Nghiên cứu thời gian chậm xe tại một số nút giao điều khiển bằng đèn tín hiệu tại tp hồ chí minh
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.08 MB, 77 trang )
Luận văn tốt nghiệp
GVHD : TS Chu Công Minh
LỜI CẢM ƠN
Khi hồn thành đề tài tốt nghiệp của mình, lời cảm ơn đầu tiên và sâu sắc nhất tôi
xin được gởi đến T.S Chu Công Minh, người đã tận tâm hướng dẫn tơi nắm bắt được
nhiều vấn đề, tìm được hướng đi khi vấn đề nghiên cứu gặp khúc mắc và sự giúp đỡ lớn
lao trong việc thu thập các tư liệu, số liệu. Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc
đến Thầy.
Để có thể hồn thành được Luận văn tốt nghiệp của mình, tơi cũng nhận được từ
các bạn của tôi, các anh chị cùng các thầy cơ đang nhiệt tình giúp đỡ tơi trong suốt hai
năm học qua, đã giúp tơi những lúc khó khăn trong học tập, tích lũy kiến thức, trao dồi
kỹ năng nghiên cứu khoa học. Thực sự hai năm học dưới mái trường Đại Học Bách
Khoa thành phố Hồ Chí Minh đã giúp tôi trưởng thành rất nhiều.
Xin được cám ơn sâu sắc đến gia đình tơi, đã ln động viên và khuyến khích tơi
để tơi n tâm học hành, là động lực để tơi vượt qua những khó khăn.
Xin cảm ơn!
HVTH : Trần Minh An
trang ‐ 1 -
Luận văn tốt nghiệp
GVHD : TS Chu Công Minh
- - - - - - - - MỤC LỤC - - - - - - - CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ ....................................................................................... - 7 -
1.1. Tình hình giao thơng đơ thị thành phố Hồ Chí Minh : .................................... - 7 -
1.2. Sự cần thiết của đề tài nghiên cứu ................................................................... - 8 -
CHƯƠNG 2: TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ HỆ SỐ QUY ĐỔI, LƯU LƯỢNG BÃO
HÒA VÀ THỜI GIAN CHẬM XE TẠI NÚT CĨ ĐIỀU KHIỂN BẰNG ĐÈN TÍN
HIỆU .......................................................................................................................... - 10 -
2.1. Hệ số quy đổi ra xe tiêu chuẩn và các phương pháp xác định....................... - 10 -
2.2.1 Hệ số quy đổi: ........................................................................................ - 10 -
2.2.2 Các phương pháp thực nghiệm xác định hệ số qui đổi (PCU) ra xe con tiêu
chuẩn: - 12 -
2.2. Các nghiên cứu về dịng bão hồ ................................................................... - 17 -
2.2.1 Cơng thức thực nghiệm của Viện nghiên cứu đường bộ Anh(TRRL) ... - 17 -
Theo Highway Capacity Manual 2000 (HCM2000) ......................................... - 19 -
2.2.2 Theo Road Research Laboratory(1963): ................................................ - 20 -
2.2.3 Theo nghiên cứu của Webster: ............................................................... - 21 -
2.2.4 Theo nghiên cứu của Miller và Branston : ............................................. - 21 -
2.2.5 Theo nghiên cứu của Chu Công Minh và Kazushi SANO: ................... - 21 -
2.2.6 Một số lưu lượng bão hòa của một số nước: .......................................... - 21 -
2.3. Các nghiên cứu về thời gian chậm xe : .......................................................... - 22 -
2.4.1 Thời gian chậm xe theo Webster:........................................................... - 22 -
2.4.2 Thời gian chậm xe theo HCM 2000: ...................................................... - 23 -
2.4.3 Thời gian chậm xe theo Canada: ............................................................ - 24 -
2.4.4 Thời gian chậm xe theo Australia: ......................................................... - 25 -
2.4.5 Nghiên cứu của một số tác giả về thời gian chậm xe:............................ - 26 -
2.4. Một số kết quả nghiên cứu về tối ưu chu kỳ đèn ........................................... - 26 -
2.5.1 Phương pháp Webster (1958): ............................................................... - 27 -
2.5.2 Nghiên cứu của Ding_Xin Cheng (2003) .............................................. - 27 -
2.5.3 Một số phần mềm mô phỏng tối ưu chu kỳ đèn :................................... - 28 -
2.5. Kết quả nghiên cứu về đèn tín hiệu ở trong nước.......................................... - 28 -
2.5.1 Nghiên cứu về dịng bão hồ tại vị trí nút giao có đèn tín hiệu ............. - 28 -
2.5.2 Bài báo của TS Phan Cao Thọ ............................................................... - 29 -
2.5.3 Luận văn của Ths Trần Hồi Bình ......................................................... - 30 -
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP LUẬN NGHIÊN CỨU ........................................... - 33 -
3.1. Xác định hệ số qui đổi PCU : ........................................................................ - 34 -
3.2. Xác định công thức xác định lưu lượng bão hòa: .......................................... - 38 -
HVTH : Trần Minh An
trang ‐ 2 -
Luận văn tốt nghiệp
GVHD : TS Chu Công Minh
3.3. Tính tốn thời gian chậm xe : ........................................................................ - 40 -
3.3.1 Cơ sở toán học : ...................................................................................... - 40 -
3.3.2 Tính tốn thời gian trễ xe : ..................................................................... - 41 -
3.4. Xác định chu kỳ đèn tối ưu : .......................................................................... - 44 -
3.4.1 Cơ sở toán học : ...................................................................................... - 45 -
3.4.2 Tối ưu chu kỳ đèn :................................................................................. - 46 -
CHƯƠNG 4: ............................................................................................................... - 49 -
4.1. Khảo sát dòng xe tại vị trí đèn tín hiệu và xử lí số liệu tại phòng: ................ - 49 -
4.1.1. Khảo sát tại chỗ: ................................................................................. - 49 -
4.1.2. Khảo sát dòng bão hòa: ...................................................................... - 49 -
4.1.3. Khảo sát số lượng xe của nghiên cứu này: ......................................... - 50 -
4.1.4. Xử lí số liệu tại phòng: ....................................................................... - 51 -
4.2. Kết quả về hệ số qui đổi PCU:....................................................................... - 52 -
4.3. Tính tốn dòng bảo hòa S: ............................................................................. - 54 -
4.4. Xác định thời gian chậm xe tại nút: ............................................................... - 57 -
4.5.4 Xét dạng phân phối của mức độ bão hòa X ........................................... - 57 -
4.4.2. Thời gian chậm xe theo nghiên cứu: .................................................. - 59 -
4.5. Xác định thời gian chậm xe tại nút: ............................................................... - 63 -
4.5.1 Nghiên cứu công thức xác định chu kỳ đèn tối ưu................................. - 63 -
4.5.2 Kiểm nghiệm với thực tế : ...................................................................... - 64 -
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................. - 70 -
5.1. Kết luận: ......................................................................................................... - 70 -
5.2. Kiến nghị: ...................................................................................................... - 72 -
-
Tài liệu tham khảo
-
Phụ lục
HVTH : Trần Minh An
trang ‐ 3 -
GVHD : TS Chu Công Minh
Luận văn tốt nghiệp
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1. So sánh nghiên cứu cụ thể và kết quả từ cơng thức Webter
Hình 3.1 : Sơ đồ thể hiện phương pháp nghiên cứu
Hình 3.2 : Minh hoạ thành phần dòng xe ở Việt Nam và các nước phát triển
Hình 3.3 : Sự chiếm dụng mặt đường của các thành phần dịng xe
Hình 3.4 : Chương trình SEV đo tốc độ tại các nút giao thơng .
