Đường Đô Thị Và Tổ Chức Giao Thông Phần 5 ppsx

- Nút giao liên thông không hoàn chỉnh: Là loại nút giao thông mà sự giao nhau giữa các dòng xe chỉ ñược loại bỏ trên ñường chính.. NÚT GIAO THÔNG KHÔNG BỐ TRÍ ðÈN TÍN HIỆU VÀ KHẢ NĂNG T

Hình 4-3 Các ñiểm xung ñột tại ngã 4

b) Các ñiểm xung ñột tại ngã 3

• số ñiểm nhập: 3 ñiểm

o số ñiểm tách: 3 ñiểm

số ñiểm cắt: 3 ñiểm + tổng số ñiểm xung ñột: 9 ñiểm + tổng số dòng xe: 6 dòng

Hình 4-4 Các ñiểm xung ñột tại ngã 3

Trong quá trình tổ chức giao thông khi cho xe chạy một chiều trên một tuyến (hoặc cả hai tuyến) giao cắt nhau thì số ñiểm xung ñột sẽ giảm ñi nhiều, tăng khả năng thông xe và an toàn giao thông tại nút Khi lập phương án tổ chức giao thông các tác giả thông qua các bản vẽ, tính ra số ñiểm xung ñột ñể so sánh các phương án

4.1.3 Phân loại nút giao thông

a) Nút giao cùng mức:

Nút giao cùng mức là nút giao thông mà các ñường ñược nối với nhau trên cùng một cao ñộ, mọi hoạt ñộng giao thông ñược diễn ra trên cùng một mặt bằng ðây là loại nút giao chiếm chủ yếu trên mạng lưới ñường Với loại nút cùng mức theo cấu tạo có thể chia theo loại:

+ Nút giao không liên thông, hai ñường chỉ cắt qua nhau các xe không lên xuống với nhau ñược

+ Nút giao liên thông, xe từ ñường này có thể chuyển sang ñường khác

- Nút giao liên thông hoàn chỉnh:

Là loại nút giao thông mà loại bỏ ñược hoàn toàn sự giao cắt của các dòng

xe nhờ các công trình cầu vượt hoặc hoặc hầm chui kết hợp các nhánh nối

- Nút giao liên thông không hoàn chỉnh:

Là loại nút giao thông mà sự giao nhau giữa các dòng xe chỉ ñược loại bỏ trên ñường chính Tức là vẫn còn giao cắt giữa các dòng giao thông trên ñường phụ (vẫn tồn tại còn dòng rẽ trái cùng mức)

4.1.4 Lựa chọn loại nút giao thông

Lựa chọn loại nút giao thông căn cứ vào lưu lượng giao thông, ñiều kiện kinh tế , ñịa hình và vào sự sáng tạo của người kỹ sư ðối với nút giao thông cùng mức trong quy phạm TCVN 4054- 05 ñưa ra bảng lựa chọn loại nút dưới ñây

Phạm vi sử dụng các loại nút giao thông

Có ñảo, làn chờ và làn cho

xe rẽ trái

Các loại hình khác

4.2 NÚT GIAO THÔNG KHÔNG BỐ TRÍ ðÈN TÍN HIỆU VÀ

KHẢ NĂNG THÔNG QUA

Tại các nút giao thông không bố trí ñèn tín hiệu, phương tiện phải chạy theo luật và các biển báo hiệu tương ứng

4.2.1 Nút giao thông chạy theo luật phải trước, trái sau

Khi giao nhau giữa hai ñường cấp thấp mà không có biển báo thì người lái

xe phải chạy theo luật phải trước, trái sau Theo luật này, khi gần vào nút, lái xe nhìn về phía bên phải, nếu có xe thì phải ưu tiên cho xe ñó ñi trước

Hình 4-5 Thứ tự ưu tiên các xe vào nút theo luật phải trước trái sau

Các nút loại này sử dụng khi lưu lượng giao thông nhỏ vì vậy không xét khả năng thông xe

