quát về tình trạng giao thông ở thủ đô Hà Nội...................................................9

1.Khái quát giao thông Hà Nội [5]............................................................................9
2.Khái quát mạng lưới đường bộ [2]......................................................................10
3.Đặc điểm giao thông Hà Nội [2]...........................................................................11
4.Tổng hợp...............................................................................................................13
II.Khảo sát dòng giao thông hỗn hợp ở thủ đô Hà Nội...............................................13
1.Lựa chọn địa điểm điều tra...................................................................................13
2.Phương pháp điều tra............................................................................................14
3.Thời điểm tiến hành điều tra.................................................................................15
4.Kết quả điều tra.....................................................................................................16
III.Phân tích, đánh giá, xác định các tham số cơ bản của dòng giao thông hỗn hợp ở
thủ đô Hà Nội...............................................................................................................19
1.Lưu lượng giao thông rất lớn ..............................................................................19
Những số liệu này chủ yếu liên quan đến loại hình giao thông bằng xe máy......19
2.So sánh giờ cao điểm buổi sáng với giờ cao điểm buổi chiều: Thể hiện rõ các
luồng giao thông luân phiên.....................................................................................20
3.Phân bố theo loại hình phương tiện .....................................................................21
IV.Nhận xét dòng giao thông hỗn hợp ở thủ đô Hà Nội.............................................22
Chương 4: Nghiên cứu những đặc trưng khác biệt của dòng giao thông hỗn hợp ở Hà
Nội.....................................................................................................................................22
I.Loại hình phương tiện................................................................................................22
II.Đối tượng tham gia giao thông.................................................................................23
III.Các dạng vi phạm luật lệ giao thông.......................................................................23
Chương 5: Kết luận..........................................................................................................23
Nguyễn Nghĩa Lâm
Cao học khóa 13 đường ôtô và đường đô thị - Đại học giao thông vận tải Hà Nội
2
Đề tài: Nghiên cứu các đặc trưng của dòng giao thông hỗn hợp ở thủ đô Hà Nội
Chương 1: Mở đầu
Khái niệm dòng xe là một khái niệm cơ bản trong các lý thuyết thiết kế công trình
giao thông, nó là yếu tố cơ bản, đầu tiên phải xét đến trong lý thuyết dòng xe. Trên thế

giới vấn đề này được chú trọng nghiên cứu từ rất sớm và lý thuyết dòng xe từ khi ra đời
cho đến nay đã có những bước phát triển mạnh mẽ cùng với sự phát triển của toán học,
tin học và các ngành khoa học khác.
Vấn đề “Nghiên cứu các đặc trưng của dòng giao thông hỗn hợp ở thủ đô Hà Nội” là
vấn đề không hoàn toàn mới, cái mới ở đây là trên cơ sở những gì đã được nghiên cứu
trước đó chúng ta xét trong bối cảnh dòng giao thông hỗn hợp ở thủ đô Hà Nội với một
số đặc trưng khác biệt so với các dòng giao thông đã được khảo sát, từ đó tìm ra những
thông số phản ánh đầy đủ, chính xác dòng giao thông này nhằm sử dụng trong quá
trình quy hoạch, thiết kế, khai thác công trình giao thông một cách hợp lý và hiệu quả.
Dòng giao thông ở thủ đô Hà Nội có nhiều nét đặc thù, ở đó có sự tham gia của rất
nhiều loại phương tiện giao thông khác nhau mà không có sự tách bạch. Trên một làn
xe luôn luôn có các phương tiện như ôtô, xe máy, xe ba gác, xe đạp trộn lẫn vào nhau
thành một dòng hỗn hợp, khác hẳn với dòng xe của hầu hết các nước tiên tiến trên thế
giới và khác hẳn với dòng xe được khảo sát trong các lý thuyết dòng xe.
Lý thuyết dòng xe trên thế giới hiện nay chủ yếu xét dòng xe thuần nhất là xe con do
đó trong quá trình thiết kế, để áp dụng các lý thuyết sẵn có, người ta quy đổi các loại
phương tiện khác sang xe con và xem xét các yếu tố trong mối quan hệ qua lại với dòng
xe đã được quy đổi. Thực tiễn cho thấy, đối với những dòng giao thông mà phương tiện
tham gia giao thông tương đối thuần nhất thì việc quy đổi như thế là hợp lý. Còn với
dòng xe ở Hà Nội, có sự tham gia hỗn hợp của rất nhiều phương tiện ôtô, xe máy, xe
đạp, xe thô sơ… thì việc quy đổi như trên không phản ánh được chính xác dòng giao
thông này.
Việc quy đổi xe máy, xe đạp, xe ba gác… ra xe con chỉ hợp lý khi sự tham gia của các
phương tiện này trong dòng giao thông là có trật tự. Trong khi dòng giao thông ở Hà
Nội là hỗn hợp, các phương tiện xe máy, xe đạp… luôn trộn lẫn với ôtô, kết quả là mọi
không gian trên đường đều được sử dụng, năng lực thông hành của con đường theo đó
cao hơn so với lý thuyết thiết kế nhưng chất lượng phục vụ lại thấp hơn nhiều. Tính
chất dòng xe vì thế mà có sự thay đổi:
- Mật độ tăng.
- Lưu lượng lớn hơn thiết kế.

