Đề xuất phương án thiết kế cải tạo và tổ chức giao thông tại nút giao thông Giảng Võ – Cát Linh

ương tiện là hoàn toàn chưa có. Đây cũng là đặc điểm mà chỉ ở Việt Nam mới có. Lưu lượng qua nút Giảng Võ – Cát Linh là rất lớn ,thậm chí không chỉ ở trong giờ cao điểm. Nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng này là do nút giao thông này nằm trên tuyến đường vành đai 1 của Thành phố, vì thế nó đáp ứng một lưu lượng hàng hóa và hành khách rất lớn .Mặt khác nút có hình dạng ngã tư không đối xứng nên khả năng thông hành tại nút chưa cao .Vào giờ cao điểm ,tại nút thường xảy ra tình trạng ùn tắc do rơi vào giờ đi học của học sinh ,sinh viên, giờ đi làm,tan ca của cán bộ công nhân viên .Hơn nữa tại nút có nhiều tuyến buýt đi qua như: 22, 20, 12, 13, 33, 07, 23 … v 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 sau: 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) 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 = 0,24. Từ đó 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 2.2: 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 Hình 2.8: Sơ họa lưu lượng theo các hướng của nút Giảng Võ – Cát Linh. B1 B2 B3 Cát Linh C3 C2 C1 Giảng Võ(Từ NTH) Giảng Võ ( từ Láng Hạ) A1 A2 A3 A1: Rẽ trái A2: Đi thẳng A3: Rẽ phải B1: Rẽ trái B2: Đi thẳng B3: Rẽ phải C1: Rẽ trái C2: Đi thẳng C3: Rẽ phải D1: Rẽ trái D2: Đi thẳng D3 Rẽ Phải E N W S Giang Văn Minh D3 D2 D1 Kết quả đếm xe ngày 12/3/2009 cho ta lưu lượng phương tiện theo các hướng qua nút trong 1h như sau: Bảng 2.3: Lưu lượng qua nút Giảng Võ – Cát Linh trong 1 giờ cao điểm sáng theo các hướng (từ 7h – 8h). Hướng Xe đạp Xe máy Ô tô 4-16 chỗ, taxi, xe tải nhỏ Xe bus nhỏ, xe tải Xe bus lớn, xe khách lớn Người sang đường Lưu lượng đã quy đổi (pcu/h) A1(RT) 43 1626 68 3 15 354 A2(ĐT) 18 1245 746 6 5 58 1320 A3(RP) 96 9240 0 2 12 2265 B1(RT) 273 5568 487 9 6 1988 B2(ĐT) 129 1468 65 6 0 45 450 B3(RP) 13 275 24 0 0 92 C1(RT) 11 140 0 0 7 51 C2(ĐT) 41 563 84 8 10 36 261 C3(RP) 17 78 13 7 13 75 D1(RT) 11 70 14 0 0 33 D2(ĐT) 71 1216 3 0 0 47 308 D3(RP) 113 924 59 4 0 307 Hình 2.9: Sơ đồ lưu lượng thông hành tại nút Giảng Võ – Cát Linh vào giờ cao điểm sáng Cát Linh 307 308 33 Giang Văn Minh(D) (A) (C) (B) 354 1320 2265 75 261 51 Giảng Võ Giảng Võ 1988 450 92 Bảng 2.4: Lưu lượng qua nút Giảng Võ – Cát Linh trong 1 giờ cao điểm trưa theo các hướng (từ 12h – 13h). Hướng Xe đạp Xe máy Ô tô 4-16 chỗ, taxi, xe tải nhỏ Xe bus nhỏ, xe tải Xe bus lớn, xe khách lớn Người sang đường Lưu lượng đã quy đổi (pcu/h) A1(RT) 31 875 56 3 15 310 A2(ĐT) 12 881 712 4 4 54 941 A3(RP) 66 6574 0 1 11 1616 B1(RT) 168 4298 478 5 6 1561 B2(ĐT) 87 1268 65 5 0 36 392 B3(RP) 8 168 24 0 0 66 C1(RT) 9 52 0 0 6 28 C2(ĐT) 34 378 78 6 11 35 209 C3(RP) 13 64 11 5 12 63 D1(RT) 18 59 13 0 0 30 D2(ĐT) 76 1022 3 0 0 40 262 D3(RP) 121 886 52 4 0 292 Hình 2.10: Sơ đồ lưu lượng thông hành tại nút Giảng Võ – Cát Linh vào giờ cao điểm trưa Cát Linh 292 262 30 Giang Văn Minh(D) (A) (C) (B) 310 941 1616 63 209 28 Giảng Võ Giảng Võ 1561 392 66 Bảng 2.5: Lưu lượng qua nút Giảng Võ – Cát Linh trong giờ cao điểm chiều theo các hướng (từ 17 – 18h ). Hướng Xe đạp Xe máy Ô tô 4-16 chỗ, taxi, xe tải nhỏ Xe bus nhỏ, xe tải Xe bus lớn, xe khách lớn Người sang đường Lưu lượng đã quy đổi (pcu/h) A1(RT) 36 1043 58 4 13 350 A2(ĐT) 19 1127 719 9 4 48 1015 A3(RP) 102 9168 0 3 11 2248 B1(RT) 291 5576 488 13 7 1914 B2(ĐT) 134 1359 68 9 0 38 432 B3(RP) 9 218 25 0 0 79 C1(RT) 7 148 0 0 6 50 C2(ĐT) 27 507 89 12 9 33 254 C3(RP) 14 75 13 10 12 76 D1(RT) 16 62 15 0 0 33 D2(ĐT) 95 1032 3 0 0 42 268 D3(RP) 118 915 55 6 0 305 Hình 2.11: Sơ đồ lưu lượng thông hành tại nút Giảng Võ – Cát Linh vào giờ cao điểm chiều Cát Linh 305 268 33 Giang Văn Minh(D) (A) (C) (B) 350 1015 2248 76 254 50 Giảng Võ Giảng Võ 1914 432 79 v Thành phần dòng xe tham gia giao thông tại nút được thể hiện trong bảng dưới đây: Bảng 2.6: Cơ cấu dòng phương tiện qua nút Giảng Võ – Cát Linh Phương tiện Xe đạp Xe máy Ô tô con Xe buýt,xe tải Tỷ lệ 2 % 87 % 8 % 3 % 2.3. Hiện trạng tổ chức giao thông tại nút a, Tình hình đi lại qua nút Trong năm 2007 Ở Hà Nội số phương tiện đăng ký mới đã tăng 146,96% xe ôtô (khoảng 15.694 xe); đăng ký mới môtô 185.653 xe, tăng 49.698 xe (36,29%) so với năm 2006, nâng tổng số phương tiện đang quản lý lên hơn 200.000 xe ôtô, 1.943.411 môtô, xe máy.Dự báo trong năm 2008 xe ôtô cá nhân sẽ tiếp tục phát triển, mỗi tháng có thêm khoảng 4.000 xe ôtô và trên 22.000 môtô mới đăng ký và lưu thông. (Theo báo Công An Nhân Dân). Vào giờ cao điểm mặc dù đã có đèn điều khiển tuy nhiên với lượng phương tiện đông cùng với chu kì đèn chưa hợp lý do đó sự chồng chéo lên nhau của các dòng phương tiện ở 2 pha khác nhau vẫn xảy ra gây tắc nghẽn ở nút. Hình 2.12: Cảnh phương tiện ùn tắc vào giờ cao điểm Hiện nay tại dòng phương tiện qua nút có đặc điểm là: - Trên phố Giảng võ hướng đi từ Láng Hạ vào nút có lưu lượng xe lớn được phân chia chủ yếu vào hướng rẽ phải vào Cát Linh và đi thẳng về phía đường Nguyễn Thái Học. - Trên phố Giảng Võ hướng từ Nguyễn Thái Học về nút cấm các phương tiện ô tô được phép rẽ trái vào phố Cát Linh - Phố Cát Linh cấm tất cả các loại ô tô từ các hướng đi vào - Qua mặt cắt qua phố Cát Linh dòng phương tiện rẽ trái lớn trong trong tất cả các thời gian trong ngày đặc biệt là dòng rẽ trái trong đó tỷ lệ xe máy là chủ yếu. - Hướng rẽ phải từ Giảng Võ vào Giang Văn Minh góc rẽ hẹp, tầm nhìn hạn chế đồng thời có