Dự báo, đề xuất và lựa chọn phương án tổ chức giao thông tại nút Giao Láng – Láng Hạ

yến của dự án rất cao, nhất là trên các đường Nguyễn Thái Học, Sơn Tây, Cát Linh, Kim Mã và Điện Biên Phủ. Vào giờ cao điểm thì lượng giao thông ở các đường này là: 15,126 lượt một chiều ở Kim Mã. 14,822 lượt một chiều ở Nguyễn Thái Học. 11,478 lượt một chiều ở Giảng Võ. 11,844 lượt một chiều ở Cát Linh. 9,073 lượt một chiều ở Sơn Tây. 8,016 lượt một chiều ở Xuân Thuỷ. Điều này cho thấy rằng việc duy trì hoạt động tốt của hệ thống đường bộ là nhờ vào tính thông thoáng của giao thông xe hai bánh. Trong bối cảnh này, tốc độ tăng trưởng khá cao của xe ô tô trong những năm tới sẽ là một nguy cơ lớn ảnh hưởng tới các điều kiện giao thông . Và cũng cần lưu ý rằng với tỷ lệ chỉ chiếm 0.7% lượng phương tiện nhưng xe buýt đã đảm bảo cho 10% giao thông của thành phố.Sự gia tăng thị phần của giao thông công cộng đối với nhu cầu đi lại của người dân là hết sức cần thiết để khắc phục sự gia tăng lượng ô tô cá nhân. c)Hiện trạng ATGT đô thị Hà Nội. 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 2.5 Biểu đồ về số vụ TNGT trên địa bàn Hà Nội từ năm 1995 đến 2007 Hình 2.6 Biểu đồ về số vụ TNGT theo loại phương tiện năm 2007 (Nguồn: Sở GTCC Hà Nội) 2.2. Hiện trạng nút giao đường Láng – Láng Hạ 2.2.1. Vị trí, đặc điểm hình học của nút giao đường Láng – Láng Hạ a) Vị trí nút Nút đường Láng – Láng Hạ là nút giao của đường Láng với đường Láng Hạ (thuộc quận Đống Đa – Hà Nội). Nằm ở vị trí rất quan trọng của giao thông Hà Nội, đó là giao cắt của tuyến đường Vành Đai II và trục đường hướng tâm từ phía Hà Đông vào nội đô nên lưu lượng phương tiện qua nút là rất lớn. Hình 2.7 Nút giao Láng – Láng Hạ Vị trí Nghiên cứu b) Đặc điểm hình học của nút. Nút giao thông Láng – Láng Hạ là một nút giao thông đồng mức,đối xứng và có điều khiển cưỡng bức (bằng cả đèn tín hiệu và cảnh sát ciao thông). Diện tích mặt bẳng tại nút là gần 1500m2. Đường Láng, hướng đi Ngã Tư Sở: Đường dẫn vào nút có 2 làn (mỗi làn 3,5m). Tuy nhiên, khi vào nút thì bị chắn bởi 1 cột điện cao thế nên lối vào chỉ rộng 1,5 làn. Vỉa hè rộng 3,5m và Vườn Hoa rộng 7,5m. Dải phân cách cứng rộng 3,5m. Trên dải phân cách này có các cây đại thụ (đường kính 1m); khoảng cách từ vạch dừng xe đến cây đầu tiên (cây số 1) là 11m; khoảng cách giữa các cây là 5,5m; riêng giữa cây số 5 đến cây số 6 và cây số 6 đến cây số 7 là 12m. Khoảng cách từ vạch dừng xe đến phần nhô ra của cây cột điện là 12,5m. Đường Láng, hướng đi Cầu Giấy: Đường dẫn vào nút có 3 làn cho 2 hướng đi thẳng và rẽ trái, còn làn xe rẽ phải thì được bố trí 1 đường nhánh rộng 5m. Vỉa hè rộng 2,5m. Dải phân cách cứng rộng 3,5m; càng gần vào nút thì càng được vót nhọn theo phía mở rộng cho hướng thoát nút; trên dải phân cách này được bố trí cây xanh có đường kính 40cm; khoảng cách từ vạch dừng xe đến cây đầu tiên (cây số 1) là 20m; khoảng cách từ cây số 1 đến cây số 2 và từ cây số 2 đến cây số 3 là 13 m còn khoảng cách từ cây số 3 đến cây số 4 là 5,5m. Đường Láng Hạ: đường dẫn vào nút có 3 làn (mỗi làn 3,5m). Dải phân cách cứng rộng 3m; Vỉa hè rộng 7m Hướng cầu Hòa Mục: đường dẫn vào nút có 3 làn (mỗi làn 3,5m). Dải phân cách cứng rộng 2m. Vỉa hè rộng 5,5m. Ngoài hướng đường Láng đi Cầu Giấy ra, tất cả các hướng còn lại đều không đều không được bố trí đảo giao thông. Tại nút không bố trí đoạn giảm tốc độ và dải chờ giành cho xe rẽ trái. Các cột đèn tín hiệu được bố trí trên vỉa hè, trên đảo và trên cả dải phân cách giữa. Trên các đường dẫn vào nút có bố trí các vạch sơn giành cho người đi bộ và vạch sơn phân làn. Độ rộng của vặch sơn giành cho người đi bộ là 4,25m. Mặt bằng diện tích của nút tính cả các làn rẽ phải khoảng gần 2500m2, nếu chỉ tính phần phương tiện rẽ trái và đi thẳng ( phần diện tích xảy ra các xung đột nguy hiểm ) thì mặt bằng diện tích khoảng 1600m2. Khoảng cách giữa các vạch dừng trên một trục đường là 40m. Độ rộng của vạch cho người đi bộ là 4,25 m (xem hình 2.8 và 2.9) Hình 2.8 Mặt bằng nút giao đồng mức Đường Láng – Láng Hạ Hình 2.9 Mặt cắt ngang đường tại khu vực nút Hình 2.10 Các biển báo được dùng trong nút Hình 2.11 Hệ thống đèn tín hiệu điều khiển ở nút Hình 2.12 Mũi tên dẫn hướng phân làn phương tiện Hình 2.13 Biểu tượng xe máy, ô tô trên mặt đường 2.2.2. Đánh giá hiện trạng cơ sở hạ tầng phục vụ tại nút a) Ưu điểm: Cả hai tuyến đường Láng và Láng Hạ đều mới được nâng cấp và thường xuyên được duy tu bảo dưỡng nên chất lượng mặt đường là tương đối tốt. Vỉa hè rộng và thoáng, có thảm cỏ cây xanh, đảm bảo đươc tầm nhìn cho người lái xe khi chuẩn bị vào nút.. Hệ thống thoát nước rãnh và thoát nước mặt hoạt động tốt.. b) Nhược điểm: Tuy nhiên vẫn còn tồn tại những hạn chế sau: Lưu lượng phương tiện rẽ trái là rất lớn nhưng không được bố trí làn chờ nên khả năng thông hành của nút giảm đi đáng kể. Hướng từ Cầu Giấy – Ngã Tư Sở chỉ có 2 làn xe tuy nhiên ngay tại vị trí vào nút của hướng này lại bị chắn bởi 1 cột điện cao thế nên chỉ còn 1,5 làn vì vậy làm giảm khả năng thông qua của nút, đó là nguyên nhân chủ yếu làm ùn tắc với chiều dài lên tới hàng trăm mét vào giờ cao điểm. Hệ thống biển chỉ dẫn cho các dòng xe còn thiếu, vạch sơn phân làn và dẫn hướng cho các dòng xe đã bị mờ và gần như không còn tác dụng. 2.3. Hiện trạng và đánh giá hiện trạng tổ chức giao thông tại nút 2.3.1. Hiện trạng hiện trạng tổ chức giao thông tại nút Láng – Láng Hạ Nút Láng – Láng Hạ là giao của hai tuyến đường mới được sửa chữa và nâng cấp, hệ thống đèn tín hiệu cũng mới được lắp đặt, tuy nhiên lưu lượng phương tiện qua nút là quá lớn, cùng với viêc bố trí pha đèn chưa hợp lý nên giao thông qua nút rất hỗn loạn. Tại khu vực nút luôn được bố trí Cảnh sát giao thông để điều khiển dòng phương tiện. Như vậy theo sơ đồ tổ chức giao thông thì đây