4.2.2 Nút giao thông giữa ñường chính và ñường phụ

Nút giao thông loại này thường áp dụng cho những nút có sự chênh lệch lớn về lưu lượng giữa hai ñường, phải cắm biển báo ñường chính, ñường phụ ñể lái xe rõ

a Biển 401 báo hiệu ñường chính b Biển 208 báo hiệu xe trên

ñường phụ

3

c Thứ tự ưu tiên tại nút giao ñường chính ñường phụ

Hình 4-6 Các biển báo và thứ tự ưu tiên tại nút giao ñường chính ñường phụ

a) Thứ tự ưu tiên các dòng xe tại nút có ñường chính, ñường phụ

Nguyên tắc chạy xe tại các nút giao thông loại này là xe chạy hết trên ñường chính thì xe trên ñường phụ mới ñược qua, trên mỗi ñường, xe ñi thẳng rẽ phải ñi trước, xe rẽ trái ñi sau Theo nguyên tắc này, xe chạy tại các ngã 3, ngã 4

mà hướng ñường chính không thay ñổi thì thứ tự ưu tiên ñược miêu tả trên hình 4.7

1

1

2

1 1 2

2 3 4

4 3 2 a/ Ng· t−

1 1

1 2

3 2 b/ Ng· ba

Hình 4-7 Thứ tự ưu tiên các dòng xe tại nút có ñường chính, ñường phụ

Tại ngã 4 thứ tự ưu tiên như sau:

- Ưu tiên 1: ñường chính ñi thẳng, rẽ phải

- Ưu tiên 2: ñường chính rẽ trái, ñường phụ rẽ phải

- Ưu tiên 3: ñường phụ ñi thẳng

- Ưu tiên 4: ñường phụ rẽ trái

Tại ngã 3, thứ tự ưu tiên như sau:

1

4

- Ưu tiờn 1: ủường chớnh ủi thẳng, rẽ phải

- Ưu tiờn 2: ủường chớnh rẽ trỏi, ủường phụ rẽ phải

- Ưu tiờn 3: ủường phụ rẽ trỏi

Việc chạy xe tại nỳt ủỳng theo thứ tự ưu tiờn như trờn là vấn ủề phức tạp, yờu cầu người tham gia giao thụng phải nắm vững luật, cỏc dũng xe cú thứ tự ưu tiờn thấp phải chờ lõu

b) Cơ sở tớnh toỏn

Khả năng thụng xe của nỳt giao thụng khụng ủốn tớn hiệu ủược nhiều tỏc giả quan tõm giải quyết như Gabe (1954), Harders (1968), Sieloch (1972) Cơ sở tớnh toỏn dựa trờn lý thuyết quóng thời gian trống Lý thuyết này cú thể túm tắt như sau: giữa cỏc xe chạy trờn ủường của dũng xe thứ tự ưu tiờn cao hơn cú khoảng thời gian trống, khoảng thời gian trống này phụ thuộc vào lưu lượng dũng xe và ủược phõn bố theo qui luật xỏc suất nhất ủịnh Cỏc xe của dũng xe cú thứ tự ưu tiờn thấp hơn thụng qua quóng thời gian trống này ủể vượt nỳt nếu người lỏi xe thấy khoảng thời gian này là ủủ lớn và khụng gõy nguy hiểm

Số lượng xe cú thể thụng qua trong khoảng thời gian trống phụ thuộc vào chiều dài của quóng thời gian trống ủú và thời gian cần thiết ủể một xe cú thể ủi qua Qui luật này ủược miờu tả ở hỡnh 4.8

Quy luật theo biểu đồ bậc thang

Quy luật theo đuờng thẳng 7

Hỡnh 4-8 Qui luật thụng qua của dũng xe cú thứ tự ưu tiờn thấp hơn

Từ biểu ủồ ta thấy cụng thức chung ủể tớnh số lượng xe thụng qua là:

0 = − như ñược thể hiện trên hình vẽ, là ñiểm giao giữa ñồ thị

và trục hoành khi ñổi từ ñồ thị bậc sang tuyến tính

-tg là khoảng thời gian trống tối thiểu ñể một xe ở dòng thứ tự ưu tiên thấp hơn có thể vượt qua, xác ñịnh bằng thực nghiệm

-tf là khoảng thời gian cần thiết ñể 1 xe ñi qua khi nối ñuôi nhau của dòng

ưu tiên thấp hơn, xác ñịnh bằng thực nghiệm

Các giá trị tg và tfphụ thuộc vào thứ tự các dòng xe, và có thể tham khảo ở bảng dưới ñây

- ðối với dòng ưu tiên thứ 2: tg = 5.2s, tf = 2.7s

- ðối với dòng ưu tiên thứ 3: tg = 6.0s, tf = 3.2s

- ðối với dòng ưu tiên thứ 4: tg = 7.0s, tf = 4.0s

Qui luật phân bố quãng thời gian trống của dòng xe ñược xác ñịnh theo qui luật phân bố xác suất hàm số mũ Poisson như sau:

t q t

t )