phương tiện vận tải hành khách công cộng(xe buýt) hoạt động qua mặt cắt hẹp gây nguy hiểm và giảm khả năng thông hành của nút. - Hướng rẽ phải từ Giảng Võ vào Cát Linh mặt cắt ngang đường rẽ còn hẹp và tầm nhìn và sự bố trí đường rẽ chưa hợp lý. - Chưa có sự phân luồng trên các hướng đi vào nút trừ vào ở mặt cắt Giảng Võ hướng từ Láng Hạ hiện nay phân thành 3 làn với 1 làn cho rẽ phải, 1 làn cho đi thẳng và 1 làn cho xe vừa đi thẳng vừa rẽ trái. Hình 2.13. Biển cấm xe con và rẽ trái trên phố Giảng Võ và Cát Linh Mật độ phương tiện thông qua nút khá lớn chủ yếu là xe máy, đáng chú ý là hiện nay vận tải hành khách công cộng với 11 tuyến xe buýt hoạt động liện tục từ 5h-22h30 cũng là một trong những yếu tố làm gia tăng tính phức tạp của dòng phương tiện tại nút. Các tuyến buýt qua nút bao gồm tuyến : 07, 20, 33, 12, 13, 22, 23, 30, 38, 49 ,18. Như vậy sự phức tạp của dòng giao thông và sự sự hạn chế về diện tích mặt bằng dành cho luồng xe đã tạo cho dòng phương tiện qua nút gặp nhiều khó khăn b, Hiện trạng điều khiển đèn tín hiệu tại nút. Hiện nay tại nút đang điều khiển bằng đèn tín hiệu với chu kì đèn là 70s và điều khiển trễ pha ở pha hướng Giang Văn Minh – Cát Linh hay nói cách khác là điều khiển theo cơ chế mở muộn ở pha 2. Sở dĩ có kiểu điều khiển này là do từ mặt cắt Cát Linh đi vào nút có một số lượng lớn các phương tiện rẽ trái. Sự bố trí như thế có tác dụng hạn chế sự giao nhau giữa luồng phương tiện đông đúc giữa hai chiều ngược nhau. Cụ thể về thời gian điều khiển hiện tại của nút được thể hiện qua bảng sau đây: Các hướng vào nút Thời gian đèn tín hiệu(s) Đèn xanh Đèn đỏ Đèn vàng Cát Linh 32 34 4 Giang Văn Minh 14 54 4 Giảng Võ -NTH 28 38 4 NTH- Giảng Võ 28 38 4 Bảng 2.7: Thời gian đèn điều khiển hiện tại của nút Giảng Võ – Cát Linh Pha 1: Giang Văn Minh – Cát Linh Giang văn Minh Cát Linh Đ Đ Đ Đ Đ XX XX XX Hình 2.14a: Pha thứ nhất của chu kì đèn hiện tại Khi đèn xanh bật thì hướng Giảng Võ vào nút các phương tiện sẽ xuất phát trước trong khi đó ở hướng đối diện các phương tiện vẫn trong trạng thái đèn đỏ. Ở pha này sau 17s giây đèn xanh đầu tiên thì số phương tiện rẽ trái vào Giảng Võ đã thoát nút một phần để giảm bớt xung đột khi các phương tiện ở Giang Văn Minh thoát nút ra. Lúc này thì xung đột giữa các phương tiện sẽ giảm bớt xung đột. Pha 2: Giảng Võ – Tới Nguyễn Thái Học X Đ X X Đ Hình 2.14b: Pha thứ 2 của chu kì đèn hiện tại 2.4. Đánh giá hiện trạng tổ chức giao thông tại nút Như vậy thông qua bảng khảo sát thực tế lưu lượng phương tiện vận tải thông qua nút Giảng Võ – Cát Linh hiện tại chúng ta thấy được rằng ở nút có sự chênh lệch khá lớn về sự đi lại thông qua các mặt cắt, cụ thể là : - Mặt cắt Cát Linh(B): Với hướng rẽ trái(B1) với tỷ lệ phương tiện quy đổi là rất lớn ví dụ như trong giờ cao điểm sáng có thể lên tới 1888 PCU/h. Đây thật sự là một sự khó khăn cho quá trình tổ chức giao thông tại nút giao thông này. Dòng giao thông rẽ trái là dòng hỗn hợp bao gồm chủ yếu là xe máy, xe con và xe buýt nhưng trong đó xe máy chiếm tỷ lệ cao tới 90.5%. -Qua mặt cắt Giảng Võ(A): Nhìn vào bảng trên ta thấy được rằng qua mặt cắt này có 2 hướng chủ yếu là hướng đi thẳng và rẽ phải đặc biệt là hướng rẽ phải với lưu lượng xe trên giờ là rất lớn. Hiện nay tại nút đang cho phép rẽ phải không phụ thuộc đèn tín hiệu. Ưu điểm của sự ưu tiên này cho phép giải phóng được phần lớn lưu lượng tại nút tuy nhiên tầm nhìn vào nút bị hạn chế, khuất tầm nhìn và làn dành riêng cho xe rẽ phải còn nhỏ hẹp không đáp ứng được yêu cầu giải phóng tại nút.Mặt khác làn xe rẽ phải gặp phải một trở ngại rất lớn đó là người đi bộ.Với mật độ phương tiện rẽ phải quá lớn như thế thì hầu như người đi bộ không có khả năng để tìm được lối sang đường trong mọi thời điểm đặc biệt là trong giờ cao điểm. Đây là một vấn đề cần giải quyết để đảm bảo sao cho người đi bộ được đi lại qua nút trong thời gian đèn xành được an toàn. 2.5. Dự báo lưu lượng giao thông qua nút Giảng Võ – Cát Linh 2.5.1. Phương pháp dự báo lưu lượng giao thông a) Lựa chọn phương pháp dự báo. 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 sử 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) (1) - Mô hình theo hàm mũ Nt = N0* (1 + q)t -1 ( 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 Giảng Võ – Cát Linh 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 2008, thành phố có thêm hơn 300 nghìn xe máy đăng ký mới, nâng tổng số phương tiện trên địa bàn lên tới 1.921.822 xe máy, 207.090 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. 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)4 =1,46*N0 (3) 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), 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 = (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. 