Hình 3.5 : Cơ chế hoạt động của đèn tín hiệu giao thơng.
Hình 3.6 : Xác định dịng bảo hịa trên một nhánh dẫn vào nút giao.
Hình 3.7 :
Thời gian chậm xe tại nút có đèn tín hiệu
Hình 3.8 : Mức độ phục vụ dựa trên thời gian chậm xe.
Hình 1.1: Phương pháp đếm xe bằng mặt cắt dòng xe và giai đoạn bão hịa
Hình 1.2 : Dịng xe trên nhánh dẫn : Đường 3 tháng 2
Hình 1.3 : Dịng xe trên nhánh dẫn : Đường Bà Huyện Thanh Quan
Hình 1.4 : Dịng xe trên nhánh dẫn : Đường Âu Cơ
Hình 4.5. : Dạng đường phân phối của mức độ bão hịa X trên đường 3-2
Hình 4.6. : Dạng đường phân phối của mức độ bão hịa X trên đường BHTQ
Hình 4.7. : Dạng đường phân phối của mức độ bão hịa X trên đường Âu Cơ
Hình 1.8 : So sánh thời gian trễ xe theo Webter và công thức (3.17) (đường 3.2)
Hình 1.9 : So sánh thời gian trễ xe theo Webter và cơng thức (3.17) (đường Âu Cơ)
Hình 4.10 : Sơ họa nút giao Nguyễn Chí Thanh – Lý Thường Kiệt
Hình 4.11: So sánh về thời gian trễ xe giữa thực tế và kiến nghị.
Hình 4.12: Chênh lệch thời gian trễ xe giữa kiến nghị so với thực tế.
Hình 4.13 : So sánh về vận tốc trung bình giữa thực tế và kiến nghị.
Hình 4.14: Chênh lệch (%) vận tốc trung bình giữa kiến nghị so với thực tế.
HVTH : Trần Minh An
trang ‐ 4 -
GVHD : TS Chu Công Minh
Luận văn tốt nghiệp
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 : Số liệu đăng ký xe máy tại thành phố Hồ Chí Minh.
Bảng 2.1 : Hệ số quy đổi theo tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam
Bảng 2.2 : Hệ số quy đổi của Anh
Bảng 2.3 : Hệ số quy đổi Hồng Kông
Bảng 2.4 : Hệ số quy đổi của một số nước
Bảng 2.5 : Hệ số quy đổi tại thành phố Hồ Chí Minh
Bảng 2.6 : Hệ số quy đổi tại Hà Nội
Bảng 2.7 : Lưu lượng bão hòa phụ thuộc bề rộng
Bảng 2.8 : Lưu lượng bão hòa của một số nước
Bảng 3.1 : Các yếu tố hình học của xe thiết kế (theo TCVN104-2007).
Bảng 3.2 : Các yếu tố hình học của xe thiết kế.
Bảng 1.9: Bảng kết quả phân tích hồi của các nhánh dẫn
Bảng 1.10: Tổng hợp hệ số quy đổi của nghiên cứu
Bảng 1.3: Tổng hợp lưu lượng dòng bảo hòa trên các nhánh dẫn
Bảng 1.4: So sánh thời gian trễ xe theo Webter và theo tính tốn (đường 3.2)
Bảng 1.5: So sánh thời gian trễ xe theo Webter và theo tính tốn (đường Au Cơ)
Bảng 1.6 : Các yếu tố nhánh dẫn ngã tư Nguyễn Chí Thanh – Lý Thường Kiệt
Bảng 1.7 : So sánh thời gian thực tế và chu kỳ đèn kiến nghị.
Bảng 1.8 :
Lưu lượng trên các nhánh vào nút trong các trường hợp.
Bảng 1.9 :
So sánh kết quả từ chu kỳ đèn thực tế và nghiên cứu.
HVTH : Trần Minh An
trang ‐ 5 -
Luận văn tốt nghiệp
GVHD : TS Chu Cơng Minh
TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
Đề tài “Nghiên cứu thời gian chậm xe tại một số nút giao điều khiển bằng đèn
tín hiệu tại Tp. Hồ Chí Minh” với mục đích phân tích thời gian chậm xe trên các nhánh
dẫn làm cơ sở tính tốn tối ưu chu kỳ đèn tín hiệu. Quá trình nghiên cứu tập trung làm
rõ một số vấn đề sau:
- tính tốn các hệ số quy đổi về dịng xe con thuần nhất: việc tính tốn lưu lượng
bão hịa, tính tốn thời gian chậm xe, tính tốn chu kì đèn tối ưu, tính tốn tổ chức giao
thơng …thường dựa trên hệ thống lý thuyết là dòng xe thuần nhất. Trên các cơ sở lý
thuyết tham khảo kết hợp với việc ghi nhận hiện trạng dòng xe tại một số nút giao tiêu
biểu (quay phim tại một số thời điểm xác định) từ đó rút ra các hệ số quy đổi các loại
xe: xe gắn máy, xe minibus và xe bus; đó là cơ sở ban đầu của cho các tính tốn tiếp
theo trong đề tài. Phương pháp hồi quy theo vận tốc và bề rộng đường sẽ được áp dụng
trong bước này.
- xác định lưu lượng dòng bảo hồ: là cơ sở quan trọng để tính tốn thời gian
chậm xe và chu kỳ đèn tối ưu. Việc xác định lưu lượng bảo hòa sẽ thực hiện trên các
biểu đồ thống kê lưu lượng xe (đã quy đổi về xe con) qua các nhánh dẫn trong các thời
đoạn và lưu lượng bảo hòa S tương ứng với các thời đoạn có số PCU qua vạch stopline
là lớn nhất.
- tính tốn thời gian chậm xe : trong đề tài này, học viên sẽ nghiên cứu việc áp
dụng khai triển Taylor và vọng số cho cơng thức tính thời gian chậm xe của Webster
(1958) và so sánh với thời gian chậm xe theo công thức của Webster.
- xác định chu kì đèn tối ưu : từ cơng thức Webster, tiến hành phân tích tốn học
và xác xuất thống kê để đưa ra công thức xác định chu kỳ đèn tối ưu với tổng thời gian
trễ xe trên các nhánh dẫn vào nút là nhỏ nhất. Kết quả đưa ra được kiểm nghiệm so
sánh với số liệu thực tế bằng chương trình mơ phỏng NETSIM .
HVTH : Trần Minh An
trang ‐ 6 -
GVHD : TS Chu Công Minh
Luận văn tốt nghiệp
ĐẶT VẤN ĐỀ
CHƯƠNG 1:
1.1. Tình hình giao thơng đơ thị thành phố Hồ Chí Minh :
Với mức độ phát triển của một đô thị lớn, đặc biệt là trung tâm kinh tế của cả
nước, thành phố Hồ Chí Minh ngày càng phát triển và ngày càng thu hút một lực lượng
lớn lao động và sinh viên ở các tỉnh về đây nên tình hình giao thơng của thành phố là
khá phức tạp.