Z

P ≥ = − = − ( 4.-4 ) Trong ñó:

P(Z ≥ t) : xác suất xuất hiện quãng thời gian trống bằng hoặc lớn hơn t

t : quãng thời gian trung bình

M

3600

q : lưu lượng xe trong 1 giây (xe/s)

M : lưu lượng của dòng xe (xe/giờ)

ðể dễ hiểu, ta có thể xem ví dụ dưới ñây:

Tính số xe có thể cắt qua dòng xe có lưu lượng M = 600 xe/h, t0 = 6 s, tf = 3 s Với M= 600 xe/h, thì quãng thời gian trống trung bình là: 6

Kết quả tính toán khả năng thông xe dòng phụ

Bảng 4.2

t (s)

khoảng thời gian

Số xe qua Gi

(Ghi chú: bảng tính trên ñược tính bằng Excell và ñược lấy làm tròn, chỉ tính ñến giá trị t0 + 13t f = 45s vì xác suất ñã quá nhỏ rồi )

Tổng số xe thông qua là G =∑Gi = 556 xe

Như vậy với dòng xe của ñường chính là 600 xe/h, thì số lượng xe tối ña

có thể cắt qua là 556 xe/h

4.2.3 Công thức tính khả năng thông qua

a) Phương pháp của Harders

Theo phương pháp này, công thức tổng quát xác ñịnh khả năng thông qua của dòng xe ñối với dòng ưu tiên lớn hơn nó là:

3600 / t t (

M 3600 / t M

e e

Cm : khả năng thông qua lý thuyết của dòng xe phụ (xe/h)

M : lưu lượng của dòng xe chính (xe/h)

tg, tf : như ñã ñược ñịnh nghĩa ở trên

Với công thức này, kết quả của ví dụ trên là:

561e

/ ) t t ( M 3600 / M

* t

e e

M C

f g

Trong ñó p0i là xác xuất ở trạng thái không ùn tắc

M = ∑M i, Mi là lưu lượng dòng thứ i có thứ tự ưu tiên cao hơn dòng k

∏γ

−

−

=

i 0

N C p

fi i gi

i * M * t ) M

N t

* M (

* 3600

1

b) Phương pháp của Sieloch

Trong công thức của Sieloch, M chỉ là lưu lượng dòng ưu tiên thứ nhất mà dòng xe cần xác ñịnh khả năng thông qua cắt qua (ñiều này khác

cơ bản với Handers là tổng các dòng xe có thứ tự ưu tiên cao hơn mà dòng xe cần xác ñịnh khả năng thông qua cắt qua)

Phương pháp này ñơn giản hơn và cho kết quả tương tự, khả năng thông

* M

0 C

N 1

p = − ( 4.10 )

Cmk là khả năng thông qua của dòng xe thứ k

P0i là xác xuất xuất hiện dòng thứ i không ùn tắc

Ni là lưu lượng xe thực tế của dòng thứ i

Cmi là khả năng thông xe lý thuyết của dòng thứ i

Chú ý: theo phương pháp của Sieloch, lưu lượng xe M chỉ tính cho dòng ưu tiên

thứ nhất

Ta có thể so sánh kết quả của hai phương pháp Harders và Sieloch ở ví dụ sau: tính khả năng thông qua của dòng xe ưu tiên thứ 2 cắt qua dòng xe của ñường chính với lưu lượng M = 100 ÷ 1000 xe/h, tg = 6 s, tf = 3 s, t0 = 6 - 3/2 = 4.5 s

Khả năng thông xe với 2 phương pháp khác nhau

Ctt = 0.8 * Cm (xe/h) ( 4.11 )

c) Thời gian chờ trung bình của phương tiện

Thời gian chờ xe trung bình các xe tại nút ñược tính theo công thức

N C

) 1 (

* 3600 t

Qua thống kê cho thấy rằng:

- Thời gian chờ 0 ÷ 20 s, người lái xe không thấy khó chịu

- Thời gian chờ 20 ÷ 45 s người lái xe bắt ñầu thấy khó chịu

- Thời gian chờ lớn hơn 45 s ña số người lái xe khó chịu dẫn ñến sử lý không ñúng, có thể gây tai nạn giao thông, vì vậy cần phải chuyển sang hình thức ñiều khiển bằng ñèn tín hiệu

d) Nhận xét về khả năng thông xe và khả năng áp dụng khi chạy xe theo luật ñường chính ñường phụ

