Đề xuất và lựa chọn phương án tổ chức giao thông tại nút giao Đại La – Phố Vọng

i thẳng, rẽ phải, rẽ trái và cho người đi bộ. c) Các biện pháp đẩy lùi xe rẽ trái. Tại các phố có mạng lưới đường là ô bàn cờ, các tuyến phố song song và ngắn. NGT thường dễ gây ùn tắc do tạo ra các luồng xe giao cắt giữa xe chạy thẳng và xe rẽ trái. Vì vậy, thường có các cách tổ chức như sau: Chuyển luồng xe rẽ trái sang phố khác Khi có các đường phố song song và lưu lượng xe thấp có thể chuyển làn xe rẽ trái sang phố khác. Biện pháp thay đổ tổ chức giao thông này khá đơn giản nhưng có 1 nhược điểm cơ bản là kéo dài hành trình của dòng xe rẽ trái. Ở Hà Nội các tuyến phố cổ được tổ chức như vậy (hình 1.12) Hình 1.15: Chuyển luồng xe rẽ trái sang phố khác Khu nhà ở Đẩy vị trí xe rẽ trái ra khỏi ngã tư Đẩy xe rẽ trái ra khỏi ngã tư bằng cách cho nhập làn rẽ phải và chuyển dần chuyển động vào làn trong để rẽ trái tại chố quay xe, tức ta đã chuyển dòng giao cắt nhau sang nhập dòng. Nhược điểm là kéo dài hành trình của xe (hình 1.13) Hình 1.16: Đẩy vị trí xe rẽ trái ra khỏi ngã tư Chỗ quay đầu Chuyển rẽ trái thành rẽ phải Hình 1.17: Chuyển rẽ trái thành rẽ phải Giải pháp này áp dụng theo sơ đồ “các đảo ở góc“ bằng cách bố trí thêm 4 đảo ở 4 góc và khi xe muốn rẽ trái, bắt buộc phải đi thẳng qua nút rồi rẽ phải vòng qua đảo nhập vào dòng xe đang chạy thẳng của hướng vuông góc. Nhược điểm của giải pháp này là tốn nhiều diện tích mặt bằng. CHƯƠNG II: Đánh giá hiện trạng và dự báo lưu lượng tại nút giao Đại La – Phố Vọng 2.1. Hiện trạng hệ thống giao thông đường bộ Hà Nội 2.1.1. Hiện trạng hệ thống đường bộ Mạng lưới đường thành phố Hà Nội hiện nay có dạng cấu trúc hỗn hợp và thiếu sự liên thông. Mạng lưới đường quốc lộ hướng tâm (bảng 2.1) kết hợp với mạng lưới đường vành đai 1, 2, 3 (bảng 2.2) đã góp phần đảm bảo giao thông thông suốt của thành phố. Với tình hình phát triển như hiện nay, vành đai 1 chủ yếu đóng vai trò đường phố chính nằm sâu trong trung tâm thành phố còn vành đai 2 đóng vai trò là vành đai chính của thành phố đồng thời cũng là tuyến giao thông chính của đô thị. Tuyến vành đai 3 đang trong giai đoạn hoàn thành để đáp ứng được nhu cầu vận chuyển của thành phố. Bảng 2.1: Mạng lưới đường quốc lộ hướng tâm của Hà Nội TT Quốc lộ Chiều dài Chức năng QL 1A phía Nam 1801km Nối HN với 31 tỉnh thành từ B vào N 2 QL 1A phía Bắc 172km Giao lưu giữa VN Trung Quốc 3 QL2 320km Nối HN với các tỉnh phía Bắc 4 QL 3 342km HN đi Thái Nguyên, Bắc Cạn, Cao Bằng 5 QL 5 110km HN – HP 6 QL 6 494km HN với các tỉnh Hoà Bình – Sơn La - Tuần Giáo – Lai Châu 7 QL 32 QL đi vào thủ đô ở phía tây 8 Tuyến cao tốc Láng – Hoà Lạc 30km Nối HN với chuỗi đô thị đối trọng Miếu Môn – Xuân Mai – Hoà Lạc – Sơn Tây Bảng 2.2: Mạng lưới đường vành đai Hà Nội TT Tuyến đường tuyến đi cơ bản 1 VĐ1 Nguyễn Khoái - Trần Khát Chân - Đại Cồ Việt – Kim Liên – La Thành – Ô Chợ Dừa - Giảng Võ - Ngọc Khánh - Liễu Giai – Hoàng Hoa Thám. 2 VĐ2 Bắt đầu từ dốc Minh Khai – Ngã Tư Vọng - Đường Láng - Cầu Giấy - Bưởi - Lạc Long Quân – đê Nhật Tân và vượt sông Hồng từ vị trí xã Phú Thượng sang xã Vĩnh Ngọc qua Đông Hội Đông Trù , QL5, tiếp tục vượt sông Hồng tại Vĩnh Tuy nối vào dốc Minh Khai 3 VĐ3 Bắt đầu từ đường Bắc Thăng Long - Nội Bài – Mai Dịch – Thanh Xuân – Pháp Vân – Sài Đồng - cầu Đuống mới – Ninh Hiệp - Việt Hùng nối với đường Bắc Thăng Long - Nội Bài thành tuyến khép kín. Hà Nội hiện nay có khoảng hơn 400 km đường nội thị. Mật độ mạng lưới đường phân bố không đồng đều: mật độ khu vực nội thành 0.87km/km2 chỉ bằng 35% - 40% so với mức trung bình thế giới; ngoại thành 0,88km/km2. Quận Hoàn kiếm có mật độ cao nhất : 2,17 km/km2. Tây Hồ & Thanh Xuân là hai quận có mạng lưới thấp (0,42 & 0,48 km/km2) chỉ bằng 20% quận Hoàn Kiếm. Tỷ lệ diện tích đường/diện tích đất đô thị thấp mới chỉ đạt 6,1%. Giao thông tĩnh (bến đỗ, điểm dừng, gara xe) đang là vấn đề bức xúc của Hà Nội nói riêng và các đô thị lớn của Việt Nam nói riêng. Quỹ đất dành cho giao thông tĩnh của thành phố còn quá ít. Và đây cũng là một trong những yếu tố gây nên ùn tắc giao thông tại Hà Nội. 2.1.2. Hiện trạng hệ thống nút giao thông Thực tế điều tra khảo sát các nút giao thông trong Hà Nội có thể chia làm hai loại: Mạng lưới các nút giao thông nằm trong khu vực trung tâm, các khu phố cổ, khu phố cũ: Đây là khu vực có mật độ nút và mặt bằng các nút ổn định, một số lớn các nút quan trọng trên các trục chính được lắp đèn điều khiển giao thông. Trong khu vực này tình trạng ách tắc giao thông đô thị không nghiêm trọng như các khu vực cửa ô do có mật độ đường cao, phân bố không đồng đều. Tuy nhiên vẫn còn một