Về lưu lượng vận tải đường bộ, tổng số chuyến đi bình qn ngày tồn thành phố
Hồ Chí Minh là 11,3 triệu lượt/ngày. Số chuyến đi bình quân người/ngày là 2,13 lượt
người ngày. Số lượng các phương tiện vận tải: xe đạp chiếm 21,2%, xe máy chiếm
75,5%, xe con 1,5%, vận tải công cộng: 1,1%, các loại khác 1%, và số lượng này tăng
đều đặn hàng năm.
Bảng 1.1 : Số liệu đăng ký xe máy tại thành phố Hồ Chí Minh.
Thời điểm
2005
2006
2007
23/06/2009
Số xe máy
2,619,525
2,917,502
3,228,288
3,856,670
Tính đến ngày 23/06/2009 trên địa bàn thành phố có 385.312 xe ơ tơ các loại.
Chính sự tăng trưởng nhanh của dân số nhập cư và các phương tiện đã đặt lên hệ
thống giao thông đô thị thành phố Hồ Chí Minh một áp lực rất lớn.
Hiện tồn thành phố có khoảng 3000 km đường phố và 513 km đường hẻm, chiều
rộng trung bình của các con đường ở thành phố 6,5m. Số đường có chiều rộng 12m trở
lên chỉ chiếm 19%.
Vấn đề nhức nhối hiện nay là mạng lưới giao thông đô thị ở thành phố Hồ Chí
Minh dường như đã quá tải. Kẹt xe tại các nút giao diễn ra thường xuyên và ngày càng
tăng lên cả về số lượng và thời gian; vận tốc giao thơng trung bình hiện nay chỉ khoảng
15km/h và được dự báo sẽ giảm rất nhanh trong tương lai nếu khơng có sự cải thiện.
Nếu để điều này xảy ra, nó sẽ gây ra hậu quả nghiêm trọng đến thu hút đầu tư, phát
HVTH : Trần Minh An
trang ‐ 7 -
Luận văn tốt nghiệp
GVHD : TS Chu Công Minh
triển kinh tế, ô nhiễm môi trường, sức khoẻ của người dân… Để giải quyết vần đề này
thì việc giải quyết tổ chức giao thông là cực kỳ quan trọng.
Theo Sở Giao thơng cơng chánh, thành phố Hồ Chí Minh có khoảng 1440 nút
giao thơng, trong đó có 744 ngã ba, 480 ngã tư, 15 ngã năm, 2 ngã sáu và 1 ngã bảy, 9
công trường, tất cả các nút giao thông trong khu vực nội thành đều là nút giao cùng
mức nên khả năng thông xe kém. Hiện thành phố có khoảng 380 nút giao thơng điều
khiển bằng đèn tín hiệu, tất cả đều năm trong khu vực nội thành, có mật độ giao thơng
lớn, đặc biệt trong giờ cao điểm thì vấn đề kẹt xe xảy ra thường xuyên với mật độ ngày
càng dày. Một số nút giao đèn tín hiệu hoạt động khơng hiệu quả : có nút thì chu kỳ đèn
quá lớn so với thời gian cần thiết để giải phóng dịng chờ trên các nhánh dẫn làm gia
tăng thời gian chờ xe ở đường giao, thiết kế pha đèn không hợp lý làm hạn chế khả
năng thơng hành của nút, dịng chờ q dài dẫn đến tâm lý ức chế gây vi phạm giao
thông, gây kẹt xe… Một số nút giao phải tiến hành điều khiển bằng Cảnh sát giao thông
như nút giao Phú Nhuận, nút giao CMT8-Nguyễn Thị Minh Khai.
1.2. Sự cần thiết của đề tài nghiên cứu
Theo tình hình đề cập trên đây, để đảm bảo giao thơng nội đơ thành phố Hồ Chí
Minh, bên cạnh việc cải tạo các hệ thống giao thông, cịn phải nâng cao hiệu quả sử
dụng đèn tín hiệu, bố trí lại hệ thống đèn và nếu cần thiết xây dựng hệ thống trung tâm
điều khiển tự động các hệ thống đèn tín hiệu.
Trước mắt, chúng ta cần thiết phải phát huy tối đa khả năng thông hành của các
nút giao đèn tín hiệu bằng việc tối ưu hố chu kỳ đèn giao thông , hạn chế thấp nhất
thời gian chờ xe tại nút giao.
Mục đích chính của đề tài này là nghiên cứu về dòng bão hòa và thời gian chậm
xe tại nút giao thơng có điều khiển bằng đèn tín hiệu Nó có thể sẽ góp phần vào việc
tính tốn lưu lượng bão hịa tại các nhánh dẫn vào nút giao. Đồng thời đề xuất một cách
tính về thời gian chậm xe tại nút dựa trên công thức của Webster cho dòng xe hỗn hợp
như dòng xe của khu vực thành phố Hồ Chí Minh. Chu kỳ đèn tối ưu được đưa ra trên
cơ sở tổng thời gian trễ xe trên các nhánh dẫn vào nút là nhỏ nhất. Đây là một vấn đề
HVTH : Trần Minh An
trang ‐ 8 -
Luận văn tốt nghiệp
GVHD : TS Chu Công Minh
rất quan trọng trong việc phát huy tối đa năng lực giao thông của các nút, giải quyết ùn
tắc giao thông trong giai đoạn hiện nay. Vì vậy, việc nghiên cứu về thời gian chậm xe
và tính tốn chu kỳ đèn tối ưu tại một số nút giao thông điều khiển bằng đèn tín hiệu tại
thành phố Hồ Chí Minh là cần thiết.
HVTH : Trần Minh An
trang ‐ 9 -
GVHD : TS Chu Công Minh
Luận văn tốt nghiệp
CHƯƠNG 2: TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ HỆ SỐ QUY ĐỔI, LƯU LƯỢNG
BÃO HÒA VÀ THỜI GIAN CHẬM XE TẠI NÚT CĨ ĐIỀU
KHIỂN BẰNG ĐÈN TÍN HIỆU
2.1. Hệ số quy đổi ra xe tiêu chuẩn và các phương pháp xác định
Lưu lượng bão hòa của dòng xe trên một làn xe dẫn tới nút giao thơng có đèn điều
khiển phụ thuộc vào hai nhân tố: nhân tố hình học và nhân tố dòng xe.
Ảnh hưởng của nhân tố dòng xe là tác động của các loại xe khác nhau. Các loại xe
này được qui đổi thành 1 xe tiêu chuẩn.
2.2.1
Hệ số quy đổi:
Tùy thuộc vào mỗi vùng, mỗi khu vực, mỗi loại đường mà mỗi nơi sẽ có một cách
tính, một hệ số quy đổi riêng. Sau đây là hệ số quy đổi của một số nước:
− Theo tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 104-07 ban hành thì hệ số quy đổi
này là như sau:
Bảng 2.1 Hệ số quy đổi theo tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam
Loại xe
≥ 60
Xe đạp
Xe máy
Xe ôtô con
Xe tải 2 trục và xe buýt dưới 25 chỗ
Xe tải có từ 3 trục trở lên , xe buýt lớn
Xe kéo moóc và xe buýt có khớp nối
Tốc độ thiết kế, km/h
30, 40, 50
≤ 20
0,5
0,5
1,0
2,0
2,5
3,0
0,3
0,25
1,0
2,5
3,0
4,0
0,2
0,15
1,0
2,5
3,5
4,5
Đây là bảng hệ số quy đổi rất đầy đủ so với các kết quả trước đó, bảng hệ số này
tính cho mỗi loại vận tốc tức là ứng với mỗi loại cấp đường. Tuy nhiên, bảng hệ số quy
đổi này được thiết lập cho đường giao thông đô thị, các hệ số quy đổi này chưa nói rõ là
đã thiết lập cho đường dẫn vào nút giao thơng có điều khiển bằng đèn tín hiệu hay
khơng. Mặc khác, bảng hệ số này cũng không thể dùng cho từng trường hợp riêng lẻ
được.