là loại nút có điều khiển cưỡng bức (bằng cả đèn tín hiệu và cảnh sát giao thông). Hệ thống đèn tín hiệu tại nút với chu kỳ 2 pha, không có sự mở sớm hay mở muộn các hướng có cùng pha đèn nhưng có sự thay đổi thời gian chu kỳ đèn vào giờ cao điểm chiều. Thời gian đèn vàng ở tất cả các pha là TV = 3 (s). Hướng vào nút từ Ngã Tư Sở do có đường nhánh nên dòng xe luôn được rẽ phải; còn ở tất cả các hướng còn lại thì dòng xe rẽ phải có cùng pha đèn với dòng xe trái và đi thẳng. Thời gian chu kỳ điều khiển giờ bình thường là: TCK = TX + TV + T Đ =110 (s) (hình 2.10) Hình 2.14 Thời gian các pha đèn tín hiệu vào giờ bình thường T= 49(s) T= 3 (s) T đ = 58 (s) T= 49(s) T= 3 (s) T đ = 58 (s) Thời gian chu kỳ điều khiển giờ cao điểm chiều: TCK = TX + TV + T Đ =116 (s) (hình 2.11) Hình 2.15a Thời gian các pha đèn tín hiệu vào giờ cao điểm chiều T= 54(s) T= 3 (s) T đ = 59 (s) T= 50(s) T= 3 (s) T đ = 63 (s) Hình 2.15b Sơ đồ phân pha tín hiệu điều khiển Phân pha Các chuyển động Pha 1 Pha 2 2.3.2. Mức độ phức tạp Nút giao thông Láng – Láng Hạ được điều khiển bằng đèn tín hiệu 2 pha nên số lượng các xung đột trong nút chính bằng số lượng xung đột trong thời gian xanh của hai hướng đối diện nhau:: Điểm tách là: 7 điểm Điểm nhập là: 0 điểm Điểm giao cắt là: 2 điểm Mức độ phức tạp của nút là: M = nt + 3.nn + 5nc = 7 +3.0 + 5.2=20 -    Khi M<10 tương ứng với nút rất đơn giản -    Khi M = 10 – 25 tương ứng với nút giao thông đơn giản -    Khi M = 25 – 55 tương ứng với nút giao thông phức tạp vừa phải -    Khi M > 55 tương ứng với nút phức tạp Như vậy, nút giao thông Láng – Láng Hạ có mức độ phức tạp đơn giản. 2.3.3. Mức độ nguy hiểm Ta có sơ đồ các giao cắt trong 1 pha chuyển động (bỏ qua các giao cắt do dòng xe thoát nút muộn và các chuyển động sai tại nút): Hình 2.16 Các giao cắt trong 1 pha chuyển động 2.3.4. Đánh giá hiện trạng tổ chức giao thông tại nút Láng – Láng Hạ. Ưu điểm: Do bố trí đèn tín hiệu để điều khiển dòng giao thông nên đã hạn chế được rất nhiều các giao cắt nguy hiểm, biến 1 nút phức tạp thành nút giao đơn giản. Ngoài ra, ở nút còn thường xuyên được bố trí cảnh sát giao thông nên người tham gia rất tuân thủ theo luật. Nhược điểm: Tuy nhiên trong giờ cao điểm vẫn thường xuyên xảy ra hiện tượng ùn tắc,việc tổ chức giao thông tại nút còn chưa quan tâm đến dòng xe rẽ trái, đặc biệt là dòng rẽ trái hướng Ngã Tư Sở - Cầu Giấy. Việc bố trí vạch dừng xe chưa họp lí còn làm cho quãng đường nhập nút tại hướng này rất dài trong khi hướng này cần tổ chức cho phương tiện qua nút nhanh hơn. Chiều dài hàng chờ tại nút vào giờ cao điểm là rất dài,có thể lên tới hàng trăm mét. Việc bố trí đường nhánh tại nút vào giờ bình thường thì không vấn đề gì, tuy nhiên vào các giờ cao điểm thì dòng đi thẳng lấn chiếm hết nên nó không còn tác dụng. Tại nút ngày nào cũng tốn nhân lực do phải bố trí cảnh sát giao thông để điều khiển giao thông. 2.4. Hiện trạng tham gia giao thông tại nút Láng – Láng Hạ. 2.4.1. Các xung đột chủ yếu tại nút. Hình 2.17 Các xung đột chủ yếu tại nút 2.4.2.Các chuyển động sai tại nút Tình trạng các xe chuyển động sai luật tại nút là rất nhiều, nguyên nhân chính của vấn đề này là TCGT tại nút chưa tốt, lưu lượng phương tiện qua nút ngày càng tăng trong khi đó cơ sở hạ tầng của nút hạn chế, một nguyên nhân nữa đó là ý thức tham gia giao thông của người dân chưa tốt. Một điều đáng chú ý là chủ yếu các phương tiện chuyển động sai đều đi hướng Ngã tư Sở - lên Cầu Giấy. Việc có nhiều chuyển động sai cũng là một trong những nguyên nhân làm giảm khả năng thông qua của nút. Hình 2.18 Mô tả các loại chuyển động sai CHÚ THÍCH: - WS Đi thẳng sai - WL Rẽ trái sai - WR Rẽ phải sai Trong bảng (2.4) và (2.5) mô tả tổng hợp các phương tiện chuyển 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 957 91.14 Xe con 3 0.29 Xe Buýt 2 0.19 Xe tải 0 0 Xe đạp 84 8 Phương tiện khác 4 0.38 Tổng cộng 1050 100 Nhận xét: Các chuyển động sai của nút tập trung chủ yếu là do phương tiện xe máy và xe đạp. Lý do chính dẫn đến điều này là do ý thức tham gia giao thông của người dân chưa tốt, ngoài ra cũng phải kể đến do phương thức tổ chức giao thông tại nút còn chưa hợp lý. Vì vậy, cần thiết phải tổ chức cải tạo lại nút Láng – Láng Hạ để giảm đi những chuyển động sai này tới mức thấp nhất. 2.4.3. Lưu Lượng tại nút trong các giờ cao điểm Lưu lượng giao thông qua nút thực tế tại các giờ cao điểm: Sáng (7h15’ – 8h15’); Trưa (11h15’ – 12h15’); Chiều (17h15’ – 18h15’) được xác định thông qua quan trắc vào ngày bình thường (thứ 3, ngày 10/ 03/ 2009) cho kết quả (phương tiện/h): Lưu lượng vào giờ cao điểm sáng: Giờ cao điểm sáng là thời điểm có lưu lượng phương tiện đông nhất với: Bảng 2.5 Lưu lượng vào giờ cao điểm sáng Hướng A B C D Rẽ trái(1) Xe đạp(1) 24 16 9 114 Xe máy(2) 442 645 312 2866 Ôtô4-7chỗ taxi,tải nhỏ(3) 31 90 34 310 Bus nhỏ,tải TB, tai lớn(4) 0 2 0 14 Bus lớn,xe khách lớn(5) 0 0 3 1 Đi thẳng(2) Xe đạp 146 58 357 247 Xe máy 4983 2762 6079 7764 Ôtô4-7chỗ taxi,tải nhỏ 519 367 289 228 Bus nhỏ,tải TB, tai lớn 5 12 58 16 Bus lớn,xe khách lớn 16 12 46 19 Rẽ phải(3) Xe đạp 34 24 31 6 Xe máy 1089 541 204 1194 Ôtô4-7chỗ taxi,tải nhỏ 192 55 14 64 Bus nhỏ,tải TB, tai lớn 1 7 0 0 Bus lớn,xe khách lớn 1 4 0 2 Hình 2.19 Biểu đồ lưu lượng qua nút vào giờ cao điểm sáng (ngày 10/ 03/ 2009) b) Lưu lượng vào giờ cao điểm trưa: Bảng 2.6 Lưu lượng vào giờ cao điểm trưa Hướng A B C D Rẽ trái(1) Xe đạp(1) 17 110 30 48 Xe máy(2) 177 620 347 946 Ôtô4-7chỗ taxi,tải nhỏ(3) 26 63 27 230 Bus nhỏ,tải TB, tai lớn(4) 0 0 2 62 Bus lớn,xe khách lớn(5) 0 0 3 1 Đi thẳng(2) Xe đạp 316 147 348 158 Xe máy 1976 2500 375 3774 Ôtô4-7chỗ taxi,tải nhỏ 397 516 179 236 Bus nhỏ,tải TB, tai lớn 310 33 53 59 Bus lớn,xe khách lớn 27 14 25 20 Rẽ phải(3) Xe đạp 66 56 36 121 Xe máy 818 601 247 778 