2.5.2. Dự báo lưu lượng giao thông qua nút Giảng Võ – Cát Linh trong 5 năm tiếp theo( 2009-2014) Dựa vào công thức (3), (4) và bảng hệ số quy đổi ra xe con (2.2) ở trên, ta tính toán được lưu lượng giao thông qua nút trong năm tương lai thứ 5 là: Bảng 2.8: Lưu lượng qua nút trong 1h cao điểm sáng năm thứ 5 Hướng Xe đạp Xe máy Ô tô 4-16 chỗ, taxi, xe tải nhỏ Xe bus nhỏ, xe tải Xe bus lớn, xe khách lớn Người sang đường Lưu lượng đã quy đổi (pcu/h) A1(RT) 63 1498 91 4 22 517 A2(ĐT) 26 1526 1289 9 7 85 1890 A3(RP) 140 13490 0 3 18 3307 B1(RT) 399 8129 698 12 9 2856 B2(ĐT) 188 2143 95 9 0 66 656 B3(RP) 19 402 35 0 0 135 C1(RT) 16 204 0 0 10 75 C2(ĐT) 60 822 123 12 15 53 381 C3(RP) 25 114 19 10 19 109 D1(RT) 16 102 20 0 0 48 D2(ĐT) 104 1775 4 0 0 69 449 D3(RP) 165 1349 86 6 0 448 Hình 2.15: Sơ đồ lưu lượng thông hành tại nút Giảng Võ – Cát Linh vào giờ cao điểm sáng năm thứ 5. Cát Linh 448 449 48 Giang Văn Minh(D) (A) (C) (B) 517 1890 3307 109 381 75 Giảng Võ Giảng Võ 2856 656 135 Bảng 2.9: Lưu lượng qua nút trong 1h cao điểm trưa năm thứ 5 Hướng Xe đạp Xe máy Ô tô 4-16 chỗ, taxi, xe tải nhỏ Xe bus nhỏ, xe tải Xe bus lớn, xe khách lớn Người sang đường Lưu lượng đã quy đổi (pcu/h) A1(RT) 45 1278 82 4 22 453 A2(ĐT) 18 1286 1040 6 6 79 1373 A3(RP) 96 9598 0 1 16 2359 B1(RT) 245 6275 698 7 9 2279 B2(ĐT) 127 1851 95 7 0 53 573 B3(RP) 12 245 35 0 0 96 C1(RT) 13 76 0 0 9 40 C2(ĐT) 50 552 114 9 16 51 305 C3(RP) 19 93 16 7 18 92 D1(RT) 26 86 19 0 0 44 D2(ĐT) 111 1492 4 0 0 58 382 D3(RP) 177 1294 76 6 0 427 Hình 2.16: Sơ đồ lưu lượng thông hành tại nút Giảng Võ – Cát Linh vào giờ cao điểm trưa năm thứ 5. Giảng Võ Cát Linh 427 382 44 Giang Văn Minh(D) (A) (C) (B) 453 1373 2359 92 305 40 Giảng Võ 2279 573 96 Bảng 2.10: Lưu lượng qua nút trong 1h cao điểm chiều năm thứ 5 Hướng Xe đạp Xe máy Ô tô 4-16 chỗ, taxi, xe tải nhỏ Xe bus nhỏ, xe tải Xe bus lớn, xe khách lớn Người sang đường Lưu lượng đã quy đổi (pcu/h) A1(RT) 53 1523 85 6 19 511 A2(ĐT) 28 1645 1050 13 6 70 1483 A3(RP) 149 13385 0 4 16 3282 B1(RT) 425 8141 712 19 10 2794 B2(ĐT) 196 1984 99 13 0 55 630 B3(RP) 13 318 37 0 0 115 C1(RT) 10 216 0 0 9 73 C2(ĐT) 39 740 130 18 13 48 371 C3(RP) 20 110 19 15 18 110 D1(RT) 23 91 22 0 0 48 D2(ĐT) 139 1507 4 0 0 61 391 D3(RP) 172 1336 80 9 0 445 Hình 2.17: Sơ đồ lưu lượng thông hành tại nút Giảng Võ – Cát Linh vào giờ cao điểm chiều năm thứ 5. Cát Linh 445 391 48 Giang Văn Minh(D) (A) (C) (B) 511 1483 3282 110 371 73 Giảng Võ Giảng Võ 2794 630 115 CHƯƠNG III ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CẢI TẠO VÀ TỔ CHỨC GIAO THÔNG TẠI NÚT GIAO THÔNG GIẢNG VÕ – CÁT LINH 3.1. Cơ sở xây dựng phương án cải tạo và tổ chức giao thông tại nút. Cơ sở xây dựng giải pháp TCGT cho nút Giảng Võ – Cát Linh bao gồm cơ sở lý thuyết và thực tiễn như sau: Cơ sở lý thuyết. Các khái niệm và kiến thức chung về tổ chức giao thông bằng đảo giao thông, bằng đèn tín hiệu và các phương pháp đơn giản khác đã được trình bầy ở chương 1 của đề tài này. - Sử dụng các đồ thị lưu lượng của các chuyên gia để làm cơ sở lựa chọn giải pháp -Các kiến thức thu thập được về kỹ thuật thiết kế nút giao thông -Các kiến thức thu thập được về kỹ thuật thiết kế nút giao thông Theo T.S Phan Cao Thọ -Đại học bách khoa Đà Nẵng thì đối tượng ưu tiên: Đường chính (cấp cao hơn), đường có lưu lượng lớn hơn, tốc độ cao và một số đối tượng đặc biệt khác phục vụ chính trị, an ninh hoặc trong các trường hợp khẩn cấp... Cách thức thực hiện các ưu tiên: Phạm vi giải tỏa Góc rẽ khi chưa mở rộng Góc rẽ khi đã mở rộng +Đơn giản, dễ nhận biết các hướng ưu tiên: sử dụng ít đảo hơn nhiều đảo, đảo to hơn đảo bé; thiết kế định hướng làm sao xe từ xa có thể nhận thấy mũi đảo.. +Các chỉ tiêu kỹ thuật cao: bán kính lớn, độ dốc nhỏ... +Đường ngắn. +An toàn hơn. +Hướng rẽ: ưu tiên tách, nhập bên phải, góc càng bé càng tốt, giao cắt vuông Hình 3.1: Sơ đồ thể hiện mở rộng góc rẽ tại nút và sự nhập dòng vR Tính toán sự mở rộng đường vào nút Tính toán bán kính đường cong ở nút giao thông đảm bảo điều kiện vòng xe. Bán kính cong ở nút giao thông là bán kính cong được tính với mép bó vỉa R1 = R –b/2 R1: bán kính cong theo mép bó vỉa R: bán kính cong theo tim đường b: chiều rộng làn xe rẽ phải - Xe con: R1 = 5.3-8.3m, thường lấy 8m - Xe bus: R1 = 9.5-12.5m, thường lấy 12m Mở rộng ngã giao nhau. Nguyên nhân: Chiều rộng đường vào nút hẹp và các xe thông qua nút theo các hướng đi thẳng, rẽ phải, rẽ trái không có làn riêng đồng thời góc giao nhỏ làm giảm khả năng thông qua và tạo nguy cơ tiềm ẩn về tai nạn giao thông. -Giải pháp: + Chọn vị trí mở rộng: bên phải, bên trái hoặc cả 2 bên +Số làn xe mở rộng phụ thuộc vào cường độ xe chạy, cách tổ chức giao thông và khả năng thông xe của từng làn - Kích thước mở rộng: + Chiều rộng đoạn mở rộng thường là 2.5 – 3,5m + Chiều dài đoạn mở rộng: y = lk + n.ln lk: chiều dài đoạn chuyển làn xe chạy thẳng vào đoạn mở rộng, lk ≥12m n: số lượng xe chạy thẳng xếp hàng trước vạch dừng xe theo tính toán n = 10 -13 xe ln: chiều dài xe Thực tế, y = 40 – 50m, max = 60 -70m y’ = 20 -40m khi n = 10 -13xe nk n.lo y Hình 3.2. Sơ đồ thể hiện kích thước mở rộng nút Theo Giáo trình “thiết kế nút giao thông và điều khiển nút giao thông bằng đèn tín hiệu” của PGS.TS Nguyễn Hữu Vinh tại nút giao thông có đèn điều khiển thì khi mở rộng thêm một làn xe đến vạch dừng nhằm làm cho làn xe rẽ phải giảm tốc trong thời gian từ 3 đến 3.5 giây và có chiều dài phụ thuộc vào tốc độ xe chạy thiết kế như sau (Không kể chiều dài đoạn vuốt nối): Vận tốc thiết kế (km/h) 50 60 70 80 90 100 Chiều dài đoạn mở rộng LA(m) 20 30 45 60 70 80 Bảng 3.1: Chiều dài đoạn mở rộng tương ứng với tốc độ thiết kế. Chiều dài đoạn vuốt nối vào đoạn thẳng LV mở rộng được khuyến cáo nên dài tối thiểu là 12m để đảm bảo cho các phương tiện có nhu cầu rẽ phải chuyển làn an toàn và dễ dàng hơn. LA R LV Hình 3.3: Sơ đồ thể hiện đoạn mở rộng và vuốt nối b) Cơ sở thực tế - Đặc điểm hình học ( Bề rộng làn đường, số làn đường tại mặt cắt qua nút, cách bố trí giải phân cách, sơn kẻ vạch phân luồng giao thông..),tình hình quy hoạch các nút giao thông. - Tính chất của các tuyến đường hình thành nút