− Hệ số qui đổi theo Viện nghiên cứu Anh (TRRL)
Bảng 2.2 Hệ số quy đổi của Anh
Xe nhẹ (3 hoặc 4 bánh)
Xe tải nặng
Mô tô
HVTH : Trần Minh An
k=1.0
k=2.3
k=0.4
Xe tải nhẹ
Xe bus
Xe đạp
k=1.5
k=2.0
k=0.2
trang ‐ 10 -
GVHD : TS Chu Công Minh
Luận văn tốt nghiệp
Các hệ số quy đổi này được thiết lập cho nhiều loại xe nhưng không thiết lập cho
các vận tốc khác vì trong đơ thị khi xe chạy vào nút thì xe sẽ chuyển động với vận tốc
nhỏ hơn và hệ số quy đổi cũng sẽ khác. Mặc khác, hệ số này tính tốn ở Anh nên sẽ
khơng hợp khi áp dụng cho Việt Nam.
− Hệ số qui đổi theo Hồng Kông
Bảng 2.3 Hệ số quy đổi Hồng Kông
Hệ số qui đổi xctc (PCU)
Loại xe
Trong đơ thị
Nút vịng xoay
Nút đèn giao thông
Xe con cá nhân, tắc xi, xe
chở hàng nhẹ (<1.5 tấn)
1.0
1.0
1.0
Mô tô
0.75
0.75
0.4
Xe tải vừa và xe tải nặng
2.0
2.8
1.75
Xe bus
3.0
2.8
2.0
Xe đạp
0.35
0.5
0.2
Xe điện
3
-
3.5-5.0
1.5
1.5
1.5
Xe mini bus
Bảng 2.4 Hệ số quy đổi của một số nước
Anh
Pháp
Nhật Bản
Indonesia
Ấn
Cairo Chile
1966
1974
1974
1984
Độ
1985
1984
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1
-
-
1.25
-
1
1.26
Xe gắn máy
0.33
0.3
0.33
0.2
0.25
0.5
0.64
Xe chở hàng nặng
1.75
2
1.75
2.25
2.8
1.6
2.23
Xe bus >20 chỗ
2.25
2.0
1.75
2.62
3.6
2.5
1.52
Loại xe
Xe con
Minibus <20 chỗ
Qua các hệ số quy đổi từ các thành phần xe khác nhau ra xe tiêu chuẩn thì mỗi
nước, mỗi khu vực có một hệ số quy đổi riêng. Như vậy, các hệ số quy đổi nào nên áp
dụng cho từng khư vực đó và khi nghiên cứu ở khu vực hay tuyến đường nào thì tốt
hơn hết là xây dựng một hệ số quy đổi mới để kết quả được tin cậy hơn.
− Hệ số qui đổi tại thành phố Hồ Chí Minh
HVTH : Trần Minh An
trang ‐ 11 -
GVHD : TS Chu Công Minh
Luận văn tốt nghiệp
Bảng 2.5 Hệ số quy đổi tại thành phố Hồ Chí Minh
Loại xe
Hệ số qui đổi K
Xe đạp
Xe xích lơ ba gác
Xe gắn máy, xe ba gác
Xe lam <10 chỗ
Xe con ( 4 chỗ)
Xe con 12 chỗ
0.2
0.25
0.15
0.5
1.0
1.0
Loại xe
Hệ số qui đổi K
Xe khách
Xe bus
Xe tải nhẹ
Xe tải vừa
Xe tải nặng
Xe container
2.5
2.5
2
3
3.5
3.5
Bảng hệ số quy đổi tại khu vực thành phố Hồ Chí Minh có thể áp dụng để tính
tốn được nhưng các kết quả này đã nghiên cứu từ lâu, vậy liệu có cịn phù hợp với tình
hình lưu lượng xe hiện nay. Mặc khác, bảng hệ số này cũng không nêu rõ là được thiết
lập cho đường dẫn vào nút hay là đường đô thị hay là giá trị trung bình xe trên tồn
thành phố Hồ Chí Minh.
− Hệ số qui đổi theo nghiên cứu của Chu Công Minh và Kazushi SANO:
Nghiên cứu được thực hiện tại một số nút giao thông ở Hà Nội
Bảng 2.6 Hệ số quy đổi tại Hà Nội
Loại xe
Hệ số qui đổi K
Xe gắn máy các loại
Xe con các loại
Xe bus các loại
0.24
1.00
2.26
Đây là kết quả nghiên cứu về hệ số quy đổi tại một số nhánh dẫn vào nút có điều
khiển bằng đèn ở khu vực Hà Nội. Có thể vận dụng các hệ số này cho tính tốn khi sử
dụng hệ số quy đổi. Nhưng các hệ số nay lại phân ra các loại xe chưa được chi tiết.
2.2.2
Các phương pháp thực nghiệm xác định hệ số qui đổi (PCU) ra xe con
tiêu chuẩn:
Khi nghiên cứu về dòng xe để đơn giản trong q trình nghiên cứu thơng thường
các nhà nghiên cứu chuyển các loại xe về một loại xe tiêu chuẩn. Có nhiều phương
pháp khác nhau để nghiên cứu về hệ số quy đổi này.
− Theo Highway Capacity Manual : trong các phiên bản HCM, giá trị qui đổi về xe
con tiêu chuẩn được ký hiệu là PCES ( passenger car equivalents)
+Theo HCM2000, hệ số điều chỉnh xe nặng (Heavy Vehicle)
HVTH : Trần Minh An
trang ‐ 12 -
GVHD : TS Chu Công Minh
Luận văn tốt nghiệp
(2.1)
: thành phần của xe tải, xe bus trong dòng xe
: thành phần của xe ảnh hưởng trong dòng xe
(Theo HCM2000, PCES của xe tải và xe bus là như nhau).
: PCE của xe tải / xe bus và xe ảnh hưởng (reaction vehicle).
Phương pháp tính tốn này thừa nhận chỉ có một loại xe nặng (trucks) trong dịng
xe nhưng trong thực tế đó là một tập hợp các loại xe khác nhau về tải trọng, kích thước,
sức kéo, khả năng vận hành nên kết qua thu được có thể cịn tồn tại nhiều sai số.
+ 1965HCM (The second edition of the HCM): PCE được định nghĩa là “Số
lượng xe con bị chiếm chỗ trong dòng xe bởi xe tải, xe bus trong điều kiện đường sá
và giao thong thông thường.
(2.3)
: Sự trì hỗn lên xe con bởi xe loại i trong điều kiện j.
: Sự trì hỗn xe con chuẩn do xe co chậm hơn gây ra.
