Chuyên đề Tìm hiểu biện pháp nâng cao hiệu quả khai thác hệ thống đẩn tín hiệu điều khiển giao thông ở Hà Nội

MỤC LỤC

Chương mở đàu 2

MỤC ĐÍCH VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 2

1. Đặt vấn đề 2

2. Mục đích của đề tài. 2

2.1. Tìm hiểu, giới thiệu về phân pha điều khiển và ví dụ cụ thể về 1 nút cụ thể. 2

2.2. Điều khiển phối hợp trên một tuyến đường chính có nhiều đèn điều khiển. 2

3. Đường lối nghiên cứu. 3

3.1. Để phục vụ nghiên cứu nội dung 1 3

3.2. Để tiến hành nghiên cứu nội dung 2 3

4. Đối tượng nghiên cứu 3

Chương 1 4

NỘI DUNG ĐIỀU TRA KHẢO SÁT 4

1. Về hệ thống điều khiển GTĐT ở Hà Nội 4

1.1. Giới thiệu sơ lược về đèn tín hiệu giao thông ở Hà Nội 4

1.2. Giới thiệu cấu trúc hệ thống điều khiển tự động đèn tín hiệu giao thông 5

2. Hiện trạng đèn tín hiệu giao thông ở Hà Nội 21

2.1. Hiện trạng bố trí đèn tín hiệu ở Hà Nội 21

2.2. Một số kiến nghị bố trí lắp đặt đèn tín hiệu 22

3. Vài nét về đặc điểm giao thông trên đường 24

3.1. Mục đích và phạm vi điều tra khảo sát về một số đặc điểm giao thông 24

3.2. Nội dung điền tra phân tích 24

Chương 2 33

TỔ CHỨC PHA NÂNG CAO HIỆU QỦA 33

1. Mục đích đặt đèn tín hiệu điều khiển giao thông 33

1.1. Đặt vấn đề 33

1.2. Các chế độ làm việc của đèn giao thông 33

2. Giới thiệu về phương pháp tổ chức pha 35

3. Phương pháp tính toán chu kỳ đèn tín hiệu điều khiển giao thông nút độc lập 38

3.1. Tổng quan về phương pháp tính toán chu kỳ đèn tín hiệu 38

4. Điều khiển giao thông phối hợp 46

4.1. Hệ thống điều khiển giao thông phối hợp đồng bộ 46

4.2. Hệ thống điều khiển giao thông phối hợp luân phiên 47

4.3. Hệ thống điều khiển giao thông phối hợp liên tiến (làn sóng xanh). 47

Chương 3 50

VÍ DỤ ÁP DỤNG 50

Thí dụ 1: Tính toán điều khiển liên kết (làn sóng xanh) tuyến đường Phố Huế. 50

Thí dụ 2: Tính toán điều chỉnh chu kỳ đèn tại nút giao thông Chùa Bộc – Tây Sơn . 69

Chương 4 76

KẾT LUẬN 76

 

 