Tính khả năng thông xe khi xe chạy theo luật ñường chính ñường phụ dựa trên cơ sở toán xác suất kết hợp với thực nghiệm, cho kết quả ñúng khi dòng xe ñồng nhất là xe con, mọi người nắm vững luật và thực hiện ñúng luật

ðối với dòng giao thông ñô thị ở nước ta hiện nay là dòng giao thông hỗn hợp, việc hiểu luật giao thông và chấp hành luật chưa cao nên tính theo phương pháp này chưa thể cho kết quả chính xác

a Ví dụ

• Ví dụ 1:

Xác ñịnh khả năng thông xe của dòng xe rẽ trái của ñường phụ trên ngã 3 (hình 4.9), biết:

- ðường chính rẽ trái (ưu tiên 2) có : tg = 5 s, tf = 3 s

- ðường phụ rẽ trái (ưu tiên 3) có: tg = 6 s, tf = 3 s

Hình 4-9 Sơ ựồ nút và

dòng xe ngã 3

Xác suất xuất hiện không ùn tắc của dòng xe hướng đông rẽ trái là: + Xác ựịnh khả năng rẽ trái của ựường chắnh (ựông rẽ trái)

t0 = 2

5-3

=3,5 (s) tf = 3,0 (s) dòng xe hướng ựông rẽ trái phải cắt qua dòng ưu tiên 1 gồm tây ựi thẳng và rẽ phải M = 360+120 = 480 (xe)

3

3600 −480.3,5/3600 =

(xe/h) 6

0 752

300 1 C

N 1 p

D 2 m

D 2 D

- Xác ựịnh khả năng thông xe của ưu tiên 3 (hướng Nam rẽ trái)

Vì M chỉ tắnh cho dòng ưu tiên thứ nhất nên M = 360 + 360 = 720 xe/h,

s 5 4 2

3 6 2

t t

* e

* 3

VÝ dụ 2:

Cho sơ ñồ nút như hình vẽ Xác ñịnh khả năng thông qua của hướng nam rẽ trái và của nút như hình vẽ dưới ñây, hình 4.10 (chú ý các số liệu tf và t0

N2B = 100 xe/h, M = 300 xe/h, t0 = 3.85 s, tf = 2.7 s

Khả năng thông qua của dòng xe này là:

967e

*7.2

8966 0 967

100 1 C

N 1

P

B 2 m

B 2 B

* 7 2

100 1 C

N 1

P

D 2 m

D 2 D

200

Cm=?

300 100 150

100

- Xét dòng ưu tiên thứ 3 (hướng Bắc ựi thẳng) phải cắt dòng ưu tiên 1 là đông, Tây ựi thẳng, ta có:

-

N3B = 150 xe/h, M = 300 + 200 = 500 xe/h, t0 = 4.4 s, tf = 3.2 s

Khả năng thông xe của dòng xe này là:

5549071.0

*e

*2.3

7292.0554

1501C

N1p

B 3 m

B 3 B

*8966.0

*9071.0

*e

*2.3

Nhận xét: qua hai vắ dụ trên thấy rằng khả năng thông xe các ựường phụ

do lưu lượng xe trên ựường chắnh quyết ựịnh, ựiều nữa thấy rằng chưa xét tới ảnh hưởng của quy mô nút (vắ dụ số làn xe) thực tế quy mô nút ảnh hưởng nhiềutới khả năng thông xe

4.3 NÚT GIAO THÔNG đIỀU KHIỂN BẰNG đÈN TÍN HIỆU

4.3.1 Mục ựắch ựiều khiển giao thông bằng ựèn tắn hiệu

Như ở phần trên ựã nêu, nếu các nút giao thông ựiều khiển theo luật ựường chắnh ựường phụ mà lưu lượng xe trên ựường chắnh quá lớn, xe trên ựường phụ phải chờ lâu, người lái xe có cảm giác khó chịu và dẫn ựến những xử

lý không ựúng, dẫn tới tai nạn, nút giao thông không ựảm bảo tầm nhìn và thường ùn tắc thì nên chuyển sang ựiều khiển nút giao thông bằng cảnh sát, tiến tới bằng ựèn tắn hiệu ựể tăng an toàn giao thông