số nút giao thông còn ách tắc như: Nút Khâm Thiên – Lê Duẩn Nút Nguyễn Khuyến… Mạng lưới các nút nằm trên đường vành đai, các trục hướng tâm, các cửa ô và khu vực đô thị hoá thời gian qua: Thực tế cho thấy các nút nằm trên đường vành đai I: Ô Chợ Dừa, Kim Liên, Láng Hạ - Giảng Võ, … Vành đai II: Ngã tư Trung Hiền, Ngã Tư Vọng (đã được xây dựng nút giao thông trực thông và đưa vào sử dụng tháng 10/2002), Ngã Tư Sở, … luôn trong tình trạng quá tải nghiêm trọng và thường xuyên ách tắc giao thông. Hà Nội có trên 600 nút giao thông nhưng chỉ có khoảng 200 nút có lắp đèn tín hiệu. Một số nút có đèn tín hiệu điều khiển 3 pha như : nút Tôn Thất Tùng – Chùa Bộc, phố Huế - Đại Cồ Việt, Cát Linh, nút Daewoo. Còn các nút khác là đèn hai pha và tự điều chỉnh tự động hoặc bán tự động. Trong 200 nút có lắp đèn tín hiệu, có nhiều nút đèn chưa hoạt động hoặc hoạt động chập chờn. Có nhiều nút đèn được lắp đặt rất quy mô : Nút đèn Cầu Đất, nút Vạn Kiếp, nút Lương Yên,... nhưng các nút này để trang trí. Đặc biệt, trên đường Nguyễn Trãi có 7 nút đèn tín hiệu nhưng chỉ có 4 nút hoạt động còn lại các nút khác chỉ có đèn vàng nhấp nháy. Trong dự án tăng cường năng lực giao thông đô thị Hà Nội có 49 nút đèn tín hiệu được lắp đặt trong tổng số 78 nút của dự án. Nhưng trong đó cũng chỉ có 29 nút hoạt động còn lại 20 nút khác vẫn chưa có đường cung cấp điện hoặc là hoạt động chập chờn. Đô thị HN mở rộng các nhiều tuyến đường cần nhiều hơn nữa những nút đèn giao thông nhưng không phải lắp rồi để “chết”. Một sự lãng phí trong đầu tư của Thủ Đô. Mặt khác lưu lượng xe tại các nút cửa ô rất lớn, quy mô nút chưa đảm bảo khả năng thông hành của xe. Do đó đây cũng là một trong những nguyên nhân dẫn đến ách tắc giao thông tại các nút này. Một số nút giao thông đã được xây dựng trong thời gian qua như nút Kim Liên, Ngã Tư Sở, … nhưng chưa hoàn chỉnh nên chưa giải quyết được tình trạng ách tắc một cách triệt để. 2.1.3. Tình hình phương tiện giao thông Quá trình phát triển kinh tế của Hà Nội đồng thời với quá trình đô thị hoá nhanh dẫn đến sự bùng nổ dân số và phương tiện giao thông là điều không thể tránh khỏi. Kết quả điều tra từ thực tế, phương tiện tham gia giao thông trong khu vực thành phố Hà Nội chủ yếu là phương tiện xe hai bánh kà xe đạp và xe máy. Xe máy hiện đang là loại phương tiện được người dân ưa dùng nhất hiện nay ở nước ta nói chung và ở thủ đô Hà Nội nói riêng. Theo các số liệu thống kê, số lượng xe máy ở Hà Nội tính đến năm 2001 là 951.083 chiếc, năm 2003 là 1.180.151 chiếc và đầu năm 2006 là 1.555.257 chiếc. Xe máy có ưu điểm là phương tiện cá nhân có tốc độ cao hơn xe buýt, giúp người sử dụng cơ động, chủ động về thời gian và thuận tiện trong đi lại. Hiện nay đại đa số các chuyến đi của người dân trong thành phố là dùng phương tiện xe máy. Tiếp đến là các chuyến đi bằng xe đạp, số lượng các chuyến đi bằng xe đạp hiện nay ở Hà Nội có khoảng trên 1 triệu chiếc. Xu thế chung của các thành phố lớn trên thế giới khi mức thu nhập của người dân tăng lên, sở hữu xe con cá nhân cũng tăng lên. Ở Hà Nội mức sở hữu xe con cũng đang bắt đầu tăng. Trong những năm gần đây tốc độ tăng trưởng ô tô là 12 – 15 % năm, thì tính đến cuối năm 2003 Hà Nội có 122.818 ôtô các loại và tính đến đầu năm 2006 là 152.000 chiếc. Nếu mức tăng ôtô vẫn tiếp tục tăng trong khi hệ thống giao thông và hệ thống nút giao thông không có cải tạo thì Hà Nội sẽ tiếp tục phải chứng kiến nạn ùn tắc giao thông không chỉ vào những giờ cao điểm mà trong cả những giờ thông thường. Bảng 2.3: Diễn biến tăng trưởng của số lượng xe cơ giới Năm số lượng ôtô số xe gắn máy hai bánh 1999 92.355 666.672 2000 96.679 785.969 2001 103.748 951.083 2002 112.126 1.112.976 2003 122.818 1.180.151 02/2006 152.000 1.550.000 (Sở GTCC Hà Nội) Hình 2.1: Biểu đồ quá trình cơ giới hoá phương tiện ở Hà Nội 2.1.4. Người điều khiển phương tiện giao thông Do ảnh hưởng của nền kinh tế thị trường và mục đích chạy theo lợi nhuận là chính lên các lực lượng vận tải của các thành phần kinh tế xã hội đã tham gia vào quá trình giao thông mang tính tự phát cao. Chính quyền thành phố tuy đã có nhiều biện pháp can thiệp nhưng vẫn tồn tại nhiều vấn đề bức xúc. Ý thức chủ quan của con người trong việc chấp hành luật lệ về an toàn giao thông đường bộ và đô thị còn thấp dẫn đến tình trạng kém hiểu biết về luật lệ an toàn giao thông. Do nhu cầu phương tiện cơ giới tăng nhưng trường lớp đào tạo cấp tốc, đào tạo không tuân theo quy trình kỹ thuật điều khiển phương tiện, thực trạng đã đưa đến tình trạng thiếu và yếu về tay nghề điều khiển phương tiện cơ giới. 2.1.5. Phương tiện tổ chức giao thông Thành phố Hà