doc80 trang | Chia sẻ: maiphuongdc | Ngày: 13/12/2013 | Lượt xem: 1407 | Lượt tải: 4download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Chuyên đề Tìm hiểu biện pháp nâng cao hiệu quả khai thác hệ thống đẩn tín hiệu điều khiển giao thông ở Hà Nội, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
c ưu điểm của điển khiển bằng đèn tín hiệu và hình thức điều khiển liên tiến (làn sóng xanh) chưa được phát huy đầy đủ. 3.2.4. Tập quán người điều khiển phương tiện Nghiên cứu dòng xe trước và sau nút thấy rằng: - Những xe đỗ sát vạch dừng có xu hướng chen nhau lên sát vạch dừng hơn, khoảng cách giữa các xe là khá gần nhau, xe máy, xe đạp đều cố len nhau cho thật sát vạch dừng trước xe ôtô. Khi có đèn xanh, tất cả các xe đều vụt đi với tốc độ có thể được mà không để ý đến đèn đỏ ở nút tiếp theo. Xe máy khởi động và tăng tốc nhanh hơn ôtô nên thường vượt nhanh lên trước. Tất cả các xe đều vượt qua nút nhanh nhất và đạt tốc độ trung bình, các xe chỉ giảm tốc độ khi cũn cách nút đèn đỏ phớa trước 40-50m vì họ đã quen chu kỳ đèn trên một đoạn đường. - Xe ôtô có ý thức chấp hành luật lệ tốt hơn xe máy, ý thức tham gia giao thông của xe đạp và người đi bộ cũn kém và đõy là một trong những yếu tố gõy nhiễu dòng xe. - Những xe ở cuối hàng chờ có tõm lý thoải mái hơn do không có xe sau thúc bách nên họ bình tĩnh chờ các xe đi trước rồi từ từ chuyển động đuổi theo các xe trước. Chương 2 TỔ CHỨC PHA NÂNG CAO HIỆU QỦA 1. Mục đích đặt đèn tín hiệu điều khiển giao thông 1.1. Đặt vấn đề Để điều khiển giao thông bằng đèn một số nước đã nghiên cứu và đặt ra các tiêu chuẩn đặt đèn cho chớnh họ nhưng đều xoay quanh các vấn đề chớnh: - Hiệu quả về an toàn (Giảm tai nạn giao thông cả về số lượng cũng như mức độ nguy hiểm) - Giảm ùn tắc (giảm thời gian chờ cho hướng giao thông nào đó). - Tăng khả năng thông hành. - Tối thiểu hoá tổn thất thời gian chậm xe cho cả nút - Giảm chiều dài xếp hàng chờ trên đường. - Giảm rủi ro, điều kiện xấu cho khu xõy dựng 2 bên đường (ồn, bụi, ...) do hàng chờ. - Giảm thiểu số lượng xe dừng của một nhúm làn hay tất cả. - Giảm giá thành xõy dựng, bảo trì và liên kết tốt với chỗ khác. Tuy nhiên các mục tiêu đặt đèn ở trên không đồng hành và không phải lúc nào cũng tuyến tính (muốn tăng tốc độ xe chạy vào nút thì dẫn tới số tai nạn tăng cả về số lượng cũng như mức độ nguy hiểm). Làm thế nào để có một cõn đối giữa các mục tiêu, cõn đối giữa các hàng chờ vào nút đồng thời giải quyết vấn đề về tõm sinh lý của ngưũi đi đường ? Đó chớnh là những cõu hỏi đặt ra cho việc tổ chức pha. 1.2. Các chế độ làm việc của đèn giao thông Đèn tín hiệu giao thông làm việc theo chế độ khác nhau tuỳ thuộc từng điều kiện thực tế mà có thể phõn ra: - Làm việc độc lập: các thiết bị làm việc độc lập không có các quan hệ tới các thiết bị ở nút giao thông khác. - Điều khiển theo chương trình cứng: chương trình đã được lập sẵn với các chu kỳ đèn đã được đặt sẵn không thay đổi. + Ưu điểm: Đơn giản và làm cho người sử dụng quen. + Nhược điểm: Không thích hợp với giao thông. - Điều khiển theo chương trình mềm: tức là chế độ phõn pha được thay đổi tuỳ theo điều kiện thực tế, theo cả thời gian trong ngày (điều khiển thích nghi) chủ yếu phụ thuộc vào vận tốc, thành phần và lưu lượng thông qua đo, đếm. Cần phải có các máy đếm. + Ưu điểm: Điều khiển thích nghi thời gian tổn thất ít. + Nhược điểm: Đòi hỏi có 1 hệ thống tín hiệu hiện tại và hiện nay các máy đếm (Detetor) không đo đếm được xe máy và xe đạp nờn không tự động phát hiện sự thay đổi của giao