Khi áp dụng phương pháp này trong tính tốn thực tế thì một số tác giả nhận thấy
trong một số trường hợp PCE xét trong cùng chủng loại xe và mức độ phục vụ LOS sẽ
giảm khi thành phần % xe tải trong dòng xe tăng lên.
PCE dựa trên sự trì hỗn (Based on delay).
(2.4)
: số xe loại i bị xe con bắt kịp
: Số lượng xe loại i
: Số lượng xe con chạy chậm bị các xe con bắt kịp
: Số lượng của các xe con chạy chậm
SPM: Tốc độ danh định của dòng xe hỗn hợp
: Tốc độ danh định của dòng xe con chất lượng cao
: Tốc độ danh định của dịng xe con
Khi áp dụng phương pháp này trong tính tốn thực tế thì một số tác giả nhận thấy
trong một số trường hợp xét trong các điều kiện khó khăn (steep conditions) PCE sẽ
giảm khi thành phần % xe tải trong dòng xe tăng lên.
HVTH : Trần Minh An
trang ‐ 13 -
GVHD : TS Chu Công Minh
Luận văn tốt nghiệp
theo “Interim Matevials on Highway Capacity” 1980 .
1
(2.5)
: Khả năng thơng hành của dịng xe chỉ có xe con quy đổi.
: Lưu lượng dịng xe hỗn hợp.
: Thành phần xe tải trong dòng xe hỗn hợp.
Phương pháp này chủ yếu tính tốn PCE cho đường cao tốc chuẩn 4,6 hoặc nhiều
làn xe hơn nên áp dụng khơng chính xác với các đường có bề rộng khác. Đồng thời
PCE sẽ giảm khi thành phần % xe tải trong dòng xe tăng lên.
+ PCES theo tốc độ:
(2.6)
: Hệ số giảm tốc độ của xe loại n.
: Hệ số giảm tốc độ của xe con.
Phương pháp này được áp dụng trong trường hợp thành phần dòng xe với xe con
là xe chủ đạo và chỉ đạt độ chính xác cao khi các chủng loại xe có tốc độ tương đối ổn
định không khác nhau nhiều.
dựa trên Headway:
(2.7)
: Headway trung bình cho tất cả loại xe.
: Mật độ dịng xe toàn xe con.
: thành phần của xe con.
: Thành phần của xe tải.
Phương pháp này được áp dụng trong trường hợp thành phần dòng xe chủ yếu là
xe tải và xe con.
Dựa trên mật độ:
Năm 1982, Huber đã xác định tác động của xe tải đến dòng xe dựa trên mức độ
phục vụ LOS (Level of Sevice). Trên cơ sở có cùng mức độ phục vụ,xét đến dịng xe
thuần , xe con và xe hỗn hợp, mối quan hệ cường độ dịng xe có thể được sử dụng đưa
ra mối tương quan giữa các dịng xe có cùng giá trị cường độ:
1
1
(2.8)
: Thành phần xe tải trong dòng xe.
: Mật độ dịng xe tồn xe con.
: mật độ dịng xe hỗn hợp.
HVTH : Trần Minh An
trang ‐ 14 -
GVHD : TS Chu Công Minh
Luận văn tốt nghiệp
Tuy nhiên, hạn chế của nghiên cứu này là thừa nhận trong dịng xe hỗn hợp
chỉ có một loại xe tải.
cho các loại xe tải
Demarchi và Setti(2003) đã đề nghị công thức tính tốn
riêng biệt theo cơng thức:
∑
1
1
(2.9)
: Thành phần của loại xe tải thứ i trên thành phần xe tải trong dòng xe.
: Mật độ dòng thuần xe con.
: Mật độ dịng hỗn hợp.
Cơng thức này đã được sử dụng trong các phiên bản 1994,1997 và HCM2000.
Trong HCM2000,
đã cập nhập theo các cấp độ về phần trăm xe tải, chiều dài xe
tải và nó thay đổi tăng giảm theo thành phần xe tải trong dòng xe.
− Phương pháp tỉ lệ quãng thời gian( Headway ratio method) :
PCUi = Hi / Hc
( 2.10)
Trong đó:
PCU - Hệ số qui đổi các loại xe ra xe tiêu chuẩn
Hi – Quãng thời gian trung bình của loại xe i (giây)
Hc - Quãng thời gian trung bình của loại xe tiêu chuẩn (giây)
Quãng thời gian H là quãng cách thời gian giữa hai xe chạy nối tiếp nhau qua một
mặt cắt, thông thường lấy cản sau của xe ôtô hoặc của bánh sau của xe 2 bánh để tính
Phương pháp này thích hợp với việc khảo sát dòng xe thuần nhất, các loại xe trên
cùng một làn giống nhau, các xe chạy nối tiếp nhau một cách trình tự. Việc áp dụng
phương pháp này cho điều kiện của Việt Nam là khơng hiệu quả vì dòng xe hỗn hợp ở
Việt Nam với xe máy chiếm đa số, các xe máy chạy đan xen nhau không theo trình tự
ưu tiên.
− Phương pháp lập đồ thị giữa “tốc độ và cường độ”
Phương pháp này nhằm để so sánh các trị số cường độ trung bình của dịng hỗn
hợp và xe con. Ứng với tốc độ tính tốn, tỷ lệ giữa hai cường độ chính là hệ số qui đổi
cần tìm
PCU = Nc/Ni
( 2.11)
Nc – Cường độ dịng xe con (xe/h)
Ni – Cường độ xe hỗn hợp cần qui đổi (xe/h)
Cơ sở của phương pháp này là so sánh các trị số tốc độ xe chạy trung bình của
dòng xe hỗn hợp và dòng xe con. Để xác định hệ số qui đổi người ta phân tích các trị số
cường độ xe chạy ứng với một tốc độ dịng xe.
Dựa trên cơ sở phân tích qng cách thời gian giữa các xe có thể tính tốn ra
cường độ của dịng xe cần tính đổi theo cơng thức
Trong đó:
HVTH : Trần Minh An
trang ‐ 15 -
GVHD : TS Chu Công Minh
Luận văn tốt nghiệp
Nk = 3600/ Hi
Trong trường hợp tổng quát, tốc độ trung bình của các dịng xe bằng nhau hoặc
khác nhau thì cũng từ công thức (2.11) hệ số qui đổi được tính như sau:
PCU = (3600/Hc)/(3600/Hi) = Hi/Hc
PCU = Hi/Hc
( 2.12)
Cơng thức (2.12) chính là cơng thức phương pháp tỉ lệ quãng thời gian. Phương
pháp này thích hợp với việc trường hợp khảo sát trên các đoạn đường khơng có giao
cắt, trong cùng một tốc độ quan sát được, tỷ lệ giữa cường độ của dòng xe con tiêu
chuẩn và cường độ của dịng xe cần tính đổi chính là hệ số qui đổi.
− Phương pháp phân tích năng lực thơng hành của làn xe khi có các dịng xe thuần nhất
PCU = Pe / Pk
( 2.13)
Trong đó:
Pk : Năng lực thơng hành của làn xe có dịng xe cần tính đổi
Pe : Năng lực thông hành của làn xe con tiêu chuẩn.
Tại nút giao thơng có đèn điều khiển bằng đèn tín hiệu thì hệ số qui đổi lại được
xác định theo khả năng thông hành tối đa của mỗi làn xe vào nút của dòng xe cần qui
đổi và dịng xe con tiêu chuẩn.