Ôtô4-7chỗ taxi,tải nhỏ 178 65 27 126 Bus nhỏ,tải TB, tai lớn 28 5 2 1 Bus lớn,xe khách lớn 2 5 3 11 Hình 2.20 Biểu đồ lưu lượng qua nút vào giờ cao điểm trưa (ngày 10/ 03/ 2009) c) Lưu lượng vào giờ cao điểm chiều: Bảng 2.7 Lưu lượng vào giờ cao điểm chiều Hướng A B C D Rẽ trái(1) Xe đạp(1) 10 24 5 97 Xe máy(2) 230 796 206 1664 Ôtô4-7chỗ taxi,tải nhỏ(3) 29 49 34 226 Bus nhỏ,tải TB, tai lớn(4) 0 0 0 22 Bus lớn,xe khách lớn(5) 0 2 1 0 Đi thẳng(2) Xe đạp 238 145 179 221 Xe máy 2740 4441 2600 392 Ôtô4-7chỗ taxi,tải nhỏ 444 512 198 152 Bus nhỏ,tải TB, tai lớn 1 8 4 4 Bus lớn,xe khách lớn 17 22 18 26 Rẽ phải(3) Xe đạp 55 102 19 19 Xe máy 1780 851 155 362 Ôtô4-7chỗ taxi,tải nhỏ 230 73 14 66 Bus nhỏ,tải TB, tai lớn 16 11 0 0 Bus lớn,xe khách lớn 0 5 0 0 Hình 2.21 Biểu đồ lưu lượng qua nút vào giờ cao điểm chiều (ngày 10/ 03/ 2009) “Nguồng số liệu khảo sát của TRANCONCEN” 2.4.4. Quy đổi dòng xe hỗn tạp ra dòng xe thuần nhất xe con Theo tiêu chuẩn tthiết kế TCVN 4054 -2005 ta có bảng hệ số quy đổi phương tiện(vùng đồng bằng): Bảng 2.8 Hệ số quy đổi ra xe con (α ) 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 Ta có : Bảng 2.9 Lưu lượng quy đổi (xe con/h) SÁNG Hướng A B C D Rẽ trái 141 215 118 1042 Đi thẳng 1785 1085 2003 2202 Rẽ phải 463 209 69 357 TRƯA Hướng A B C D Rẽ trái 71 232 125 561 Đi thẳng 1454 1224 469 1304 Rẽ phải 433 238 102 362 CHIỀU Hướng A B C D Rẽ trái 86 249 86 657 Đi thẳng 1185 1666 901 351 Rẽ phải 691 323 54 156 2.4.5. Quy đổi dòng xe rẽ phải, rẽ trái thành đi thẳng Theo Bài giảng Tổ chức giao thông đô thị - Vũ Anh Tuấn (2008), ta có: Bảng 2.10 Hệ số quy đổi phương tiện rẽ phải (XĐ với người đi bộ): Lưu lượng người đi bộ Hệ số quy đổi Không có 1.18 Ít (50) 1.21 Trung Bình (200) 1.32 Nhiều(400) 1.52 Bảng 2.11 Hệ số quy đổi phương tiện rẽ trái thành đi thẳng tương đương V hướng đối diện Số làn đường xe đi thẳng đối diện 1 2 3 0 1.1 1.1 1.1 200 2.5 2 1.8 400 5 3 2.5 600 10 5 4 800 13 8 6 1000 15 13 10 >1000 15 15 15 Bảng 2.12 Lưu lượng phương tiện (xe con/h) sau khi quy đổi Lê V.Lương Láng Hạ Láng-NTS NTS-Láng TỔNG SÁNG 2486 1569 2214 3769 10038 TRƯA 1958 1694 696 2227 6575 CHIỀU 2095 2321 1060 1258 6734 Hình 2.22 Biểu đồ thể hiện lưu lượng phượng tiện nhập nút vào các giờ cao điểm Từ biểu đồ ta thấy lưu lượng phương tiện qua nút vào giờ cao điểm buổi sáng là lớn nhất,vì vậy ta lấy số liệu này để tính toán. Nhận xét: Lưu lượng phương tiện vào các cao điểm là chênh lệch nhau rất rõ rệt. Cao điểm trưa lưu lượng xe ít nhất còn lưu lượng nhiều nhất (đến mức có thể gây ùn tắc) đó là vào giờ cao điểm sáng. Trên trục đường Láng lưu lượng phương tiện rất đông, đồng thời số phương tiện rẽ trái là rất lớn với rất nhiều xe ô tô con. Với lưu lượng này thì cơ sở hạ tầng vẫn còn có thể đáp ứng được nếu được cải tạo hợp lí. Hình 2.23 Sơ họa lưu lượng theo các hướng Đánh giá tổng thể tình hình giao thông tại nút qua một số các chỉ tiêu: -Tính toán năng lực thông hành của đoạn tuyến vào nút: Áp dụng công thức: P=S.txhC Trong đó: C:chu kỳ đèn S:lưu lượng dòng xe bão hòa txh: thời gian xanh có hiệu Thời gian xanh có hiệu: txh = tx + tv - tL Trong đó: txh– thời gian xanh có hiệu (s) tx – thời gian tín hiệu xanh (s) tv – thời gian tín hiệu vàng (s) tL – tổng thời gian tổn thất trong một pha (s) Với tL = l1 + l2 l1 – tổn thất thời gian bắt đầu khởi động (s) l2 – tổn thất thời gian cuối mỗi tín hiệu xanh (s) thường lấy l1 = 1 (s) và l2 = 2 (s). khi đó : tL = 3 (s) txh = 49 + 3 - 3 = 49 (s) Lưu lượng dòng bão hòa S=2073 xcqđ/h (được tính ở chương III). Chu kỳ đèn C=110 s. Thay số vào công thức trên P = 2073 . 49/110 = 923 (xcqd/h). -Tính toán thời gian chậm trung bình cho một xe( bỏ qua biểu thức điều chình): Áp dụng công thức :d=C.(1-λ)22(1-λ.x)+x22q(1-x)-0.6(Cq2)1/3.x2+5λ Với = = 49/110 = 0,45 ; Mức độ bão hòa của dòng xe : x=q.CS.txh = , q- lưu lượng trung bình đến nút (tính cho 1 làn xe) : q = ( + + + )/4 (xcqd/h). Với qi là lưu lượng vào nút tại hướng i ni là số làn vào nút tại hướng i; ta có: q = ( + + + )/ 4 = 866 (xcqđ/h) Mức độ bão hòa của dòng xe x = 866/ 923 = 0,93 . Thay vào công thức trên ta tính được thời gian chậm trung bình của một xe là: d = 29 s/xe. Nhận xét: Năng lực thông hành tối đa của đoạn tuyến vào nút P=942 (xcqd/h) nhỏ hơn rất nhiều so với lưu lượng thực tế của đường dẫn vào nút là: q= 2382 xcqd/h, Mức độ bão hòa của dòng xe x=0,93 Vì vậy thường xuyên xảy ra tình trạng ùn tắc giao thông cục bộ tại đường dẫn vào nút. Thực tế, do tình trạng ùn tắc nên thời gian chờ có thể lên tới hàng chục phút. Dòng xe xếp hàng chờ là rất dài, lên tới hàng trăm mét. Vì vậy gây tốn kém kinh tế, ô nhiễm môi trường, ức chế cho người điều khiển phương tiện tham gia giao thông. 2.5. Những vấn đề cần giải quyết. + Mức độ thông thoáng: -Khả năng thông qua của nút kém dẫn đến ùn tắc giao thông tại các giờ cao điểm. - Tình trạng lấn chiếm vỉa hè để buôn bán và đỗ xe + An toàn giao thông: -Lưu lượng phương tiện rẽ trái tại nút là rất lớn, xét điều kiện bảo vệ dòng xe rẽ trái (chương 3) thì cần bảo vệ dòng xe rẽ trái. - Tại nút tuy đã bố trí đèn tín hiệu nhưng vẫn còn 2 xung đột nguy hiểm trong 1 pha đèn. - Người đi bộ qua đường nguy hiểm do không có đảo nghỉ chân, trong khi nút quá rộng. + Kinh tế: - Tốn kém chi phí về thời gian - Chi phí nhiên liệu, dầu mỡ, hao mòn phương tiện tăng thêm. - Gây ô nhiễm môi trường CHƯƠNG IIIDỰ BÁO, ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TỔ CHỨC GIAO THÔNG TẠI NÚT GIAO LÁNG – LÁNG HẠ 3.1. Các căn cứ pháp lý Căn cứ Nghị định số 36/2003/NĐ-CP ngày 04/4/2003 của Chính phủ quy định chức năng nhiệm vụ, quyền hạn và cơ cấu tổ chức của Bộ Xây dựng;Căn cứ Nghị định số 08/2005/NĐ-CP ngày 24/01/2005 của Chính phủ về quy hoạch xây dựng;Bộ Xây dựng hướng dẫn thực hiện việc lập, thẩm định, phê duyệt