thông nên chưa thể áp dụng vào Việt Nam. - Điều khiển nửa cứng: Người ta dùng các phương tiện thủ công phát hiện ra đặc điểm của giao thông và các chu kỳ đèn được cài đặt tuỳ theo thời gian diễn ra quá trình giao thông trong ngày. + Nhược điểm: sử dụng cho điều khiển phối hợp không thuận lợi. - Điều khiển phối hợp: trường hợp này là điều khiển hiện đại, phối hợp giao thông 1 tuyến đường, 1 tuyến phố (làn sóng xanh) hay cả 1 vùng . Để thực hiện được điều này cần phải nghiên cứu tình hình giao thông của các nút có liên quan tới nhau, tính toán phối hợp điều khiển giao thông giữa chúng để đạt hiệu quả cao, từ đó lập ra hệ thống điều khiển tự động. + Trung tõm điều khiển hệ thống giao thông tự động gồm có 2 phòng chính là : - Phũng kỹ thuật: + Nguồn điện (có dự trữ) + Tủ điều khiển (có máy tính với bộ xử lý lớn) + Tủ camera + Tủ điện thoại. - Phòng chỉ huy: + Bàn làm việc của chỉ huy. + Màn hình + Bản đồ tường: bao gồm toàn bộ hệ thống đèn ở các nút: Đèn xanh, đỏ, vàng : Bình thường. Nháy vàng : Trục trặc đèn Không chạy : hỏng nặng - Thiết bị ngoại vi: + Hệ thống đèn + Tủ điều khiển + Camera + Detector + Đường dõy + Biển báo điện tử + Điện thoại + Phát thanh Khi hệ thống hoạt động, các thông tin giao thông trên đường sẽ được thu nhập qua detector, camera truyền tới tủ điều khiển, ở đõy tủ điều khiển sẽ xử lý sơ bộ và gửi thông tin về trung tõm điều khiển. Trung tõm điều khiển sẽ xử lý thông tin đưa ra đưa ra các quyết định về điều khiển giao thông và bằng các phương pháp phát thanh, điện thoại quyết định giao thông sẽ được truyến tới tủ điều khiển để từ đó sẽ điều khiển tín hiệu, bảng điện tử thông báo cho các phương tiện giao thông. - Điều khiển giao thông bằng đèn tín hiệu ở nút giao thông Ở các nút giao thông các phương tiện giao thông được điều khiển bằng các đèn tín hiệu: + Đèn hiệu giao thông + Đèn nhắc lại + Đèn người bộ hành + Đèn rẽ trái .... 2. Giới thiệu về phương pháp tổ chức pha Để điều khiển các phương tiện người ta lập ra các pha và thông qua các pha để điều khiển tức là phõn chia thời gian cho các luồng xe qua một nút giao thông để giảm bớt hoặc triệt tiêu các xung đột. + Pha điều khiển là sự phối hợp các kì (nhịp) cơ bản và các nhịp trung gian tiếp theo nó. Pha bao gồm các tín hiệu chỉ thị cho một hoặc nhiều luồng xe. Việc tách các xung đột theo thời gian gọi là phõn pha. + Chu kỳ điều khiển là tổng các pha điều khiển trong nút giao thông. Nói cách khác chu kì là sự lặp lại một cách trình tự của tất cả các pha. Kiểu cũ Kiểu mới Phõn tích một chu kỳ ta thấy nó gồm các bước: - Bước cơ bản (xanh - đỏ ) - Bước trung gian (vàng) Thời gian một chu kỳ (thường từ 60 giõy cho đến 120 giõy(tối đa)). + Với kiểu chu kỳ cũ Bước cơ bản có : X1Đ1 – X2Đ2 Bước trung gian có : V Ta nhận thấy rằng bước X1 và Đ1 có thời gian bằng nhau và X2-Đ2 bằng nhau. Thời gian bước trung gian V ở các nhịp là như nhau 3ữ4 giõy. Phõn tích kỹ càng ta có: Hướng A – B đèn tín hiệu xanh X1 cho phép các phương tiện qua nút kể cả các hướng rẽ trái. Trong lúc này đèn bộ hành ở 2 hướng C – D cũng bật xanh cho phép người bộ hành qua đường, nhưng thời gian đèn xanh của đèn người bộ hành sẽ nhỏ hơn thời gian đèn xanh X1 để cho phép người bộ hành cuối cùng qua đường trước khi đèn xanh X2 của hướng C – D bật sáng. Với pha 2 thì ngược lại khi X2 bật sáng thì các phương tiện theo hướng C – D được phép thông qua nút, người bộ hành ở hai hướng A – B được qua đường. Giữa 2 bước X – Đ có một bước trung gian vàng (V), bước này có tác dụng báo cho người đang trong