Đề án Đề xuất và tổ chức lựa chọn phương án tổ chức giao thông tại nút giao Láng Hạ - Đê La Thành

huyến đi ở Hà Nội là: Hình 2.1: Cơ cấu phư ơng tiện theo chuyến đi ở Hà Nội Đi bộ, đi xe đạp chiếm 13,1%; đi bằng xe máy 58,5% ôtô con chiếm 7,6%; đi bằng các phương tiện khác 3,2% và xe buýt chỉ chiếm 17,6%. ( H ình 2.1 ) ( Sở GTCC Hà Nội, 2007 ) Như vậy, dòng phương tiện ở Hà Nội là dòng hỗn hợp nhiều xe máy. Hà Nội đã và đang cố gắng giảm số xe máy đăng ký trong nội thành để làm giảm số phương tiện cá nhân đồng thời quy hoạch lâu dài, nâng cao chất lượng của dịch vụ của VTHKCC, khuyến khích người dân đi lại bằng VTHKCC, dự kiến đến năm 2020 số chuyến đi bằng VTHKCC đảm nhận 22%. b) Vận tải đô thị của Hà Nội. Hà Nội là đô thị lớn nên nhu cầu đi lại trong đô thị là rất lớn, ở đây ta chỉ đề cập đến VTHKCC để thấy lên mối liên hệ về cơ cấu đi lại trong đô thị với việc nghiên cứu giải pháp của đề tài. Về luồng tuyến : Tính đến đầu tháng 3 năm 2007 đã có 56 tuyến buýt nội đô trong đó có 44 tuyến đặt hàng và 12 tuyến XHH. Về phương tiện: Tổng số có 915 xe hoạt động, trong đó có 317 xe buýt lớn 80 chỗ, 441 xe buýt trung bình (45 - 60 chỗ) và 157 xe mini buýt (24 - 30 chỗ). Có năm đơn vị hoạt động VTHKCC: Tổng công ty Vận tải Hà Nội, CTy CPXK Hà Nội, CTy TNHH Bắc Hà, CTy TM Vận tải Đông Anh và CTy TNHH du lịch TM XD Bảo Yến. Về tổ chức quản lý VTHKCC: Hà Nội đã thành lập Trung tâm điều hành và quản lý GTĐT thuộc Sở giao thông công chính để quản lý VTHKCC. Hiện tại VTHKCC Hà Nội ngày càng phát triển đã đảm nhận được tương đối nhu cầu đi lại ( khoảng 18%) chất lượng dịch vụ được nâng cao và thu hút được tương đối người dân lựa chọn làm phương tiện đi lại. c) Tình hình tai nạn giao thông. ô tô Giao thông Hà Nội phụ thuộc vào xe máy Theo số liệu thống kê của phòng CSGT Thành phố Hà Nội thì tính từ năm 2000 đến nay tai nạn giao thông đường bộ của Hà Nội xảy ra ngày càng nghiêm trọng. Chiếm phần đa số vẫn là do xe máy(65%) và ôtô(23%) gây ra đặc biệt là xe máy. Tai nạn xảy ra không phải vào giờ cao điểm mà vào tầm 12h 30 đến 16h hằng ngày, vì lưu lượng xe ít nên các xe chạy với tốc độ cao, dễ vi phạm luật giao thông. 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 Hình 2.3: Tỉ lệ gây tai nạn của các loại PT Xe máy Khác Những năm gần đây tai nạn giao thông điễn ra theo chiều hướng phát triển là do : - Do ý thức chấp hành luật an toàn giao thông của người dân qua thấp - Do quy hoạch (đường mở đến đâu là nhà cửa mọc sát hai bên đến đó) - Kết cấu hạ tầng giao thông chưa đảm bảo : mặt đường hẹp, giao thông hỗn hợp (ôtô, xe buýt, xe máy, xe đạp….) - Do không có công trình cho khách bộ hành qua đường. - Do các nút giao thông chưa hợp lý : nhỏ bé, cua gấp, che khuất tầm nhìn, thiếu biển báo, đèn hiệu…. - Về công tác điều tra khám nghiệm tai nạn giao thông, tính từ ngày 1/12/2006 đến 30/11/2007, trên địa bàn thành phố đã xảy ra 852 vụ tai nạn giao thông, làm chết 497 người, bị thương 544 người. 2.2. Hiện trạng nút đồng mức Láng Hạ - Đê La Thành 2.2.1. Ví trí và đặc điểm hình học nút Láng Hạ - Đê La Thành a) Vị trí nút Láng Hạ - Đê La Thành Nút nghiên cứu Là giao cắt giữa tuyến đường Đê La Thành với đường Láng Hạ, Giảng Võ. Đây là tuyến đường huyết mạch từ phía Đông sang Phía Tây của Thành Phố. Hàng ngày luân chuyển một lượng lớn người dân ở khu vục xung quanh vào trung tâm thành phố làm việc và một lượng không nhỏ học sinh, sinh viên đi học vào các giờ cao điểm gây ra tình trạng ùn tắc giao thông dẫn đến tổn thất không nhỏ về thời gian tiên bạc của nhà nước. Qua đây cũng là bài toán về tổ chức cải tạo giao thông đối với các cấp, các nghành giao thông vận tải cần đưa ra xem xét nghiên cứu và có hướng giải quyết phù hợp. b) Đặc điểm hình học Nút giao thông Giảng Võ – Láng Hạ là nút giao thông đồng mức. Đây là một giao cắt vuông góc giữa hai tuyến đường của thành phố, trong đó tuyến đường Láng Hạ - Đê La Thành nằm trong hệ thống đường vành đai 1 của thành phố Hà Nội. Tuyến đường Giảng Võ – Láng Hạ là tuyến đường có chiều rộng 28m với 6 làn xe có dải phân cách cứng ở giữa (rộng 6 m) chia mặt cắt ngang đường ra làm hai hướng xe chạy Mặt bằng diện tích của nút tính cả các làn rẽ phải vào khoảng gần 2500m2 Trên đường dẫn vào nút có bố các vạch sơn dành cho người đi bộ và vạch phân làn xe chạy Độ rộng của vạch sơn giành cho người đi bộ là 4m Hướng đường dẫn Láng Hạ vào nút có 3 làn xe chạy, mỗi làn rộng 3,5m và bố trí đảo giọt nước có tác dụng dẫn hướng cho xe rẽ phải. Dải phân cách cứng trên đường Láng Hạ rộng 3m Trên tuyến đường Đê La Thành rộng 8m với hai làn xe chạy ngược chiều nhau, vỉa hề rộng 2,5m. Tuyến đường Đê La Thành hiện nay đã xuống cấp đồng thời lưu lượng phương tiện qua đường ngày càng tăng do đó đây là nguyên nhân chính gây ra ách tắc trên toàn bộ giao cắt của tuyến với các tuyến đường khác và tại nút Láng Hạ - Đê La Thành Hình 2.2: Mặt cắt ngang đường dẫn Giảng Võ – Láng Hạ Hình 2.3: Mặt cắt ngang đường Láng Hạ - Giảng Võ Hình 2.4: Mặt cắt đường Đê La Thành 2.2.2. Lưu lượng giao thông qua nút. Dòng giao thông ở Hà Nội nói chung cũng như ở nút Láng hạ - Đê La Thành nói riêng có những đặc điểm chung là. Dòng giao thông không có luật ưu tiên ở cả những nút có đèn tín hiệu lẫn những nút không có đèn tín hiệu, dòng giao thông là dòng hỗn hợp và xe máy chiếm phần lớn trên 87%. Giao thông đi thẳng ít được tổ chức ưu tiên, nên dễ gây xung đột với dòng rẽ trái ngược chiều, làm giảm khả năng thông hành của nút. Sự phân luồng riêng rẽ cho các loại phương tiện là hoàn toàn chưa có. Lưu lượng phương tiện qua nút Láng Hạ - Đê La Thành vào giờ cao điểm là rất lớn. Do trên 2 trục đường này phải chịu sự đi lại của người dân đi làm và một lượng lớn học sinh, sinh viên đi học. Tại nút có nhiều tuyến bus đi qua với tần suất lớn như tuyến 12; 22; 23; 26; 28; 30; 33. D1 D2 D3 Đường Láng Hạ C3 C2 C1 Đê La Thành Đê La Thành A1 A2 A3 A1: RÏ tr¸i ( WN) A2: §i th¼ng ( WE ) A3: RÏ ph¶i ( WS ) B1: RÏ tr¸i ( NE ) B2: §i th¼ng ( NS ) B3: RÏ ph¶i ( NW ) C1: RÏ tr¸i (ES) C2: §i th¼ng (EW) C3: RÏ ph¶i (EN) D1: RÏ tr¸i (SW) D2: §i th¼ng (SN) D3: RÏ ph¶i ( SE) Đường Giảng Võ B3 B2 B1 W Bảng 2.2: Lưu lượng qua nút Láng Hạ– Giảng