và quản lý quy hoạch xây dựng được quy định tại Mục 1, Mục 2, Mục 3, Mục 4, Mục 5 Điều 38 và Điều 41 Mục 6 chương II - Nghị định số 08/2005/NĐ-CP ngày 24 tháng 01 năm 2005 của Chính phủ về quy hoạch xây dựng (sau đây gọi tắt là Nghị định 08/2005/NĐ-CP) 3.2. Dự báo lưu lượng giao thông qua nút Láng – Láng Hạ 3.2.1. Lựa chọn phương pháp dự báo. a) Lựa chọn phương pháp dự báo. Theo Nguyễn Xuân Trục, năm 2005 thì dòng GTĐT bao gồm: Giao thông quá cảnh: Là các xe chạy qua thành phố, không có nhu cầu công việc ở lại thành phố, điểm xuất phát và kết thúc của chuyến đi nằm ngoài thành phố. Giao thông cục bộ: Có điểm xuất phát hoặc điểm kết thúc của chuyến đi nằm trong khu vực thành phố. Giao thông nội bộ thành phố, và nội bộ khu phố. Việc thiết kế đường đô thị hay thiết kế pha đèn tín hiệu cho nút giao đồng mức là dựa vào lưu lượng xe chạy của năm tương lai. Để dự báo (tính toán) được lưu lượng xe chạy của năm tương lai ta có một số phương pháp : Phương pháp 1: Điều tra số liệu về sự phát triển hệ thống giao thông của khu vực và các vùng thu hút, các nhân tố khác như phát triển công nghiệp du lịch dịch vụ, kinh tế văn hoá, nhu cầu ăn mặc .v.v…Qua đó lập hàm dự báo lưu lượng phương tiện của năm tương lai phụ thuộc các nhân tố trên. Phương pháp 2: Có thể dụng mô hình ngoại suy theo thời gian ra lưu lượng xe của năm tương lai. Mô hình ngoại suy có hai loại: (Đỗ Bá Chương, 2004 ) - Mô hình tuyến tính Nt = N0* (1 + q) ( 3.1 ) - Mô hình theo hàm mũ Nt = N0* ( 1 + q )t – 1 ( 3.2 ) Trong đó: Nt: Cường độ xe chạy TB ngày đêm, hoặc giờ cao điểm năm tương lai thứ t. N0: Cường độ xe chạy TB ngày đêm, hoặc giờ cao điểm của năm xuất phát. t : Thời gian dự báo của năm tương lai thứ t. q : Hệ số công bội ( hệ số kinh nghiệm ); hệ số này phụ thuộc vào các nhân tố về sự phát triển kinh tế xã hội, đặc biệt là tốc độ tăng trưởng GDP hàng năm. Trong đề tài này ta lựa chọn phương pháp 2 để dự báo lưu lượng phương tiện quy đổi ra xe con cho 5 năm tương lai của từng loại phương tiện. Vì đây là phương pháp dễ tính toán và phù hợp với điều kiện thực hiện đề tài. Hơn nữa, phương tiện qua nút Láng – Láng Hạ là hỗn hợp các loại giao thông cục bộ và giao thông nội đô. Dòng phương tiện qua nút chiếm đại đa số là xe máy với tỉ lệ chiếm tới 87%. Mặt khác, theo kết quả thống kê ta thấy rằng hàng năm ở Hà Nội tốc độ tăng trưởng của xe máy là rất cao. Năm 2006, thành phố có thêm 58 nghìn xe máy đăng ký mới, nâng tổng số phương tiện trên địa bàn lên tới 1,7 triệu xe máy, 175 nghìn ôtô. Đó là chưa kể số phương tiện của khoảng 200 nghìn người từ các địa phương khác hiện đang sinh sống, học tập trên địa bàn thủ đô. Mức tăng số phương tiện của Hà Nội tính từ năm 2000 trở lại đây trung bình khoảng 15 - 17% năm.(Phòng CSGT Hà Nội) Như vậy, tốc độ tăng tưởng của phương tiện ở Hà Nội là rất cao, cao hơn cả tốc độ tăng trưởng GDP của Thủ đô. Do vậy, theo kinh nghiệm của các chuyên gia, ta có thể sử dụng mô hình hàm mũ (công thức 3.2) để dự báo lưu lượng qua nút cho năm tương lai, với hệ số công bội theo kinh nghiệm áp dụng cho Hà Nội q = 10% = 0,1 thời gian dự báo t = 5 năm. Khi đó ta có hàm dự báo là: Nt = N0* ( 1 + 0,1)5 - 1 = 1,46*N0 b) Hệ số quy đổi phương tiện ra xe con. Theo tiêu chuẩn thiết kế đường ôtô 22 TCN 4054 - 1998 và TCVN 4054 - 05 (Dự thảo) thì đối với đường đồng bằng và đường đô thị Việt Nam hệ số quy đổi phương tiện như bảng 3.1 Bảng 3.1 Hệ số quy đổi ra xe con ( ) Loại xe Xe đạp Xe máy xe con Xe tải 2 trục dưới 2T Buýt nhỏ Xe tải lớn Buýt lớn Hệ số 0,2 0,24 1 1 2 2,5 2,5 ( Nguồn: Đường ôtô tiêu chuẩn thiết kế TCVN 4054 - 05 ) Từ số liệu quan sát lưu lượng các loại phương tiện qua nút, tính toán lưu lượng các loại phương tiện của năm tương lai theo công thức (3.3), sau đó quy đổi ra xe con bằng cách nhân với hệ số quy đổi. Cộng tổng để ra tổng lưu lượng xe con quy đổi (xcqđ) các loại theo công thức: N = 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. 3.2.2. Dự báo lưu lượng qua nút Láng – Láng Hạ trong năm tương lai 2014 Với lưu lượng phương tiện (xe con/h) năm 2009 là: Bảng 3.2 Lưu Lượng phương tiện quy đổi qua nút năm 2009 Hướng Lê V. Lương – Láng hạ Láng hạ - Lê V.Lương Cầu Giấy – Ngã Tư Sở Ngã Tư Sở - Cầu Giấy Rẽ trái(1) 141 215 118 1042 Đi thẳng(2) 1785 1085 2003 2202 Rẽ phải(3) 463 209 69 357 Ta có: Bảng 3.3 Lưu lượng phương tiện quy đổi vào năm 2014 Hướng Lê V. Lương – Láng hạ Láng hạ - Lê V.Lương Cầu Giấy – Ngã Tư Sở Ngã Tư Sở - Cầu Giấy Rẽ trái(1) 250 445 209 1846 Đi thẳng(2) 3162 1922 3548 3901 Rẽ phải(3) 820 370 122 632 Hình 3.1 Biểu đồ lưu lương năm dự báo (2014) Hình 3.2 Kí hiệu các hướng chuyển động D1 D2 D3 Láng (Ngã Tư Sở) Láng Hạ B1 B2 B3 A1: Rẽ trái (WN) A2: Đi thẳng (WE) A3: Rẽ phải (WS) B1: Rẽ trái (NE) B2: Đi thẳng (NS) B3: Rẽ phải (NW) C1: Rẽ trái (ES) C2: Đi thẳng (EW) C3: Rẽ phải (EN) D1: Rẽ trái (SW) D2: Đi thẳng (SN) D3: Rẽ phải (SE) E N W S Láng (Cầu Giấy) B3 B2 B1 Lê V.Lương A1 A2 A3 Hình 3.3 Sơ họa lưu lượng phương tiện các hướng Nhận xét: Ta thấy lưu lượng thông qua nút là rất lớn, đặc biệt là trên hướng Ngã Tư Sở – Cầu Giấy vì đây là các phố chính của đô thị. Luồng xe rẽ trái theo hướng D1, B1 luôn vượt quá mức 200 xcqđ/h vào tất cả các giờ cao điểm trong ngày, đặc biệt có hướng D1 vào giờ cao điểm sáng lưu lượng lên tới mức 1042 xcqđ/h. Có sự biến động lưu lượng chiều đi và về vào cao điểm sáng và chiều trên phố theo các hướng. Lưu lượng của hai cao điểm sáng vẫn là lớn hơn cả, cao điểm sáng mang tính chất tập trung hơn vì đây là thời điểm dân cư đô thị đi làm còn cao điểm chiều kéo dài hơn. 3.3. Xây dựng các biện pháp thiết kế cải tạo, tổ chức giao thông tại nút Láng – Láng Hạ Căn cứ vào các cơ sở nêu trên ta thấy nút giao thông Láng – Láng Hạ cần thiết phải tổ chức giao thông lại cả cho phương tiện và người đi