tín hiệu xanh dừng lại, người đang trong tín hiệu vàng thì chuẩn bị đi qua nút. Đèn vàng có tác dụng làm cho người cuối cùng của tín hiệu pha xanh sẽ vượt qua nút kịp thời gian mà phương tiện của nút kia bắt đầu hoạt động tránh được va chạm trong nút Thời gian X1-X2, Đ1-Đ2 của chu kỳ đèn cũ có thể được đặt bằng nhau hoặc khác nhau tuỳ theo lưu lượng xe qua nút theo 2 hướng A-B, C-D và cấp hạng đường theo 2 hướng. Với chu kỳ đèn kiểu cũ này thi tai nạn thường hay xảy ra ở nhịp trung gian (V) Với chu kỳ đèn kiểu mới: Chu kỳ đốn mới cũng có: - Các bước cơ bản: xanh (X), đỏ (Đ) - Bước trung gian: vàng (V) Ở đây thời gian X1-Đ1, X2-Đ2 không bằng nhau, thời gian vàng không thay đổi. Phõn tích kỹ : Chu kỳ mới hoạt động đặc biệt hơn chu kỳ kiểu cũ ở chỗ từ X1 chuyển sang Đ2 nó có một thời gian bước trung gian đèn vàng nhưng từ Đ1 sang X2 không có đèn trung gian nào. Trước khi hướng kia bắt đầu qua nút thì có một khoảng thời gian khoảng 2 giõy ( thời gian quét sạch nút) lúc này cả hai hướng đều là tín hiệu đỏ, chỉ có các phương tiện đã vào trong nút mới được tiếp tục hoạt động các hướng khác đều phải ngưng hoạt động. Loại chu kỳ mới này thời gian X1 có thể bằng Đ1, X2= Đ2 hoặc có thể khác tuỳ theo lưu lượng xe qua các hướng A-B và C-D và tuỳ cấp hạng đường giao nhau. Trên đõy ta chỉ xét trường hợp nút có 2 pha. Thông thường loại điều khiển 2 pha đơn giản được khuyến khích sử dụng trừ khi có yêu cầu cần thêm pha. Bởi vì quóng thời gian thay đổi giữa các pha góp phần vào tổn thất thời gian trong chu kỳ, việc tăng số pha lên thường làm tăng thời gian tổn thất trong nút. Dưới đõy là một vài sơ đồ pha điển hình: Thành lập sơ đồ pha là phần sáng tạo nhất trong thiết kế điều khiển và đáng được người phân tích chú ý cẩn thận. Một sơ đồ pha tốt có thể phát huy hiệu quả tối đa khoảng trống có ích và thời gian, ngược lại sơ đồ pha không thích hợp có thể là nguyên nhân kém hiệu quả. Những sơ đồ pha đang được xét đến là những sơ đồ thường sử dụng phổ biến. Xin lưu ý lại, thực tế là yếu tố quan trọng trong lựa chọn sơ đồ pha. a a a a a a a a (a) Hai pha Pha rẽ trái riêng (b) Pha ghép Tín hiệu xanh tắt sớm mở muộn (c) Bốn pha (d) Ba pha Hai pha rẽ trái 3. Phương pháp tính toán chu kỳ đèn tín hiệu điều khiển giao thông nút độc lập 3.1. Tổng quan về phương pháp tính toán chu kỳ đèn tín hiệu Hiện nay trên thế giới có nhiều phương pháp tính toán chu kỳ đèn tín hiệu điều khiển giao thông sao cho phù hợp với dòng xe và điều kiện thực tế ở mỗi nước, đảm bảo an toàn giao thông và nõng cao năng lực thông hành tại các nút giao thông. Trên cơ sở trong phạm vi cho phép có thể thiết lập được những chu kỳ phối hợp theo “làn sóng xanh” nhằm nõng cao tốc độ và khả năng thông hành cho toàn khu vực, cho toàn thành phố. Ở Mỹ, từ năm 1955-1956, NorMann đã tập hợp các số liệu thống kê được, xử lý theo phương pháp hồi qui nhằm xác định khả năng thông xe lớn nhất của một nút độc lập sau đó tỡm ra chu kỳ hợp lý để đảm bảo thông hết lượng xe tối đa đó theo nhiều nhõn tố như đường một chiều hay đường hai chiều, chiều rộng của đường dẫn có đỗ xe hay không? Thành phần phương tiện, vị trí nút trong đô thị ... Ở Anh và các nước như Đức, Pháp, Nga, Đài Loan người ta dùng phương pháp của Webster để tính toán cho điều kiện cụ thể của dòng xe của nước mình bằng cách địa phương hóa các điều kiện áp dụng như dòng xe thay đổi, các yếu tố hình học của đường khác nhau ... phương pháp này được dựa trên lý thuyết phục vụ để tính ra thời gian chờ xe ở nút là một hàm của chu kỳ C. Đạo hàm bậc