Võ trong 1h cao điểm theo các hướng (từ 7h00-8h00) Hướng Xe đạp Xe máy Ô tô 4-16 chỗ, taxi, xe tải nhỏ Xe bus lớn, xe khách lớn Tổng 1 hướng Tổng 3 hướng A1(RT) 51 1291 49 10 1401 4445 A2(ĐT) 132 2486 56 0 2674 A3(RP) 25 333 12 0 370 B1(RT) 59 1521 121 6 1707 8110 B2(ĐT) 82 4921 638 24 5665 B3(RP) 43 652 43 0 738 C1(RT) 28 507 39 0 574 3763 C2(ĐT) 156 1556 35 9 1756 C3(RP) 86 1231 112 4 1433 D1(RT) 18 217 224 0 459 3027 D2(ĐT) 419 686 758 17 1880 D3(RP) 32 630 26 0 688 D B 943 391 676 69 183 2236 279 207 1880 510 168 457 432 2795 1369 2381 A C Bảng 2.3: Lưu lượng qua nút Láng Hạ – Giảng Võ trong 1h cao điểm theo các hướng từ 17h00-18h00) Hướng Xe đạp Xe máy Ô tô 4-16 chỗ, taxi, xe tải nhỏ Xe bus lớn, xe khách lớn Tổng 1 hướng Tổng 3 hướng A1(RT) 74 1268 91 5 1438 3525 A2(ĐT) 198 1555 33 1 1787 A3(RP) 14 270 16 0 300 B1(RT) 62 1100 51 4 1217 8018 B2(ĐT) 216 4925 653 13 5807 B3(RP) 81 873 40 0 994 C1(RT) 40 556 47 0 643 4483 C2(ĐT) 160 2107 28 7 2302 C3(RP) 153 1334 45 6 1538 D1(RT) 16 219 11 0 246 6296 D2(ĐT) 239 4345 512 15 5111 D3(RP) 57 816 66 0 939 D B 908 420 444 83 272 1632 66 264 1903 335 406 578 188 2458 1051 2174 A C Năng lực thông hành hiện tại của nút Tuyến Giảng Võ – Láng Hạ : Ta xác định lưu lượng bão hoà cho từng làn xe của đường dẫn vào nút Làn xe sát lề S= = Làn xe ở giữa : S= Làn xe rẽ trái S= Lưu lượng bão hoà của đường dẫn: SB = 1781 + 2255*2 + 1852 = 8143 (xctc/h) Năng lực thông hành của đường dẫn là: CB = (xctc/h) Tuyến đường Láng Hạ : Làn xe sát lề : S= = (xctc/h) Làn xe ở làn giữa S = (xctc/h) Làn xe rẽ trái S = (xctc/h) Năng lực thông hành của đường dẫn vào nút CD = (xctc/h) Tuyến Đê La Thành : Tuyến này chỉ có một làn xe cho tất cả dòng phương tiện do đó lưu lượng bão hoà của đường dẫn là : SA,C = (xctc/h) Năng lực thông hành của đường dẫn là : CA,C = (xctc/h) Nhận xét : Căn cứ vào kết quả tính toán năng lực thông xe lý thuyết và lưu lượng thông qua thực tế cho ta thấy: Vào giờ cao điểm nút giao thông này đã không đáp ứng được nhu cầu thông qua, không đảm bảo cho lưu thông suốt. Qua quan sát thực tế cho thấy đường dẫn Láng Hạ và Giảng Võ tuy có những lúc tập trung mật độ phương tiện lớn song về cơ bản vẫn đảm bảo khả năng thông xe vào giờ cao điểm. Còn đường dẫn Đê La Thành lưu lượng phương tiện lưu thông trên tuyến không lớn nhưng do mặt cắt ngang đường nhỏ nên không đảm bảo được khả năng thông xe. Đặc biệt là vào các giờ cao điểm do chu kỳ đèn và sự phân bổ giữa các pha chưa hợp lý, các dòng xung đột tại nút còn nhiều và ý thức người tham gia giao thông chưa cao nên thường xuyên gây ách tắc, lộn xộn và luôn luôn cần sự túc trực, điều khiển cưỡng bức của cảnh sát giao thông vào các giờ cao điểm. 2.2.3. Hiện trạng tổ chức giao thông tại nút Láng Hạ - Đê La Thành. a) Hiện trạng chung về tổ chức giao thông Hà Nội Tình trạng tổ chức giao thông của Hà Nội có thể nói là không rõ ràng và không thực tiễn. Giao thông Hà Nội lúc nào cũng trong tình trạng dễ xẩy ra ùn tắc và trên các trục đường chính luôn luôn lưu lượng rất lớn. Cứ từ khoảng 10 giờ sáng trở đi, đường phố chật kín người và xe. Ùn tắc xảy ra trên diện rộng, từ những nút giao thông trọng điểm như nút Bưởi, nút Yên Phụ - Hàng Đậu, Ngã Tư Sở, Ngã Tư Vọng, Cửa Nam Phạm Văn Đồng - Hoàng Quốc Việt, Kim Liên, Khâm Thiên - Lê Duẩn... đến các trục giao thông chính như Kim Mã, Nguyễn Thái Học, Trường Chinh, Nguyễn Văn Cừ, Đại Cồ Việt, Khâm Thiên, Phạm Ngọc Thạch, Tây Sơn, Hoàng Hoa Thám... Khu vực phố cổ, khu phố có kiến trúc kiểu Pháp trước đây rất hiếm khi xảy ra ùn tắc, thì mấy ngày nay đi lại rất khó khăn. Trên phố Hai Bà Trưng, người và xe ùn ứ dài hàng trăm mét, từ ngã tư Hai Bà Trưng - Thợ Nhuộm đến tận ngã tư Hai Bà Trưng - Phan Bội Châu, các phương tiện nhích từng tí một trong không gian chật hẹp và âm thanh ồn ào cộng với mùi khói xe từ hàng nghìn phương tiện sả ra, gây cảm giác căng thẳng, ức chế thần kinh với bất cứ người nào. Tại các nút giao thông Phan Đình Phùng - Hàng Cót, Hàng Đậu - Hàng Giấy, khu vực các cửa khẩu Tân Ấp - Yên Phụ, Long Biên - Yên Phụ mặc dù hệ thống đèn tín hiệu giao thông mới được đưa vào hoạt động trong dịp trước Tết, nhưng vào các giờ cao điểm, lượng xe lớn, dòng xe này chưa đi qua trung tâm nút thì dòng xe khác đã ùa sang, gây xung đột giữa các làn xe, dẫn đến ùn tắc. Tại nhiều điểm đỗ xe buýt, như trên tuyến Nguyễn Văn Cừ, Giải Phóng, Phạm Văn Đồng... không có vạch sơn cho người đi bộ, hoặc bố trí quá xa. Mỗi khi xe buýt đỗ, từng đoàn người ào ào băng qua đường, vừa mất an toàn lại gây cản trở giao thông, thậm chí người đi bộ thường trèo qua cả hàng rào phân làn đường Hình 2.5a. Ùn tắc tại Đê La Thành Hình. 2.5b Ùn Tắc tại đường Láng Hạ Ùn tắc giao thông ở Hà Nội: Nguyên nhân trước hết, đó là do các phương tiện giao thông tăng đột biến, vì nhu cầu đi lại của người dân trong việc đi mua sắp, đi chơi, đi học của sinh viên học sinh và thăm hỏi..v.v..ngày càng tăng lên. Nguyên nhân khác mang tính bản chất là do mâu thuẫn giữa số lượng phương tiện giao thông tăng nhanh, không kiểm soát được với hạ tầng giao thông đô thị lạc hậu. b) Hiện trạng tổ chức giao thông tại nút. Nằm trong phạm vi tổ chức giao thông của Hà Nội nên tình trạng TCGT tại nút cũng mang những đặc điểm chung nêu trên. Tại nút giao Láng Hạ - Đê La Thành được TCGT đèn tín hiệu hai pha kết hợp với đảo dẫn hướng cho phương tiện rẽ phải tại hướng Đê La Thành – Láng Hạ và Giảng Võ – Láng Hạ. Vì vậy tại nút này thường xuyên xảy ra tình trạng ùn tắc giao thông vào giờ cao điểm và điều khiển đèn tín hiệu hai pha ở nút này không có hiệu lực, vì lưu lượng giao thông qua nút lớn mà khả năng thông hành của nút lại kém, hơn nữa khi tổ chức hai pha số điếm giao cắt còn nhiều, kích thước hình học của nút lại không tương xứng với lưu lượng giao thông nên phương tiện luôn chen lấn tìm lối thoát khỏi nút một cách nhanh nhất, dẫn tới quá nhiều xung đột và chuyển động sai tại nút. Vào những giờ thông thường tại nút được điều khiển với chu kỳ hai pha với thời gian chu kỳ là 80 giây. Còn tại những giờ cao điểm giao thông tại nút được điều khiển với chu kỳ 2 pha bắt đầu chậm (thực hiện bật đèn xanh trước đối với hướng xe có lưu lượng lớn