Nội hiện nay có hơn 600 nút giao thông đồng mức và rất ít nút giao thông khác mức. Thành phố có khoảng hơn 200 nút được lắp đặt đèn tín hiệu. Hiện nay thành phố đã và đang xây dựng được một số nút giao thông khác mức tương đối hiện đại như nút Nam Chương Dương, nút Ngã Tư Vọng, nút Ngã Tư Sở, nút Vọng…Một số nút có đèn điều khiển ba pha: Tôn Thất Tùng – Chùa Bộc, phố Huế - Đại Cổ Việt, Chùa Bộc – Tây Sơn,…, còn lại các nút chủ yếu là đèn hai pha và tự điều chỉnh tự động hoặc bán tự động. Bên cạnh những nút đã được nâng cấp cải tạo thì còn rất nhiều nút vẫn trong tình trạng hoạt động kém hiệu quả và tại đây là các dòng phương tiện xung đột nhau mà chưa kiểm soát được gây nên những bức xúc nhất định. 2.1.6. Tình hình tai nạn giao thông Theo số liệu đánh giá tình hình tai nạn giao thông đường bộ cả nước thì trong những năm qua thì Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh là hai thành phố xảy ra nhiều tai nạn giao thông nhất chiếm 22% số vụ tai nạn trong cả nước. Theo thống kê của phòng CSGT Thành phố Hà Nội, tính từ năm 2000 đến nay tai nạn giao thông đường bộ của Hà Nội có xu hướng giảm dần. Chiếm phần lớn vẫn là do xe máy và ô tô gây ra. Tai nạn xảy ra không phải vào giờ cao điểm mà vào tầm từ 12h30 đến 16h hàng ngày. Hình 2.2: Biểu đồ về số vụ TNGT trên địa bàn Hà Nội từ năm 1995 đến 2007 Hình 2.3: Biểu đồ về số vụ TNGT theo loại phương tiện năm 2007 2.2. Hiện trạng nút giao thông Đại La – Phố Vọng 2.2.1. Vị trí và cấu trúc hình học nút Đại La – Phố Vọng a) Vị trí nút Nút giao thông Đại La – Phố Vọng là nút giao ngã năm, nằm trên tuyến đường vành đai 2 , nút nằm về phía Tây Nam gần trung tâm Thành phố, giáp với cửa ngõ phía Nam của thủ đô. Nút nằm trên tuyến đường vành đai 2 của Thành phố, tuyến đường có nhiệm vụ giải tỏa, điều phối các luồng xe quá cảnh qua khu vực Hà Nội nên lưu lượng ra vào nút là khá lớn. b) Đặc điểm hình học của nút Nút giao thông Đại La – Phố Vọng là một NGT đồng mức, đây là một ngã năm giao cắt. Tuyến đường Đại La là tuyến có chiều rộng 8m không có giải phân cách ở giữa. Tuyến Phố Vọng 1 có chiều rộng 10m, Phố Vọng 2 có chiều rộng 8m. Đoạn đường Trường Chinh nằm giữa ngã tư Vọng và nút giao Đại La Phố Vọng có chiều rộng 13m với 2 làn xe chạy mỗi chiều. Hình 2.4: Cấu tạo hình học nút Đại La – Phố Vọng 8m 6,6m 13m 8m 10m Phố Vọng 1 Đại La Trường Chinh Phố Vọng2 E N W S Ngõ 128 5m 6,6m A D E B C 18m 16m Tầm nhìn tại nút bị hạn chế do nhà dân rất gần nút đồng thời vỉa hè còn bị lấn chiếm vì các mục đích kinh tế. Điều này đã góp phần làm giảm năng lực thông qua của nút, gây nên tình trạng lộn xộn, mất an toàn. Hình 2.5: Mặt cắt ngang đường dẫn Trường Chinh 6,5m 6,5m Hình 2.6: Mặt cắt ngang đường dẫn Đại La 8m Hình 2.7: Mặt cắt ngang đường dẫn Phố Vọng 1 . 10m Hình 2.8: Mặt cắt ngang đường dẫn Phố Vọng 2 8m Hình 2.9: Mặt cắt ngang ngõ 128 5m 2.2.2. Tổ chức giao thông tại nút Để giảm tình trạng tăc nghẽn vào giờ cao điểm, thực hiện cấm ô tô qua nút vào tuyến Đại La và tuyến Phố Vọng 2 , ô tô được phép lưu thông theo hướng ngược lại.Xe buýt thì được phép hoạt động. Giao thông tại nút được điều khiển bằng hệ thống đèn tín hiệu với chu kỳ 2 pha bắt đầu chậm, kèm theo kết thúc sớm (thực hiện bật đèn xanh trước đối với luồng xe hướng Trường Chịnh – Đại La, Đại La – Trường Chinh, sau đó mới bật đèn xanh cho các phương tiện ở ngõ 128 lưu thông và bật đèn đỏ sớm ở hướng này). Thời gian một chu kỳ là 75 giây. + Hướng Trường Chịnh – Đại La : Thời gian đèn xanh là: tx = 38giây Thời gian đèn vàng tv = 3 giây Thời gian đèn đỏ là td = 34 giây + Hướng Đại La – Trường Chinh : Thời gian đèn xanh là: tx = 38giây Thời gian đèn vàng tv = 3 giây Thời gian đèn đỏ là td = 34 giây + Hướng Phố Vọng – Phố Vọng : Thời gian đèn xanh là: tx = 27giây Thời gian đèn vàng tv = 3 giây Thời gian đèn đỏ là td = 45giây + Hướng từ ngõ 128 ra : Thời gian đèn xanh là: tx = 30giây Thời gian đèn vàng tv = 3 giây Thời gian đèn đỏ là td = 42giây Hình 2.10: Pha đèn tín hiệu tại nút Pha 1 TCV TC TC ĐL ĐL ĐL PV PV Pha 2 TC ĐL PV Tuy nhiên, vào những giờ cao điểm do lưu lượng thông qua nút lớn chu kỳ đèn chưa hợp lý và ý thức tham gia của người dân còn chưa cao,gây nên tình trạng lộn xộn , mất an toàn, Tuyến Đại La do hẹp, nhiều phương tiện trong khi chờ đèn xanh để được lưu thông lấn cả sang làn của dòng ngược chiều làm giảm khả năng thông qua của nút dễ tắc nghẽn. 