xây dựng chương trình thiết kế nút giao thông cùng mức trong điều kiện giao thông việt nam

Khoa Xây Dựng Cầu Đường - Trường Đại Học Bách Khoa

XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH THIẾT KẾ
NÚT GIAO THÔNG CÙNG MỨC TRONG ĐIỀU KIỆN
GIAO THÔNG VIỆT NAM
INTERSECTION DESIGN PROGRAME IN CONDITION TRAFFIC VIETNAM
KS. HOÀNG PHƯƠNG TÙNG
TS. PHAN CAO THỌ
Khoa XD Cầu đường, Trường Đại Học Bách Khoa
TÓM TẮT
Dựa trên những kết quả nghiên cứu, phân tích các loại hình nút giao thông (GT) trong
đô thị Việt Nam, kết hợp với phương pháp thực nghiệm quan trắc dòng xe thực tế. Áp dụng một
số kết quả nghiên cứu của các tác giả trong nước, bài báo trình bày kết quả xây dựng một
chương trình thiết kế tính toán nút GT cùng mức trong điều kiện giao thông đô thị Việt Nam.
SUMMARY
On the basis of the research results, analysing the types of the intersections in some big
cities in Vietnam, along with the method of traffic flows survey in the real condition of traffic.

Applying the research results of authors in Viet Nam, this article presents the results of
Intersection Design programe in the traffic condition in the urbans of Viet Nam.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Được áp dụng trong ngành xây dựng từ những năm 1970, đến nay công nghệ thông
tin là không thể thiếu trong mọi lĩnh vực của ngành xây dựng nói chung và giao thông nói
riêng. Các phần mềm do Việt Nam sản xuất đã đáp ứng được những khâu tư vấn thiết kế,
tính toán kết cấu, tính toán lập dự toán, quản lý dự án các công trình vừa và nhỏ, còn các
công trình có quy mô lớn hoặc có tính đặc thù thì phải sử dụng phần mềm nước ngoài,
như những công trình có kết cấu phức tạp, như cảng biển, sân bay, cầu nhịp lớn, các công
trình thể thao, công trình khẩu độ lớn, công trình nhà cao tầng... Hiện nay vẫn chưa có
một phần mềm tính toán thiết kế nút giao thông áp dụng cho dòng xe hỗn hợp nhiều
thành phần trong đô thị Việt Nam.
Quá trình tính toán thiết kế hay cải tạo nút giao thông cần được thực hiện nhiều lần để

tìm ra phương án thích hợp nhất, nếu tính toán thủ công sẽ tốn công sức và thời gian mà
nhiều khi kết quả thu được có độ tin cậy không cao, không tổng quát, nhất là đối với
trường hợp phải tính cho nhiều nút khác nhau. Để phục vụ các yêu cầu thiết kế hình học,
tính toán KNTH, thời gian chậm xe,... của nút giao thông trong giai đoạn lập báo cáo
nghiên cứu khả thi, cũng như giảm bớt khối lượng tính toán thì một phần mềm tính toán
thiết kế và đánh giá nút giao thông cùng mức đã được xây dựng. Phần mềm này được các
tác giả đặt tên là ID (INTERSECTION DESIGN), được viết trên ngôn ngữ lập trình
Delphi 6.0 chạy trong môi trường Windows (gồm 21 files nguồn).
2. NỘI DUNG
Xây dựng một chương trình tính toán thiết kế nút giao thông cùng mức áp dụng cho
dòng xe hỗn hợp nhiều thành phần trong đô thị Việt Nam.
Các vấn đề được áp dụng trong chương trình:
- Nghiên cứu phân tích các loại hình nút GT cùng mức trong đô thị Việt Nam.
TẬP SAN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ

Chào mừng 20 năm thành lập ngành Xây dựng Cầu Đường

1


Khoa Xây Dựng Cầu Đường - Trường Đại Học Bách Khoa
- Nghiên cứu, phân tích các công thức tính toán khả năng thông hành, thời gian chậm
xe, mức độ phục vụ…của các tác giả trong nước (áp dụng cho dòng xe hỗn hợp, nhiều xe
máy) và ngoài nước (áp dụng cho dòng xe thuần ôtô) để ứng dụng vào chương trình một
cách hợp lý.
- Ứng dụng ngôn ngữ lập trình Delphi 6.0 để xây dựng chương trình thiết kế và tính
toán nút GT.
2.1. Thiết kế chương trình
2.1.1. Sơ đồ khối tổng quát của chương trình:
BẮT ĐẦU

- Điều kiện đường
- Điều kiện giao thông
- Điều kiện tín hiệu

- Tính toán KNTH
- Tính thời gian chậm xe
- Tính mức độ phục vụ
- Tính hệ số tai nạn
- Tính các chỉ tiêu kinh tế

- Vẽ nút giao thông
- Xuất các kết quả tính toán

KẾT THÚC

Hình 1 : Sơ đồ khối tổng quát của chương trình
2.1.2. Mô tả cơ sở dữ liệu:
n Hệ toạ độ tổng quát: hệ Đêcac lấy gốc toạ độ là tâm giao của nút (tâm của đảo
trung tâm [nếu có]). Trục OX nằm ngang theo hướng từ Tây sang Đông, trục OY thẳng
đứng từ dưới lên theo Nam - Bắc.
o Mỗi đường dẫn của nút được mô tả thông qua các tham số như sau:
- 02 toạ độ điểm (tính bằng m): toạ độ điểm 1 (X1, Y1) là vị trí đầu của đường dẫn,
toạ độ điểm 2 (X2, Y2) là vị trí của cuối đường dẫn, chúng nằm trên đường thẳng chia đôi
tổng bề rộng mặt đường. Các toạ độ này có thể mang dấu âm, dương.
- Tổng bề rộng mặt đường, bề rộng đường dẫn (m).
- Bán kính cong rẽ phải (m).
- Hướng rẽ phải : 1,2,3...8 (bắt buộc phải khác 0 và không lớn hơn tổng số đường
dẫn nhập vào).
- Bề rộng dải phân cách (m).

- Vị trí vạch STOP (tính bằng m so với điểm 1 (X1, Y1) theo hướng ra nút).
- Vị trí vạch bộ hành (tính bằng m so với điểm 1 (X1, Y1) theo vào nút).
- Loại hình và kích thước đảo trung tâm :
• Nếu đảo trung tâm hình tròn thì khai báo bán kính tròn (m).
TẬP SAN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ

Chào mừng 20 năm thành lập ngành Xây dựng Cầu Đường

2


Khoa Xây Dựng Cầu Đường - Trường Đại Học Bách Khoa
• Nếu đảo trung tâm hình elip thì khai báo chiều dài của trục thẳng đứng và
trục nằm ngang (m).
• Nếu đảo trung tâm hình vuông hoặc hình chữ nhật thì khai báo cạnh dài,
cạnh ngắn (m), góc của đường chéo hợp với phương ngang (độ).
- Vị trí đặt đèn tín hiệu đối với nút giao thông điều khiển bằng đèn cách điểm 1
(X1, Y1), (m, nếu giá trị này bằng 0 thì không vẽ đèn).
Với cách tổ chức cơ sở dữ liệu như trên, tim các đường dẫn không nhất thiết phải
đồng quy tại một điểm, bề rộng mỗi nhánh dẫn có thể khác nhau, các tuyến tương ứng
cũng không nhất thiết phải vuông góc với nhau, cũng không nhất thiết tim tuyến phải theo
hướng Đông - Tây, Nam - Bắc, v.v...
2.1.3. Đề xuất các công thức tính toán và kết quả nghiên cứu áp dụng trong
chương trình:
2.1.3.1. Nút giao thông hình xuyến :
Tính toán các chỉ tiêu đánh giá, khai thác của nút hình xuyến đề tài đề nghị sử
dụng các công thức:
* Tính KNTH của R.M Kimber (1980) hoặc của Mỹ (Highway Capacity Manual :
HCM - 2000).
* Tính thời gian chậm xe của nút GT có hai vạch dừng xe (nút giao giữa đường