hơn là hướng Láng Hạ - Giảng Võ). Thời gian chu kỳ là 93 giây. Hướng Thời gian TX TV TĐ Đê La Thành 31 3 59 Giảng Võ - Láng Hạ 51 3 39 Láng Hạ - Giảng Võ 37 3 54 Tuy nhiên lưu lượng vào giờ cao điểm rất đông do chu kỳ đèn chưa hợp lý và ý thức tham gia của người dân chưa cao bởi vậy luôn luôn phải cần đến lực lượng cảnh sát giao thông điều khiển cưỡng bức. Đó chính là nguyên nhân chính dẫn tới tình trạng ùn tắc giao thông tại nút nói riêng và trên dọc tuyến đường nói chung. Đ X X Đ Đ X Đ Đ X X Đ Giai đoạn 1 Giai đoạn 2 Pha 2 Pha 1 Giảng Võ Giảng Võ Giảng Võ Láng Hạ Láng Hạ Láng Hạ Đê La Thành Pha I Hình 2.6: Sơ hoạ các pha đèn nút Láng Hạ - Đê La Thành 2.3. Đánh giá hiện trạng giao thông tại nút Láng Hạ - Đê La Thành 2.3.1. Đánh giá cơ sở hạ tầng phục vụ giao thông của nút Láng Hạ - Đê La Thành Ưu điểm: Nhìn chung cơ sở hạ tầng tại nút tương đối tốt đáp ứng được nhu cầu phục vụ giao thông Tại nút có trang bị hệ thống đèn tín hiệu đếm ngược để người tham gia giao thông chủ động trong việc điều khiển phương tiện. Nhược điểm: Tuy nhiên vẫn tồn tại mặt hạn chế Vỉa hè bị lấn chiếm sử dụng vào mục đích kinh tế (bán hàng, dịch vụ…) Dọc tuyến đường Đê La Thành từ đoạn (Cầu giấy đến Ô chợ Dừa) chiều rộng mặt đường tương đối hẹp, chất lượng mặt đường đang xuống cấp trầm trọng, vỉa hè bị lấn chiếm. Hệ thống đường dây điện, cáp quang, lắp đặt chằng chịt không đúng quy định gây nguy hiểm cho người và phương tiện qua nút. Cây xanh ở hai bên đường không được phát quang gây cản trở tầm nhìn cho người tham gia giao thông, vạch sơn kẻ dành cho ngưòi đi bộ mờ, chưa được sơn lại. 2.3.2. Đánh giá tình hình tổ chức giao thông a) Ưu điểm : Mức độ phức tạp của nút Nút giao Láng Hạ - Đê La Thành được điều khiển bằng đèn tín hiệu hai pha nên: Số điểm tách : 8 điểm Số điểm nhập: 4 điểm Số điểm cắt: 4 điểm Mức độ phức tạp của nút là: M = 8 + 3*4 + 5*4 = 40 Như vậy, Ngã tư Láng Hạ - Đê La Thành có mức độ phức tạp vừa phải. Có bố trí đèn tín hiệu dành cho người đi bộ. b) Nhược điểm : Hiện tại nút sử dụng TCGT bằng đèn tín hiệu hai pha thì có quá nhiều giao cắt nguy hiểm và có quá nhiều giao cắt nguy hiểm và tồn tại rất nhiều chuyển động sai và xung đột giao thông Vào những giờ cao điểm vẫn thường xuyên xảy ra hiện tượng ùn tắc, và luôn luôn cần tới lực lượng CSGT điều khiển cưỡng bức, hệ thống đèn tín hiệu không còn tác dụng. Chương 3 : Đề xuất và tổ chức lựa chọn phương án tổ chức giao thông tại nút giao Láng Hạ - Đê La Thành 3.1. Dự báo lưu lượng giao thông qua nút 3.1.1. Phương pháp dự báo lưu lượng giao thông a) Lựa chọn phương pháp dự báo Theo Nguyễn Xuân Trục, năm 2005 thì dòng GTĐT bao gồm: - Giao thông quá cảnh: Là các xe chạy qua thành phố, không có nhu cầu công việc ở lại thành phố, điểm xuất phát và kết thúc của chuyến đi nằm ngoài thành phố. - Giao thông cục bộ: Có điểm xuất phát hoặc điểm kết thúc của chuyến đi nằm trong khu vực thành phố. - Giao thông nội bộ thành phố, và nội bộ khu phố. Việc thiết kế đường đô thị hay thiết kế pha đèn tín hiệu cho nút giao đồng mức là dựa vào lưu lượng xe chạy của năm tương lai. Để dự báo (tính toán) được lưu lượng xe chạy của năm tương lai ta có một số phương pháp: Phương pháp 1: Điều tra số liệu về sự phát triển hệ thống giao thông của khu vực và các vùng thu hút, các nhân tố khác như phát triển công nghiệp du lịch dịch vụ, kinh tế văn hoá, nhu cầu ăn mặc .v.v…Qua đó lập hàm dự báo lưu lượng phương tiện của năm tương lai phụ thuộc các nhân tố trên. Phương pháp 2: Có thể dụng mô hình ngoại suy theo thời gian ra lưu lượng xe của năm tương lai. Mô hình ngoại suy có hai loại: [Đỗ Bá Chương, 2004] - Mô hình tuyến tính Nt = N0* ( 1 + q ) ( 3.1 ) - Mô hình theo hàm mũ Nt = N0* ( 1 + q )t – 1 ( 3.2 ) Trong đó: Nt: Cường độ xe chạy TB ngày đêm, hoặc giờ cao điểm năm tương lai thứ t. N0: Cường độ xe chạy TB ngày đêm, hoặc giờ cao điểm của năm xuất phát. t: : Thời gian dự báo của năm tương lai thứ t. q : Hệ số công bội (hệ số kinh nghiệm); hệ số này phụ thuộc vào các nhân tố về sự phát triển kinh tế xã hội, đặc biệt là tốc độ tăng trưởng GDP hàng năm. Trong đề tài này ta lựa chọn phương pháp 2 để dự báo lưu lượng phương tiện quy đổi ra xe con cho 5 năm tương lai của từng loại phương tiện. Vì đây là phương pháp dễ tính toán và phù hợp với điều kiện thực hiện đề tài. Hơn nữa, phương tiện qua nút Láng Hạ – Đê La Thành là hỗn hợp các loại giao thông cục bộ và giao thông nội đô. Dòng phương tiện qua nút chiếm đại đa số là xe máy với tỉ lệ chiếm tới 87%. Mặt khác, theo kết quả thống kê ta thấy rằng hàng năm ở Hà Nội tốc độ tăng trưởng của xe máy là rất cao. Năm 2006, thành phố có thêm 58 nghìn xe máy đăng ký mới, nâng tổng số phương tiện trên địa bàn lên tới 1,7 triệu xe máy, 175 nghìn ôtô. Đó là chưa kể số phương tiện của khoảng 200 nghìn người từ các địa phương khác hiện đang sinh sống, học tập trên địa bàn thủ đô. Mức tăng số phương tiện của Hà Nội tính từ năm 2000 trở lại đây trung bình khoảng 15 - 17% năm.(Phòng CSGT Hà Nội) Như vậy, tốc độ tăng tưởng của phương tiện ở Hà Nội là rất cao, cao hơn cả tốc độ tăng trưởng GDP của Thủ đô. Do vậy, theo kinh nghiệm của các chuyên gia, ta có thể sử dụng mô hình hàm mũ (công thức 3.2) để dự báo lưu lượng qua nút cho năm tương lai, với hệ số công bội theo kinh nghiệm áp dụng cho Hà Nội q = 10% = 0,1 thời gian dự báo t = 5 năm. Khi đó ta có hàm dự báo là: Nt = N0* ( 1 + 0,1)5 - 1 = 1,46*N0 ( 3.3 ) b) Hệ số quy đổi phương tiện ra xe con. Theo tiêu chuẩn thiết kế đường ôtô 22 TCN 4054 - 1998 và TCVN 4054 - 05 ( Dự thảo) thì đối với đường đồng bằng và đường đô thị Việt Nam hệ số quy đổi phương tiện như bảng 3.1 Bảng 3.1: Hệ số quy đổi ra xe con ( ) Loại xe Xe đạp Xe máy xe con Xe tải 2 trục dưới 2T Buýt nhỏ Xe tải lớn Buýt lớn Hệ số 0,2 0,3 1 1 2 2,5 2,5 (Nguồn: Đường ôtô tiêu chuẩn thiết kế TCVN 4054 - 05) Từ số liệu quan sát lưu lượng các loại phương tiện qua nút, tính toán lưu lượng các loại phương tiện của năm tương lai theo công thức (3.3), sau đó quy đổi ra xe con bằng cách nhân với hệ số quy đổi. Cộng tổng để ra tổng lưu lượng xe con quy đổi (xcqđ) các loại theo công thức: N = ( 3.4 ) Trong đó: N: Tổng lưu lượng xcqđ của năm tương