Khả năng thơng hành tối đa của một tuyến vào nút phụ thuộc vào thời gian tính
tốn cho một chu kỳ đèn (C) và thời gian đèn xanh có hiệu (txh)
Do mối quan hệ tỉ lệ thuận giữa khả năng thông hành và lưu lượng bão hòa nên hệ
số qui đổi của xe i ra xe con tiêu chuẩn được xác định bằng:
PCU = Si/Stc
( 2.14)
Trong đó: Si – Lưu lượng dịng bão hịa của xe loại i cần qui đổi và lưu lượng bão
hòa của xe con tiêu chuẩn
Tuy nhiên, phương pháp này khó khăn khi xác định lưu lượng bão hòa của dòng
xe con chuẩn vì ở Việt Nam dịng xe chủ yếu là chuyển động hỗn độn xen kẽ nhau.
− Phương pháp Headway của Molina (1987):
Giá trị PCU được xác định như sau:
PCUk = 1+ dH/hb
( 2.15)
Trong đó:
dH – Tổng độ gia tăng khoảng cách thời gian của hàng xe loại k.
hb – Khoảng cách thời gian của dòng xe tiêu chuẩn ở trạng thái bão hòa.
HVTH : Trần Minh An
trang ‐ 16 -
GVHD : TS Chu Công Minh
Luận văn tốt nghiệp
Tác giả đã đưa ra đối với xe nặng giá trị PCU là 3.7 và xe nhẹ là 1.7.
Đây là phương pháp có thể áp dụng tốt với những nước, những khu vực có thành
phần xe tách biệt rõ ràng, dịng xe thuần nhất. Với điều kiện thành phần xe phức tạp
như khu vực thành phố Hồ Chí Minh thì khó mà xác định được đại lượng hb. Nên việc
áp dụng cơng thức này cũng là khó khăn.
− Phương pháp của Zhao (1998)
Zhao sử dụng dữ liệu về khoảng cách thời gian (headway) đã xác định công thức
xác định PCU như sau:
D – PCUi = 1 + Δdi/do
( 2.16)
Trong đó:
D – PCUi : Thời gian chậm xe – giá trị PCU của xe loại i
Δdi – Thời gian chậm xe thêm vào của xe loại i
do – Thời gian chậm xe trung bình của hàng xe tiêu chuẩn
Tác giả thấy rằng giá trị PCU liên quan chặt chẽ với lưu lượng xe và phần trăm xe
nặng. Giá trị (D – PCU) tăng cùng với tăng lưu lượng và phần trăm xe nặng.
Tương tự phương pháp này thích hợp với dịng xe thuần nhất. Do đó, để sử dụng
phương pháp này trong dịng xe hỗn hợp ở Việt Nam sẽ gặp rất nhiều khó khăn.
2.2. Các nghiên cứu về dịng bão hồ
Lưu lượng dịng bảo hoà trên một làn xe dẫn vào nút giao thơng có đèn điều khiển
phụ thuộc vào hai nhân tố : nhân tố hình học và nhân tố dịng xe. Tùy thuộc vào mỗi
dòng xe, mỗi loại đường mà sẽ xác định được lưu lượng bão hòa là khác nhau. Do đó,
nghiên cứu về dịng bão hịa mỗi tác giả sẽ cho ra một cách xác định khác nhau. Sau
đây là một số kết quả nghiên cứu về dòng bão hịa.
2.2.1
Cơng thức thực nghiệm của Viện nghiên cứu đường bộ Anh(TRRL)
− Đối với làn xe đi thẳng: khơng có luồng rẽ phải, rẽ trái thì lưu lượng bão hịa tính cho
làn xe ở sát lề hoặc chỉ có 1 làn xe theo công thức:
S = 1940 + 100(W – 3.25)
( 2.17)
Trong đó: W – bề rộng của làn xe chỗ vào nút (m)
− Cho các làn xe không sát lề:
S = 2080+ 100 (W – 3.25)
( 2.18)
− Đối với làn xe chỉ dành riêng cho xe rẽ phải hoặc rẽ trái
HVTH : Trần Minh An
trang ‐ 17 -
GVHD : TS Chu Công Minh
Luận văn tốt nghiệp
Nếu khơng có dịng xe rẽ đối diện:
Sr =
S − 230
1 + (1.5 / r )
( 2.19)
Trong đó: r – bán kính của dịng xe rẽ,m (tức là bán kính quỹ đạo vệt bánh xe
quay khi rẽ)
Nếu có dịng xe đối diện:
Sr =
S
1 + (1.5 / r )
( 2.20)
− Trường hợp làn xe hỗn hợp(các luồng xe đi thẳng và rẽ cùng lưu lượng trên một làn
xe). Khi đó:
Nếu khơng có dòng xe rẽ đối diện:
Sm =
S
1 + (1.5f / r )
( 2.21)
Trong đó: f – tỷ lệ xe rẽ trong một làn
Nếu có dịng xe rẽ đối diện
Sm =
S − 230
1 + (1.5f / r )
( 2.22)
− Với dòng bão hịa khơng có làn xe trái chiều, chịu ảnh hưởng của độ dốc (G), vị trí
làn, bề rộng làn xe ở cửa vào nút (W), thì lưu lượng bão hịa Sf được R.M.Kimber và
một số tác giả đưa ra công thức vào năm 1986 như sau:
S1 =
Trong đó:
S0 − 140d n
1 + (1.5 / r )
( 2.23)
So = 2080 – 42dg.G +100(W – 3.25)
dn = 1 cho dòng xe ở bên phía lề; dn = 0 cho dịng xe bên trong
dg = 1 cho cửa vào lên dốc; dg = 0 cho cửa vào xuống dốc
− Đối với dòng xe ngược chiều có chứa luồng xe rẽ trái ngược chiều thì dịng bão hịa
S2 trên một làn được xác định theo cơng thức
S2 = Sg + Sc
( 2.24)
Trong đó: Sg – lưu lượng bão hòa của một làn xe rẽ đối chiều trong giờ đèn xanh
có hiệu (xctc/h)
HVTH : Trần Minh An
trang ‐ 18 -
GVHD : TS Chu Công Minh
Luận văn tốt nghiệp
Sg =
Với T = 1+1.5/r + t1/t2 ; t1 = 12
S0 − 230
1 + (T − 1)f
(2.25)
X o2
; t2 = 1-(fXo)2
1 + 06(1 − f ) N s
Trong đó: Xo - mức độ bão hoà của nhánh đối diện, bằng tỷ số giữa lưu lượng xe thực
tế và lưu lượng bão hoà nhánh đối diện.