- Giãn cách giữa các phương tiện giảm.
- Mức phục vụ thấp.
- Xe máy chiếm một tỷ lệ lớn trong thành phần dòng xe.
Nguyễn Nghĩa Lâm
Cao học khóa 13 đường ôtô và đường đô thị - Đại học giao thông vận tải Hà Nội
3
Đề tài: Nghiên cứu các đặc trưng của dòng giao thông hỗn hợp ở thủ đô Hà Nội
- Đường giao thông có nhiều khuyết tật và nhiều giao cắt.
- Thường xuyên có sự vi phạm giao thông.
- Người tham gia giao thông rất đa dạng (mọi lứa tuổi, mọi trình độ điều khiển
phương tiện … cùng nhau tham gia giao thông)
- Tâm lý, ý thức tham gia giao thông rất kém…
Như vậy, cần có một nghiên cứu có tính chất hệ thống dòng giao thông hỗn hợp ở
thủ đô Hà Nội để giải quyết nhiều nội dung mà chúng ta vừa nêu. Trong phạm vi của
một luận án thạc sỹ kỹ thuật, tôi tiến hành nghiên cứu vấn đề này trên cơ sở nghiên cứu
tài liệu kết hợp với đo đạc quan sát thực tế.
Mục đích: Xác định các tham số cơ bản của dòng giao thông hỗn hợp ở thủ đô Hà
Nội qua khảo sát một số tuyến giao thông trên địa bàn thành phố từ đó góp phần hoàn
chỉnh lý thuyết thiết kế và đề xuất những giải pháp quản lý khai thác giao thông đô thị
hiệu quả hơn.
Nội dung: Khái quát những vấn đề cơ bản của lý thuyết dòng xe, Nghiên cứu xác định
các tham số cơ bản của dòng giao thông hỗn hợp ở thủ đô Hà Nội từ đó chỉ ra sự khác
biệt của dòng giao thông này và đề xuất các phương hướng hoàn chỉnh lý thuyết thiết
kế, quản lý khai thác hệ thống giao thông đô thị.

Nguyễn Nghĩa Lâm
Cao học khóa 13 đường ôtô và đường đô thị - Đại học giao thông vận tải Hà Nội
4
Đề tài: Nghiên cứu các đặc trưng của dòng giao thông hỗn hợp ở thủ đô Hà Nội
Chương 2: Khái quát lý thuyết dòng xe

[1]
I. Khái niệm dòng xe.
- Lý thuyết dòng xe: Lý thuyết dòng xe là khoa học nghiên cứu chất lượng dòng xe
dưới ảnh hưởng tác động qua lại giữa các xe trong dòng xe để đề xuất các giải pháp
về thiết kế, tổ chức giao thông để tăng tiện nghi xe chạy và nâng cao hiệu suất đầu tư
cơ bản.
- Dòng giao thông:
+ Traffic Flow: The movement of visitors through an exposition or exhibit.
[9]
+ Traffic Flow: Pattern of the way people move through an area.
[10]