nhất của thời gian chờ xe sẽ bằng 0 sẽ cho ta một trị số Co, chu trình ứng với thời gian chờ xe là nhỏ nhất. Và nhiều nước đã vận dụng cực tiểu hoá thời gian xe chờ có sửa đổi cho phù hợp để tớnh toán nhu cầu của nước mình. Sau đõy xin giới thiệu hai phương pháp nói trên: 1) Phương pháp Webster Webster quan niệm dòng xe như một dòng dịch thể có cường độ xe (Ni) bị dừng lại trước vạch dừng của nút trong thời gian đèn đỏ sau đó chạy khỏi nút với cường độ bóo hào (Nbh) cho đến khi kết thúc có cường độ xe mới (No). Webster xác định thời gian tổn thất trên một đầu xe trên một nhánh tới nút có đèn điều khiển theo chu kỳ C, theo thời gian xanh Tx. Dòng xe tới nút là ngẫu nhiên và bóo hoà trong suốt thời gian xét. (3-1) Trong đó: tsi : thời gian chậm xe trong mỗi đầu xe theo hướng I C - thời gian của chu kỳ. λ - Tỉ lệ thời gian đèn xanh trên thời gian của cả chu kỳ. q - Cường độ của dòng xe x - Mức độ bão hoà. (x=q/λ.s) s - suất dòng bóo hoà.(xcqđ/h.xanh) Thời gian của chu kỳ C, lấy vi phõn theo chu kỳ C rồi cho bằng 0 để tỡm ra cực trị của thời gian chậm xe theo hướng xe chạy đông nhất. Co - Thời gian chu kỳ tối ưu. Co = Thời gian tối thiểu cho một chu kỳ đèn - Cmin Cmin = Thời gian thực tế của một chu kỳ đèn (đảm bảo cho nút giao thông tải được 90% năng lực thông xe) Ctt = L - Tổng thời gian tổn thất mỗi chu kỳ. L= với txk là thời gian xen kẽ giữa hai pha xanh (tức thời gian chuyển từ pha này sang pha khác). (công thức do Olsen-Rothery thiết lập) yi - hệ số pha: là tỉ số giữa lưu lượng giao thông tính toán với suốt dòng bóo hoà trên một hướng của pha đang xét (i là thứ tự các pha). Y: Tổng hệ số lưu lượng các dòng xe đại diện. - Thời gian đèn vàng được xác định theo công thức: tV = (giõy) Trong đó: - V: tốc độ trung bình của các phương tiện chạy qua nút. - a: gia tốc chậm dần đều lấy bằng 2,5- 3,5 m/s2 - l: khoảng cách giữa 2 vạch dừng trong nút. - la: chiều dài phương tiện lấy làm chuẩn - 1 giõy là thời gian phản ứng của người lái xe. - Thời gian đèn xanh có hiệu cho các pha được xác định theo công thức: tXh = (giõy) - Thời gian xanh thực tế nhỏ hơn thời gian xanh có hiệu 1 giõy nên thời gian thực tế là: - Thời gian đèn xanh của các luồng khác (luồng xe không đại diện) được xác định tiếp theo bằng cách xem xét cấu trúc của hệ thống tín hiệu, thông thường các luồng xe cũn lại sẽ chọn thời gian đèn xanh bằng thời gian đèn xanh của luồng đại diện cùng pha. - Thời gian đèn xanh phải cõn đối với thời gian của người đi bộ qua đường, chọn trị số lớn hơn. Thời gian của người đi bộ qua đường được xác định theo công thức: tb = (giõy). Trong đó: B: Chiều rộng phần xe chạy V: Tốc độ người đi bộ = 1,3 m/s. S: suốt dòng xe bão hoà (Saturation) là lưu lượng xe tối đa đi qua vạch dừng xe của một tuyến vào nút khi có các xe xếp hàng nối đuôi nhau liên tục và chạy trong thời gian có đèn xanh đồng thời khi chuyển tín hiệu vẫn cũn xe chờ. Xác định S: Xin giới thiệu công thức thực nghiệm của Liên Bang Nga, của HCM và của Viện nghiên cứu đường bộ Anh (TRRL). - Công thức thực nghiệm của Liên Bang Nga. S= 525.B.K1.K2.K3 (với 5,4m ≤ B ≤ 18m) với B ≤ 5,4m ta có thể tham khảo bảng 8.3.2 [3]. Trong đó: K1: xét đến ảnh hưởng của độ dốc dọc của nhánh dẫn tớnh dòng bóo hoà K1 = (i độ dốc dọc của đoạn nhánh lên nút (%o)) K2: xét đến ảnh hưởng của xe rẽ phả , rẽ trái chiếm >10% và chạy chung trên phần xe chạy trên hướng thẳng K2 = K3: hệ số xét đến bán kớnh quỹ đạo xe rẽ K3 = (R- bán kính rẽ) (Với đường 2 chiều thì B lấy bằng một nửa phần xe chạy, nếu là đường