lai. Ni: Lưu lượng xe loại i của năm tương lai. : Hệ số quy đổi của xe loại i. Tuy nhiên dòng phương tiện ở Hà Nội là dòng phương tiện hỗn hợp nhiều xe máy. Qua các quan trắc cho thấy một xe con khi chuyển động chiếm dụng một diện tích động khoảng 12,5m2 còn một xe máy ở Hà Nội khi chuyển động chiếm dụng một diện tích động khoảng gần 3m2 như vậy quy đổi ra xe con thì 1 xe máy theo nghiên cứu này bằng 0,24, suy ra hệ số quy đổi ra xe con của xe máy là . Từ đó ta có thể thấy nếu áp dụng hệ số quy đổi theo tiêu chuẩn như trên thì sẽ không hợp lý. Các nghiên cứu thực tế về dòng giao thông ở Hà Nội đã rút ra hệ số quy đổi phương tiện như sau: Bảng 3.2: Hệ số quy đổi ra xe con ( ) Loại xe Xe đạp Xe máy xe con Xe tải 2 trục dưới 2T Buýt nhỏ Xe tải lớn Buýt lớn Hệ số 0,18 0,24 1 1 1,5 2,26 2,26 3.1.2. Dự báo lưu lượng giao thông qua nút Láng Hạ - Đê La Thành Dựa vào công thức (3.3) vào bảng hệ số quy đổi ra xe con (3.2) ở trên ta tính được lưu lượng giao thông qua nút trong năm tương lai thứ 5 Bảng 3.3. Lưu lượng theo xe con quy đổi qua nút trong 1h cao điểm năm thứ 5 () Thời gian ( Giờ ) Hướng A1 ( Rẽ trái ) Hướng A2 ( Đi thẳng ) Hướng A3 ( Rẽ phải ) 7:00 8:00 572 988 141 17:00 18:00 613 647 121 Thời gian ( Giờ ) Hướng B1 ( Rẽ trái ) Hướng B2 ( Đi thẳng ) Hướng B3 ( Rẽ phải ) 7:00 8:00 746 2756 296 17:00 18:00 489 2760 385 Thời gian ( Giờ ) Hướng C1 ( Rẽ trái ) Hướng C2 ( Đi thẳng ) Hướng C3 ( Rẽ phải ) 7:00 8:00 242 667 632 17:00 18:00 274 844 594 Thời gian ( Giờ ) Hướng D1 ( Rẽ trái ) Hướng D2 ( Đi thẳng ) Hướng D3 ( Rẽ phải ) 7:00 8:00 408 3270 267 17:00 18:00 274 844 594 Bảng 3.3a: Lưu lượng theo xcqđ (PCU/h) năm thứ 5 (Từ 7h00-8h00) ( với hệ số xe máy K = 0,24)Giảng Võ Đê La Thành B Giảng Võ 408 3270 267 746 2756 298 572 988 141 D A C Đê La Thành 242 667 632 Láng Hạ Bảng 3.3b: Lưu lượng theo xcqđ (PCU/h) năm thứ 5 (Từ 17h00-18h00) ( với hệ số xe máy K = 0,24) Giảng Võ C B 274 844 594 489 2760 385 Đê La Thành 613 647 121 97 2383 397 D Láng Hạ 3.2. Đề xuất các phương án tổ chức giao thông tại nút Trong quá trình phân tích hiện trạng giao thông trên đường Láng Hạ - Giảng Võ ta thấy cách bố trí giao thông như hiện nay không triệt tiêu được các giao cắt nguy hiểm giữa các phương tiện rẽ trái và đi thẳng trên đường Giảng Võ - Láng Hạ. Mặt khác lưu lượng phương tiện trên đường Láng hạ - Giảng Võ >200(PCU/h). Vì vậy phương án tổ chức giao thông đề ra sẽ là thiết kế hệ thống điều khiển đèn tín hiệu 3 pha thứ tự pha được trình bày trong các hình dưới đây H ình 3.1. Thứ tự phân pha đèn tín hiệu tại nút Tính toán chu kỳ đèn: - Thời gian chuyển trạng thái: Thời gian chuyển trạng thái bao gồm thời gian đèn vàng và thời gian vàng đỏ. + Tính thời gian đèn vàng: Áp dụng công thức(1.15): Trong đó:S(t*) – là khoảng cách từ phương tiện đến vạch dừng đỗ tại thời điểm t* (m) SH – là quãng đường dừng xe (m) V – là vận tốc phương tiện (km/h) TRe – là thời gian phản ứng (giây) (Lấy bằng 1s). ϕ - là hệ số bám (ma sát) i – là độ dốc dọc của đường Điều kiện để một quyết định chạy vượt nút là đúng đắn tại thời điểm t = t* là: S (t*) ≤ SF = v⋅ tV (1.16) Trong đó v là vận tốc phương tiện tính bằng (m/s) v =V/3,6 Áp dụng với nút Láng Hạ - Đê La Thành ta có:Vận tốc phương tiện chạy qua nút là V=40km/h. Hệ số bám ta dựa vào bảng 3.1 sau: Bảng 3.4 : Hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường. Tình trạng mặt đường Điều kiện chạy xe Hệ số Khô sạch Rất thuận lợi 0,7 Khô sạch Bình thường 0,5 -0,6 Ẩm và bẩn Không thuận lợi 0,2 - 0,3 Nhìn vào bảng ta chọn =0,55. Độ dốc i chọn bằng 0 Thay vào công thức 1.15 trên ta được: SH=27 (m). Vậy ta chọn S(t*)=27(m). Thay S(t*)=27(m). vào công thức 1.16 ta được tv=2,73s ta chọn tv=3s + Tính toán thời gian Vàng – Đỏ: Để nhắc nhở cho người tham gia về sự biến đổi đèn tín hiệu đèn từ đỏ sang xanh người ta sử dụng tín hiệu vàng – đỏ Dựa vào kết quả nghiên cứu của ANDROSCH (1974) có thể khuyến cáo giá trị thời gian vàng đỏ cho dòng xe là tVĐ = 1,0 s. Giá trị này là một sự thỏa hiệp giữa việc đảm bảo giảm thời gian xuất phát và sự an toàn đối với những trường hợp xuất phát sớm.(Bài giảng: Tổ chức giao thông đô thị - Vũ Anh Tuấn). - Tính thời gian mất trong mỗi pha Áp dụng công thức Trong đó: tLi: Thời gian mất cho pha i (s). l1i: Thời gian mất do khởi động của pha i(s), Ở cả ba pha ta đều lấy l1=2s. l2i: Thời gian mất do dọn sạch nút (s) Trong đó: tz, tV, tr , te: Lần lượt là thời gian chuyển pha, thời gian đèn vàng, thời gian thoát nút, và thời gian nhập nút. Sẽ được trình bày như sau. + Tính toán thời gian chuyển pha Áp dụng công thức tz = tU + tr - te (1.19) Trong đó: tU Thời gian vượt nút (tu=tv) te Thời gian nhập nút tr Thời gian làm sạch nút Áp dụng cho nút giao Láng Hạ – Giảng Võ ta có Thời gian chuyển từ pha 1 sang pha 3: Hình 3.2. Thời gian chuyển pha 1 sang 3 Quãng đường làm sạch nút S0=18,3m; LFz=4m; vậy Sr=22,3m Quãng đường nhập nút: Se=24,2m Vận tốc thoát nút Vr=7m/s (Khuyến cáo của Rilsa 1992). Vận tốc nhập nút là Ve= 11,11m, tu=tv=3s. Như vậy ta có tz=(3+22,3/7-24,2/11,11)=4,01s. Ta lấy tz=4s Thay tz=4s vào công thức 1.18 ta được thời gian mất để dọn sạch nút của pha 2 là l22= 1(s) Như vậy tổng thời gian mất của pha 2 là: tL2=1+2 = 3s Thời gian chuyển từ pha 2 sang pha 3: Để tính thời gian chuyển pha từ pha 1 sang pha 2 ta phải dựa vào vùng xung đột giữa các dòng xe trong pha 1 và pha 2. Hình 3.3. Thời gian chuyển pha 2 sang 3 Ta có: Quãng đường làm sạch nút S0=23,1m; LFz=4m; vậy Sr=27,1m Quãng đường nhập nút: Se=18,2m Vận tốc thoát nút Vr=7m/s (Khuyến cáo của Rilsa 1992). Vận tốc nhập nút là Ve= 11,11m, tu=tv=3s. Như vậy ta có: tz=3+27,1/7 – 18,2/11.11=5,23s lấy tz= 5s Thay tz=6s vào công thức ta được thời gian mất để dọn sạch nút của pha 1 là l21= 5 – 3= 2(s) Như vậy tổng thời gian mất của pha 1 là: tL1= 2+2 =4s Thời gian chuyển từ pha 2 sang pha 1: Hình 3.4. Thời gian chuyển pha 2 sang 1 Nhìn vào hình trên ta có Quãng đường làm sạch nút S0=26,3m; LFz=4m; vậy Sr=30,3m Quãng đường nhập nút: Se=21,9m Vận tốc thoát nút Vr=7m/s (Khuyến cáo của Rilsa 1992). Vận tốc nhập nút là Ve= 11,11m, tu=tv=3s. Như vậy ta có tz=(3+30,3/7-21,9/11,11)=5,36s. Ta lấy tz=6s Thay tz=6s vào