+ Dòng giao thông là dòng dịch chuyển của các phương tiên giao thông trên một
không gian nhất định.
II. Khái quát các lý thuyết dòng xe trên thế giới
1. Lý thuyết xe bám (Car following)
Bản chất của lý thuyết này là mô hình động lực học đơn giản, xuất phát từ quan điểm
hoạt động của xe sau theo hành vi của xe trước, nhờ đó lập các phương trình vi phân về
chuyển động của xe sau suy ra chuyển động của dòng xe.
2. Mô hình tương tự dòng dịch thể
Người ta quan niệm liên tục hóa dòng xe, coi dòng xe chạy trong một làn như một
dòng dịch thể chảy trong một ống dẫn, dùng phương trình tổng quát để thể hiện.
x
q
qC
dt
dv
n
δ
δ

2
−=
3. Nghiên cứu thực nghiệm của Greenhields
Greenhields đã nghiên cứu thực nghiêm trên đường ngoài thành phố Ohio, tìm được
quan hệ tuyến tính giữa tốc độ và mật độ: V
s
= V
o
– V
0
(q/q’)
4. Sử dụng lý thuyết xếp hàng để nghiên cứu dòng xe
Lý thuyết xếp hàng là một lý thuyết toán học do Erlang đề xướng năm 1909 khi
nghiên cứu dòng chờ trước máy điện thoại Copenhague.
Nguyễn Nghĩa Lâm
Cao học khóa 13 đường ôtô và đường đô thị - Đại học giao thông vận tải Hà Nội
5
Đề tài: Nghiên cứu các đặc trưng của dòng giao thông hỗn hợp ở thủ đô Hà Nội
III. Các yếu tố cơ bản của dòng xe
1. Tốc độ xe chạy
a. Khái niệm
- Tốc độ trung bình theo thời gian (v
t
): Là tốc độ đi được trung bình của các xe trên
một tiết diện hoặc một quãng đường ngắn.
- Tốc độ trung bình theo không gian (v
s
): Là tỷ lệ giữa quảng đường ta xét L chia
cho trung bình thời gian xe chạy.
b. Quan trắc thực nghiêm tốc độ theo thời gian

- Phương pháp dùng máy phát rađa.
+ Dùng một máy rađa đặt góc 20
0
so với tim đường, gặp xe sẽ phản xạ lại theo hiệu
ứng Dopler để đo tốc độ xe.
+ Phân nhóm tốc độ thành một số nhóm.
+ Tính tần suất từng nhóm p
i
= (số xe mỗi nhóm/tổng số xe)
+ Tính tốc độ trình bình theo thời gian: v
t
= v
i
p
i

Với v
i
= (v
a
+ v
b
)/2
Trong đó: v
a
, v
b
: là vận tốc cận dưới và vận tốc cận trên
- Phương pháp dùng xe thí nghiệm
+ Cho một xe thí nghiệm chạy theo dòng và ngược dòng.

+ Ghi lại thời gian chạy xe của xe thí nghiệm và các dòng: Dòng ngược là tất cả các
xe đã gặp (x), dòng xuôi là số xe đã vượt trừ đi xố xe bị xe thí nghiệm vượt (y).
Q: Số xe trung bình qua đoạn đường.
T
a
: Thời gian hành trình ngược dòng.
T
b
: Thời gian hành trình xuôi dòng.
Q = (x+y)/(t
a
+ t
w
)
Q
y
tt
w
−=
- Phương pháp quay camera.
+ Dùng máy quay camera quay một đoạn đường có chiều dài (L), trong một khoảng
thời gian (t), số xe đi qua đoạn đường đó theo một chiều là (n), thời gian mỗi xe đi
qua đoạn đường đó (t
i
).
+ Ta tính toán vận tốc trung bình theo thời gian như sau:
v
t
= ∑v
i