Ns - Số xe rẽ trái đỗ được trong nút để chờ rẽ không làm trở ngại cho xe đi
thẳng
T - Số xe con đơn vị của xe rẽ trong một làn xe hỗn hợp, mỗi xe rẽ tương
đương với T xe đi thẳng
Sc – Lưu lượng xe trên một làn của xe rẽ đối chiều sau giờ đèn xanh có hiệu
360
Sc = p(1+Ns)(fXo)0.2 λC
( 2.26)
Trong đó: p - Hệ số chuyển đổi xe con tiêu chuẩn, tính theo (1 + Σ(αI – 1)pi)
αi - Hệ số tương đương đổi ra xctc của loại xe i
pi - tỷ lệ xe i có trong thành phần
λ = (thời gian đèn xanh có hiệu (txht))/(thời gian một chu kì đèn (C))
Xo = qo/(λndSo)
Trong đó:
nd : số làn xe trên cửa đối chiều
qo : dòng xe trên nhánh đối chiều (số xe trong một giờ đèn xanh)
S : lưu lượng bão hoà tổng cộng: là tổng lưu lượng bão hoà của tất
cả các dịng riêng biệt. S = ΣSi
Những cơng thức này được xây dựng trên thực tế giao thông Anh quốc nên tỉ lệ xe
máy là không đáng kể. Thành phần dòng xe là xe con đi theo trật tự về khoảng cách,
thời gian…. nên nếu áp dụng trong điều kiện giao thơng Việt Nam sẽ có sai số rất lớn.
Theo Highway Capacity Manual 2000 (HCM2000)
Ở Mỹ thì việc tính tốn về đèn tín hiệu chủ yếu là dựa vào HCM2000 được thiết
lập bởi Ban nghiên cứu về giao thông. Hướng dẫn này được thiết lập vào năm 1950 và
được phát triển thường xuyên đến năm 2000. HCM2000 cung cấp một phương pháp
đánh giá cho nhiều lĩnh vực trong đó có đèn tín hiệu cho đơ thị, nút giao thơng.
− Hệ số dịng bão hồ được xác định như sau:
S = so N fw fHV fg fp fbb fa fLU fLT fRT fLpb f Rpb
( 2.27)
Trong đó:
HVTH : Trần Minh An
trang ‐ 19 -
GVHD : TS Chu Công Minh
Luận văn tốt nghiệp
S : Suất dịng bão hịa của nhóm làn nghiên cứu; là tổng lưu lượng các
làn trong nhóm làn(xe/h)
s0 : Suất dịng bão hịa lí tưởng cho một làn (xe/h/làn)
so = 1900 PCU/h ứng với làn xe rộng 3.6m
N: Số làn xe trong nhóm làn
fw : Hệ số điều chỉnh theo bề rộng của làn.
fHV: Hệ số điều chỉnh theo tỉ lệ xe nặng trong dịng giao thơng
fg: Hệ số hiệu chỉnh do độ dốc dọc của nhánh dẫn.
fp : Hệ số hiệu chỉnh do có làn đỗ xe hoặc có hoạt động đỗ xe ở làn lân
cận
fbb : Hệ số hiệu chỉnh do hiệu ứng tắc nghẽn do xe buýt dừng trong khu
vực nút.
fa : Hệ số hiệu chỉnh theo loại vùng
fLU : Hệ số hiệu chỉnh tận dụng làn xe
fLT : Hệ số hiệu chỉnh do dòng rẽ trái trong nhóm làn
fRT : Hệ số hiệu chỉnh do dịng rẽ phải trong nhóm làn
fLpb : Hệ số hiệu chỉnh do ảnh hưởng của người đi bộ đến dòng rẽ phải.
Frpb : Hệ số hiệu chỉnh do người đi bộ và xe đạp rẽ phải
Trong trường hợp đơn giản dòng xe khơng có xe tải nặng thì lưu lượng bão hịa
được tính như sau:
( 2.28)
S = 1900*fw
Cơng thức xác định lưu lượng bão hịa của HCM2000 là cơng thức thể hiện đầy
đủ dòng bão hòa chịu ảnh hưởng của nhân tố hình học và nhân tố dịng xe và xét đầy đủ
cho các trường hợp. Các hệ số điều chỉnh cũng có thể xác định một cách dễ dàng. Tuy
nhiên việc áp dụng công thức này vào điều kiện của Việt Nam gặp một số khó khăn. Đó
là hai thành phần dịng xe này hồn tồn khác nhau, ở Việt Nam thì dịng xe chủ yếu là
xe gắn máy, các xe này hoạt động phức tạp hơn dòng xe con. Nếu áp dụng công thức
này cho điều kiện Việt Nam cần phải đưa ra một hệ số để hiệu chỉnh để cho phù hợp.
2.2.2
Theo Road Research Laboratory(1963):
Giá trị dòng bão hịa trung bình được tính theo bề rộng làn như sau:
S = 1020 + 265W
với
R2 = 0.876
( 2.29)
Trong đó:
S – Lưu lượng dòng bão hòa (PCU/h)
W – Bề rộng làn hay nhánh dẫn vào nút (m)
HVTH : Trần Minh An
trang ‐ 20 -
GVHD : TS Chu Công Minh
Luận văn tốt nghiệp
2.2.3
Theo nghiên cứu của Webster:
Dịng bão hịa được tính như sau:
S= 525W
R2 = 0.92
với
( 2.30)
Trong đó:
W – Bề rộng của nhánh dẫn vào nút (m) và 5.15 < W < 18.3m
Đây là cơng thức đơn giản nhất để tính lưu lượng bão hịa
Nếu bề rộng w ≤ 5.15m thì các giá trị như sau:
Bảng 2.7 Lưu lượng bão hòa phụ thuộc bề rộng
W (m)
2.70
3.00
4.00
4.50
5.15
S(pcu/h)
1790
1850
1950
2250
2700
2.2.4
Theo nghiên cứu của Miller và Branston :
Dòng bão hịa được tính như sau:
S = 964 + 349W
với
R2 = 0.66
( 2.31)
Đây là các công thức xác định lưu lượng bão hòa phụ thuộc vào bề rộng nhánh
dẫn. Dựa vào kết quả nghiên cứu này có thể xác định lưu lượng bão hòa một cách đơn
giản. Tuy nhiên, lưu lượng bão hịa khơng chỉ phụ thuộc vào bề rộng nhánh dẫn hay làn
xe mà còn phụ thuộc vào các yếu tố khác.
2.2.5
Theo nghiên cứu của Chu Công Minh và Kazushi SANO:
− Dịng bão hịa được tính như sau: [20]
S = 1965 + 105*(W – 3.5) + 0.12*mc
với R2 = 0.79
( 2.32)
Trong đó:
W – Bề rộng đường dẫn vào nút (m)
mc – Số xe qua vạch stopline trong một giờ (xe/h)
Đây là cơng thức xác định lưu lượng bão hịa phụ thuộc vào bề rộng nhánh dẫn và
số lượng xe gắn máy. Cơng thức xác định lưu lượng bão hịa này có thể áp dụng được
trong điều kiện của Việt Nam vì được thiết lập ở Hà Nội.
2.2.6
Một số lưu lượng bão hòa của một số nước:
Sau đây là bảng thể hiện lưu lượng bão hòa của một số nước:
HVTH : Trần Minh An
trang ‐ 21 -
GVHD : TS Chu Công Minh
Luận văn tốt nghiệp
Bảng 2.8 Lưu lượng bão hòa của một số nước
Nghiên cứu
Nước
Giá trị trung bình (PCU/h)
Số mẫu
Webster & Cobble
Anh
1800
100
Kimber et al,
Anh
2080
64
Miller
ÚC
1710
-
Branston
Anh
1778
5
H.E.L Athens
Hi lạp
1972
35
Shoukry & Huzayyin
Ai Cập
1617
18
Malaysia
1945
50
Coeymans & Meely
Chi lê
1603
4
Bhattacharya & Bhattacharya
Ấn Độ
1232
20
De Andrade
Braxin
1660
125
Hussain
Các nghiên cứu của các nước Phương Tây cho thấy dòng bão hòa là từ 1700 đến
2080 PCU/h đối với bề rộng làn là 3.5m. Nghiên cứu của các nước đang phát triển là
1200 đến 2000 PCU/h cũng với bề rộng làn là 3.5m.