công thức 1.18 ta được thời gian mất để dọn sạch nút của pha 2 là l22= 3(s) Như vậy tổng thời gian mất của pha 2 là: tL2=3+2 = 5s - Tính toán chu kỳ đèn điều khiển Tính thời gian mất cho mỗi chu kỳ : Ta tính được thời gian mất trong mỗi pha đèn như trên, từ đó tính được thời gian mất cho mỗi chu kỳ là: Ở đây là là số pha đèn với nút Giảng Võ Láng Hạ thì N = 3 Vậy thời gian tổn thất trong một chu kỳ đèn ở nút giao là L = 4+5+3 =12s - Tính giãn cách chạy xe Giãn cách thời gian bão hoà h = ( s ) (3.1) Với Lo là khoảng cách động của hai xe chạy liên tiếp trên một làn ( m ); v là vận tốc dòng xe khi bão hoà ( m/s ). Xét hai xe chuyển động cùng trên một làn qua nút. Để đảm bảo an toàn cho hai xe khi chuyển động thì chúng phải cách nhau một đoạn bằng Lo như hình 3.6 Khoảng cách này bao gồm đoạn nhận thức phản ứng của lái xe 2, quãng đường hãm xe của cả hai xe và khoảng cách dự trữ an toàn cho cả hai xe. Hình 3.5: Sơ hoạ tính khoảng cách động Xe 2 Xe 1 Lo v*tpư lh2 - lh1 lo lx Như vậy, khoảng cách Lo được xác định theo công thức sau: Lo = v*tpư + ( lh2 – lh1 ) + lx + lo ( 3.4 ) Trong đó: v : Tốc độ dòng xe ( m/s ). tpư : Thời gian phản ứng của lái xe, lấy 1s. lo : Khoảng cách an toàn, theo tiêu chuẩn kỹ thuật lấy từ 0,5 – 1m. lx : Chiều dài của một xe con, thường lấy từ 3 – 5m. lh1 : Chiều dài hãm xe đi trước. Nếu trên đường bằng phẳng và bỏ qua lực cản không khí thì xác định bằng: lh1 = ( m ) ( 3.5 ) lh2 : Chiều dài hãm xe đi sau, do không phải hãm khẩn cấp nên thường sử dụng một phanh sau. Và xác định theo công thức: lh2 = ( m ) ( 3.6 ) Từ đó ta có hiệu số sau: ( m ) ( 3.7) Trong đó: g : Gia tốc trọng trường, lấy g = 9,81m/s2. : Hệ số lực bám xe với mặt đường. = 0,55 f : Hệ số lực cản lăn, lấy từ 0,01 - 0,06. Phụ thuộc vào chất lượng mặt đường. : Là tỉ số giữa trọng lượng trục xe với trọng lượng xe, theo TCVN 4054 – 98 thường lấy bằng 0,75. Nếu vận tốc tại nút Láng Hạ - Giảng Võ lấy bằng v = 40km/h 11,11 m/s; lx = 4m; lo = 0,5m; chọn hệ số bám = 0,55 (xét cho trường hợp đường khô sạch và điều kiện chạy xe bình thường); f = 0,02 thì ta tính được Lo = 15,79m và h=1,42s; A) Tổ chức giao thông bằng đèn tín hiệu. a) Trình tự thiết kế tổ chức giao thông bằng đèn tín hiệu. Bao gồm các bước sau đây: Bước 1: Xác định lưu lượng xe chạy (hiện tại và tính toán cho tương lai) của các đường dẫn vào nút. Bước 2: Theo điều kiện địa hình thực tế bố trí mặt bằng điều khiển giao thông. Trên cơ sở nghiên cứu mặt bằng có thể có những ý kiến sửa chữa đơn giản để thỏa mãn mọi vấn đề và vị trí đặt các cột đèn, vị trí và kích thước của làn xe ra vào nút. Bước 3: Dựa vào lưu lượng xe chạy của các luồng, tỷ lệ của các luồng xe rẽ để quyết định số pha điều khiển trong 1 chu kỳ đèn và phương pháp điều khiển chu kỳ đèn cố định (cứng) hay chu kỳ thay đổi (mềm) theo ngày hoặc theo vị trí của nút giao thông. Các phương án cắt sớm hay mở muộn đối với chu kỳ đèn hai pha cũng được nghiên cứu ở bước này. Bước 4: Tính lưu lượng xe bão hòa Si của dòng xe theo vị trí của các làn. Bước 5: Xác định hệ số lưu lượng yi của các luồng xe và chọn hệ số lưu lượng lớn nhất cho mỗi pha (yimax với i – số thứ tự của pha, i = I, II, III). Tiếp theo tính tổng của các hệ số lưu lượng lớn nhất của các luồng xe đại diện của các pha (Y =, với n – số pha điều khiển trong 1 chu kỳ đèn). Bước 6: Tính thời gian tổn thất cho từng pha (lj) và tổng thời gian tổn thất L của 1 chu kỳ đèn (L=). Bước 7: Tính toán thời gian cho 1 chu kỳ đèn tối thiểu (Cmin), tối ưu (Co) và chu kỳ đèn thực tế (Cttế). Bước 8: Lựa chọn trị số chu kỳ đèn (C) để lập pha. Bước 9: Tính toán phân bổ thời gian đèn xanh cho các luồng xe, trước hết là cho các luồng xe đại diện của mỗi pha.Sau đó phân bổ thời gian đèn xanh cho các luồng còn lại. Bước 10: Tính dự trữ năng lực thông hành của nút giao thông theo thời gian chu kỳ đèn đã chọn (và dự trữ khả năng thông hành tối đa ứng với thời gian chu kỳ đèn bằng 120s). Bước 11: Xác định thời gian chậm xe trung bình của 1 xe và chiều dài dòng xe (số xe) xếp hàng chờ đèn xanh nhằm xác định chiều dài chờ xe trước khi vào nút. Bước 12: Kiểm tra lại các chỉ tiêu năng lực thông hành và thời gian chờ trung bình từ đó lựa chọn phương án tốt nhất. 3.2.1. Phương án 1: Giữ nguyên hiện trạng và tổ chức chu kỳ đèn 3 pha Tính toán và phân chia thời gian các pha tín hiệu cho cao điểm sáng (7h00 – 8h00) Hình 3.6: Lưu lượng qua nút vào cao điểm sáng (pcu/h) 510 1880 207 ( A) 391 427 69 ( C ) Đê La Thành ( D ) ( B ) 432 457 168 183 1680 279 Giảng Võ Bảng 3.5: Lưu lượng tính toán thời gian các pha đèn của cao điểm sáng Pha Hướng đi Số làn Xe chạy Lưu lượng xe tính toán Mi ( xcqd/h.làn ) LLBH Si ( xcqđ/ h.làn ) Tỉ số yi = Mi / Si 1 Từ B sang D 3 627 2255 0,27 2 Từ B sang C 1 510 1935 0,26 3 Từ A đi sang C và rẽ phải 1 427 1710 0,22 Tổng tỉ số lưu lượng đại diện trên LLBH ( hệ số phục vụ ) là : Y = = 0,78 Sử dụng công thức Webster ta có thời gian chu kỳ đèn tối ưu: Top = = = 105 ( s ) Chọn chu kỳ đền thiết kế Tp = 105( s ) Gọi Tx1; Tx2; Tx3 lần lượt là các thời gian xanh có hiệu tương ứng của 3 pha đèn. Tổng thời gian đèn xanh của 3 pha đèn là: = Tp - Tcp = 105 – 12 = 93 ( s ) Thời gian xanh của các pha được phân bổ theo tỉ lệ sau: Tx1 : Tx2 : Tx3 = M1 : M2 : M3 Giải hệ phương trình sau ta có: Tx1 + Tx2 + Tx3 = 93 Tx1 : Tx2 : Tx3 = 627 : 510 : 427 Ta được kết quả: Tx1 = 37s ; Tx2 = 31s ; Tx3 = 25s Thời gian đèn vàng Tv = 3s Thời gian đèn đỏ của các pha đèn Tđ1 = Tp – Tx1 – Tv = 65s Tđ2 = Tp – Tx2 – Tv = 71s Tđ3 = Tp – Tx3 – Tv = 77s Vẽ biểu đồ phân pha cao điểm sáng Khả năng thông qua của nút. Khả năng thông qua lớn nhất mà nút có thể đạt được ở một làn là: Co = = = 1997 ( xcqđ / h.làn ) Ta có các tỉ số sau: = = 37/ 105 = 0,35; = = 31/105 = 0,29 ; = = 25/105 = 0,23 Xét pha 1 Khả năng thông qua của pha 1 (gồm 4 làn xe hoạt động). Áp dụng công thức (3.16) C1 = 4* *S = 4* 0,35*2255 = 3157 (xcqđ/h) Thời gian chờ trung bình của một phương tiện; áp dụng công thức (3.15) Ttb1 = 0,9* = 29s Xét pha 2 Khả năng thông qua của pha 2 (gồm 2 làn xe hoạt động) C2 = 2*0,295*1935 = 1142 (xcqđ/h) Thời gian chờ trung bình của một phương tiện; áp dụng công thức (3.15) Ttb2 = 0,9* = 