chính và đường phụ) vì các xe trên đường dẫn vào nút đều phải lợi dụng khe hở thời gian
(Δt) trên dòng chính trong vòng xuyến để nhập dòng.
2.1.3.2. Nút giao thông điều khiển bằng vạch, bằng luật :
Tính toán KNTH, thời gian chậm xe có thể sử dụng các công thức của Mỹ HCM 2000 (Highway Capacity Manual).
2.1.3.3. Nút giao thông điều khiển bằng tín hiệu đèn :
* Đối với nút giao thông ĐK bằng tín hiệu đèn, khi tính KNTH công thức của một
số tác giả trong nước áp dụng cho điều kiện dòng xe hỗn hợp nhiều thành phần:
Các nút giao thông có các nhánh dẫn với bề rộng B từ 7-15m và Pôtô ≥ 15% thì
dòng xe hỗn hợp được đổi ra dòng xe con qui đổi và KNTH của một nhánh dẫn:
P = 395*B (xcqđ/h)
Các nút giao thông có các nhánh dẫn với bề rộng B từ 3m - 10m và Pôtô ≤ 15%
dòng xe hỗn hợp được đổi ra dòng xe máy qui đổi, KNTH của một nhánh dẫn :
P = 1315*B (xmqđ/h)
* Tính thời gian chậm xe có thể sử dụng công thức của Webster.
2.1.4. Một số giao diện của chương trình:

TẬP SAN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ

Chào mừng 20 năm thành lập ngành Xây dựng Cầu Đường

3


Khoa Xây Dựng Cầu Đường - Trường Đại Học Bách Khoa

Hình 2:Mặt bằng nút ĐK bằng đèn tín hiệu Hình 3:Thông số đ.kiện giao thông

Hình 5:Kết quả C0 và phân pha tín hiệu

Hình 4:Kết quả N,P,Z,d

2.2. Kết quả ứng dụng chương trình
Tính toán các điều kiện giao thông của Nút giao thông phía Tây cầu sông Hàn TP.
Đà Nẵng:
2.2.1. Thu thập số liệu về dòng xe và các điều kiện giao thông tại nút giao thông
phía tây cầu Sông Hàn TP. Đà Nẵng để làm số liệu đầu vào của phần mềm:
2.2.1.1 Hiện trạng hình học, điều kiện đường:
Bảng 1 : Điều kiện hình học của nút GT phía tây cầu Sông Hàn TP. Đà Nẵng
STT
B
R rẽ xe TCGT
Vạch kẻ
Đường dẫn
Biển báo
TCGT
(m)
(m)
1
Lê Duẩn Æ vào nút
15
30
2 chiều 1.3; 1.2; 1.14 303; 402
2
Trần Phú Æ vào nút
10.5
30
1 chiều 1.14
102
3
Nút Æ Bạch Đằng

10.5
9
1 chiều 1.5; 1.14
407a; 102; 123
4
cầu S.HànÆvào nút
10.5
15
2 chiều 1.2; 1.5; 1.14 125; 127; 107
5
Đoạn đường trong nút
24.5

2.2.1.2 Điều kiện giao thông - thành phần dòng xe :
Bảng 2 : Thành phần dòng xe và hệ số quy đổi dòng xe thực tế
Phương tiện
Xe con (<12chỗ)
Xe máy
Xe thô sơ
Xe tải nhẹ,
Xe buýt (<25chỗ)
Xe tải (>3 trục),
Xe buýt (>25chỗ)
Xe kéo mooc