một chiều thì lấy B là cả phần mặt đường xe chạy) - Công thức thực nghiệm của Highway Capacity Manual(HCM-2000- Mỹ) Suất dũng bóo hoà được xác định cho từng nhóm làn. Suất dũng bóo hoà là dòng xe tính bằng xe trong một giờ có thể phục vụ được của nhóm làn đó với giả thiết thời gian đèn xanh chiếm 100% toàn bộ thời gian. S=So.n.fw.fHV.fg.fp.fbb.fa.fLU.fLT.fRT.fLpb.fRpb Trong đó: S = suất dũng bóo hoà của nhóm làn nghiên cứu; là tổng suất dũng bóo hoà của các làn trong nhóm làn (xe/h); S0= suất dũng bóo hoà cơ bản cho một làn xe 1900 (xe/h/làn); N = số làn trong nhóm làn; fw = hệ số hiệu chỉnh theo bề rộng làn; fHV= hệ số hiệu chỉnh xét đến thành phần xe nặng trong dòng giao thông; fg=hệ số hiệu chỉnh xét đến 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 sử dụng làn xe; fLT=hệ số hiệu chỉnh xét đến ảnh hưởng do xe rẽ trái; fRT=hệ số hiệu chỉnh xét đến ảnh hưởng do xe rẽ phải; fLpb=hệ số hiệu chỉnh xét đến ảnh hưởng của người đi bộ đến dòng rẽ trái; fRpb= hệ số hiệu chỉnh xét đến ảnh hưởng của người đi bộ đến dòng rẽ phải; - Công thức thực nghiệm của Viện nghiên cứu đường bộ Anh (TRRL). Các nhõn tố hình học có ảnh hưởng đến dòng bóo hoà trên một làn là: Vị trí của làn (làn bên hoặc làn trong), chiều rộng của làn và độ dốc của nó, bán kớnh của dòng xe rẽ. R.M.Kimber và một số tác giả đưa ra công thức vào năm 1986 như sau: Với: So = 2080 – 42dg.G + 100(W-3,25). S1 – dòng bóo hoà, khi không có dòng trái chiều. dn - lấy bằg 1 cho dòng bên và lấy bằng 0 cho dòng bên trong. dg - lấy bằng 1 cho cửa vào lên dốc, bằng 0 cho dòng xuống dốc. W - chiều rộng của làn xe ở cửa vào (m) f - tỉ lệ xe rẽ trong làn. r - bán kính cong của quỹ đạo xe (m) Với dòng ngược chiều có chứa luồng rẽ trái ngược chiều thì dòng bóo hoà S2 trên một làn: S2 = Sg + Sc Trong đó Sg dòng bóo hoà trên một làn xe rẽ đối chiều trong giờ đèn xanh có hiệu (xctc/h): Sg = với T= 1+; t1 = 12 ; t2 = 1 – (f Xo)2 . Trong đó: Xo - mức độ bóo hoà của nhánh đối diện, bằng tỷ số giữa lưu lượng xe thực tế và dòng bóo hoà trên 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: Sc = p (1+NS ) ( fXo)0,2 Trong đó : p - hệ số chuyển đổi xe con tiêu chuẩn, tính theo (1+ ai - hệ số tương đương đổi ra xctc của loại xe i pi - tỷ lệ i có trong thành phần λ = thời gian xanh có hiệu (txh) thời gian một chu kỳ đèn (C) C - thời gian một chu kỳ đèn (giõy) Một vài chú ý: 1. Thời gian đèn xanh tớnh ra nhỏ hơn 7 giõy thì được lấy trị số là 7 giõy vì thời gian này mới đủ cho phương tiện vượt qua nút nhỏ nhất (theo Hướng dẫn về tín hiệu điều khiển giao thông ở Đức thì thời gian đốn xanh nhỏ nhất này là 10 giõy). 2. Thời gian nhỏ nhất của một chu kỳ phải là 25 giõy, nếu tớnh ra nhỏ hơn 25 giõy thì lấy 25 giõy vì những nút có lưu lượng xe đủ lớn mới bố trí đèn tín hiệu, thời gian ngắn hơn sẽ làm cho nút có điều khiển lộn xộn, không đảm bảo an toàn giao thông thậm chí gõy ùn tắc. 3. Thời gian lớn nhất của một chu kỳ không vượt quá 120 giõy, nếu lớn hơn gõy tõm lý nôn nóng, suốt ruột cho người điều khiển phương tiện và dễ khiến cho người điều khiển phương tiên vi pham luật giao thông. 