2.3. Các nghiên cứu về thời gian chậm xe :
Có nhiều nghiên cứu về thời gian chậm xe tại nút. Sau đây là nghiên cứu của một
số tác giả:
2.4.1 Thời gian chậm xe theo Webster:
Nghiên cứu thời gian chậm xe trên một nhánh dẫn tới nút có đèn tín hiệu, vận
dụng lí thuyết xếp hàng kết hợp với tốn tương tự, năm 1958, F.B.Webster đã đưa ra
cơng thức xác định thời gian chậm xe trung bình của mỗi xe trên đường dẫn như sau:
⎛c⎞
C (1 − λ ) 2
X2
+
− 0.65⎜⎜ ⎟⎟
d=
2(1 − λX ) 2q (1 − X )
⎝q⎠
1/ 3
[ X 2 + 5λ ]
( 2.33)
Trong đó:
d – Thời gian chậm xe trung bình của 1 xe (s)
C – Chu kì đèn (s)
g - Thời gian đèn xanh có hiệu (s)
q – Lưu lượng xe vào nút (xe/s)
HVTH : Trần Minh An
trang ‐ 22 -
GVHD : TS Chu Công Minh
Luận văn tốt nghiệp
λ = g/C : Tỷ lệ giữa thời gian đèn xanh có hiệu g và chu kì đèn C
X = q/c= q.C/(S.g) : Mức độ bão hịa
c – Khả năng thơng hành của làn xe hay nhánh dẫn (xe/s); c = S.λ
S – Lưu lượng bão hòa của làn xe hay nhánh dẫn (xe/s)
Công thức này được áp dụng trong điều kiện xe con chiếm đa số trong dịng xe, và
khơng tính tốn được trong trường hợp X ≥ 1.
2.4.2 Thời gian chậm xe theo HCM 2000:
Thời gian chậm xe trung bình cho một xe tính cho làn xe theo HCM 2000 như
sau[8]:
d = d1*PF + d2 + d3
( 2.34)
Trong đó:
d - thời gian chậm xe (s/PCU)
d1 – Thời gian chậm xe đều giả sử các xe đến đều (s/PCU)
PF – Hệ số điều chỉnh của thời gian chậm xe đều
d2 – Thời gian chậm xe thêm xét đến ảnh hưởng do các xe đến nút ngẫu
nhiên và dòng xe quá bão hòa (s/PCU)
d3– Thời gian chậm xe còn lại của việc phân tích chu kì trước đó (s/PCU)
− Hệ số điều chỉnh thời gian chậm xe đều:
PF =
(1 − P )f PA
g
1− ( )
C
( 2.35)
Trong đó:
PF – Hệ số điều chỉnh
P – Tỷ lệ của số xe đến trong thời gian xanh
g/C – Tỷ lệ đèn xanh có hiệu và chu kì đèn
fPA – Hệ số điều chỉnh cho đồn xe đến trong thời gian đèn xanh
− Thời gian chậm xe đều:
d1 =
0.5C(1 − g / C) 2
g
1 − [min(1, X ) ]
C
( 2.36)
− Thời gian chậm xe tăng thêm:
HVTH : Trần Minh An
trang ‐ 23 -
GVHD : TS Chu Công Minh
Luận văn tốt nghiệp
⎡
8kIX ⎤
d2 = 900T ⎢(X − 1) + (X − 1) 2 +
⎥
cT ⎦
⎣
( 2.37)
Trong đó:
T – Khoảng thời gian phân tích (h)
k – Hệ số thời gian chậm xe tăng thêm phụ thuộc vào thiết bị điều
khiển
I – Hệ số điều chỉnh lưu lượng xe chạy ngược chiều
c - Khả năng thơng hành (PCU/h)
X – Mức độ bão hịa
Thời gian chậm xe trung bình của một nhánh dẫn:
dA =
∑d v
∑v
i
i
( 2.38)
i
Trong đó:
dA – Thời gian chậm xe của nhánh dẫn A(s/xe)
di – Thời gian chậm xe của làn i (trên nhánh dẫn A) (s/xe)
vi - Lưu lượng đều chỉnh của làn i (xe/h)
2.4.3 Thời gian chậm xe theo Canada:
Công thức cơ bản để xác định thời gian chậm xe theo hướng dẫn của Canada cho
nút giao thông:
d = kf d1 + d2
( 2.39)
Trong đó:
d – thời gian chậm xe trung bình (s/pcu)
kf – Hệ số điều chỉnh do ảnh hưởng của 2 hay nhiều hướng đến nút
kf = (1- qgr/q)fp/(1-ge/C)
qgr : Lưu lượng đến trong thời gian đèn xanh (pcu/h)
q : Tổng lưu lượng đến (pcu/h)
fp – Hệ số điều chỉnh do thời gian nhóm xe đến.
d1 – Thời gian chậm xe đều trung bình (s/pcu)
d2 – Thời gian chậm xe trung bình dịng q bão hịa (s/pcu)
d1 = C(1-g/C)2/2(1-x1g/C)
d2 = 15te[(X– 1) +
HVTH : Trần Minh An
( X − 1) 2 + 240 x / ct e ]
trang ‐ 24 -
GVHD : TS Chu Công Minh
Luận văn tốt nghiệp
Trong đó:
x1 – min(1, X)
te – Thời gian đánh giá, phân tích thời gian chậm xe (phút)
Thời gian chậm xe trung bình của một nhánh dẫn:
dA =
∑d v
∑v
i
i
( 2.40)
i
Trong đó:
dA – Thời gian chậm xe của nhánh dẫn A(s/xe)
di – Thời gian chậm xe của làn i (trên nhánh dẫn A) (s/xe)
vi - Lưu lượng đều chỉnh của làn i (xe/h)
2.4.4 Thời gian chậm xe theo Australia:
Công thức xác định thời gian chậm xe của Australia như sau:
d=
[
C(1 − λ ) 2
+ 900T ( X − 1) + (X − 1) 2 + 12( X − x o ) / cT
2(1 − λX )
]
( 2.41)
Trong đó:
d – Thời gian chậm xe trung bình của 1 xe (s/pcu)
T – Khoảng thời gian phân tích (h)
xo = 0.67 + 1/600*S*g
S – Lưu lượng bão hịa (pcu/s)
g – Thời gian đèn xanh có hiệu (s)
Thời gian chậm xe trung bình của một nhánh dẫn:
dA =
∑d v
∑v
i
i
( 2.42)
i
Trong đó:
dA – Thời gian chậm xe của nhánh dẫn A(s/xe)
di – Thời gian chậm xe của làn i (trên nhánh dẫn A) (s/xe)
vi - Lưu lượng đều chỉnh của làn i (xe/h)
Cách tính của HCM2000, Canada và Australia là gần giống nhau và chủ yếu được
áp dụng trong điều kiện xe con chiếm đa số trong dòng xe, khi đem áp dụng trong điều
kiện giao thông ở thành phố Hồ Chí Minh sẽ có nhiều sai số.
HVTH : Trần Minh An
trang ‐ 25 -