Hệ số qui đổi về dòng xe con
quy đổi (xcqđ)
1.0
0.20
0.2 - 0.25

Hệ số qui đổi về dòng xe
máy quy đổi (xmqđ)
4.0 - 5.0
0.8
1.0

2.0

8

2.5

10

3.0

12

2.2.2. Kết quả tính toán:
TẬP SAN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ

Chào mừng 20 năm thành lập ngành Xây dựng Cầu Đường

4


Khoa Xây Dựng Cầu Đường - Trường Đại Học Bách Khoa
Bảng 3: Kết quả tính toán phương án TCGT bằng đèn tín hiệu cho dòng xe con quy đổi.
Lưu lượng xe - N

Z
D (s)
Tck tx
KNTH-P
Đường
(s) (s)
dẫn
(xcqđ/h)
D0 (s) D3db (s)
Z0 Z3db
N0 (xcqđ/h) N3db (xcqâ/h)
1
1117
1552
2074
0.54 0.75 59 38
7
13
2
785
1091
4148
0.19 0.26 58 16
17
17
3
1175
1633
2962
0.4 0.55 59 38

6
7
Bảng 4: Kết quả tính toán phương án TCGT bằng đèn tín hiệu cho dòng xe máy quy đổi.
Lưu lượng xe - N
Z
D (s)
Tck tx
Đường
KNTH-P
(s) (s)
dẫn
(xmqđ/h)
N0 (xmqđ/h) N3db (xmqđ/h)
Z0 Z3db
D0 (s) D3db (s)
4466
1
6208
6904
0.65 0.9 59 38
10
33
2

3017

4193

13808

0.26 0.32 58

16

18

28

3

4576

6361

9862

0.46 0.64 59

38

6

9

4. KẾT LUẬN

Phần mềm có thể tính toán thiết kế của nút giao thông cùng mức trong đô thị Việt
Nam với các thông số khác nhau về điều kiện đường, điều kiện giao thông và điều kiện tổ
chức điều khiển giao thông. Áp dụng phần mềm để tính toán, kiểm tra cho một hay nhiều
nút giao thông nhằm góp phần tự động hoá trong việc thiết kế nút.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. GS.TS. Đỗ Bá Chương (1996), Kỹ thuật giao thông, ĐH xây dựng Hà Nội .
[2]. GS.TS. Đỗ Bá Chương, TS. Nguyễn Quang Đạo (2000), Nút giao thông trên đường ôtô(Tập1 - Nút giao thông cùng mức) - Nhà xuất bản giáo dục .
[3]. PGS. TS. Nguyến Xuân Vinh (1999), Nút giao thông - Nhà xuất bản GTVT
[4]. PGS. TS. Nguyến Xuân Vinh (2003), Các CĐ nâng cao : Thiết kế đường ôtô và Điều
khiển giao thông bằng đèn tín hiệu - NXB ĐH quốc gia TP. HCM.
[5]. Nguyễn Khải (2001), Đường và Giao thông đô thị - NXB GTVT .
[6]. TS. Phan Cao Thọ (2004), Luận án tiến sỹ kỹ thuật : Nghiên cứu về khả năng thông hành
và Vấn đề sử dụng nút giao thông điều khiển bằng tín hiệu đèn trong các đô thị Việt Nam - Bộ
giáo dục và đào tạo .
[7]. UBND TP.Đà Nẵng, Sở GTCC (2003) - Dự án : Quy hoạch phát triển GTCC thành phố
Đà Nẵng đến năm 2010 và Định hướng đến năm 2020 (báo cáo tổng hợp) .
[8]. Lê Phương Lan, Hoàng Đức Hải, Giáo trình lý thuyết & bài tập Borland Delphi, NXB
Lao Động – Xã Hội.

TẬP SAN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ

Chào mừng 20 năm thành lập ngành Xây dựng Cầu Đường

5