2.2.3. Mức độ phức tạp ( M ) Khi phương tiện qua NGT thì có các hướng chuyển động: Xe chạy thẳng, xe rẽ trái và xe rẽ phải. Chính vì vậy mà dòng giao thông khi đi qua nút xảy ra các điểm xung đột Các điểm này gây nên sự mất an toàn giao thông khi phương tiện qua nút. Điểm cắt là cắt các luồng xe chạy qua nút ( nguy hiểm nhất). Điểm nhập là nhập các luồng xe chạy ( nguy hiểm ít hơn điểm cắt). Điểm tách là chia các luồng xe chạy ( nguy hiểm ít hơn cả). Để đánh giá mức độ phức tạp của NGT người ta đưa ra công thức sau: M = Nt + 3Nn + 5Nc Trong đó: M : Mức độ phức tạp của nút. Nt : Số điểm tách ( lấy làm chuẩn có hệ số bằng 1). Nn : Số điểm nhập ( nhân hệ số quy đổi bằng 3). Nc : Số điểm cắt ( nhân hệ số quy đổi bằng 5). Theo tiêu chuẩn trên thì mức độ phức tạp của nút được đánh giá như sau: Khi M < 10 : Nút giao thông rất đơn giản. M = 10- 25 : Nút giao thông đơn giản. M = 25 - 55 : Nút giao thông phức tạp. M > 55 : Nút giao thông rất phức tạp. Nút giao thông Đại La – Phố Vọng được điều khiển bằng đèn tín hiệu 2 pha , mức độ phức tạp của nút cao nhất là ở pha 1 do có 3 hướng được bật đèn xanh. Hình 2.11.Các xung đột tại pha 1 Đại La Phố Vọng Phố Vọng Ngõ 128 Điểm tách là: 9 điểm Điểm nhập là: 7 điểm Điểm giao cắt là: 14 điểm Mức độ phức tạp của nút tại pha 1: M = nt + 3.nn + 5nc = 9 + 3.7 + 5.14 = 100 Như vậy, ngã năm Đại La – Phố Vọng có mức độ rất phức tạp.  2.2.4.Chuyển động sai và va chạm tại nút Tình trạng xe chuyển động sai tại nút là rất nhiều, nút giao lại rất phức tạp, có nhiều xung đột tiềm tàng tai nạn.Nguyên nhân do tổ chức giao thông chưa được tốt, lưu lượng qua nút ngày càng tăng trong khi đó cơ sở hạ tầng của nút vẫn hạn chế, một nguyên nhân nũa là ý thức tham gia giao thông của người dân chưa được tốt, tình trạng vượt đèn đỏ là khá nhiều. WL1 WR WC WL2 WL3 Hình 2.12: Sơ hoạ các chuyển động sai Chú thích WL1 Rẽ trái sai 1 WR Rẽ phải sai WL2 Rẽ trái sai 2 WC Đi chéo sai WL3 Rẽ trái sai 3 Tổng hợp cácchuyển động sai và các loại chuyển động sai đếm được tại nút trong 1h cao điểm Bảng 2.4: Tổng hợp các phương tiện chuyển động sai Loại phương tiện TỔNG TỈ LỆ ( % ) XE MÁY 239 68,09% XE CON 3 0,85% XE BUÝT 0 0% XE TẢI 0 0% XE ĐẠP 92 26,21% ĐI BỘ 17 4,85% Phương tiện khác 0 0% TỔNG CỘNG 351 100% Loại chuyển động sai KÝ HIỆU SỐ PT TỈ LỆ (% ) RẼ TRÁI SAI 1 WL1 1 103 29,34% RẼ TRÁI SAI 2 WL2 2 50 14,24% RẼ TRÁI SAI 3 WL3 3 22 6,26% RẼ PHẢI SAI WR 159 45,30% ĐI CHÉO SAI WC 17 4,86% TỔNG CỘNG 351 100% Do nút có nhiều giao cắt, cộng với việc chuyển động sai, vượt đèn đỏ càng làm phát sinh nhiều xung đột tiềm ẩn tai nạn. Bằng quan sát có thể xác định được về cơ bản có các loại xung đột sau: LOẠI XUNG ĐỘT Đâm từ phía sau Đối đầu Vuông góc Chéo góc - đối đầu Chéo góc cùng chiều Va chạm cạnh Va chạm với vật cố định Thống kê va chạm tại nút trong 1h bình thường và cao điểm Mức độ va chạm Số va chạm 1h BT Số va chạm 1h CĐ Thiệt hại vật chất 3 2 Bị thương nhẹ 2 1 Bị thương nặng 0 0 Thời gian tai nút đa phần là không có lực lượng CSGT giám sát nên tình trạng vượt đèn đỏ là diễn ra khá nhiều.Vào giờ bình thường tuy lưu lượng không lớn nhưng lại có nguy cơ tiềm ẩn tai nạn nhiều hơn, nguyên nhân là do lưu lượng không lớn, tốc độ lưu thông nhanh,không làm chủ được tay lái sẽ dễ va chạm do nhiều phương tiện chuyển động sai và vượt đèn đỏ. 2.2.5.Hệ thống biển báo vạch chỉ đường - Hệ thống biển báo đầy đủ, dễ quan sát. - Hệ thống đèn tín hiệu: hoạt động bình thường tuy nhiên cột đèn tuyến Phố Vọng 1 bị lá cây che khuất . - Vạch sơn đường không rõ ràng, tuyến Đại La không có vạch sơn phân làn cộng them ý thức người dân tham gia giao thông chưa cao đã lấn chiếm đường của chiều ngược lại trong thời gian dừng đèn đỏ. 2.2.6 Năng lực thông hành hiện tại của nút a) Năng lực thông hành tính toán + Tuyến Trường Chinh vào nút phân làm 2 làn đường, mỗi làn 3,25m Ta xác định lưu lượng bão hòa cho từng làn xe của đường dẫn: Làn xe sát lề(dành cho xe đi thẳng và rẽ phải) Ssl = (xctc/h) Làn phía ngoài ( dành cho đi thẳng và rẽ trái ): Sng = (xctc/h) LLBH của cả đường dẫn là: SA = Ssl + Sng = 1805 + 1935 = 3770(xctc/h) Năng lực thông hành của đường dẫn là: CA = (xctc/h) + Tuyến Đại La vào nút: chỉ có 1 làn xe cho tất cả các phương tiện, có bề rộng 4m SD (xctc/h) LLBH của cả đường dẫn là: SD = 1710 (xctc/h) Năng lực thông hành của đường dẫn là: CD = (xctc/h) + Tuyến Phố Vọng 2 vào nút co 1 làn xe cho tất cả phương tiện, có bề rộng 4m Năng lực thông hành của đường dẫn là: CE = (xctc/h) + Tuyến Phố Vọng 1 vào nút co 1 làn xe cho tất cả phương tiện, có bề rộng 5m SB (xctc/h) CB = (xctc/h) + Ngõ 128 vào nút co 1 làn xe cho tất cả phương tiện, có bề rộng 2,5m SC (xctc/h) CC = (xctc/h) b) Lưu lượng thông qua thực tế tại giờ cao điểm Lưu lượng thông qua thực tế tại giờ cao điểm được xác định thông qua quan trắc tại nút Đại La – Phố vọng bằng cách đếm phương tiện tại nút giờ cao điểm