bộ. Để đảm bảo dòng phương tiện qua nút được an toàn và hiệu quả. 3.3.1 Giải pháp Kỹ thuật cải tạo cơ sở hạ tầng Giải pháp bố trí làn chờ giành cho xe rẽ trái đồng thời mở rộng và tổ chức nút giao thông “ngã tư không đối xứng” Dựa vào điều kiện mặt bằng, sử đụng đất và đặc điểm hình học của nút ta ta mở rộng và tổ chức giao thông “ ngã tư không đối xứng” như sau: Đối với hướng Láng Hạ - Lê Văn Lương thì tại các hướng vào nút, ta sẽ bố trí các làn rẽ phải, bề rộng mỗi làn là 3,5 m, chiều dài của dải này theo quy chuẩn thì tối thiểu là 60m. Đối với hướng Cầu Giấy – Ngã Tư Sở, tại hướng vào nút thì ngay tại mặt cắt vào nút bị chắn bởi 1 cột điện cao thế nên số làn xe vào nút chỉ còn lại 1,5 làn vì vậy cần phải mở rộng hướng tuyến vào nút. Một điều nữa cần nói thêm đó là đối với hướng thoát nút thì lưu lượng là 2552 xcqđ/h, tuy nhiên số lượng phương tiện qua nút bị chia ra cho các pha đèn, vì vậy với lưu lượng bão hòa là 2072 xcqđ/h thì thấy rằng việc bố trí 3 làn xe là không cần thiết. Từ những luận điểm trên ta rút ra kết luận: sẽ chuyển 1 làn bên hướng thoát nút thành làn vào nút, đồng thời sẽ đẩy dải phân cách giữa lùi ra xa nút. Do không thể phá bỏ nên ta sé bố trí nó nằm trên đảo (hình vẽ). Đồng thời ta sẽ bố trí vạch dừng xe vào sâu trong nút thêm 6m và xén bớt dải phân cách giữa để khoảng cách từ vạch dừng xe đến dải phân cách là 16m. Đối với hướng Ngã Tư Sở - Cầu Giấy thấy rằng lưu lượng rẽ trái là vô cùng lớn, cần bố trí làn chờ giành cho xe rẽ trái.đối với đường nhánh giành cho xe rẽ phải, khi hàng chờ đông và kéo dài thì dòng xe đi thẳng sẽ lấn chiếm hết làn rẽ phải làm cho đường nhánh mất tác dụng. Nếu mở rộng nút và bố trí pha đèn để hướng đi thẳng chỉ phải chờ ở phía trên, không lấn sang phía đường nhánh thì vấn đề này sẽ được giải quyết. Do quỹ đất ở phía vào nút không đủ để mở rộng nên ta sẽ mở rộng vể phía thoát nút. Việc mở rộng và bố trí được thể hiên như hình vẽ sau: Hình 3.4: Sơ họa phương án mở rộng và tổ chức nút giao thông “ngã tư không đối xứng”. a) Tính chiều dài dải chờ rẽ trái Theo TCVN_ĐườngĐT_104_2007 do Bộ Xây Dựng ban hành ngày 30/05/2007 ta có cách thiết kế cấu tạo cho làn xe rẽ trái như sau: Chiều dài làn xe rẽ trái có thể lấy bằng: L = Lx + Lv (m) Trong đó : Lx – chiều dài đoạn xe xếp hàng chờ rẽ trái, m Lv – chiều dài đoạn chuyển làn, m Chiều dài đoạn chuyển làn Lx được lấy giá trị lớn hơn khi so sánh hai giá trị: chiều dài đoạn chuyển làn từ xe chạy thẳng kế liền kề sang rẽ trái (lc) và chiều dài đoạn giảm tốc (lg). lc = V . d / 6 (m) Trong đó : V – Vận tốc thiết kế ở trên đoạn đường d – lấy bằng bề rộng làn xe rẽ trái Chiều dài đoạn giảm tốc (lg) được tính toán và bảo đảm yêu cầu tối thiểu theo bảng sau: Bảng 3.4 Chiều dài tối thiểu đoạn giảm tốc Tốc độ thiết kế,km/h Chiều dài tối thiểu của đoạn giảm tốc, m Chiều dài tối thiểu của đoạn chuyển làn, m 80 70 60 50 40 30 20 45 40 30 20 15 10 10 40 35 30 25 20 15 10 Chú thích: giá trị chiều dài đoạn chuyển trong bảng được tính cho bề rộng làn rẽ trái là 3m Chiều dài đoạn xếp hàng chờ xe rẽ trái được xác định theo công thức: Lx = 2 x M x d (m) Trong đó: 2 – thời gian tối đa 2 phút cho 1 lần chờ ở giờ cao điểm; M – số lượng xe trung bình chờ rẽ trái trong 1 phút (xe/phút); d – khoảng cách giữa các xe trong hàng chờ, m. Giá trị d có thể lấy từ 3-6m tuỳ thuộc vào tỉ lệ xe buýt và xe tải trong hàng chờ. Ở những nút giao thông điều khiển bằng tín hiệu đèn, chiều dài hàng chờ được lấy bằng 1,5 lần số xe xếp hàng chờ trong mỗi chu kỳ: Lx =1,5 x N x d (m). Trong đó N – số lượng xe rẽ trái trong mỗi chu kì đèn, xe con/chu kì; d – khoảng cách giữa 2 xe chờ liền kề nhau, m. Đối với xe con d=6-7m, xe tải d=12m. Áp dụng đối với hướng Ngã Tư Sở - Cầu Giấy ta có: Đối với hướng Ngã Tư Sở - Cầu Giấy làn chờ được lấy từ dải phân cách và thêm 1 làn đường từ việc xén vỉa hè bên trái. Bề rộng của dải này là 2 làn xe. Vận tốc thiết trên đoạn tuyến là 40 km/h thì chiều dài đoạn chuyển làn tối thiểu: Lv = 15m. Tính Lx : N = số lượng phương tiện rẽ trái trong 1h/số chu kỳ đèn trong 1h. Số chu kỳ đèn trong 1h là : n = 3600/C = 3600/120 = 31 (CK/h); với C là chu kỳ đèn được tính ở phần Giải pháp bằng đèn tín hiệu. d – khoảng cách giữa 2 xe chờ liền kề nhau, m. Đối với xe con d =6-7m, xe tải d=12m. Tuy nhiên thực tế tại khu vực nút khoảng cách này chỉ 1m. Vậy ta lấy d = 1m. Lx = 1,5..1 = 25 m. Vậy chiều dài dải chờ dành cho xe rẽ trái (tối thiểu) là : L = 25 +15 = 40m Như vây, ta sẽ bố trí đường rẽ vào làn rẽ trái tại khoảng giữa của cây số 3 và cây số 4. Đối với hướng Cầu Giấy - Ngã Tư Sở : Do việc bố trí thêm làn với mục đích chính là phục vụ làn xe đi thẳng và mở rộng khu vực vào nút. Vì vậy ta chỉ cần bố trí cho hợp lí và khả thi là được, với đề tài này thì lấy tương tự hướng Ngã Tư Sở- Cầu Giấy: L = 40m, bố trí đường rẽ sang làn này vào khoảng giữa của cây số 5 và cây số 6. b) Thiết kế các đảo tam giác Đảo tam giác nếu có đá vỉa bao quanh thì phải được lùi vào so với mép đường đi là 0,5 -1(m), bán kính mũi đảo 0,5m nếu đảo nhỏ và 1,5m nếu đảo lớn.Chiều dài mỗi cạnh đảo 5m nếu đảo nhỏ và hơn 10m nếu đảo lớn.