52s Xét pha 3 Khả năng thông qua của pha 3 luồng đi thẳng và rẽ phải (gồm 2 làn xe hoạt động) Cđt3 = 2* 0,238*1710 = 814 (xcqđ / h) Thời gian chờ trung bình của một phương tiện ở pha 3; áp dụng công thức ( 3.15 ) Ttb3 = 0,9* = 62s Từ các kết quả trên ta có: Tổng khả năng thông qua của nút C = C1 + C2 + Ctr3 + Cđt3 = 3157+ 1142 + 814 = 5103 (xcqđ/h) Thời gian chờ trung bình của một phương tiện khi qua nút: Ttb = =45s Tính toán khả năng của người đi bộ. Vấn đề đi bộ qua nút giao thông, nhất là các nút giao thông lớn rất nguy hiểm nếu như thời gian đi bộ đã hết mà người đi bộ chưa sang hết được bên kia đường sẽ gây nguy hiểm mất an toàn cho người đi bộ. Chính vì vậy tính toán khả năng đi bộ là hết sức cần thiết. Vận tốc thoát nút của người đi bộ thông thường là 1.2 – 1.5 (m/s) Chiều dài phương tiện là lX= 0: Thời gian thoát nút và vượt nút của người đi bộ là: Với nút mặt cắt Láng Hạ - Giảng Võ ta lấy S0 = 25m; vận tốc của người đi bộ là vr = 1.5m/s tu +tr = 25/1.5 + 5 =22s Mặt cắt Đê La Thành ta lấy So = 12m, vận tốc của người đi bộ là vr = 1.5m/s tu +tr = 12/1.5 + 5 =13s So sánh với thời gian xanh của các pha đèn thiết kế ta thấy đáp ứng yêu cầu cho người đi bộ qua nút một cách an toàn. Tính toán và phân chia thời gian các pha tín hiệu cho cao điểm chiều (17h00 – 18h00) 335 1903 264 ( A) 420 440 83 ( C ) Đê La Thành ( D ) ( B ) 406 578 188 272 1632 66 Giảng Võ Láng Hạ Hình 3.7: Lưu lượng qua nút vào cao điểm chiều (pcu/h) Bảng 3.6: Lưu lượng tính toán thời gian các pha đèn của cao điểm sáng Pha Hướng đi Số làn Xe chạy Lưu lượng xe tính toán Mi ( xcqd/h.làn ) LLBH Si ( xcqđ/ h.làn ) Tỉ số yi = Mi / Si 1 Từ B sang D 3 634 2255 0,28 2 Từ B sang C 1 355 1935 0,18 3 Từ C đi sang A và rẽ phải 1 478 1710 0,28 Tổng tỉ số lưu lượng đại diện trên LLBH ( hệ số phục vụ )là : Y = = 0,74 Sử dụng công thức Webster ta có thời gian chu kỳ đèn tối ưu: Top = = = 90s Chọn chu kỳ đền thiết kế Tp = 90s Gọi Tx1; Tx2; Tx3 lần lượt là các thời gian xanh có hiệu tương ứng của 3 pha đèn. Tổng thời gian đèn xanh của 3 pha đèn là: = Tp - Tcp = 90 – 12 = 78s Thời gian xanh của các pha được phân bổ theo tỉ lệ sau: Tx1 : Tx2 : Tx3 = M1 : M2 : M3 Giải hệ phương trình sau ta có: Tx1 + Tx2 + Tx3 = 78 Tx1 : Tx2 : Tx3 = 634: 355 : 478 Ta được kết quả: Tx1 = 33s ; Tx2 = 19s ; Tx3 = 26s Thời gian đèn vàng Tv = 3s Thời gian đèn đỏ của các pha đèn Tđ1 = Tp – Tx1 – Tv = 54s Tđ2 = Tp – Tx2 – Tv = 68s Tđ3 = Tp – Tx3 – Tv = 61s - Biểu đồ cao điểm chiều Khả năng thông qua của nút. Khả năng thông qua lớn nhất mà nút có thể đạt được ở một làn là: Co = = = 1954 ( xcqđ / h.làn ) Ta có các tỉ số sau: = = 38/ 105 = 0,36; = = 22/105 = 0,21 ; = = 33/105 = 0,29 Xét pha 1 Khả năng thông qua của pha 1 (gồm 4 làn xe hoạt động). C1 = 4* *S = 4* 0,36*2255 = 3247 ( xcqđ/h ) Thời gian chờ trung bình của một phương tiện; áp dụng công thức (3.15) Ttb1 = 0,9* = 33 s Xét pha 2 Khả năng thông qua của pha 2 ( gồm 2 làn xe hoạt động ) C2 = 2*0,21*1935 = 813 (xcqđ/h) Thời gian chờ trung bình của một phương tiện; áp dụng công thức ( 3.15 ) Ttb2 = 0,9* = 55s Xét pha 3 Khả năng thông qua của pha 3 luồng đi thẳng và rẽ ph ải (gồm 2 làn xe hoạt động) Cđt3 = 2* 0,29*1710 = 991 (xcqđ/h) Thời gian chờ trung bình của một phương tiện ở pha 3; áp dụng công thức (3.15) Ttb3 = 0,9* = 106s Từ các kết quả trên ta có: Tổng khả năng thông qua của nút C = C1 + C2 + C3 = 3247+ 774 + 1060 = 5051 (xcqđ/h) Thời gian chờ trung bình của một phương tiện khi qua nút: Ttb = = 60 (s) Tính toán khả năng của người đi bộ. Vấn đề đi bộ qua nút giao thông, nhất là các nút giao thông lớn rất nguy hiểm nếu như thời gian đi bộ đã hết mà người đi bộ chưa sang hết được bên kia đường sẽ gây nguy hiểm mất an toàn cho người đi bộ. Chính vì vậy tính toán khả năng đi bộ là hết sức cần thiết. Vận tốc thoát nút của người đi bộ thông thường là 1.2 – 1.5 (m/s) Thời gian thoát nút và vượt nút của người đi bộ : Với nút mặt cắt Láng Hạ - Giảng Võ ta lấy S0 = 25m; vận tốc của người đi bộ là vr = 1.5m/s tu +tr = 25/1.5 + 5 =22s Mặt cắt Đê La Thành ta lấy So = 12m, vận tốc của người đi bộ là vr = 1.5m/s tu +tr = 12/1.5 + 5 =13s So sánh với thời gian xanh của các pha đèn thiết kế ta thấy đáp ứng yêu cầu cho người đi bộ qua nút một cách an toàn. 3.2.2. Phương án 2 : Tổ chức bằng đảo phân luồng và giải phân cách. Hình 3. 8: Tổ chức bằng các đảo và phân luồng Giảng Võ E N W S Láng Hạ Đê La Thành Ta sử dụng các đảo tam giác, đảo giọt nước và dải phân cách kết hợp sơn kẻ vạch để phân luồng xe chạy qua nút. Đồng thời tại các dải phân cách bố trí làn chuyển tốc, 3 góc Tây Nam, Đông Bắc và Đông Nam bố trí các đảo tam giác. Tất cả các sự bố trí được thể hiện ở hình (3.8): Bằng cách bố trí các đảo như hình trên ta đã làm giảm bớt các điểm giao cắt tại nút chính nên giảm bớt lưu lượng thông qua nút chính. Dòng phương tiện sẽ được phân luồng rõ ràng và sẽ giảm được những xung đột khi qua nút. Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất là sẽ làm tăng những giao cắt bên ngoài nút, nhiều ngã rẽ. Làm giảm tốc độ và tăng thời gian dòng phương tiện qua nút Việc thiết kế các đảo tam giác và đảo phân cách có làn chuyển tốc được tính toán như sau: Đảo tam giác nếu có đá vỉa bao quanh thì phải được lùi vào so với mép đường đi là 0,5 - 1,0 (m), bán kính mũi đảo 0,5m nếu đảo nhỏ và 1,5m nếu đảo lớn.Chiều dài mỗi cạnh đảo 5m nếu đảo nhỏ và hơn 10m nếu đảo lớn. Đối với các đảo có dải chuyển tốc phần giảm tốc dài từ 60 - 80m và đoạn chuyển tiếp dài 10m.