giao. Hiện trạng các trục giao thông và hiện trạng các nút. - Cơ cấu phương tiện, trình độ dân trí, mức độ phát triển đô thị và quy luật đi lại của các phương tiện, các giao cắt nguy hiểm mà nút hay xảy ra. - Tình hình ùn tắc giao thông , các xung đột thường xuyên xảy ra tại nút v Những điểm cần chú ý cải tạo ở nút Giảng Võ – Cát Linh Góc rẽ nhỏ, mặt cắt ngang hẹp Lưu lượng rẽ phải lớn, mặt cắt hẹp, tầm nhìn hạn chế Chiều rộng đường hẹp, lưu lượng lớn, chưa phân làn rõ ràng Giảng Võ Tới Nguyễn Thái Học Giang Văn Minh Cát Linh Hình 3.4: Sơ đồ thể hiện những điểm cần quan tâm ở nút Đề tài nghiên cứu này sẽ dựa trên những cơ sở phân tích thực tế về hiện trạng thực tế tại nút đồng thời dựa vào những báo cáo của các tổ chức về giao thông, các văn bản quy hoạch chung của thành phố để đề ra các phương án cải tạo nút giao thông Giảng Võ – Cát Linh hoàn thiện hơn. Hiện nay thì tại nút Giảng Võ – Cát Linh có 2 vấn đề chủ yếu cần phải xem xét là góc giao giữa hướng rẽ phải từ Giảng Võ vào Giang Văn Minh và hiện nay chu kì đèn cùng với việc cho phép phương tiện được phép rẽ phải vào đường Cát Linh trong mọi thời gian đèn mà lưu lượng rất lớn. Trên thực tế vì hiện tại diện tích mặt bằng nút không đủ rộng, lưu lượng lớn mà lượng phương tiện theo các hướng có sự chênh lệch lớn nên việc bố trí đảo(đảo trung tâm, các đảo dẫn hướng) cho phương tiện tự điều khiển mà không dùng đèn điều khiển là không hợp lý vì mở rộng mặt bằng nút tạo diện tích đặt các đảo là rất tốn kém .Vì vậy em xin đưa ra hai vấn đề cần cải tạo như sau: - Thiết kế chu kỳ đèn tín hiệu tại nút cho năm hiện tại. - Cải tạo mở rộng nút cho năm tương lai. 3.2. Phương án cải tạo và tổ chức giao thông tại nút Giảng Võ – Cát Linh. 3.2.1. Thiết kế chu kỳ đèn tín hiệu nút Giảng Võ – Cát Linh Như đã đề cập ở chương 1 về lựa chọn giải pháp tổ chức giao thông về đèn tín hiệu. Nếu nút giao thông có lưu lượng xe trên đường ưu tiên đạt lớn hơn 600 - 1600 xe / giờ. Thông thường ở Việt Nam sử dụng đồ thị của A.A Ruzkov và kinh nghiệm khi tổ chức giao thông bằng đèn tín hiệu là Khi lưu lượng ở ngã tư không quá 500 xe/ giờ thì không dùng đèn tín hiệu. Khi lưu lượng lớn hơn 500 xe/ giờ thì phải dùng đèn tín hiệu. Ngoài tiêu chuẩn trên thì theo tiêu chuẩn của Cộng hoà Liên bang Đức khi thiết kế đèn tín hiệu cho nút giao thông trên đường thành phố nếu lưu lượng qua nút quy đổi theo hướng vào nút lớn hơn 750 xe /giờ. (TS. Vũ Thị Vinh, 2001). Do đó với nút Giảng Võ – Cát Linh điều khiển bằng đèn tín hiệu là thực sự cần thiết.. Như vậy việc tính toán chu kì điều khiển tại nút có thể 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 - Qua phân tích về lưu lượng thông qua nút ở các giờ cao điểm năm hiện tại ta thấy rằng ở mặt cắt A và B lưu lượng thông qua trong các giờ cao điểm đều cao hơn rất nhiều so với các hướng còn lại đi vào nút, đồng thời căn cứ vào cơ sở lý thuyết về thiết kế chu kì đèn theo lưu lượng thông qua nút đã được trình bày ở chương 1 ta có thể đi đến thiết kế các pha đèn điều khiển Tuy hướng rẽ trái từ Cát Linh sang Giảng Võ có lưu lượng rẽ trái là lớn có thể bố trí hướng rẽ trái dành riêng cho làn rẽ trái nhưng nhìn vào bảng lưu lượng thông qua nút ta thấy ở hướng đối diện thì lưu lượng phương tiện không lớn vì thế để giảm thời gian mất và chờ đợi không cần thiết thì bố trí chu kì đèn 2 pha với hướng Cát Linh – Giang Văn Minh có bố trí trễ pha như sau hướng rẽ trái từ Cát Linh sẽ được xuất phát trước 1 thời gian để thoát bớt lưu lượng lớn sau đó hướng đối diện được lưu thông song song. Với điều kiện giả định là sau khi bắt đầu pha 2b thì 2/3 lưu lượng ở hướng tính pha 2a đã thông qua nút trong cả pha đó. Như vậy thứ tự các pha đèn tại nút được bố trí như sau: Cát Linh Giang Văn Minh(D) Pha 1 Pha 2a Pha 2b (A) (C) (B) Giảng Võ Giảng Võ Hình 3.5: Sơ đồ các pha đèn cho nút Giảng Võ – Cát Linh a, Lưu lượng bão hoà (S) Khi bật đèn xanh, các xe cần có một thời gian để khởi động và tăng tốc để đạt đến tốc độ bình thường. Sau một vài giây các xe nối đuôi nhau lưu thông với một mức độ gần như không đổi gọi là lưu lượng bão hòa. Như vậy, lưu lượng bão hoà (S) là lưu lượng xe tối đa đi qua vạch dừng xe của 1 tuyến vào nút khi có các xe xếp hàng nối đuôi nhau liên tục và chạy trong thời gian có đèn xanh (PGS.TS. Nguyễn Xuân Vinh, Thiết kế nút giao thông và điều khiển giao thông bằng đèn tín hiệu 2006). Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4054 - 98 thì lấy LLBH lý tưởng S = 1800 xcqđ/h.làn và theo tiêu chuẩn của Đức hoặc của Nhật thì S = 2000 xcqđ/h.làn. Tuy nhiên, con số trên không thể áp dụng cho nút Giảng Võ – Cát Linh vì gặp phải nhiều mâu thuẫn và bế tắc khi thiết kế đèn tín hiệu cho nút, không phù hợp với đặc điểm dòng xe qua nút và điều kiện CSHT của nút. Như vậy, cần thiết phải xác định lại LLBH qua nút. Bởi vì, dòng phương tiện của các đô thị lớn của Việt nam nói chung và tại nút Giảng Võ – Cát Linh nói riêng là dòng hốn hợp nhiều xe máy có vận tốc và khả năng cơ động nhanh, do vậy chắc chắn LLBH qua nút lớn hơn rất nhiều so với TCVN quy định. Ta có làn xe tại các hướng như sau: Hướng Giảng Võ – Giảng Võ( NTH) : + Hướng Giảng Võ vào nút có 3 làn xe chạy, mỗi làn rộng 3,5m .Làn ngoài cùng dành cho xe đi thẳng và rẽ trái, làn ở giữa dành cho xe đi thẳng, làn sát lề dành cho xe rẽ phải được phép rẽ phải khi có đèn đỏ nên lưu lượng tại làn này không tính khi vào nút +Hướng từ Giảng Võ ( NTH ) vào nút có 1 làn xe hỗn hợp rộng 3,5 m . Hướng Cát Linh – Giang Văn Minh: + Hướng Cát Linh vào nút có 3 làn xe chạy, mỗi làn rộng 3m. 2 làn ngoài cùng dành cho xe rẽ trái , làn sát lề dành cho xe đi thẳng và rẽ phải. + Hướng Giang Văn Minh vào nút có 2 làn xe chạy , mỗi làn rộng 3m .Làn ngoài cùng dành cho xe rẽ trái và đi thẳng, làn sát lề dành cho xe đi thẳng và rẽ phải. Áp dụng các công thức thực nghiệm của Viện nghiên cứu đường bộ Anh trong tài liệu “Thiết kế nút giao thông và điều khiển giao thông bằng đèn tín hiệu” của PGS.TS Nguyễn Xuân Vinh ta tính toán được lưu lượng bão hòa của các hướng vào nút như sau: Tuyến Giảng Võ: Làn xe phía ngoài (dành cho xe đi thẳng và rẽ trái): Sng = = = 1828 (xcqđ/h) (Trong đó W là bề rộng của làn xe chỗ vào nút) Làn xe ở giữa ( dành cho xe đi thẳng): Sg = 2080 + 100.