Độ cao của đá vỉa phải cao hơn mặt đường chính là từ 15 - 20cm (PGS.TS. Nguyễn Xuân Vinh, 2006). Hình 3.5 Cấu tạo đảo tam giác Mép đường chính 0,5 - 1,0m R = 0,5 - 1,5m R =0,5m Lùi vào 1 - 2m Hướng đường rẽ Tuy nhiên việc bố trí dải chờ như vậy có thể làm cho người điều khiển phương tiện bị nhầm lẫn hoặc gây mất an toàn đối với người điều khiển vì vậy ta cần bố trí các thêm 1 số loại biển báo và các vạch sơn kẻ đường: + Tại đường rẽ vào làn chờ trên hướng Cầu Giấy – NTS bố trí biển báo hướng đi cho phép (hình a); + Vạch sơn phân làn nên bố trí đặt đinh phản quang để có thể dẽ nhận biết vào ban đêm (hình b), + Bố trí các mũi tên dẫn hướng cho các làn xe (hình c); + Ngoài ra cũng cần sơn kẻ các vạch vàng và đen nghiêng góc 450 để đánh dấu các vật cản trên đường hoặc vật cản gần kề phần xe chạy (hình d)... Hình 3.6 Các loại biển báo và vạch kẻ đường sẽ dùng sau khi cải tạo nút a) b) c) d) 3.3.2. Giải pháp tổ chức bằng đèn tín hiệu Trình tự thiết kế pha đèn tín hiệu. Bao gồm các bước sau đây: Bước 1: Xác định lưu lượng hiện tại và tính toán ra xcqđ cho năm tương lai theo các hướng ra vào nút. Bước 2: Theo điều kiện địa hình thực tế mà có cách bố trí mặt bằng các đèn tín hiệu, chú ý đèn phải đặt ở vị trí thuận lợi mà người lái xe dễ nhận thấy. Bước 3: Dựa vào lưu lượng của các luồng xe tỷ lệ các luồng xe rẽ trái để lập ra các pha điều khiển cho hợp lý. Bước 4: Tính toán LLBH ( Si ) của từng làn theo từng hướng. Bước 5: Xác định hệ số lưu lượng Bước 6: Tính toán thời gian tổn thất của từng pha, đây là thời gian chuyển pha ( tcp ) và tổng thời gian tổn thất ( tL ) của chu kỳ đèn. Bước 7: Tính toán thời gian một chu kỳ đèn tối ưu (Co) Bước 8: Phân bổ thời gian xanh cho các luồng xe đại diện của các pha và sau đó là thời gian xanh cho các luồng xe còn lại. Bước 9: Tính toán năng lực thông hành của nút theo các hướng. Bước 10: Tính thời gian chờ trung bình của một xe và chiều dài dòng xe chờ. Bước 11: Kiểm tra lại các chỉ tiêu năng lực thông hành và thời gian chờ trung bình từ đó lựa chọn phương án tốt nhất. d) Lưu lượng bão hoà (S) Khi bật đèn xanh, các xe cần có một thời gian để khởi động và tăng tốc mới có thể đạt đến tốc độ bình thườngg. Sau một vài giây các xe nối đuôi nhau lưu thông với một mức độ gần như không đổi gọi là lưu lượng bó vỉa. Như vậy, lưu lượng bóo 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 - 2004 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 Láng – Láng Hạ bởi các tính toán đó là đối với dòng giao thông thuần nhất xe con, trong khi dòng giao thông thực tế là dòng hỗn tạp của nhiều loại phương tiện và xe máy chiếm chủ yếu. Sau khi tổ chức bố trí lại luồng giao thông tại nút, ta có làn xe tại các hướng như sau: - Hướng Cầu Giấy – Ngã Tư Sở: vào nút có 3 làn, mỗi làn rộng 3,5 m. 3 làn này được bố trí chủ yếu cho xe đi thẳng vì lưu lượng rẽ trái và rẽ phải từ hướng này là không đáng kể. Có hai làn xe giành cho hướng thoát nút, mỗi làn rộng 3,5m. - Hướng Ngã Tư Sở - Cầu Giấy: hướng vào nút có 2 làn giành cho xe đi thẳng, mỗi làn 3,5m; có 1 làn giành cho xe rẽ trái, mỗi làn rộng 3m; do bề rộng cho luồng phương tiện vào nút đã được cải thiện rất đáng kể vì vậy đường nhánh rẽ phải không còn bị ùn tắc nữa nên dòng rẽ phải không còn ảnh hưởng đến các dòng còn lại, ta không xét đến dòng này nữa. hướng thoát nút có 2 làn, mỡi làn 3,5m. - Hướng Láng Hạ - Lê Văn Lương: 4 làn, mỗi làn 3,5m 1 làn cho xe rẽ trái, 1 làn cho xe rẽ phải và đi thẳng còn lại chỉ dành cho đi thẳng. - Hướng còn lại vẫn giữ nguyên hiện trạng (mỗi hướng 3 làn, mỗi làn 3,5m). 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: Hướng Ngã Tư Sở - Cầu Giấy: Làn xe sát lề (làn dành cho xe rẽ phải): Sls = ===1829 (xctc/h) Làn xe số (2) và số (3) dành cho xe đi thẳng, không ở sát lề: S = 2080 + 100.(W – 3,25) = 2080 + 100.(3,5 – 3,25) = 2105 (xctc/h) W – bề rộng một làn xe chỗ vào nút, m. Hai làn dành cho xe rẽ trái (không có dòng xe rẽ hướng đối diện): Sr = = = = 1787 (xcqđ/h) r- là chiều Vậy lưu lượng của hướng này là S = Sls + 2.S + 2.Sr =1829 + 2. 2105 +2.1787 = 9613 (xctc/h) Hướng Cầu Giấy – Ngã Tư Sở: Làn xe sát lề dành cho xe đi thẳng và rẽ phải tuy nhiên số phương tiện rẽ phải theo hướng này là không đáng kể (3%), ta có: Ssl = = = 1965 (xctc/h) Làn xe ở giữa (dành cho xe đi thẳng): Sg = 2080 + 100.(3,5 – 3,25) = 2105(xctc/h) Làn xe ngoài cùng (dành cho xe đi thẳng và rẽ trái): Sng = ==2006 (xcqđ/h) Vậy lưu lượng của hướng này là S = Ssl + Sg + Sng = 1965+ 2105 + 2006 = 6076 (xctc/h) Hướng Lê Văn Lương: Làn xe sát lề (dành cho xe đi thẳng và rẽ phải): Ssl = ==1769 (xctc/h) Làn xe ở giữa (chỉ dành cho xe đi thẳng): Sg = 2080 + 100.(W – 3,25) = 2105 (xctc/h) Làn xe phía ngoài (dành cho xe đi thẳng và rẽ trái): Sng = = 1964 (xctc/h) Vậy lưu lượng của tuyến này là S = Ssl +Sg + Sng = 1769 +2105 +1964= 5838 (xctc/h) Hướng Láng Hạ: Làn xe sát lề (dành cho xe đi thẳng và rẽ phải): Ssl = ==1817 (xctc/h) Hai làn xe ở giữa (chỉ dành cho xe đi thẳng): Sg = 2080 + 100.(W – 3,25) = 2105 (xctc/h) Làn xe phía ngoài (dành cho xe đi thẳng và rẽ trái): Sng = = 1836 (xctc/h) Vậy lưu lượng của tuyến này là S = Ssl +2.Sg + Sng =1817 +2.2105+1836 = 7504 (xctc/h) e) Thời gian xen kẽ giữa 2 xanh (txk) Thời gian xen kẽ giữa 2 xanh (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 đó 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 láii 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). Thực nghiệm v = 25km/h (tức v = 6.94m/s); lấy lx = 3m; a= 2,5m/s2, tại nút theo tính toán B=25 m Áp dụng công thức (3.7) ta có thời gian chuyển pha của nút Láng – Láng Hạ là: txk = 1 + =6,37 6 s f) Tính toán chu kỳ đèn cho nút: Nhận thấy rằng tại nút thì hai hướng là Ngã Tư Sở - Cầu Giấy và Láng Hạ - Lê Văn Lương có lưu lượng rẽ trái lớn ( xcqđ/h) vì vậy cần bố trí chu kỳ điều khiển 4 pha (có hai pha dành cho phương tiện rẽ trái). Tuy nhiên, nếu bố trí như vậy thì năng lực thông hành của nút sẽ bị giảm đáng kể do có 4 lần tổn thất thời gian. Vì vậy, để hạn chế tổn thất thời gian ta sẽ bố trí đèn tín hiệu hai pha. Đồng thời để giảm được ảnh hưởng của dòng xe rẽ trái thì ta sẽ bố trí điều khiển đèn theo cách “mở muộn”. Tổng tổn thất thời gian cho 1 chu kỳ đèn 2 pha là: L = s Đối với giờ cao điểm: Ta có kết quả tính toán sau: Bảng 3.5 Hệ số lưu lượng Pha Hướng qi, xcqđ/h Si, xcqđ/h yi ymax I Ngã Tư Sở - Cầu Giấy 3244 8324 0,39 0,39 Cầu Giấy – Ngã Tư Sở 2190 6076 0.36 II Láng Hạ - Lê Văn Lương 1545 7504 0,21 0,4 