trong ngày (17h – 18h) Kết quả đếm xe chi tiết ngày1/3/2009 .Dưới đây là bảng tổng hợp kết quả lưu lượng thông qua tại nút. Khi tính toán năng lực thông hành của đường dẫn phải quy đổi tất cả các loại phương tiện ra xe quy đổi. Trong đề tài đã sử dụng kết quả nghiên cứu tại thành phố Hồ Chí Minh trong những năm qua về hệ số của các loại xe tham gia trên đường phố như sau: Bảng 2.5: Bảng hệ số quy đổi phương tiện Xe con 4 chỗ Xe con 12 chỗ K = 1,0 Xe tải có 2 trục và xe buýt < 25 chỗ ngồi K = 2,0 Xe đạp K = 0,2 Xe tải có 3 trục và xe buýt lớn K = 2,5 Xe máy K = 0,24 Xe kéo moóc và xe buýt kéo moóc K = 3,0 (Nguồn: Thiết kế đường ô tô và điều khiển giao thông bằng đèn tín hiệu) Bảng 2.6: Lưu lượng giao thông thông qua tại nút Đại La – Phố Vọng tại giờ cao điểm (17h – 18h) Hướng Xe đạp Xe máy Ôtô con, taxi, tải nhỏ Tải trung bình Xebuslớn,xekhách lớn Tổng 1 hướng Tổng 4 hướng AB 60 482 554 6587 AC 22 137 159 AD 224 3540 10 3774 AE 132 1968 2100 BA 103 552 676 1878 BC 21 175 196 BD 65 245 310 BE 72 624 4 696 CA 25 231 3 259 848 CB 31 153 1 185 CD 14 216 230 CE 15 159 174 DA 278 3244 93 17 9 3641 5227 DB 118 526 21 715 DC 37 203 2 242 DE 84 545 629 EA 75 721 25 4 825 3072 EB 102 1069 53 1224 EC 21 149 170 ED 241 612 853 Bảng 2.7: Lưu lượng xe đã quy đổi qua nút trong 1h cao điểm hiện tại Hướng Xctc/h Tổng 4 hướng A-B 127 1601 A-C 37 A-D 919 A-E 498 B-A 153 440 B-C 46 B-D 71 B-E 170 C-A 63 202 C-B 44 C-D 54 C-E 41 D-A 953 1397 D-B 180 D-C 58 D-E 147 E-A 223 955 E-B 330 E-C 40 E-D 195 So sánh 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 Trường Chinh và Phố Vọng vẫn đảm bảo khả năng thông xe vào giờ cao điểm. Còn đường dẫn Đại La lưu lượng phương tiện lưu thông trên tuyến khôngquá 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 phương tiện giao cắt tuỳ tiện, thêm vào đó ý thức người tham gia giao thông chưa cao nên thường xuyên gây ách tắc và lộn xộn. Mặt khác, lưu lượng thông qua tại nút còn tăng trong tương lai do quá trình phát triển kinh tế của thành phố. Do đó việc cải tạo nút là rất cần thiết 2.3. Dự báo lưu lượng giao thông qua nút Đại La – Phố Vọng 2.3.1. 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 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 ( 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 Đại La – Phố Vọng 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 2007, thành phố có thêm 300 nghìn xe máy đăng ký mới, nâng tổng số phương tiện trên địa bàn lên tới 2.063.374 xe máy, 201.933 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 =1,61*N0 (3.3) b) Hệ số quy đổi phương tiện ra xe con. Bảng 2.8: Bảng hệ số quy đổi phương tiện Xe con 4 chỗ Xe con 12 chỗ K = 1,0 Xe tải có 2 trục và xe buýt < 25 chỗ ngồi K = 2,0 Xe đạp K = 0,2 Xe tải có 3 trục và xe buýt lớn K = 2,5 Xe máy K = 0,24 Xe kéo moóc và xe buýt kéo moóc K = 3,0 (Nguồn: Thiết kế đường ô tô và điều khiển giao thông bằng đèn tín hiệu) 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. 2.3.2. Dự báo lưu lượng qua nút Đại La – Phố Vọng trong 5 năm tương lai Dựa vào công thức (3.3), (3.4) và bảng hệ số quy đổi ra xe con (3.2) ở trên, ta tính toán được lưu lượng giao thông qua nút trong năm tương lai thứ 5 là: Bảng 2.9: Lưu lượng qua nút trong 1h cao điểm năm tương lai thứ 5 Hướng Xe đạp Xe máy Ôtô con, taxi, tải nhỏ Tải trung bình Xebuslớn,xekhách lớn Tổng 1 hướng Tổng 4 hướng AB 96 776 19 891 10607 AC 35 220 255 AD 358 5699 24 6081 AE 212 3168 3380 BA 165 888 1053 2991 BC 33 281 314 BD 104 394 498 BE 116 1004 1120 CA 40 371 5 416 1458 CB 50 246 2 298 CD 22 342 364 CE 24 256 280 DA 444 5190 149 27 18 5828 8377 DB 270 846 33 1149 DC 59 326 3 388 DE 135 877 1012 EA 120 1153 40 6 1313 4923 EB 163 1710 85 6 1964 EC 33 240 273 ED 388 985 1373 Bảng 2.10: Lưu lượng xe đã quy đổi qua nút trong 1h cao điểm năm tương lai thứ 5 Hướng Xctc/h Tổng 4 hướng A-B 224 2586 A-C 60 A-D 1499 A-E 803 B-A 246 699 B-C 74 B-D 115 B-E 264 C-A 102 325 C-B 71 C-D 86 C-E 66 D-A 1555 2175 D-B 290 D-C 93 D-E 237 E-A 356 1277 E-B 543 E-C 64 E-D 314 CHƯƠNG III: Đề xuất và lựa chọn phương án tổ chức giao thông tại nút giao Đại La – Phố Vọng 3.1. Xây dựng các giải pháp tổ chức giao thông tại nút đồng mức Đại La – Phố Vọng 3.1.1. Cơ sở xây dựng giải pháp tổ chức giao thông tại nút Đại La – Phố Vọng Cơ sở xây dựng giải pháp TCGT cho nút Đại La – Phố Vọng 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 Đồ thị lựa chọn nút giao thông của E.M Lobanov. Được xây dựng trên cơ sở lưu lượng xe quy đổi chạy trên đường chính và trên đường phụ hoặc hướng phụ (N xe/ngày đêm). Đồ thị chia làm 4 vùng (hình 3.1) Vùng 1: Ứng với nút giao thông đơn giản. Vùng 2: Ứng với nút cần xây dựng đảo dẫn hướng trên đường phụ. Vùng 3: Ứng với nút có đảo phân cách và dẫn hướng trên cả đường chính và phụ. Vùng 4: Ứng với nút giao thông khác mức. Hình 3.1: Đồ thị của E.M Lobanov (Nga). 