(W – 3,25) = 2080 + 100*(3,5 – 3,25) = 2105 (xcqđ/h) Vậy lưu lượng của tuyến này là S = Sgi + Sng = 2105 + 1828 = 3933 (xcqđ/h) Tuyến Giảng Võ ( NTH): Vì tuyến chỉ có 1 làn xe nên ta có lưu lượng bão hòa của tuyến này là: S = 1940 + 100.(W – 3,25) = 1940 + 100*(3,5 – 3,25) = 1965 (xcqđ/h) Tuyến Cát Linh: Làn xe phía ngoài ( dành cho xe rẽ trái): Sng= 1787 ( xcqđ/h) Làn xe sát lề (dành cho xe đi thẳng và rẽ phải): Ssl = 1860( xcqđ/h) Vậy lưu lượng của tuyến này là: S = Sng + Ssl = 2.1787 + 1860 = 5434 (xcqđ/h) Tuyến Giang Văn Minh: Làn ngoài cùng ( dành cho xe đi thẳng và rẽ trái): Sng = 1995( xcqđ/h ) Làn sát lề ( dành cho xe đi thẳng và rẽ phải): Ssl= = 1781 ( xcqđ/h ) Vậy lưu lượng của tuyến này là: S = Sng + Ssl = 1995 + 1781 = 3782 (xcqđ/h) Ngoài ra, theo giáo trình “Quy hoạch giao thông vận tải và thiết kế công trình đô thị” TS.Nguyễn Xuân Trục viết thì ở Hà Nội và TP.Hồ Chí Minh dòng LLBH đạt từ 1600 - 2700 PCU/h.làn.Vậy với kết quả tính toán trên ta có thể chấp nhận được. b) Thời gian xen kẽ giữa 2 xanh (txk) Thời gian xen kẽ giữa 2 xanh (intergreen period) hay còn gọi là thời gian dọn sạch nút: là khoảng thời gian tính từ lúc kết thúc đèn xanh của pha trước đến bắt đầu thời gian đèn xanh của pha sau. Khoảng thời gian này nhằm đảm bảo cho các xe qua nút được an toàn và không va chạm nhau trong vùng xung đột. Olsen – Rotherry đã thiết lập được công thức tính thời gian xen kẽ giữa 2 xanh như sau: txk = tpư + ( s ) ( 3.1) Trong đó: tpư: Thời gian phản ứng của lái xe, lấy bằng 1s. v: Vận tốc của xe chạy qua nút (m/s). a: Gia tốc hãm xe thường lấy từ 2,5 - 3m/s2 . B: Bề rộng của vùng thường gây ra xung đột (m). Lx: Chiều dài xe (thường lấy từ 3-5m). Quá trình khảo sát ở nút đo được v = 35km/h (tức v = 9.72m/s); lấy lx = 3m; a= 3m/s2. Áp dụng công thức (3.7) ta có thời gian chuyển pha của nút Giảng Võ – Cát Linh là: Hướng Giảng Võ- Giảng Võ( NTH) có B = 27m: txk1 = 1 + = 5,71s 6s Hướng Cát Linh – Giang Văn Minh có B = 30m: txk2 = 1 + = 6.01s 6s c, Thời gian chờ trung bình của phương tiện Thời gian chờ của phương tiện là thời gian 1 xe phải dừng trước vạch dừng khi gặp đèn đỏ. Thời gian này bắt đầu từ lúc xe đầu tiên gặp phải đèn đỏ và giảm dần tới 0 khi xe thấy tín hiệu đèn xanh. Nếu tính thời gian này trung bình cho các phương tiện thì có: Ttb= Trong đó: Ttb : Thời gian chờ trung bình củ một phương tiện ( s ) : Là tỉ số giữa thời gian xanh của các pha với thời gian chu kỳ đèn; = Tx / C y = q / S : Là tỉ số giữa LL thực tế với LLBH. x = y / : Mức độ bão hòa của dòng xe vào nút. Thời gian chờ trung bình của một phương tiện là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá lựa chọn phương án điều khiển giao thông bằng ĐTH. Nếu phương án nào có thời gian chờ trung bình ngắn nhất là phương án tốt nhất. Ngoài ra ta còn có các chỉ tiêu khác để đánh giá lựa chọn phương án đó là năng lực thông qua của các pha đèn. d, Tính khả năng thông qua của nút điều khiển bằng đèn tín hiệu Khả năng thông qua của nút phụ thuộc vào khả năng thông qua của tất cả các làn xe. Vì vậy tăng số làn xe cũng là tăng khả năng thông qua tuy nhiên người ta giới hạn thì mỗi đầu vào của nút không quá 6 làn xe vì nếu tăng lên nhiều nó sẽ làm tăng thời gian chuyển pha sẽ làm tổn thất nhiều thời gian và khi đó thì khả năng thông qua của từng làn sẽ giảm xuống dẫn đến tổng thời gian thông qua của nút giảm. Khả năng thông qua của nút điều khiển Công thức tổng quát xác định thời gian thông qua của nút: Khả năng thông qua thực tế bằng khoảng 80% khả năng thông qua lý thuyết Ptt = 0.8*Pm Với k là tổng số làn xe các đầu vào nút. Vì lưu lượng trên các hướng đi vào nút có sự chênh lệch nhau một cách rõ rệt của dòng xe là ở mặt cắt từ phố Cát Linh đi vào nút hướng rẽ trái lưu lượng lớn hơn hướng đi thẳng tới trên 5 lần, qua mặt cắt Giảng Võ(Hướng từ Láng Hạ có lưu lượng đi thẳng và rẽ phải lớn) mà các hướng đối diện của 2 hướng chính này thì lưu lượng không đáng kể. Căn cứ vào điều kiện này ta nên tổ chức đèn theo kiểu chậm pha vì nếu tổ chức 3 pha xe tốn thời gian chờ lãng phí rất nhiều của dòng phương tiện không đáng kể qua nút. Hiện nay thì thực tế ở nút đã điều khiển theo kiểu này nhưng do phân làn chưa đảm bảo đồng thời thời gian đèn chưa hợp lý nên đó là nguyên nhân dẫn đến ùn tắc vào giờ cao điểm. e, Tính toán chu kỳ đèn cho nút. Tính toán với giờ cao điểm ta có sơ đồ Cát Linh 307 308 33 Giang Văn Minh(D) Pha 2 Pha 1a Pha 1b (A) (C) (B) 154 1020 2265 75 261 51 Giảng Võ Giảng Võ 1888 450 92 W E S N Hình 3.6: Sơ đồ các pha đèn cho nút Giảng Võ – Cát Linh Bảng 3.2: Lưu lượng tính toán thời gian các pha đèn của giờ cao điểm Pha Hướng các dòng xe Lưu lượng xe tính toán qi ( xcqd/h.làn ) LLBH Si( xcqđ/ h.làn ) Tỉ số yi = qi / Si yi max 1a B 1620 5434 0.3 1b B 810 5434 0.15 0.47 D 648 3782 0.17 2 A 1174 3933 0.3 0.3 C 387 1965 0.2 Tổng hệ số lưu lượng đại diện trên LLBH (hệ số phục vụ) là: Y = 0,3+0,47=0.77 Theo tiêu chuẩn của Mỹ và một số nước khác thì tổng công suất dòng phương tiện Y càng nhỏ thì năng lực phục vụ của nút càng tốt và không có ùn tắc và thông xe nhanh, và nếu Y 0,75 thì đây là “ngưỡng ùn tắc” và NGT sẽ thường xuyên xảy ra ùn tắc. Ở Việt Nam, đặc biệt là ở Hà Nội và TP Hồ Chí Minh dòng phương tiện là hỗn hợp nhiều xe máy, việc xác định công suất dòng phương tiện rất khó khăn. Trong đề tài nghiên cứu của bộ môn “ Đường ô tô và đường thành phố “ của Đại học Xây dựng, năm 1990 đã đưa ra “ ngưỡng ùn tắc” đối với dòng phương tiện của Hà Nội: Y 0,80 (Nguyễn xuân Vinh, 1999). Ta tính toán chu kỳ đèn cho nút năm hiện tại, với Y = 0,77 Bảng 3.3: Lưu lượng tại nút vào giờ cao điểm năm hiện tại Hướng A1 154 Hướng A2 1020 Hướng A3 2265 Hướng B1 1888 Hướng B2 450 Hướng B3 92 Hướng C1 51 Hướng C2 261 Hướng C3 75 Hướng D1 33 Hướng D2 308 Hướng D3 307 Tổng tổn thất thời gian cho 1 chu kỳ đèn 2 pha là: L = Sử dụng công thức Webster tính chu kỳ đèn: - Tối thiểu: Cmin = == 43.5 s - Tối ưu: Co = = 87 - Thực tế: Ctt = 70 Chọn chu kỳ đèn thiết kế C = C0 = 87 s Phân bố đèn xanh cho các pha theo chu kỳ tối ưu (Co = 87s) Thời gian xanh có hiệu : txh Của pha I: txh1 = 47 s Của pha II: txh2 = 30 s - Thời gian đèn vàng: tv = 3s Do yD > yB và (yD + y B) =0.3+0.17 =0.47 nên ta phân bổ đèn xanh của pha 1 cho hướng từ hướng D sang là T = = = 17 s Như vậy pha được chia làm 2 giai đoạn : Giai đoạn 1 : Bật đèn xanh hướng B (hướng từ Cát Linh vào nút) trước cho các xe thoát ra khỏi nút trước với thời gian là 47 – 17 = 30 s, và tại hướng D vẫn đèn đỏ. Giai đoạn 2 : Bật đèn xanh hướng D (hướng từ Giang Văn Minh vào nút) với thời gian đèn xanh là 17s Như vậy tổng thời gian đèn xanh của pha 1 là 47s , tổng thời gian đèn xanh của pha 2 là 30 s - Thời gian đèn vàng mỗi pha là 3s . Ta có thời gian đèn đỏ của các pha đèn : Tđ1a = C0 – (Tx1a + Tx1b) – Tv = 87 – ( 30+17)– 3 = 37 s Tđ1b = C0 – Tx1b – Tv = 87 – 17- 3 = 67s Tđ2 = C0 – Tx2 – Tv = 87 – 30 -3 =54 s Vẽ biểu đồ phân pha: 30s 17 s 6s 28s 6s Pha 1 Giai đoạn 1 Giai đoạn 2 Pha 2 Co = (30 + 17 + 6 + 28 + 6) = 87s Khả năng thông qua của nút: Ta có các tỉ số sau: = =30/87 = 0,35; = = 17/87 = 0,2 ; = = 30/87 = 0,35 Xét pha 1: - Pha 1-a Khả năng thông qua của pha 1a ( gồm 3 làn xe hoạt động ) P1a = 3* *S =3*0.35*5434 = 5706 (xcqđ/h) Với hướng Cát Linh vào nút: Mức độ bão hòa của dòng xe: x = = Thời gian chờ xe trung bình cho 1 phương tiện đi hướng này là: Ttb = = 17.2s - Pha 1-b Khả năng thông qua của pha 1b ( gồm 5 làn xe hoạt động) P1b = 3*0.2*5434 + 2*0.2*3782 = 4773 ( xcqđ/h ) Hướng Cát Linh vào nút: Mức độ bão hòa của dòng xe: x = = Thời gian chờ xe trung bình cho 1 phương tiện đi hướng này là: Ttb = = 32.8 s Hướng Giang Văn Minh vào nút: Mức độ bão hòa của dòng xe: x = = Thời gian chờ xe trung bình cho 1 phương tiện đi hướng này là: Ttb = = 33.8 s Xét pha 2: Khả năng thông qua của pha 2 ( gồm 3 làn xe hoạt động ): P2 = 2*0.35*3933 + 1*0.35*1965 = 3441 ( xcqđ/h ) Hướng Giảng Võ vào nút: Mức độ bão hòa của dòng xe: x = = Thời gian chờ xe trung bình cho 1 phương tiện đi hướng này là: Ttb = =26.3 s Hướng Giảng Võ (NTH) vào nút: Mức độ bão hòa của dòng xe: x = = Thời gian chờ xe trung bình cho 1 phương tiện đi hướng này là: Ttb = = 24 s Xác định năng lực dự trữ thông hành của nút: R.C = = 3.5 % Nhận xét : Năng lực sự trữ thông hành của nút còn 3.5 % Điều này cho thấy nút giao ở thời điểm hiện tại đã tới ngưỡng giới hạn, phải tổ chức cải tạo và thiết kế lại nút cũng như tuyến đường vào nút để tăng khả năng thông qua của nút giao. g) Tính thời gian cho đèn xanh bộ hành. Qua quá trình khảo sát ta thấy lưu lượng đi bộ qua nút các hướng vào giờ cao điểm không lớn. Đây là đặc điểm dòng giao thông ở các đô thị của Việt Nam. Người Việt có thói quen là nếu phải đi xa khoảng trên 600m là sử dụng phương tiện cơ giới. Thành phần tham gia đi bộ là những người buôn bán nhỏ và đi dạo. Đối với người Việt tốc độ đi bộ Vb = 1,2m/s; Chiều rộng lớn nhất của mặt cắt ngang đường là 25,8 m, suy ra thời gian dành cho người đi bộ qua nút là: (s) Thời gian chờ đèn đỏ ngắn nhất ở nút là 37s, đáp ứng được thời gian cho người đi bộ qua nút. Ta lấy đèn xanh bộ hành ở các hướng Tđb=27 s Bảng 3.4: Các thông số kỹ thuật của hệ thống đèn tín hiệu tại nút giờ cao điểm. STT Pha I Pha II 1a 1b 1.Thời gian đèn xanh các pha 47 17 30 2. Thời gian đèn đỏ các pha 37 67 54 3. Thời gian đèn vàng 3 3 3 3. 0.35 0.2 0.35 4.Khả năng thông qua 5706(xcqđ/h) 4773 (xcqđ/h) 3441 (xcqđ/h) 5.Mức độ bão hòa của dòng xe Hướng CL - GVM Hướng CL - GVM Hướng GVM- CL Hướng GV - NTH Hướng NTH - GV 86 % 76 % 88 % 86 % 67 % 6. Thời gian chờ xe trung bình 17.2 s 32.8 s 33.8 s 26.3 s 24 s 3.2.2. Thiết kế cải tạo lại nút để đáp ứng lưu lượng đến năm tương lai thứ 5. Như đã trình bày ở phần trên, lưu lượng qua nút ở năm tương lai thứ 5 là rất lớn và cơ sở hạ tầng của nút này không thể đáp ứng cho lưu lượng năm tương lai, tình trạng ách tắc trong tương lai là không tránh khỏi. Vì vậy ở phần này ta lập phương án thiết kế cải tạo lại nút để đáp ứng được lưu lượng ở thời điểm đó. Hướng Giảng Võ ( NTH)à Giang Văn Minh: Mở rộng thêm một làn rộng 3,5m. Chiều dài của dải mở rộng là 60m. Bán kính đường cong để tạo đường cong rẽ phải là 10m. Hướng từ Giảng VõàCát Linh: Mở rộng thêm một làn rộng 3.5m .Chiều dài của dải mở rộng là 60m .Bán kính cong rẽ phải là 20m. Đoạn vuốt nối trên tuyến Cát Linh dài 30m, độ dịch 1.5m Hướng từ Cát Linh à Giảng Võ (NTH): Mở rộng thêm một làn rộng 3m. Chiều dài của dải mở rộng là 60m. Bán kính cong rẽ phải là 5m. Hình 3.7: Sơ đồ thiết kế cải tạo nút Giảng Võ – Cát Linh trong tương lai. a, Tính lại lưu lượng bão hòa tại nút Sau khi cải tạo lại nút ta có làn xe tại các hướng như sau: Hướng Giảng Võ – Giảng Võ (NTH) : + Hướng Giảng Võ vào nút có 4 làn xe chạy, mỗi làn rộng 3,5m .Làn ngoài cùng dành cho xe đi thẳng và rẽ trái, hai làn ở giữa dành cho xe đi thẳng, làn sát lề dành cho xe rẽ phải được phép rẽ phải khi có đèn đỏ nên lưu lượng tại làn này không tính khi vào nút +Hướng từ Giảng Võ (NTH) vào nút có hai làn xe chạy. Làn ngoài cùng dành cho xe đi thẳng và rẽ trái, làn sát lề dành cho xe đi thẳng và rẽ phải. - Hướng Cát Linh – Giang Văn Minh: + Hướng Cát Linh vào nút có 3 làn xe chạy, mỗi làn rộng 3m. 2 làn ngoài cùng dành cho xe rẽ trái , làn sát lề dành cho xe đi thẳng và rẽ phải. + Hướng Giang Văn Minh vào nút có 2 làn xe chạy , mỗi làn rộng 3m .Làn ngoài cùng dành cho xe rẽ trái và đi thẳng, làn sát lề dành cho xe rẽ phải. Áp dụng các công thức thực nghiệm của Viện nghiên cứu đường bộ Anh trong tài liệu “Thiết kế nút giao thông và điều khiển giao thông bằng đèn tín hiệu” của PGS.TS Nguyễn Xuân Vinh ta tính toán được lưu lượng bão hòa của các hướng vào nút như sau: Tuyến Giảng Võ: Làn xe phía ngoài (dành cho xe đi thẳng và rẽ trái ): Sng = 1828 (xcqđ/h) Hai làn xe ở giữa ( dành cho xe đi thẳng): Sgi = 2080 + 100.(W – 3,25) = 2080 + 100*(3,5 – 3,25) = 2105 (xcqđ/h) Vậy lưu lượng của tuyến này là S =Sgi + Sng = 2*2105 + 1828 = 6038 (xcqđ/h) Tuyến Giảng Võ ( NTH): Làn ngoài cùng ( dành cho xe đi thẳng và rẽ trái): Sng = 2028 (xcqđ/h) Làn sát lề ( dành cho xe đi thẳng và rẽ phải): Ssl = 1828 (xcqđ/h) Vậy lưu lượng của tuyến này là: S= Ssl + Sng = 2028+1828 = 3856 (xcqđ/h) Tuyến Cát Linh: Hai làn xe phía ngoài ( dành cho xe rẽ trái): Sng= 1787 ( xcqđ/h) Làn ở giữa (dành cho xe đi thẳng và rẽ trái ): Sgi = 1911 ( xcqđ/h) Làn sát lề ( dành cho xe đi thẳng và rẽ phải ) Ssl = 1860 (xcqđ/h) Vậy lưu lượng của tuyến này là: S = 2*Sng + Ssl = 2*1787 +1911 + 1860 = 7345 (xcqđ/h) Tuyến Giang Văn Minh: Làn ngoài cùng ( dành cho xe đi thẳng và rẽ trái): Sng = 1995 ( xcqđ/h ) Làn sát lề ( dành cho xe đi thẳng và rẽ phải): Ssl= = 1781 ( xcqđ/h ) Vậy lưu lượng của tuyến này là: S = Sng + Ssl = 1995 + 1787 = 3782 (xcqđ/h) b, Thời gian xen kẽ giữa 2 xanh ( txk ) Áp dụng công thức (3.1): Hướng Giảng Võ- Giảng Võ( NTH) có B = 30m: txk1 = 1 + = 6,01s 6s Hướng Cát Linh – Giang Văn Minh có B = 30m: txk2 = 1 + = 6.01s 6s c, Thiết kế pha đèn cho nút Xét với giờ cao điểm ta có sơ đồ N Cát Linh 448 449 48 Giang Văn Minh(D) Pha 2 Pha 1a Pha 1b (A) (C) (B) 317 1390 3307 109 381 75 Giảng Võ Giảng Võ 2356 656 135 W E S N Hình 3.8: Sơ đồ các pha đèn cho nút Giảng Võ – Cát Linh Bảng 3.5: Lưu lượng tính toán thời gian các pha đèn của giờ cao điểm Pha Hướng các dòng xe Lưu lượng xe tính toán qi ( xcqd/h.làn ) LLBH Si( xcqđ/ h.làn ) Tỉ số yi = qi / Si yi max 1a B 2098 7345 0.28 1b B 1083 7345 0.15 0.52 D 945 3782 0.24 2 A 1707 6038 0.28 0.28 C 565 3856 0.2 Tổng hệ số lưu lượng đại diện trên LLBH (hệ số phục vụ) là: Y = 0,52+0,28=0.8 Tổng tổn thất thời gian cho 1 chu kỳ đèn 2 pha là: L = Sử dụng công thức Webster tính chu kỳ đèn: - Tối thiểu: Cmin = == 50 s - Tối ưu: Co = = 100 s - Thực tế: Ctt = 90 Chọn chu kỳ đèn thiết kế C = C0 = 100 s Phân bố đèn xanh cho các pha theo chu kỳ tối ưu (Co = 100 s) Thời gian xanh có hiệu : txh Của pha I: txh1 = 59 s Của pha II: txh2 = 32 s - Thời gian đèn vàng: tv = 3s Do yD > yB và (yD + y B) =0.28+0.24 =0.52 nên ta phân bổ đèn xanh của pha 1 cho hướng từ hướng D sang là T = = = 27 s Như vậy pha được chia làm 2 giai đoạn : Giai đoạn 1 : Bật đèn xanh hướng B (hướng từ Cát Linh vào nút) trước cho các xe thoát ra khỏi nút trước với thời gian là 59 – 27 = 32 s, và tại hướng D vẫn đèn đỏ. Giai đoạn 2 : Bật đèn xanh hướng D (hướng từ Giang Văn Minh vào nút) với thời gian đèn xanh là 27s Như vậy tổng thời gian đèn xanh của pha 1 là 59s , tổng thời gian đèn xanh của pha 2 là 32s - Thời gian đèn vàng mỗi pha là 3s . Ta có thời gian đèn đỏ của các pha đèn : Tđ1a = C0 – (Tx1a + Tx1b) – Tv = 100 – ( 32+27)– 3 = 38 s Tđ1b = C0 – Tx1b – Tv = 100 – 27- 3 = 70s Tđ2 = C0 – Tx2 – Tv = 100 – 32 -3 =65 s Vẽ biểu đồ phân pha: 32s 27 s 6s 29s 6s Pha 1 Giai đoạn 1 Giai đoạn 2 Pha 2 Co = (32 + 27 + 6 + 29 + 6) = 100s Khả năng thông qua của nút: Ta có các tỉ số sau: = =32/100 = 0,32; = = 27/100 = 0,27 ; = = 32/100 = 0,32 Xét pha 1: - Pha 1-a Khả năng thông qua của pha 1a ( gồm 4 làn xe hoạt động ) P1a = 4* *S =3*0.32*7345 = 7051 (xcqđ/h) Với hướng Cát Linh vào nút: Mức độ bão hòa của dòng xe: x = = Thời gian chờ xe trung bình cho 1 phương tiện đi hướng này là: Ttb = = 17.5 s - Pha 1-b Khả năng thông qua của pha 1b ( gồm 6 làn xe hoạt động) P1b = 4*0.27*7345 + 2*0.27*3782 = 9975 ( xcqđ/h ) Hướng Cát Linh vào nút: Mức độ bão hòa của dòng xe: x = = Thời gian chờ xe trung bình cho 1 phương tiện đi hướng này là: Ttb = = 31.2 s Hướng Giang Văn Minh vào nút: Mức độ bão hòa của dòng xe: x = = Thời gian chờ xe trung bình cho 1 phương tiện đi hướng này là: Ttb = = 35.2 s Xét pha 2: Khả năng thông qua của pha 2 ( gồm 5 làn xe hoạt động ): P2 = 3*0.32*6038 + 2*0.32*3856 = 8264 ( xcqđ/h ) Hướng Giảng Võ vào nút: Mức độ bão hòa của dòng xe: x = = Thời gian chờ xe trung bình cho 1 phương tiện đi hướng này là: Ttb = =32.1s Hướng Giảng Võ (NTH) vào nút: Mức độ bão hòa của dòng xe: x = = Thời gian chờ xe trung bình cho 1 phương tiện đi hướng này là: Ttb = = 27.5 s g) Tính thời gian cho đèn xanh bộ hành. Qua quá trình khảo sát ta thấy lưu lượng đi bộ qua nút các hướng vào giờ cao điểm không lớn. Đây là đặc điểm dòng giao thông ở các đô thị của Việt Nam. Người Việt có thói quen là nếu phải đi xa khoảng trên 600m là sử dụng phương tiện cơ giới. Thành phần tham gia đi bộ là những người buôn bán nhỏ và đi dạo. Đối với người Việt tốc độ đi bộ Vb = 1,2m/s; Chiều rộng lớn nhất của mặt cắt ngang đường là 29,3 m, suy ra thời gian dành cho người đi bộ qua nút là: (s) Thời gian chờ đèn đỏ ngắn nhất ở nút là 38s, đáp ứng được thời gian cho người đi bộ qua nút. Ta lấy đèn xanh bộ hành ở các hướng Tđb=30 s Bảng 3.6: Các thông số kỹ thuật của hệ thống đèn tín hiệu tại nút giờ cao điểm. STT Pha I Pha II 1a 1b 1.Thời gian đèn xanh các pha 59 27 32 2. Thời gian đèn đỏ các pha 38 70 65 3. Thời gian đèn vàng 3 3 3 3. 0.32 0.27 0.32 4.Khả năng thông qua 5706(xcqđ/h) 9975 (xcqđ/h) 8264 (xcqđ/h) 5.Mức độ bão hòa của dòng xe Hướng CL - GVM Hướng CL - GVM Hướng GVM- CL Hướng GV - NTH Hướng NTH - GV 88 % 55 % 90 % 88 % 50 % 6. Thời gian chờ xe trung bình 17.5 s 31.2 s 35.2 s 32.1 s 27.5 s Như vậy với chu kỳ đèn và cách phân pha như trên đều đảm bảo cho nút đủ khả năng thông qua trong giờ cao điểm. Kết Luận chung: Giải pháp thiết kế và cải tạo nút nút đã tạo cho nút hợp lý hơn rất nhiều cho dòng giao thông qua nút đồng thời chu kì đèn tín hiệu thiết kế lại sau khi cải tạo là 100 s nằm ở ngưỡng rất hợp lý cho việc tổ chức giao thông ở đô thị Hà nội. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ v Kết luận: Đề tài “ Tổ chức giao thông tại nút Giảng Võ – Cát Linh 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 và tổ chức giao thông tại nút, làm cơ sở khoa học để thực hiện đề tài. Chương 2 giúp ta thấy được sự liên hệ mật thiết khi một nút giao thông được tổ chức tốt dòng giao thông sẽ ảnh hưởng tích cực như thế nào đến giao thông đô thị nói chung cũng như dòng giao thông qua nút nói riêng. Nêu lên được hiện trạng tổ chức giao thông tại nút; qua đó đánh giá được hiện trạng tổ chức giao thông tại nút Giảng Võ – Cát Linh cần phải tổ chức và thiết kế lại chu kỳ đèn tín hiệu, cũng như hình dạng nút giao cho phù hợp. Đồng thời đã dự báo được lưu lượng của nút sau 5 năm làm căn cứ đề xuất phương án ở chương 3. Chương 3 Qua nghiên cứu hiện trạng giao thông tại nút ở chương 2, tác giả đã đề xuất được phương án tổ chức giao thông tại nút cho phù hợp hơn, tối ưu hơn, nâng cao độ an toàn tại nút. Tuy nhiên, đề tài cũng còn nhiều hạn chế và thiếu sót: Do còn yếu kém trong lĩnh vực chuyên môn, đặc biệt là trong lĩnh vực về cách thức thiết kế nút giao thông, vì vậy phương án thiết kế đưa ra chưa hoàn thiện và đầy đủ, ở phương án 3 mới chỉ dừng lạ ở định hướng thiết kế, chứ chưa đưa ra được phương án thiết kế cụ thể. Vì thời gian thực hiện đề tài ngắn và kiến thức có hạn, hơn nữa điều kiện trang thiết bị máy móc quan trắc không có, 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, kính mong các thầy, các cô tạo điều kiện quan tâm, giúp đỡ và chỉ bảo để đề tài này thực hiện tốt hơn. Kiến nghị: Với phạm vi 1 đồ án tốt nghiệp đồng thời phạm vi nghiên cứu chỉ là 1 nút giao thông nên còn nhiều hạn chế vì vậy mặc dù nút có được thiết kế tổ chức tốt thì để đảm bảo giao thông thuận tiện cũng cần có sự kết hợp của nhiều yếu tố. Em mạnh dạn đề xuất 1 số ý kiến sau: -Tiếp tục điều chỉnh và xây dựng 1 chu kì đèn hợp lý hơn trong tương lai. -Cải tạo vỉa hè nhằm đảm bảo tầm nhìn cho phương tiện và tạo mỹ quan cho nút. -Nên có các nghiên cứu khác nhằm mở rộng tuyến đường vào nút nhằm tạo sự đồng bộ giữa nút và các hướng tuyến vào nút. DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Bùi Xuân Cậy, Nguyễn Quang Đạo ( 2005 ), Đường thành phố và quy hoạch giao thông đô thị, NXB Đại học giao thông vận tải, Hà Nội. Tiến sỹ Phan Cao Thọ, Giao thông đô thị và chuyên đề đường, Đại học bách khoa Đà Nẵng, khoa xây dựng cầu đường. Đường ôtô tiêu chuẩn thiết kế TCVN 4054 – 05 ( bản dự thảo), Hà Nội. Bộ Giao thông Vận tải ( 2005 ). 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. TS. Khuất Việt Hùng ( 2007 ), Bài giảng quy hoạch nút giao thông bằng đèn tín hiệu, Hà Nội. Vũ Anh Tuấn (2008), Bài giảng Tổ chức giao thông đô thị, Viện quy hoạch và quản lý giao thông vận tải, ĐH GTVT 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. Nguyễn Xuân Trục ( 2003 ), Quy hoạch GTVT và thiết kế công trình đô thị, NXB Giáo dục, Hà Nội. Quy hoạch chi tiết giao thông thủ đô Hà Nội đến năm 2020 ( Báo cáo cuối kỳ 01 - TEDI - 045 ), NXB Giao thông, Hà Nội. Nguyễn Xuân Thuỷ ( 2003 ), Tiêu chuẩn thiết kế đường ôtô - 22TCN, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội. Đồ án tốt nghiệp (2008), Đinh Sơn Tùng – Lớp quy hoạch và quản lý GTĐT K45. Đồ án tốt nghiệp (2008), Phạm Tiến Dũng – Lớp quy hoạch và quản lý GTĐT K45. Trường Đại học GTVT - Bộ môn quy hoạch và quản lý GTVT ( 2006 ), Lý thuyết dòng xe và ứng dụng, NXB Đại học GTVT, Hà Nội. Vũ Hồng Trường ( 2001 ), Bài giảng quy hoạch giao thông vận tải đô thị, NXB Đại học GTVT, Hà Nội. Lê Thị Kim Dung (2007), Giáo trình Kỹ thuật đô thị, Đại học bách khoa Đà Nẵng