Lê Văn Lương - Láng Hạ 2362 5838 0.4 Tổng lưu lượng các làn đại diện: Y = 0,39 + 0,4 = 0,79 Nhận xét : Theo tiêu chuẩn của Mỹ và một số nước khác tổng công suất dòng phương tiện Y càng nhỏ thì năng lực phục vụ của nút, không có ùn tắc và thông xe nhanh. Nếu Y 0,75 thỡ 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 có đưa ra “ ngưỡng ùn tắc” đối với dũng phương tiện của Hà Nội: Y 0,80 (Nguyễn xuân Vinh, 1999). Ta thấy rằng, sau khi cải tạo thì Y = 0,79 chứng tỏ năng lực phục vụ của nút đã đáp ứng được lưu lượng phương tiện đến nút. Từ công thức Webster tính các chu kỳ đèn: - Tối thiểu: Cmin = == 47,6s 48s - Tối ưu: Co = ==95,23 - Thực tế: Ctt = Chọn chu kỳ đèn thiết kế cho giờ cao điểm là C = 115s (do thời gian thì chu kỳ càng dài thì khả năng thông hành càng tăng; biên độ dao dao động cho phép tăng 5 giây đối với những chu kỳ điều khiển từ 30 đến 90 giây và cho phép tăng 10 giây đối với chu kỳ điều khiển 90 đến 120 giây – Bài giảng tổ chức giao thông, Vũ Anh Tuấn). Phân bố đèn xanh cho các pha theo chu kỳ đèn C = 115 s - Thời gian đèn xanh có hiệu: (txh): Của pha I: txh1 = Của pha II: txh2 = - Thời gian đèn xanh thực tế: Pha I: tx1 = 52 – 1 = 51 s Pha II: tx2 = 53 – 1 = 52 s Thời gian đèn vàng: tv = 3s Thời gian đèn đỏ của các pha đèn tđ1 = C – tx1 – tv = 115 – 51 – 3 = 61s tđ2 = C – tx2 – tv = 115 – 52 – 3 = 60s Tuy nhiên có 1 vấn đề cần đề cập đến đó là: Lưu lượng phương tiện rẽ trái tại hai hướng là Ngã Tư Sở - Cầu Giấy và Láng Hạ - Lê Văn Lương là rất lớn. Vì vậy để đảm bảo cho dòng giao thông đi thẳng tại các hướng được liên tục thì cần phải có chương trình điều khiển tín hiệu đối với các hướng này. Tham khảo tài liệu Thiết kế nút giao thông và điều khiển giao thông bằng đèn tín hiệu (PGS.TS. Nguyễn Xuân Vinh, 2006) với nút giao có lưu lượng phương tiện rẽ trái lớn ở hai hướng không đối xứng nhau như thế này cần phải bố trí “mở muộn”. Ta có lưu lượng làn tới hạn của các làn xe như sau: Bảng 3.6 Hệ số lưu lượng Pha Hướng qi, xcqđ/h Si, xcqđ/h yi I Ngã Tư Sở - Cầu Giấy (đi thẳng và rẽ phải) 2557 6039 0.42 Ngã Tư Sở - Cầu Giấy (rẽ trái) 1042 3574 0.29 Cầu Giấy – Ngã Tư Sở 2190 6076 0.36 II Láng Hạ - Lê Văn Lương (đi thẳng và rẽ phải) 1294 6027 0.21 Láng Hạ - Lê Văn Lương (rẽ trái) 251 1836 0.14 Lê Văn Lương - Láng Hạ 2362 5838 0.4 Ta có thời gian mở muộn tại các hướng trong các pha được tính như sau: Hướng Cầu Giấy – Ngã Tư Sở: t = tx1 = .51 = 22,7s 23 s Hướng Láng Hạ - Lê Văn Lương: t = tx2 = .52 = 13,4 s 13s Như vậy, pha I chia làm hai giai đoạn: Giai đoạn 1: Đèn xanh hướng Ngã Tư Sở - Cầu Giấy bật trước cho các xe rẽ trái từ hướng này thoát ra khỏi nút trước với thời gian 23s, tại hướng Cầu Giấy – Ngã Tư Sở vẫn để đèn đỏ. Giai đoạn 2: Sau 23s, khi phương tiện hướng Ngã Tư Sở - Cầu Giấy thoát hết mới bật đèn xanh ở hướng Cầu Giấy – Ngã Tư Sở. Pha II cũng chia làn hai giai đoạn: Giai đoạn 1: Đèn xanh hướng Láng Hạ - Lê Văn Lương bật trước cho các xe rẽ trái từ hướng này thoát ra khỏi nút trước với thời gian 13s, tại hướng Lê Văn Lương – Láng Hạ vẫn để đèn đỏ. Giai đoạn 2: Sau 13s, khi phương tiện hướng Láng Hạ - Lê Văn Lương thoát hết mới bật đèn xanh ở hướng Lê Văn Lương – Láng Hạ. Sơ đồ phân pha như sau: 28s Hình 3.7 Sơ đồ phân pha 6s 52s 6s 23s Pha I Giai đoạn 1 NTS- CG Xanh V Đ Đỏ Đ Đ Giai đoạn 2 CG -NTS Đ Xanh V Đ Đỏ Đ Đ 6s 39s 51s 6s 13S Pha II Giai đoạn 1 LH -LVL Xanh V Đ Đỏ Đ Đ Giai đoạn 2 LVL- LH Đ Xanh V Đ Đỏ Đ Đ C = 23 +29 +6 +61 +6 = 115 Thời gian chậm xe tại nút: Ta có các tỉ số sau: = = = 0,44; = = = 0,45 Xét pha 1: Khả năng thông qua của pha 1: P1 = . (SNTS-CG + SCG-NTS) =0,44. (8324 +6076) = 6336 (xcqđ/h) Với hướng Ngã Tư Sở - Cầu Giấy: Mức độ bão hòa của dòng xe: x = = = 87% Thời gian chậm xe trung bình cho 1 xe con đi hướng này là: d = Với hướng Cầu Giấy – Ngã Tư Sở: Mức độ bão hòa của dòng xe: x == = 81% Thời gian chậm xe trung bình cho 1 xe con đi hướng này là: d = Xét pha 2: Khả năng thông qua của pha 2: P =.( SLH-LVL + SLVL-LH ) = 0,45.(7504 + 5838) = 6004 (xcqđ/h) Với hướng Láng Hạ - Lê Văn Lương: Mức độ bão hòa của dòng xe: x = = = 44% Thời gian chậm xe trung bình của 1 xe con đi hướng này là: d = Với hướng Lê Văn Lương – Láng Hạ: Mức độ bão hòa của dòng xe xe: x == = 89% Thời gian chậm xe trung bình của 1 xe con đi hướng này là: d = Xác định năng lực dự trữ thông hành của nút: R.C = Nhận xét: Với kết quả tính toán được thì khả năng thông qua nút trên mỗi làn theo các hướng lần lượt đều lớn hơn lưu lượng thực tế trên môi làn theo các hướng. Như vậy với việc cải tạo và tính chu kì đèn là hoàn toàn hợp lý đảm bảo cho nút hoạt động bình thường giảm được ách tắc trong giờ cao điểm chiều trong ngày. Tính toán khả năng của người đi bộ Đi bộ qua các nút giao thông, nhất là các nút giao thông lớn rất nguy hiểm như khi thời gian đi bộ đã hết mà ta chưa sang được đường... Chính vì vậy tính toán khả năng của người đi bộ là một việc làm cần thiết. -Vân tốc thoát nút của người đi bộ thông thường là từ 1.2-1.5(m/s) - Thời gian thoát nút và thời gian vượt nút của người đi bộ: tu+tr=S0Vr ; - Đối với nút ta lấy So = 20m ; - Vận tốc đi bộ trung bình của người đi bộ là vr=1.5 m/s ; suy ra thời gian dành cho người đi bộ qua nút là: (s) Thời gian chờ đèn đỏ ngắn nhất ở nút là 60s, đáp ứng được thời gian cho người đi bộ qua nút. Ta lấy đèn xanh bộ hành ở các hướng Tđb=20s. Vào giờ bình thường Lưu Lượng giờ bình thườn tại nút: Bảng 3.7 Lưu lượng giờ bình thường (xcqđ/h) Hướng A B C D Rẽ trái 65 217 102 550 Đi thẳng 1324 1125 738 1542 Rẽ phải 342 268 194 327 Ta có kết quả tính toán sau: Bảng 3.8 Hệ số lưu lượng Pha Hướng qi, xcqđ/h Si, xcqđ/h yi ymax I Ngã Tư Sở - Cầu Giấy 1869 6039 0.31 0,32 Ngã Tư Sở - Cầu Giấy 550 3574 0,15 Cầu Giấy – Ngã Tư Sở 1034 6076 0.17 II Láng Hạ - Lê Văn Lương 1393 6027 0.23 0,42 