/n = (∑L
i
/t
i
)/n = L/n (∑1/t
i
)
Nếu quảng thời gian t nhỏ ta có thể gộp các t
i
gần bằng nhau thành 1 nhóm T
i
, và ta
có: v
t
= L/n (∑n
i
/T
i
) cho mỗi đoạn đường.
Nguyễn Nghĩa Lâm
Cao học khóa 13 đường ôtô và đường đô thị - Đại học giao thông vận tải Hà Nội
6
Đề tài: Nghiên cứu các đặc trưng của dòng giao thông hỗn hợp ở thủ đô Hà Nội
2. Mật độ, cường độ xe chạy
a. Khái niệm
- Suất dòng là số xe yêu cầu qua một điểm trên một đơn vị thời gian (ρ)
- Mật độ xe chạy (q, xe/km) là số đầu xe trên một đơn vị chiều dài.
- Cường độ xe chạy là số đầu xe chạy qua một tiết diện trong một đơn vị thời gian.
b. Xác định mật độ qua quan hệ tốc độ, mật độ, dòng
- Với số liệu đo được bằng Camera: Có ρ = n/t → q = ρ/v

t
→ ρ = q.v
t
- (Mật độ) = xe/km = (xe/thời gian)/(km/thời gian)
→ (Mật độ) = (Lưu lượng)/(Tốc độ theo thời gian)
3. Lưu lượng.
a. Khái niệm
Lưu lượng là số đầu xe chạy qua một tiết diện trong một đơn vị thời gian
Khả năng thông hành của một con đường (một làn đường) là số lượng xe lớn nhất có
thể thông qua trên một tiết diện hoặc một đoạn đường trong điều kiện nào đó trong
thời gian nhất định
b. Quan trắc thực nghiệm xác định lưu lượng
- Đếm xe trên thực địa theo kiểu thủ công
- Ghi hình sau đó đếm trên băng với tốc độ chiếu chậm
4. Giãn cách giữa các phương tiện
a. Khái niệm
Quãng trống giữa các xe trong không gian hay theo thời gian có ảnh hưởng rất trực
tiếp tới điều kiện phục vụ và mức độ thuận lợi của dòng xe.
- Quãng thời gian (∆t): là quãng cách giữa hai lần xe tới một điểm quan sát trên
đường. (Ghi chú: 1/∆t = ρ_ suất dòng).
- Quãng không gian (∆s): Là khoảng cách giữa hai xe kế nhau trên đường. (Ghi chú:
1/∆s = q_ mật độ dòng xe).
b. Quan trắc xác định giãn cách giữa các phương tiện.
- Phương pháp đo ∆t
+ Đếm số xe tới trong từng khoảng thời gian nhất định ta sẽ được phân phối đếm.
+ Đo các quãng cách giữa các xe.
- Phương pháp đo ∆s
+ Đo số xe có mặt trên 1 quãng nhất định → Ta được phân phối đếm
+ Đo trực tiếp ∆s trên ảnh qua các cách tính toán hình học.
Nguyễn Nghĩa Lâm

