Bài giảng ky thuat giao thong ch12

Bài giảng

KỸ THUẬT GIAO THÔNG
Giảng viên: ThS. NGUYỄN MạNH hùng
Tr ư ờ n g đ ạ i h ọ c k i ế n t r ú c h à n ộ i


CHƯƠNG i

NHỮNG THƠNG SỐ CƠ BẢN
CỦA DỊNG XE


−Kỹ thuật giao thơng liên quan đến việc phân tích hành vi của giao thông và thiết kế các phương tiện để khai thác dịng xe một
cách an tồn, êm thuận và kinh tế.

−Dịng xe có 3 thơng số đặc trưng cơ bản: Tốc độ, lưu lượng và mật độ
−Các thơng số dịng xe cung cấp thơng tin liên quan đến bản chất của dịng, giúp nhà phân tích phát hiện bất kỳ sự thay đổi nào
trong đặc điểm của dịng.

− Các yếu tố hình học của đường là ngẫu nhiên. Xe và người lái cũng là các yếu tố ngẫu nhiên. Tuy nhiên, một số đặc điểm của
dòng xe là có thể dự báo

− Lý thuyết xác suất thống kê là cơng cụ nghiên cứu thích hợp


I.1 Tốc độ
Tốc độ là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng của hành trình mà người lái và hành khách quan tâm. Nó được định
nghĩa là quãng đường xe chạy được trong 1 đơn vị thời gian.

Trong đó, v là tốc độ xe chạy (m/s,km/h); d là quãng đường xe chạy(m,km) và t là thời gian xe chạy (s,h)

Tốc độ của xe trên đường thay đổi theo cả không gian và thời gian. Để thay thế cho đại lượng này, có một vài khái niệm tốc độ
được đưa ra như:
Tốc độ tức thời, tốc độ xe chạy trung bình, tốc độ hành trình trung bình, tốc độ trung bình theo thời gian, tốc độ trung bình theo
không gian…


a. Tốc độ tức thời:
- Là tốc độ tức thời của xe ở một thời điểm nào đó trên đường
- Được sử dụng để thiết kế hình học cho đường, thiết kế an tồn giao thơng.
- Phân tích tai nạn giao thông cũng sử dụng tốc độ tức thời.
b. Tốc độ xe chạy trung bình:
- được tính bằng qng đường chia cho thời gian xe chạy trung bình.
c. Tốc độ hành trình trung bình:
- được tính bằng qng đường chia cho thời gian xe chạy trung bình tính cả thời gian dừng xe.


d. Tốc độ trung bình theo thời gian:
- Là giá trị trung bình của tốc độ tức thời của các xe đi qua một điểm, hoặc một quãng đường rất ngắn trên đường trong 1
khoảng thời gian.

Trong đó: vt : là tốc độ trung bình theo thời gian.
vi : tốc độ các xe quan sát được
n : số lượng quan sát.
Ví dụ: có 5 xe qua 1 mặt cắt với các tốc độ 40,50,60, 70,80 km/h, tốc độ trung bình theo thời gian là:
vt = (40+50+60+70+80)/5 = 60 km/h


d. Tốc độ trung bình theo khơng gian (theo chiều dài):
- Là tốc độ trung bình của tất cả các xe chiếm lĩnh một khoảng không gian của một đoạn đường nào đó có chiều dài L(thường
lấy là 1km).

- Đặt vi là tốc độ tức thời của xe thứ i chạy trên đoạn đường có chiều dài L=1, t i là thời gian xe chạy trên đó, được tính theo cơng
thức: ti=1/vi
- Giả thiết có n xe chạy, thì thời gian xe chạy trung bình là:

Tốc độ xe chạy trung bình vs = L/ts = 1/ts


d. Tốc độ trung bình theo khơng gian (tiếp theo):
- Tốc độ trung bình theo thời gian thay đổi liên tục theo vị trí quan sát, nhưng tốc độ theo khơng gian là khá ổn định. Tốc độ trung
bình theo khơng gian đã xét các xe có trong thành phần dịng xe, vì vậy nó là đại lượng cơ bản đặc trưng cho tốc độ của cả
dịng.
- Ví dụ: có 5 xe trên 1 đoạn đường có L=1km, với các tốc độ 40,50,60, 70,80 km/h, tốc độ trung bình theo không gian là:
vs = 5/(1/40+1/50+1/60+1/70+1/80) = 1/0.088 = 55.6 km/h
- Ta ln có vt ≥ vs


e. Mối quan hệ giữa tốc độ trung bình vt và vs

Trong đó:


I.2 Lưu lượng
Lưu lượng được định nghĩa là số xe qua một mặt cắt trên đường, hoặc trên 1 làn cụ thê theo một hướng trong một khoảng thời
gian nào đó.
Giả sử đếm được nt xe chạy qua một mặt cắt ngang đường trong thời gian t, thì lưu lượng được tính theo cơng thức:


Các loại lưu lượng
a. Lưu lượng xe ngày đêm lấy trung bình theo năm (Average Annual Daily Traffic - AADT):
Được tính là tổng số xe thơng qua một vị trí trong 1 năm rồi chia cho 365 ngày.

b. Lưu lượng xe ngày đêm lấy trung bình theo tuần (Average Annual Weekday Traffic – AAWT):
Được tính là tổng số xe trong 1 năm của các ngày làm việc chia cho 260 ngày
c. Lưu lượng xe trung bình ngày (Average Daily Traffic - ADT):
Là lưu lượng trung bình 24h của một quãng thời gian trong năm: 1 tuần, 1 tháng, 3 tháng, 6 tháng)


Các loại lưu lượng (tiếp theo)
d. Lưu lượng xe giờ và ý nghĩa:
- Xác định các thơng số hình học cơ bản của đường, ví dụ: số làn xe, thiết kế nút giao thơng có đèn điều khiển…
- Phân tích năng lực thông hành
- Xây dựng các giải pháp điều khiển giao thông như tổ chức phân làn
- Tổ chức đỗ xe.
Các bộ phận của đường phải được thiết kế để đáp ứng một cách hợp lý lưu lượng xe giờ cao điểm theo hướng đơng nhất của
dịng xe.


I.3 Mật độ
Định nghĩa: là số xe chiếm trên một đoạn đường (làn xe) xe/km; xe/km.làn

Cơng thức:
Trong đó: x là khoảng cách giữa 2 điểm AB và nx là số xe chạy trên đoạn AB.


1.4 Quãng thời gian (h)
Định nghĩa: Là thời gian giữa 2 lần xe tới 1 điểm quan sát trên đường.

hav là qng thời gian trung bình
q: suất dịng (lưu lượng) càng lớn thì h càng nhỏ. Khi q nhỏ đường ít xe => h lớn nên xe dễ hoạt động, dễ vượt xe. Khi q lớn,
đường nhiều xe, h nhỏ dần tới lúc xe không vượt được, các xe chạy cách 1 quãng đều nhau.

1.5 Quãng không gian (s)
Định nghĩa: là khoảng cách giữa các xe liên tiếp tới một điểm quan sát trên đường.

s và h là 2 mặt của bai tốn dịng xe, vì có liên quan đến nhau qua tốc độ.


1.6 Mối quan hệ giữa các thông số vĩ mô
Các thơng số vĩ mơ cơ bản của dịng xe là: tốc độ (v,u), Lưu lượng (q), mật độ (k).

Quan hệ giữa lưu lượng và mật độ:


Quan hệ giữa mật độ và tốc độ:


Quan hệ giữa lưu lượng và tốc độ


Quan hệ giữa lưu lượng, tốc độ và mật độ


Ví dụ tính tốn
1, Xác định tốc độ trung bình theo không gian, thời gian và quan hệ giữa chúng, mật độ dòng xe, biết số liệu thống kê được như
sau:
Nhóm tốc độ (km/h)

Tần suất (số xe đếm
được)

0-10

6

10-20

16

20-30

24

30-40

25

40-50

17


Lập bảng tính như sau:

Nhóm tốc độ

Tốc độ trung bình

qi (xe)

qi.vi

qi/vi

v^2

q.v^2

0-10

5

6

30

1.20

25

150

10-20

15

16

240

1.07

225

3600

20-30

25

24

600

0.96

625

15000

30-40

35

25

875

0.71

1225

30625

40-50

45

17

765

0.38

2025

34425

88

2510

4.32

(km/h)

83800



Quan trắc thực nghiệm tốc độ theo thời gian

Nhóm tốc độ

Tần suất (lần)

35-40

4

40-45

4

45-50

6

50-55

16

55-60

31

60-65

29

65-70

17

70-75

8

75-80

3

80-85

2


1.7 Công nghệ và thiết bị thu thập dữ liệu giao thông
1. Cảm biến âm
2. Cảm biến quang
3. Cảm biến nhiệt
4. Cảm biến từ
5. Cảm biến điện từ (vòng cảm biến)
6. Cảm biến rung (ống khí cảm biến)


Khả năng ứng dụng của một số thiết bị