Độ cao của đá vỉa phải cao hơn mặt đường chính là từ 15 - 20cm (PGS.TS. Nguyễn Xuân Vinh, 2006). Hình 3.9: Cấu tạo đảo tam giác và giải chuyển tốc Mép đường chính 0,5 - 1,0m R = 0,5 - 1,5m R =0,5m Lùi vào 1 - 2m Đoạn chuyển tiếp 10 m Đoạn giảm tốc + dải chờ 15m - 60m b) a) Hướng đường rẽ 3.2.3. Phương án 3 : Tổ chức giao thông bằng đảo trung tâm. Như đã trình bày ở phần hiện trạng chương 2 về cơ sở hạ tầng thì mặt cắt tuyến đường Đê La Thành không thể đáp ứng lưu lượng cho năm tương lai thứ 5 dẫn tới tình trạng ùn tắc trên tuyến nói chung và tại nút Láng Hạ - Đê La Thành nói riêng là khó tránh khỏi. Theo quy hoạch thành phố Hà Nội đến năm 2015 thì tuyến đường Đê La Thành được nâng cấp mở rộng thành 4 làn xe. Chính vì vậy ta cần có phương án thiết kế, cải tạo tổ chức nút giao thông hợp này hợp lý là hết sức cần thiết. Nhận xét : Ta thấy sau khi mở rộng tuyến đường Đê La Thành thì diện tích nút vào khoảng 0.3 ha và lưu lượng quy đổi vào nút lớn hơn 500xe/h do đó rất thuận lợi cho việc bố trí đảo vòng xuyến tại nút Láng hạ - Đê La Thành Khi thiết kế nút giao thông hình xuyến thì ta cần quan tâm đến những vấn đề cơ bản cần thực hiện là: - Thiết kế các đảo trung tâm (Rđảo). - Xác định chiều dài đoạn trộn xe (Lt). - Xác định bề rộng và số làn xe trong nút (Bk) - Xác định bán kính rẽ phải (Rphải). Xe chạy vào nút sẽ nhập dòng tại vị trí N, trộn dòng trên đoạn trộn Lt và tách dòng hoặc đi thẳng tại vị trí T. Đoạn trộn Lt càng dài thì việc thực hiện nhập dòng và tách dòng càng dễ. Bán kính đảo trung tâm được xác định theo công thức sau: (Vũ Thị Vinh, 2001) R = ( m ) ( 3.8 ) Trong đó: R: Bán kính của đảo trung tâm (m) V: Vận tốc chạy xe trong đảo (Km/h), lấy bằng 0,7 lần vận tốc thiết kế của xe chạy ngoài đảo. b: Chiều rộng làn xe giáp đảo (m). : Hệ số lực bám lấy 0,1 – 0,15 (Khuyến khích dùng hệ số nhỏ xe chạy êm thuận hơn) i: Độ dốc ngang của mặt đường, dấu (+) nếu dốc nghiêng về phía đảo, dấu (-) nếu dốc nghiêng ra ngoài đảo. Hình 3.10: Tổ chức giao thông bằng vòng xuyến Lt R N T b Ltrộn rvào rra b) a) Bán kính của đảo trung tâm có thể xác định theo bảng sau: Bảng 3.7: Bán kính đảo phụ thuộc vào tốc độ xe chạy trong đảo Bán kính đảo trung tâm Rđảo,( m ) 30 40 50 60 70 80 90 100 120 Tốc độ xe chạy trong nút, Vnút, ( Km/h) 33 38 42 46 48 52 55 58 63 (Nguồn: Thiết kế nút giao thông và tổ chức giao thông bằng đèn tín hiệu, 2006) Độ dài đoạn trộn Lt tối thiểu được xác định theo bảng sau: Bảng 3.8: Đoạn trộn phụ thuộc vào tốc độ xe chạy trong đảo Tốc độ xe chạy trong nút, Vnút, ( Km/h) 32 40 48 56 64 Chiều dài đoạn trộn xe, Lt ( m ) 36 45 54 63 72 (Nguồn: Thiết kế nút giao thông và tổ chức giao thông bằng đèn tín hiệu, 2006) Theo kinh nghiệm của nước ngoài thì bán kính đảo trung tâm trong điều kiện đô thị lấy trong khoảng 20 - 40m là hợp lý , nếu điều kiện đặc biệt có thể lấy hơn và căn cứ theo bảng 3.4. Ngoài ra có thể tính toán theo công thức kinh nghiệm: R = 0,026V2 - b/2 (m) (3.9) Bề rộng phần xe chạy b (m) được tính theo đường kính D (m) của đảo trung tâm khi đã được xác định, phụ thuộc vào số làn xe chạy trong đảo và lấy theo bảng sau: Bảng 3.9: Bề rộng phần xe chạy trong đảo Đường kính đảo trung tâm D ( m) 20 30 40 60 80 100 Số làn xe chạy trong đảo 1 1 1 2 2 2 Bề rộng tổng cộng phần xe chạy trong vòng xuyến b (m ) 6,0 6,0 5,8 9,5 9,5 9,0 (Nguồn: Thiết kế nút giao thông và tổ chức giao thông bằng đèn tín hiệu, 2006) Bán kính rẽ phải có thể xác định theo bảng sau: Bảng 3.10: Bán kính nối đường dẫn vào vòng xuyến Đường kính đảo trung tâm D, (m) Bán kính nối đường dẫn vào vòng xuyến R, (m) Trong điều kiện Bình thường Khó khăn 10 30 55 125 200 20 30 50 80 100 15 20 35 55 70 (Nguồn: Thiết kế nút giao thông và tổ chức giao thông bằng đèn tín hiệu, 2006) Ngoài cách bố trí vòng xuyến theo kiểu vòng tròn ta có thể bố trí vòng theo hình dạng Elíp kết hợp với các đảo dẫn hướng tam giác ở các góc giao của các ngã đường, hoặc bố trí đảo trung tâm có hình vuông với các góc được vuốt trơn. Dù bố trí theo kiểu nào cũng phải căn cứ vào mặt bằng diện tích của nút và phần diện tích đảo phải đảm bảo tương đương như bố trí đảo tròn. Tại các đảo trung tâm này thường được trồng hoa để tăng thêm phần mỹ quan cho nút giao thông Hình 3.11: Tổ chức giao thông tại nút Láng Hạ - Đê La thành bằng đảo trung tâm. Nếu lấy ta lấy vận tốc thiết kế của nút Láng Hạ - Giảng Võ là Vtk = 33km/h, dựa vào các bảng ở trên ta sẽ xác định được bán kính đảo Rđảo = 30m, chiều dài đoạn trộn dòng xe Lt = 37m, bề rộng phần xe chạy trong đảo là 9,5m với 2 làn xe và bán kính nối đường dẫn vào vòng xuyến là 38 m. Tính khả năng thông hành qua nút sau khi cải tạo. Đối với nút giao thông hình xuyến muốn xác định khả năng thông qua thì các xe phải chạy theo định luật của liên hợp quốc (VNO) họp năm 1986 tại Viện và quy định “ phải trước, trái sau” tức là ưu tiên xe chạy quanh đảo, xe ở các nhánh muốn vào phải chờ để xác định khả năng thông xe của nút Anh, Nhật người ta sử dụng công thức thực nghiệm Q = K( ) (3.10) Trong đó : : Tổng chiều rộng của đư ờng vào A : Tổng diện tích mở rộng (m2) K : Hệ số thông xe tùy thuôc vào số nhánh. Nút 3 nhánh K = 80 Xeqđ/h Nút 4 nhánh K = 60 Xeqđ/h Nút 5 nhánh K = 55 Xeqđ/h Về thời gian chờ trung bình của các xe áp dụng theo công thức T = e3,15R Trong đó R là tỉ số giữa số xe thực tế và khả năng thông qua cho phép Khả năng thông hành qua nút Láng Hạ - Đê La thành là ( công thức 3.10) Tổng chiều rộng của đường và nút là: 26 + 22+ 42 = 90m Diện tích phần mở rộng là 2500m2: Hệ số thông xe : K= 60 xe qđ/h 3.3. Đánh giá và lựa chọn phương án tổ chức giao thông hợp lý cho nút Láng Hạ - Đê La Thành. 3.3.1. Đánh giá các phương án tổ chức giao thông Các chỉ tiêu đánh giá phương án tổ chức giao thông Theo “ Bài giảng quy hoạch nút giao thông bằng đèn tín hiệu” của TS. Khuất Việt Hùng, năm 2007 thì bao gồm các chỉ tiêu sau: - An toàn giao thông: gồm tần suất và mức độ nguy hiểm khi qua nút; tầm nhìn của các hướng vào nút; mức đảm bảo an toàn cho giao thông phi cơ giới. - Chất lượng dòng giao thông: gồm lưu lượng các luồng xe; dẫn hướng dòng xe đi qua nút; khả năng thông hành của nút và mức độ giảm ùn tắc giao thông; khả năng đáp ứng cho dòng xe ưu tiên và VTHKCC. - Bảo vệ môi trường: tiếng ồn; khí thải. - Lợi ích kinh tế: thời gian chờ bình quân của phương tiện; thời gian giao thông; hao mòn phương tiện; tiêu thụ nhiên liệu. - Lợi ích kỹ thuật: tính khả thi của phương án; điều kiện đáp ứng của nút cho việc TCGT bằng đèn tín hiệu. Tổ chức bằng đảo và vạch sơn luồng Đây là giải pháp có tác dụng cho luồng xe rẽ trái ở 3 hướng Đê La Thành, Láng Hạ, Giảng Võ không cần phải qua nút để tránh lưu lượng qua nút lớn và tạo giao cắt qua nút chính nhưng lại tạo quá nhiều ngã rẽ ở khu vực ngoài nút chính, do đó ảnh hưởng đến tốc độ dòng và thời gian qua nút sẽ tăng lên. Giải pháp này cũng không áp dụng được