3 Nc (Xe/n.đêm) Np (xe/n.đêm) 2500 2000 1500 1000 500 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 2 4 1 Đồ thị lựa chọn loại hình nút giao thông của A.A Ruzkov (Nga). Đối với nút giao thông trong thành phố nếu tổ chức giao thông cần lựa chọn loại hình nút theo đồ thị hình (3.2) của A.A Ruzukov căn cứ vào lưu lượng giờ cao điểm theo hướng ưu tiên và không ưu tiên. Hình 3.2: Đồ thị của A.A Ruzkov (Nga) 0 400 600 1000 1400 22000 Nưt xe/giờ 1200 1000 800 600 400 200 4 3 2 1 Noưt xe/giờ Vùng 1: Nút giao không điều chỉnh. Vùng 2: Nút giao tự điều chỉnh. Vùng 3: Nút giao có điều chỉnh. Vùng 4: Nút giao khác mức. Nưt: Lưu lượng xe quy đổi xe theo hướng ưu tiên (Xe/giờ). Noưt: Lưu lượng xe quy đổi theo hướng không ưu tiên (Xe/giờ). Cơ sở thực tiễn. Để tổ chức giao thông cho nút Đại La – Phố Vọng thì cần phải căn cứ vào: Lưu lượng giao thông quy đổi ra xe con qua nút của năm tương lai. 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 NGT. 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 và những chuyển động sai tại nút. Tiêu chuẩn đặt đèn tín hiệu điều khiển giao thông tại nút. Ta sử dụng một trong hai đồ thị như đã nêu. Vậy 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). 3.1.2. Xây dựng các giải pháp tổ chức giao thông cho nút Đại La – Phố Vọng Căn cứ vào các cơ sở nêu trên ta thấy nút giao thông Đại La – Phố Vọng cần thiết phải tổ chức giao thông lại cả cho phương tiện cơ giới lẫn phi cơ giới và người đi bộ. Để đảm bảo dòng phương tiện qua nút được an toàn và hiệu quả. Qua nghiên cứu chúng ta xây dựng hai giải pháp sau: Tổ chức giao thông cho nút bằng đảo trung tâm ( vòng xuyến ) Dựa vào mặt bằng và đặc điểm hình học của nút ta đề xuất các giải pháp TCGT bằng đảo trung tâm ( vòng xuyến ) Đây là hình thức sử dụng một đảo lớn ở trung tâm của nút để TCGT theo kiểu nút giao thông tự điều chỉnh.Ưu điểm của loại hình này là tất cả các giao cắt được biến thành các điểm nhập và tách như hình (3.3). Người ta sử dụng nút giao thông hình xuyến khi lưu lượng quy đổi lớn hơn 500 xe/h. Đối với nút Đại La – Phố Vọng nếu xét về lưu lượng có thể dùng được. Khi thiết kế nút giao thông hình xuyến thì 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 ) ( 3.5) 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 3.3: 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 3.1: 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 3.2: 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) (3.6) 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 3.3: 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 3.4: 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 vút 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 them phần mỹ quan cho nút giao thông. Hình 3.4: Tổ chức giao thông tại nút Đại La – Phố Vọng bằng đảo trung tâm (vòng xuyến) W N S E rra rvào B Lt B=9,5m R Nếu lấy ta lấy vận tốc thiết kế của nút Đại La – Phố Vọng là Vtk = 32km/h, dựa vào các bảng ở trên ta sẽ xác định được bán kính đảo Rđảo = 30m, chiều dài đoạn trộn dòng xe Lt = 36m, bề rộng phần xe chạy trong đảo là 9,5m với 2 làn xe và bán kính nối đường dẫn vào vòng xuyến là 35m. B) Tổ chức giao thông bằng đèn tín hiệu. 1) 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. 2)Tổ chức giao thông bằng đèn tín hiệu tại nút Đại La – Phố Vọng a)Năm hiện tại - Cấu tạo hình học của nút 8m 6,6m 13m 8m 10m Phố Vọng 1 Đại La Trường Chinh Phố Vọng2 E N W S Ngõ 128 5m 6,6m A D E B C 18m 16m Hình 3.5.cấu tạo hình học nút Đại La – Phố Vọng Phương án điều chỉnh đèn tín hiệu : Điều khiển giao thông tại nút bằng đèn tín hiệu theo chu kì 2 pha. TCV TC TC ĐL ĐL ĐL PV PV Pha 1 TC ĐL PV Pha 2 - Tính LLBH cho từng hướng: + Tuyến Trường Chinh vào nút phân làm 2 làn đường, mỗi làn 3,25m Ta xác định lưu lượng bão hòa cho từng làn xe của đường dẫn: Làn xe sát lề(dành cho xe đi thẳng và rẽ phải) Ssl = (xctc/h) Làn phía ngoài ( dành cho đi thẳng và rẽ trái ): Sng = (xctc/h) LLBH của cả đường dẫn là: SA = Ssl + Sng = 1805 + 1935 = 3770(xctc/h) + Tuyến Đại La vào nút: chỉ có 1 làn xe cho tất cả các phương tiện, có bề rộng 4m SD (xctc/h) LLBH của cả đường dẫn là: SD = 1710 (xctc/h) + Tuyến Phố Vọng 2 vào nút co 1 làn xe cho tất cả phương tiện, có bề rộng 4m LLBH của cả đường dẫn là: SE (xctc/h) + Tuyến Phố Vọng 1 vào nút co 1 làn xe cho tất cả phương tiện, có bề rộng 5m SB (xctc/h) + Ngõ 128 vào nút co 1 làn xe cho tất cả