4. Trong công thức xác định chu kỳ tối ưu của Westers trong trường hợp Y= lớn (do lượng xe thực tế quá lớn) thì nút đó cần phải có giải pháp khác như cải tạo mở rộng, phõn luồng lại hoặc làm khác mức. 5. Thông thường, trong một ngày có lưu lượng phương tiện qua nút không đồng đều nên khi tính chu kỳ độc lập ta tính cho giờ cao điểm trong ngày và thời gian có lượng xe chiếm 70% luồng cao điểm. Khi cũn 50% luồng xe giờ cao điểm người ta sử dụng tín hiệu vàng nhấp nháy. Tuy nhiên cần phải kiểm tra cẩn thận để đảm bảo rằng dòng giao thông vẫn an toàn và không xuất hiện rủi ro khi hệ thống đèn tín hiệu bị ngắt mạch. 6. Trong thực tế khai thác và áp dụng đèn tín hiệu vào việc điều khiển giao thông trong những năm gần đõy ta thấy lượng xe các hướng đi vào nút đều ở trạng thái bóo hoà (vào giờ cao điểm trong ngày), do vậy khi tính toán chu kỳ đèn thì ta cần xét đến tõm lý của người lái sao cho xét chiều dài của hàng chờ của các hướng cửa vào là bằng nhau. Việc tối thiểu hoá hàng chờ sẽ giúp giảm khí thải, tiếng ồn. Đồng thời giảm căng thẳng và mệt mỏi với người sử dụng đường. 2) Phương pháp Norman a. Phương pháp này nhằm vào xác định khả năng thông xe lớn nhất của từng nút độc lập. Tác giả tập hợp số liệu thực tế ở nhiều thành phố ở Mỹ bằng phương pháp hồi qui lập ra các biểu, bảng để tra cứu trong các điều kiện tương đương có ảnh hưởng. b. Điều kiện ảnh hưởng của thành phần xe chạy (ôtô bus, xe tải...) - Nút ở trong vùng nào của khu dõn cư (trung tõm thương mại, ngoại vi) - Xe đỗ, dừng xe ở gần nút. - Đường 1 chiều hay 2 chiều. - Bề rộng phần xe chạy của đường dẫn. - Các biện pháp tổ chức giao thông ở đường dẫn vào nút ( vạch sơn, hệ thống biển báo, đèn tín hiệu ...) Khi xác định được khả năng thông hành lớn nhất tác giả tỡm ra chu kỳ tối ưu cho hệ thống đèn tín hiệu điều khiển giao thông. Các biểu đồ dùng cho phương pháp Norman gồm các biểu đồ sau: 1. Ảnh hưởng của phố một chiều không có xe đỗ. 2. Ảnh hưởng của phố một chiều có xe đỗ 1 bên. 3. Ảnh hưởng của phố một chiều có xe đỗ 2 bên. 4. Ảnh hưởng của phố hai chiều không có xe đỗ 2 bên. 5. Ảnh hưởng cuả phố hai chiều có đỗ xe. 6. Ảnh hưởng của đường chớnh hai chiêu không có đỗ xe. 7. Ảnh hưởng đỗ xe nơi giao nhau: + Một chiều không đỗ xe. + Một chiều đỗ xe hai bên. + Một chiều đỗ xe một bên + Hai chiều không có chỗ đỗ. 8. Ảnh hưởng của xe bus khi điểm dừng xa nút. 9. Ảnh hưởng của xe bus có điểm dừng gần nút. 10. Ảnh hưởng của số làn. + Phố hai chiều không có nơi đỗ xe. + Phố hai chiều có nơi đỗ xe. + Phố một chiều. Như vậy phương pháp của Norman được xõy dựng từ một địa phương có dũng xe cụ thể, trên cơ sở khả năng thông xe theo từng nhánh đường dẫn vào nút có khả năng thông xe lớn nhất để xác định chu kỳ hợp lý cho từng nút nên chỉ thích hợp và áp dụng cho những nước có điều kiện tương đương, việc này không một nước nào có đặc thù không có đặc thù riêng nên không áp dụng được, có chăng là phương pháp thống kê và xõy dựng các biểu đồ, toán đồ tương đương để áp dụng cho địa phương mình, điều kiện thống kê và xử lý bằng phương pháp toán học nói trên không phải nước nào cũng có điều kiện làm được. 3) Kết luận Cũng giống như các nước khác trên thế giới ở nước ta cũng “điạ phương hoá “ phương pháp của Webster để vận dụng. Nước ta nói chung và Hà Nội nói riêng có dòng xe khác hẳn với các nước phát triển kể cả các nước trong khu vực bởi nước ta có một thành phần xe phức tạp, phần lớn xe đạp, xe máy đi chung phần đường với ôtô, làm việc điều khiển với đèn tín hiệu phức tạp hơn, nhất là trong khõu chọn một chu kỳ hợp lý cho đèn tín hiệu. Cũng có thể làm như Norman tiến hành điều tra thu thập số liệu trong nhiều năm, xõy dựng các biểu đồ, toán đồ để tỡm khả năng thông hành lớn nhất của từng tuyến đường dẫn tới nút có điều kiện đi lại và tổ chức giao thông khác nhau nhưng kết quả rất khó áp dụng vào thực tế ở Việt Nam do: - Hệ thống mạng lưới đường không ổn định, cơ sở hạ tầng không ổn định, thay