cho nút Láng Hạ - Đê La Thành Tổ chức giao thông bằng đảo vòng xuyến Ưu điểm : Giao thông của dòng xe đi trong nút là tự điều chỉnh, an toàn giao thông cao, tăng khả năng thông xe đáng kể, đơn giản về mặt kỹ thuật, giá thành đầu tư xây dựng rẻ không cần lực, tăng tính thẩm mỹ cho thành phố. - Khả năng thông xe qua nút lớn hơn rất nhiều so với tổ chức bằng đèn tín hiệu giao thông Nhược điểm : - Cần diện tích mặt bằng lớn 3.1.2. Lựa chọn phương án tổ chức giao thông tại nút. Phương án tổ chức cho hiện tai Hiện tại, với hệ thống đường xá trong nội thành Hà Nội hầu như được giữ nguyên hiện trạng. Do đó quỹ đất giành cho nút giao thông bị hạn chế bởi vậy phương án tổ chức giao thông bằng đèn tín hiệu cho năm là phương án tối ưu và đem lại hiệu quả cao nhất trước khi có các phương tiện khác thay thế. Từ nhận xét bên trên ta thấy phương án 1 là phù hợp với tổ chức giao thông hiện tại của nút Láng Hạ - Đê La Thành. Giao thông tại nút được tổ chức bằng đèn tín hiệu 3 pha do đó làm giảm được các giao cắt và các xung đột nguy hiểm, biến một ngã tư rất phức trở thành ngã tư đơn giản, mức độ phức tạp chỉ còn là các điểm nhập và điểm tách. Việc bố trí riêng một pha xanh dành cho phương tiện rẽ trái nhằm hạn chế các xung đột. Lúc này mức độ nguy hiểm M = Nt + 3Nn + 5Nc = 2 + 3*2 + 5*0 = 8. (Giảm xuống ở mức rất đơn giản) Các pha được tổ chức độc lập và các luồng xe không ảnh hưởng lẫn nhau. Tầm nhìn tại nút ở các góc Đông Nam, Tây Nam và Tây Bắc luôn được đảm bảo. Thời gian đèn xanh ở các pha tổ chức hợp lý giúp giải phóng được lưu lượng giao thông ở các hướng vào các cao điểm tránh được ùn tắc so với hiện tại. Do bố trí phân luồng giao thông bằng các đảo dẫn hướng hình tam giác cho các phương tiện rẽ phải và vạch sơn kẻ phân làn rõ ràng mạch lạc giúp cho người điều khiển phương tiện dễ quan sát nhận biết. Đảm bảo cho các phương tiện cơ giới, người đi bộ không xảy ra xung đột mất an toàn cho người đi bộ. Phư ơng án tổ chức cho năm tương lai 2015 Khi thực hiện quy hoạch của thành phố tuyến đường Đê La Thành được nâng cấp. Sẽ thuận lợi cho việc cải tạo và tổ chức giao thông tại nút đặc biệt là sử dụng phương án 3 như đã trình bày ở trên ( đảo vòng xuyến) Theo kết quả dự báo lưu lượng năm tương lai là rất lớn Do đó ta cần xây dựng phương án tổ chức giao thông hợp lý là hết sức cấp bách. Trong đề tài này tác giả xin chọn phương án tổ chức giao thông bằng đảo vòng xuyến. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Qua quá trình tìm hiểu và khảo sát thực tế, có thể thẩy hiện trạng ở nút giao thông Láng Hạ - Đê La Thành vẫn đang còn tồn tại quá nhiều bất cập: nổi trội là vấn đề tắc tại nút vào các giờ cao điểm. Hệ thống tổ chức giao thông trước đây đã không còn phù hợp với hiện trạng của nút hiện nay nữa. Trong khi đó, tình hình phát triển kinh tế xã hội của thủ đô ngày một tăng cao, kéo theo đời sống của người dân và nhu cầu đi lại cũng tăng, đòi hỏi việc tổ chức giao thông hợp lý, đảm bảo thông hành cho người và phương tiện là rất cấp thiết. Chính vì những lý do đó, qua quá trình nghiên cứu, đề tài “Tổ chức giao thông tại nút Láng Hạ - Đê La Thành” em đã giải quyết được những vấn đề sau: Chương 1: đã nêu lên được những lý luận, những kiến thức chung về nút giao thông đồng mức và tổ chức giao thông tại nút đồng mức, làm cơ sở khoa học để thực hiện đề tài. Chương 2 : đã tìm hiểu được hiện trạng giao thông Thành phố Hà nội nói chung và hiện trạng cơ sở hạ tầng cũng như lưu lượng qua nút nói riêng, làm cơ sở cho việc thiết lập các phương án tổ chức giao thông tại nút. Chương 3 : dự báo được lưu lượng qua nút của năm tương lai thứ 5, thiết kế được các pha đèn cũng như tính toán chu kỳ đèn cho nút trong năm hiện tại. Đồng thời thiết lập phương án cải tạo, thiết kế lại cho nút đến năm tương lai thứ 5 để phục vụ cho nhu cầu đi lại ngày 1 tăng cao của nhân dân trong 5 năm tương lai. Tuy nhiên, bên cạnh đó, đề tài còn nhiều hạn chế và thiếu sót: - Do không được tìm hiểu về kiến thức thiên về thiết kế công trình nên đề tài mới chỉ đưa ra được phương án cải tạo nút, nhưng chưa đi sâu được vào khâu tính toán cụ thể. - Do kiến thức hạn chế nên còn thừa nhận nhiều kết quả nghiên cứu khác của các tác giả mà chưa có điều kiện tìm hiểu kỹ về cách thức tìm ra nó. - Vì thời gian thực hiện đề tài ngắn và kiến thức có hạn, lại hạn chế về nhân lực nên có những vấn đề mang tính thực tiễn còn giải quyết chưa trọn vẹn và sâu sắc. Vì vậy, em kính mong các thày cô góp ý, chỉ bảo để đề tài của em được hoàn thiện hơn. Qua đây em cũng xin có kiến nghị như sau: Qua nghiên cứu đề tài, có thể thấy theo dự báo đến năm tương lai thứ 5 lưu lượng phưong tiện là rất lớn. Chính vì thế, giải pháp hợp lý nhất để giải quyết vấn đề ách tắc tại nút cũng như trên tuyến đường vào nút đó là phải mở rộng tuyến đường Đê La Thành, kết hợp với tổ chức giao thông bằng đảo vòng xuyến như đã trình bày ở trên (phương án 3) TÀI LIỆU THAM KHẢO KS Vũ Anh Tuấn – Bài giảng Tổ chức giao thông đô thị 2007- Viện QH & QL GTVT – ĐH GTVT. Hướng dẫn về đèn tín hiệu điều khiển giao thông – Rilsa (bản dịch tiếng Việt 2007). Nguyễn Xuân Trục (2003), Quy hoạch GTVT và thiết kế công trình đô thị, NXB Giáo dục, Hà Nội. Vũ Hồng Trường (2001), Bài giảng quy hoạch giao thông vận tải đô thị, NXB Đại học GTVT, Hà Nội. TS. Khuất Việt Hùng (2007), Bài giảng quy hoạch giao thông vận tải đô thị, ĐH GTVT 2007. Trường Đại học GTVT - Bộ môn quy hoạch và quản lý GTVT (2006), Lý thuyết dòng xe và ứng dụng. Bộ Giao thông Vận tải (2005), Đường ôtô tiêu chuẩn thiết kế TCVN 4054 – 05 (bản dự thảo), Hà Nội. Đỗ Bá chương (2004), Thiết kế đường ôtô - Tập 1, NXB Giáo dục, Hà Nội. Đỗ Bá Chương, Nguyễn Quang Đạo ( 2000 ), Nút giao thông trên đường ôtô, NXB Giáo dục, Hà Nội. KS. Doãn Hoa (2004), Quản lý khai thác đường ôtô, NXB Xây dựng, Hà Nội. Nguyễn Xuân Thuỷ (2003), Tiêu chuẩn thiết kế đường ôtô - 22TCN, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội. Nguyễn Xuân Vinh (1999), Nút giao thông, NXB giao thông vận tải, Hà Nội. Nguyễn Xuân Vinh (2003), Thiết kế đường ôtô và điều khiển giao thông bằng đèn tín hiệu, NXB Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh, TP Hồ Chí Minh.