Cao học khóa 13 đường ôtô và đường đô thị - Đại học giao thông vận tải Hà Nội
7
Đề tài: Nghiên cứu các đặc trưng của dòng giao thông hỗn hợp ở thủ đô Hà Nội
5. Thành phần dòng xe
a. Khái niệm
Thành phần dòng xe là tỷ lệ các loại xe (%) khác nhau trong dòng xe. Thành phần
càng hỗn tạp càng sinh nhiều nhiễu, sự tác động giữa các tính cách khác nhau trong
dòng xe nên chất lượng dòng xe càng kém
b. Xác định thành phần dòng xe
Từ kế quả đếm xe xác định lưu lượng phân loại để xác định thành phần dòng xe.
Nguyễn Nghĩa Lâm
Cao học khóa 13 đường ôtô và đường đô thị - Đại học giao thông vận tải Hà Nội
8
Đề tài: Nghiên cứu các đặc trưng của dòng giao thông hỗn hợp ở thủ đô Hà Nội
Chương 3: Nghiên cứu xác định các tham số cơ bản của
dòng giao thông hỗn hợp ở thủ đô Hà Nội
[2],[5]
I. Khái quát về tình trạng giao thông ở thủ đô Hà Nội
1. Khái quát giao thông Hà Nội
[5]
Giao thông đường bộ cấu thành bởi các quốc lộ hướng tâm, các đường vành đai, các
trục chính đô thị và các đường phố đang bộc lộ sự yếu kém: Quỹ đất quá thấp, ở nội
thành có 343 km đường, diện tích mặt 5,25 km2, chiếm 6,18% diện tích đất đô thị. Khu
vực ngoại thành có 770 km, chiếm khoảng 0,88% diện tích đất. Mạng lưới đường bộ
phân bố không đồng đều. Khu phố cũ hoặc trung tâm có mạng đường tương đối phù
hợp nhưng mật độ dân cư cao, mật độ tham gia giao thông quá lớn. ở khu vực mới xây
dựng thì chưa có mạng đường hoàn chỉnh, thiếu nhiều đường nối giữa các trục chính
quan trọng. Xu hướng "phố hoá" các quốc lộ gây nguy cơ mất an toàn và ùn tắc giao
thông. Giao thông tĩnh (bến, bãi đỗ xe, trạm dừng...) còn thiếu và không tiện lợi. Trong
khi đó, mạng đường có quá nhiều giao cắt (khu vực phía trong vành đai 2 bình quân

380m có một giao cắt). Các nút giao thông quan trọng hiện tại hầu hết đều là nút giao
bằng.
Tương tự, giao thông đường sắt tại Hà Nội mới chỉ có các đường sắt quốc gia phục vụ
giao thông liên tỉnh, chưa có đường sắt đô thị. Với 5 trục hướng tâm, nhiều đoạn chạy
xuyên qua nội thành Hà Nội, giao cắt cùng mức với các đường nội đô tại 49 điểm, gây
mất an toàn, ùn tắc giao thông và ảnh hưởng đến môi trường đô thị.
Giao thông đường thủy chủ yếu tập trung trên sông Hồng, sông Đuống là các tuyến tự
nhiên, không ổn định. Cụm cảng sông có năng lực thông qua 1,7 - 2,0 triệu tấn/năm,
tiếp nhận tầu 1.000 - 2.000 tấn và tầu pha sông biển nhưng trên thực tế mới tiếp nhận
tàu 500 - 700 tấn do hạn chế luồng vào.
Giao thông hàng không Hà Nội hiện có 2 cảng hàng không: Nội Bài, Gia Lâm và sân
bay Bạch Mai thì cảng Nội Bài mới đáp ứng nhu cầu 2,5 - 3,0 triệu khách/năm, các sân
bay khác chỉ phục vụ nội địa và quốc phòng. Chiếm ưu thế trong hệ thống giao thông
vận tải hiện nay của Hà Nội là các loại phương tiện giao thông đường bộ.
Hiện Hà Nội có gần 200.0000 ôtô, 2 triệu xe máy, 1 triệu xe đạp và một lượng xe lớn
ngoại tỉnh. Cùng với sự tăng trưởng lượng phương tiện giao thông cơ giới là sự thay
đổi lớn về cơ cấu đi lại.
So sánh tỷ phần đảm nhận của các phương thức vận tải chính cho thấy từ năm 1995
đến năm 2005: tỷ phần đảm nhận của xe đạp giảm từ 73,23% xuống còn 25,1% (2,9
lần); tỷ phần đảm nhận của xe máy tăng từ 20,51% lên 63,8% (3,1 lần); tỷ phần đảm
nhận của xe buýt tăng từ 0,68% lên 6,7% (9,6 lần).
Nguyễn Nghĩa Lâm
Cao học khóa 13 đường ôtô và đường đô thị - Đại học giao thông vận tải Hà Nội
9