đổi thương xuyên nhất là diện tích sử dụng lòng đường. - Dòng xe của Hà Nội luôn thay đổi theo từng giai đoạn ngắn chưa kể tới các xe đẩy bán hàng, người đi bộ bán hàng rong thì lượng xe đạp ngày càng giảm dần về trị số tuyệt đối và về việc sử dụng xe đạp trong tham gia giao thông. Lượng ôtô, xe máy ngày càng tăng lên (đặc biệt là xe máy). Đến một giai đoạn nào đó thì lượng xe máy sẽ dừng lại và dòng xe sẽ tiến tới một dòng xe ổn định như các nước phát triển. - Việc tổ chức giao thông nói chung như phõn luồng, tổ chức đỗ xe cũng chỉ mang tính chất lịch sử không thể thống kê làm các trị số ổn định. Vì lẽ đó cho nên ở nước ta nói chung và Hà Nội nói riêng chúng tôi chọn phương pháp của Webster để vận dụng vào việc tính toán chu kỳ đèn tín hiệu trên cơ sở nguyên lý phục vụ mà Webster đưa ra chu kỳ tối ưu nên phù hợp với yêu cầu trong điều khiển giao thông, tuy nhiên trong phạm vi nghiên cứu là thủ đô Hà Nội ta cần đưa ra các nghiên cứu vận dụng sao cho thực tế chấp nhận. Và từ thực tế đó tỡm ra các quy luật chuyển động, các nút cụ thể với các kích thước hình học hiện có, vấn đề xe đạp, đỗ xe ... 4)Trình tự tính toán chu kỳ đốn Với các nội dung trình bày ở trên, việc thiết kế tổ chức giao thông cho đèn tín hiệu được thực hiện theo các bước sau: 1- Vẽ sơ đồ và kích thước hình học của nút có biểu diễn lưu lượng đã được tính đổi ra ôtô con tiêu chuẩn. 2- Thiết kế chọn các pha chuyển động (dựa vào lưu lượng xe chạy của các luồng xe, tỷ lệ của các luồng xe rẽ để quyết định số pha điều khiển, phương pháp điều khiển). 3- Tớnh toán khoảng cách giữa các tín hiệu. 4- Tớnh dòng bóo hoà Si của dòng xe theo các vị trí của làn. 5- Xác định hệ số lưu lượng yi của các luồng xe và chọn hệ số lưu lượng lớn nhất cho mỗi pha. 6- Tính thời gian tổn thất cho từng pha và tổng thời gian tổn thất L của một chu kỳ đèn. 7- Tớnh toán thời gian một chu kỳ đèn tối thiểu, tối ưu, và chu kỳ đèn thực tế. 8- Lựa chọn trị số chu kỳ đèn (C) để tiến hành lập pha. 9- Tính toán phõn bổ thời gian đèn xanh cho các luồng xe. Trước hết là cho các luồng xe đại diện của mỗi pha, sau đó phõn bổ nốt thời gian đèn xanh cũn lại. 10- Tính dự trữ năng lực thông hành của nút giao thông theo thời gian chu kỳ đèn đã chọn. 11- Xác định thời gian chậm xe trung bình của một xe và chiều dài dòng xe xếp hàng chờ đèn xanh nhằm xác định chiều dài chờ xe trước khi vào nút. 12- Kiểm tra lại toàn bộ. Kết thúc. 4. Điều khiển giao thông phối hợp Tại sao phải điều khiển phối hợp? Hệ thống điều khiển giao thông phối hợp bằng đèn tín hiệu là một tiến bộ lớn so với điều khiển từng nút giao thông riêng biệt. Kinh nghiệm của nước ngoài cho thấy, nhờ áp dụng phương pháp điều khiển giao thông phối hợp mà tốc độ xe tăng khoảng 30%, giảm 20% số vụ tai nạn xe đâm vào nhau và rút ngắn 1/3 thời gian ùn tắc. So với điều khiển từng nút riêng biệt thì việc áp dụng điều khiển giao thông phối hợp có hàng loạt các ưu điểm sau: - Nâng tốc độ xe chạy và giảm số chỗ phải dừng xe. - Xe chạy trên đường phố nhịp nhàng, đều đặn làm tăng khả năng thông hành của nút. - Tốc độ xe chạy của phương tiện giao thông trên đường phố là tương đối đồng đều vì không cho phép xe chạy với tốc độ quá cao và buộc các lái xe đang đi với tốc độ nhỏ phải tăng tốc để kịp đến ngã tư khi có đèn xanh , nhằm tránh bị dừng xe khi có đèn đỏ. - Điều khiển phối hợp tạo khả năng giảm tai nạn giao thông, vì khi đi tới ngã tư xe gặp ngay đèn xanh để vượt qua nên không xảy ra tình hu

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • doc2106.doc