phương tiện, có bề rộng 2,5m SC (xctc/h) - 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 ) ( 3.7) 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 = 18km/h (tức v = 5m/s); lấy lx = 3m; a= 2,5m/s2. Áp dụng công thức (3.7) ta có thời gian chuyển pha của nút Đại La – Phố Vọng là: Hướng Trường Chinh – Đại La có B = 16m: txk1 = 1 + = 5,8s 6s Hướng Phố Vọng – Phố Vọng B = 20m: txk2 = 1 + = 6,2s 6s -Thiết kế pha đèn cho nút Đại La – Phố Vọng Do dòng phương tiện từ 1 hướng có thể qua nút đi tới 4 hướng khác , để giúp cho việc tính toán đỡ phức tạp ta gộp 2 hướng đi về bên trái thành 1 hướng rẽ trái , và khi tính toán thi lưu lượng của hướng này chính là bằng tổng lưu lượng của 2 hướng kia. A 160 919 498 D 147 258 953 235 C 44 63 95 B 117 170 153 Pha 1 Pha 2 330 E 223 STT của pha Hướng của các luồng xe qi, xe/h Si, xe/h yi ymax I A 1099 3770 0,29 0,64 C 158 1520 0,1 D 1100 1710 0,64 II B 323 1753 0,18 0,32 E 553 1710 0.32 Tổng hệ số lưu lượng đại diện trên LLBH (hệ số phục vụ) là: Y = 0,64 + 0,32 = 0.96 Nhận xét : 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). Như vậy có thể đánh giá nút giao Đại La – Phố Vọng thuộc nhóm thường xuyên tắc nghẽn. Để đáp ứng được nhu cầu thông qua nút cần phải mở rộng đoạn Đại La vào nút thêm 4m ,như vậy đoạn Đại La vào nút có chiều rộng 13m , thực hiện đặt dải phân cách cứng phân làm 2 chiều đi , mỗi chiều kẻ sơn chia 2 làn đường .Một làn dành cho rẽ phải và đi thẳng , 1 làn đi thẳng và rẽ trái. Ta vẫn giữ nguyên cách điều khiển theo chu kì đèn tín hiêu 2 pha, do lưu lượng tại hướng ngõ 128 là nhỏ không đáng kể nên để tiện cho việc tính toán ta tạm thời bỏ qua hướng này. Với phương án cải tạo lại cơ sở hạ tầng như trên , và phải đáp ứng nhu cầu thông qua như hiên tại ta sẽ tính toán lưu lượng thông qua lý thuyết sau đó tính toán pha đèn cho hợp lý. + Tuyến Trường Chinh vào nút phân làm 2 làn đường, mỗi làn 3,25m Làn xe sát lề(dành cho xe đi thẳng và rẽ phải) Ssl = (xctc/h) Làn phía ngoài ( dành cho đi thẳng và rẽ trái ): Sng = (xctc/h) Lưu lượng của đường dẫn SA = Ssl + Sng = 1805 + 1935 = 3770(xctc/h) + Tuyến Đại La vào nút phân làm 2 làn đường, mỗi làn 3,25m Lưu lượng của đường dẫn SD = Ssl + Sng = 1805 + 1935 = 3770(xctc/h) + Tuyến Phố Vọng 2 vào nút co 1 làn xe cho tất cả phương tiện, có bề rộng 4m LL của cả đường dẫn là: SE (xctc/h) Tuyến Phố Vọng 1 vào nút co 1 làn xe cho tất cả phương tiện, có bề rộng 5m SB (xctc/h) A 284 1499 803 D 237 383 1555 378 B 189 264 246 Pha 1 Pha 2 421 E 238 STT của pha Hướng của các luồng xe qi, xe/h Si, xe/h yi ymax I A 1783 3770 0,45 0,47 D 1792 3770 0,45 II B 453 1770 0.25 E 659 1753 0,34 0,37 Tổng hệ số lưu lượng đại diện trên LLBH (hệ số phục vụ) là: Y = 0,47+ 0,37 = 0.79 Tổng tổn thất thời gian cho 1 chu kỳ đèn 2 pha là: L = Sử dụng công thức Webster tính các chu kỳ đèn: - Tối thiểu: Cmin = == 47,648s - Tối ưu: Co = = - Thực tế: Ctt = Chọn chu kỳ đèn thiết kế C = Co = 95s Phân bố đèn xanh cho các pha theo chu kỳ tối ưu (Co = 95s) - Thời gian đèn xanh có hiệu: (txh): Của pha I: txh1 = Của pha II: txh2 = - Thời gian đèn xanh thực tế: Pha I: tx1 = 61 – 1 = 60s Pha II: tx2 = 24 – 1 = 23s Thời gian đèn vàng: tv = 3s Thời gian đèn đỏ của các pha đèn Tđ1 = Co – Tx1–Tv = 95 – 60 – 3 = 32s Tđ2 = Co–Tx2–Tv = 95 – 23 – 3 = 69s 6s 23s 6s 60s Vẽ biểu đồ phân pha: Đ Đ Đ V Đỏ Xanh Pha 1 C0 = (60 + 6 + 23 + 6) = 95s Đ Đ Đ V Đỏ Xanh Pha 2 Thời gian chậm xe tại nút: Ta có các tỉ số sau: = = 61/ 95 = 0,64; = = 24/95 = 0,25 Xác định năng lực dự trữ thông hành của nút: R.C = Nhận xét: do điều khiển giao thông theo chu kỳ tối ưu có trị số lớn hơn chu kỳ thực tế tính toán ( = 95s – 82s = 13s) nên năng lực thông hành của nút giao còn dự trữ 1,93%. 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. Tổ chưc đèn tín hiêu theo chu kì 2 pha Pha 1 : Xanh cho 2 hướng Trường Chinh , Đại La Pha 2: 3 hướng còn lại 3.2..Đánh giá các giải pháp tổ chức giao thông a) Các chỉ tiêu đánh giá điều khiển giao thông bằng đèn tín hiệu. 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 VTHHCC. 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. b) Đánh giá các phương án đã xây dựng. Đối với phương án TCGT bằng đảo trung tâm. Sử dụng vòng xuyến (Giải pháp 1) cho nút Đại La – Phố Vọng ta thấy: Ưu điểm: Đơn giản, dễ thực hiện về mặt kỹ thuật, giá thành cho phương án này rẻ chỉ cần đầu tư xây dựng đảo trung tâm lúc đầu, nút Đại La – Phố Vọng có lưu lượng > 500 xcqđ/h nên thoã mãn điều kiện áp dụng, không phải bố trí nhân lực (CSGT) điều khiển giao thông vì vòng xuyến có tác dụng tự điều khiển dòng giao thông. - Giảm được nhiều xung đột do chuyển được điểm giao cắt thành điểm nhập, giảm nguy cơ tai nạn. Nhược điểm: Cần diện tích mặt bằng lớn, theo tính toán ở phần trên nếu lấy vận tốc thiết kế V = 32km/h thì bán kính đảo R = 30m, với hai làn xe bề rộng mỗi làn là B = 4,75m; chiều dài đoạn trộn là Lt = 36m. Như vậy, diện tích đảo F = 2826m2 đó là chưa tính diện tích phần xe chạy. Diện tích này vượt quá diện tích mặt bằng tổng thể của nút, như vậy muốn thực hiện cần phải giải phóng rất nhiều mặt bằng Đối với phương án TCGT bằng đèn tín hiệu. Căn cứ vào những chỉ tiêu nêu trên và kết quả tính toán, phương án này có những ưu nhược điểm sau: Ưu điểm: Giao thông tại nút giảm được các giao cắt tạo xung đột nguy hiểm làm cho một ngã năm rất phức tạp trở thành nên đơn giản hơn. Thời gian đèn xanh ở các pha đèn được bố trí hợp lý hơn nên khả năng thông qua lớn và 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 và sơn kẻ vạch nên dòng giao thông sẽ rõ ràng cho từng pha. Các phương tiện cơ giới và người đi bộ sẽ không xảy ra các xung đột mất an toàn cho người đi bộ. Sự kết hợp đèn tín hiệu và phân luồng giao thông rõ ràng cũng sẽ tạo thói quen cho dân đô thị đi lại có tính kỷ luật (đi đúng làn đường dành riêng cho xe của mình) và nâng cao ý thức ATGT. Vì trong điều kiện dòng giao thông hỗn hợp, và CSHT giao thông của đô thị Hà Nội còn thiếu đồng bộ nên chưa thể bố trí cho phương tiện VTHHCC có làn riêng và hướng ưu tiên khi qua nút. Nhược điểm: Thời gian chờ đợi trung bình khi qua nút ở hướng Phố Vọng Phố Vọng vẫn còn khá cao c)Lựa chọn phương án : tổ chức giao thông bằng đảo trung tâm ( vòng xuyến ) Lí do : đảm bảo chỉ tiêu an toàn hơn so với phương án tổ chức bằng đèn tín hiệu, triệt tiêu ùn tặc tránh lãng phí thời gian tiền bạc. Tương lai sẽ đáp ứng được dòng lưu lượng ngày càng lớn. W N S E rra rvào B Lt B=9,5m R Nếu lấy ta lấy vận tốc thiết kế của nút Đại La – Phố Vọng là Vtk = 32km/h, dựa vào các bảng ở trên ta sẽ xác định được bán kính đảo Rđảo = 30m, chiều dài đoạn trộn dòng xe Lt = 36m, bề rộng phần xe chạy trong đảo là 9,5m với 2 làn xe và bán kính nối đường dẫn vào vòng xuyến là 35m. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Qua quá trình tìm hiểu và khảo sát thực tế, có thể thẩy hiện trạng ở nút giao thông Đại La – Phố Vọng vẫn đang còn tồn tại quá nhiều bất cập: Về tổ chức giao thông tại nút hầu như chưa có gì, hệ thống tổ chức giao thông trước đây đã không còn phù hợp với hiện trạng của nút hiện nay nữa. Tại nút có quá nhiều các chuyển động sai, một phần do ý thức của người dân, một phần do khâu tổ chức giao thông tại nút chưa hợp lý dẫn đến mất an toàn cho người và phương tiện khi qua nút. Vì vậy, việc tổ chức giao thông tại nút đang gặp nhiều khó khăn và là bài toán về tổ chức giao thông nan giải của các nhà quản lý. 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 Đại La – Phố Vọng” của 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, chỉ được ra những bất cập, tính toán và chứng minh nút cần phải được cải tạo càng sớm càng tót. Đồng thời thiết lập phương án cải tạo, thiết kế lại nút 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, 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, 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 đôi lời kiến nghị như sau: Qua nghiên cứu của đề tài, có thể thấy đến năm tương lai thứ 5, nút giao thông dù đã được cải tạo và mở rộng nhưng vẫn không thể đáp ứng được lưu lượng qua nút. Trong khi đó, không thể mở rộng nút thêm được nữa, do diện tích của nút phải tương ứng với các tuyến đường vào nút, vì nếu nút lớn hơn tuyến đường vào nút quá nhiều, thì có thể giải quyết được ách tắc tại nút nhưng lại làm ách tắc trên tuyến. Chính vì thế, giải pháp hợp lý nhất để giải quyết nan đề ách tắc tại nút cũng như trên các tuyến đường vào nút đó là phải mở rộng tuyến đường Đại La, tuyến đường nằm trên đường vành đai 2 của Thành phố. Đề tài nếu nghiên tiếp nên bổ sung nghiên cứu thêm về TCGT ưu tiên cho VTHKCC tại nút giao đồng mức, đây cũng là vấn đề mà quy hoạch giao thông Hà Nội cần quan tâm trong tương lai. TÀI LIỆU THAM KHẢO 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. TS. Khuất Việt Hùng (2007), Bài giảng quy hoạch nút giao thông bằng đèn tín hiệu, Hà Nội. Nguyễn Xuân Trục (2003), Quy hoạch GTVT và thiết kế công trình đô thị, NXB Giáo dục, Hà Nội. 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. Nguyễn Xuân Vinh (2006), Thiết kế nút giao thông và điều khiển giao thông bằng đèn tín hiệu, NXB Xây Dựng, Hà Nội. Nguyễn Xuân Vinh (1999), Nút giao thông, NXB giao thông vận tải, Hà Nội. Vũ Thị Vinh (2001), Quy hoạch mạng lưới giao thông đô thị, NXB Xây dựng, Hà Nội.