Láng Hạ - Lê Văn Lương 217 1836 0.12 Lê Văn Lương - Láng Hạ 1731 5838 0.3 Tổng lưu lượng các làn đại diện: Y = 0,32 + 0,42 = 0,74 Sử dụng công thức Webster tính các chu kỳ đèn: - Tối thiểu: Cmin = == 38,4s38s - Tối ưu: Co = ==76,9 - Thực tế: Ctt = Chọn chu kỳ đèn thiết kế cho giờ cao bình thường là C = 80s Phân bố đèn xanh vào giờ bình thường cho các pha theo chu kỳ C= 80s - Thời gian đèn xanh có hiệu: (txh): Của pha I: txh1 = Của pha II: txh2 = - Thời gian đèn xanh thực tế: Pha I: tx1 = 30 – 1 = 29s Do bố trí xanh sớm cho hướng Ngã Tư Sở - Cầu Giấy so với hướng đối diện nên thời gian xanh sớm hơn là: txs1= = =13s Pha II: tx2 = 40 – 1 = 39s Do bố trí xanh sớm cho hướng Láng Hạ - Lê Văn Lương so với hướng đối diện nên thời gian xanh sớm hơn là: txs2= = =11s Thời gian đèn vàng: tv = 3s Thời gian đèn đỏ của các pha đèn tđ1 = C – Tx1–Tv = 80- 29 – 3 = 48s tđ2 = C– Tx2–Tv = 80 – 39– 3 = 38s 16 Hình 3.8 Sơ đồ phân pha 6s 39s 6s 13 Pha I Giai đoạn 1 NTS- CG Xanh V Đ Đỏ Đ Đ Giai đoạn 2 CG -NTS Đ Xanh V Đ Đỏ Đ Đ 6s 28s 29s 6s 11S Pha II Giai đoạn 1 LH -LVL Xanh V Đ Đỏ Đ Đ Giai đoạn 2 LVL- LH Đ Xanh V Đ Đỏ Đ Đ C = 13 +16 +6 +39 +6 = 80 3.4. Tổ chức phối hợp điều khiển với nút Lê Văn Lương – Nguyễn Ngọc Vũ Nút giao Lê Văn Lương – Nguyễn Ngọc Vũ là nút giao rất gần với nút Láng – Láng Hạ (cách nhau 40m). Với nút giao này thì đường chính là đường Lê Văn Lương có 3 làn xe/hướng, 3,5m/làn, có dải phân cách giữa rộng 3,5m, vỉa hè rộng 7m; đường phụ là đường Nguyễn Ngọc Vũ rộng 8m, chỉ có vạch sơn phân cách, không có vỉa hè. Hình 3.9 Mặt bằng nút giao Lê Văn Lương – Nguyễn Ngọc Vũ Hình 3.10 Mặt cắt ngang tại nút Lưu lượng phương tiện qua nút chủ yếu là trên đường chính, trên đường phụ có lưu lượng thấp ( chỉ khoảng 400 xe vào giờ cao điểm). Tại nút không bố trí đèn tín hiệu vì vậy các xe đi thẳng trên đường phụ làm cản trở phương tiện đi trên đường chính, đặc biệt là hướng từ Láng Hạ sang. Vì vậy, cần phải bố trí đèn tín hiệu để làm dòng xe trên đường chính không còn bị cản trở nữa, đồng thời phải có sự phối hợp điều khiển để phương tiện di chuyển một cách liên tục từ nút Láng – Láng Hạ sang nút này là đến đèn xanh và ngược lại từ Lê Văn Lương sang nút Láng – Láng Hạ cũng gặp đèn xanh. Để đảm bảo lưu thông được như vậy thì chu kỳ đèn ở nút này phải phụ thuộc vào chu kỳ đèn ở nút Láng – Láng Hạ. Ta sẽ bố trí điều khiển hai pha ở nút này: Pha Hướng Chuyển động I Lê Văn Lương - Láng Hạ II Nguyễn Phong Sắc CK đèn ở nút này là 115s; thời gian xanh của hướng LVL – Láng Hạ xác định như sau: tx1= Max( thời gian PT đi từ A đến C; thời gian PT đi từ B đến C) + thời gian xanh pha II (nút Láng – Láng Hạ) + thời gian xanh sớm hướng Ngã Tư Sở + thời gian PT đi từ D đến E. Thời gian đi từ A đến C: tAC = ==6,8 7s Thời gian đi từ B đến C: tBC = ==5,26 6s Thời gian đi từ D đến E: tDE = ==6,3 6 s Hình 3.11 Phương tiện chuyển động giữa hai nút Vậy thời gian xanh của Pha I là: tx1= Max(7; 6) + 52 + 23 +6 = 88s. Thời gian đèn đỏ trong pha I: tđ1 = C – tx1–tv = 115 - 88 – 3 = 24 s Thời gian xanh và đỏ trong pha II là : tx2 = 24s và tđ2 = 88s 15s 6s Hình 3.12 Sơ đồ phân pha 6s 88s Đ V Xanh Đ Đ Đỏ Đ Đ Đỏ Xanh V Đ Pha 1 C0 = (88 + 6 + 15 + 6) = 115s Pha 2 3.5. Đánh giá phương án a) Đánh giá phương án cải tạo cơ sở hạ tầng Tính khả thi cao. Hạn chế tối đa việc giải tỏa nhà dân. Không phá vỡ cảnh quan, cây xanh. Đảm bảo lưu lượng đi qua nút nhịp nhàng, thông suốt. Đảm bảo an toàn giao thông đối với người đi bộ. b) Đánh giá các giải pháp tổ chức 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: Việc bố trí nhịp pha xanh sớm đối với các hướng có lưu lượng phương tiện rẽ trái lớn đã làm triệt tiêu chủ yếu điểm giao cắt giữa luồng rẽ trái và luồng đi thẳng ngược chiều, nhờ vậy mức độ nguy hiểm tại nút đã được giảm đi rất nhiều; người đi bộ cũng được an toàn khi qua đường. Công suất của một làn trong 1 giờ của pha I là: C1 ===950 (xe/h.làn.pha) Công suất của một làn trong 1 giờ của pha II là: C1 ===969 (xe/h.làn.pha) Bảo vệ môi trường: giảm thời gian chờ tại nút, giảm ùn tắc cũng như thời gian chờ của phương tiện nhờ vậy lượng khí thải sẽ ít, tiếng ồn sẽ giảm. Lợi ích kinh tế: thời gian chờ bình quân của phương tiện; thời gian giao thông; hao mòn phương tiện và tiêu thụ nhiên liệu đều giảm đi đáng kể do việc thông qua nút nhanh đem lại. KẾT LUẬN Thành công của đề tài : + Đã đưa ra được giải pháp hợp lý, có tính khả thi cao để cải thiện tình hình thông tại nút, đặc biệt là tăng khả năng thông qua của nút. + Đã xem xét khía cạnh an toàn giao thông cho người đi bộ, thông qua việc đánh giá thời gian đi bộ qua nút với việc bố trí các pha đèn. + Đã xem xét ảnh hưởng của nút giao Lê Văn Lương – Nguyễn Ngọc Vũ đến khả năng thông qua của nút Láng – Láng Hạ và đã tổ chức sự phối hợp chương trình điều khiển đèn tín hiệu ở hai nút này theo nguyên tắc “Làn sóng xanh”. Hạn chế của đề tài : + Sự ảnh hưởng của các nút giao quanh khu vực như: nút Nguyễn Chí Thanh – Láng, nút Cầu Mọc… đến khả năng thông qua của nút cũng là rất đáng kể tuy nhiên đề tài còn chưa xét đến. + Các tài liệu đề tài tham khảo đều có sự tính toán dòng xe thuần nhất xe con, tuy nhiên thực tế dòng xe là hỗn tạp của nhiều loại phương tiện mà chủ yếu là xe máy. KIẾN NGHỊ Để nâng cao năng lực giao thông, đồ án mạnh dạn đề xuất giải pháp sau: + Tổ chức phối hợp chương trình tín hiệu “làn sóng xanh” trên chục đường Láng. Trong quá trình thực hiện đề tài không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo từ các thầy cô. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án! TÀI LIỆU THAM KHẢO TCXDVN 104 –2007 – “ Đường đô thị - Yêu cầu thiết kế “ 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. KS. Vũ Anh Tuấn (2008), Bài giảng tổ chức giao thông 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