điều khiển giao thông bằng ựèn tắn hiệu cũng làm tăng khả năng thông qua của nút, giảm hiện tượng ùn tắc Khả năng thông qua của nút giao ựiều khiển bằng ựèn lớn hơn rất nhiều so với nút không có ựèn tắn hiệu Kinh nghiệm cho thấy khả năng thông qua nút ựiều khiển bằng ựèn gấp ựôi nút không có ựèn và bằng khoảng 60% nút giao thông khác mức

điều khiển giao thông bằng ựèn tắn hiệu làm tăng văn minh ựô thị và mọi người thực hiện luật giao thông tốt hơn

Nói chung, ựèn tắn hiệu với công nghệ kỹ thuật hiện ựại mang lại hiệu quả rất lớn cho quản lý giao thông ựô thị Nếu ựược liên kết ựiều khiển theo mạng lưới nút giao, thì mỗi nút giao có ựèn tắn hiệu có thể coi như một cửa ngõ làm giảm ùn tắc giao thông trong ựô thị và nâng cao chất lượng chất lượng phục vụ các dòng xe, ngoài ra nó có thể ựưa ra các thứ tự ưu tiên hợp lý ựối với các loại hình phương tiện giao thông khác nhau, vắ dụ ưu tiên ựi bộ, xe ựạp, xe công cộng, sau ựó mới ựến các loại xe cơ giới khác, tạo cho người sử dụng ựường có cảm giác yên tâm khi vượt qua nút giao

Hệ thống ựiều khiển tại nút gồm có thiết bị ựiều khiển (tủ ựiều khiển), cáp dẫn và hệ thống ựèn

Tủ ựiều khiển ựược cài ựặt các chương trình tắn hiệu và hoạt ựộng một cách

tự ựộng, nếu nút ựược ựiều khiển theo mạng lưới thì toàn bộ thông tin này ựược truyền về trung tâm ựiều khiển ựể sử lý thông tin kết hợp với các nút khác trong mạng lưới Vị trắ của tủ ựiều khiển nút ựơn ựược ựặt gần phạm vi nút

Hệ thống ựèn ựiều khiển bao gồm ựèn cho xe và ựèn cho người ựi bộ (nếu

có xe ựiện, thì tại nút còn có hệ thống ựèn dành riêng cho xe ựiện) Mỗi một cụm ựèn dành cho người ựi bộ gồm có 1 ựèn xanh và 1 ựèn ựỏ (vì vận tốc ựi bộ thấp, nên không bố trắ ựèn vàng) Mỗi cụm ựèn cho xe cơ giới gồm 1 ựèn xanh, 1 ựèn

ựỏ và 1 ựèn vàng Ngoài ra còn có cụm ựèn phụ, các ựèn này chỉ có tác dụng nhắc lại Tác dụng ảnh hưởng của mỗi ựèn như sau:

- đèn xanh : báo hiệu cho phép xe ựi qua nút

- đèn vàng : báo hiệu chú ý dừng lại (khi tới vạch dừng xe thấy ựèn vàng vẫn ựược phép ựi qua)

- đèn ựỏ : báo hiệu xe buộc phải dừng lại

Hình vẽ dưới ựây miêu tả các dạng ựèn tắn hiệu:

Hình 4-11 Các dạng ñèn tín hiệu

Hiện nay ở các nước phát triển, trên một nhánh nút có nhiều làn xe, thì trên mỗi làn xe thường bố trí 1 cụm ñèn tín hiệu ñể người tham gia giao thông tuân thủ theo ñúng qui tắc giao thông trên làn xe của mình Dưới ñây là các cách

bố trí ñèn trên làn ñường:

Hình 4-12 Các cách bố trí cột ñèn tín hiệu trên ñường

Hình 4-13 Ví dụ bố trí mặt bằng nút có ñèn tín hiệu 4.3.2 Các tham số ñiều khiển

a) Pha

Pha là hệ thống ñiều khiển cho một số hướng nhất ñịnh Tuỳ thuộc vào lưu lượng xe và mức ñộ phức tạp của các dòng xe tại nút mà có thể ñiều khiển bằng 2 pha, 3 pha hoặc 4 pha Tuy nhiên, việc ñiều khiển bằng nhiều pha phải ñược cân nhắc so sánh kỹ lưỡng vì càng nhiều pha thì tổn thất thời gian chuyển pha càng tăng làm giảm khả năng thông qua của nút

Tại các nút lưu lượng xe không lớn nên thiết kế ñiều khiển 2 pha, ñây là loại hình ñiều khiển ñơn giản nhất bằng ñèn tín hiệu Nó có ưu ñiểm là ñơn giản,

dễ thực hiện, tuy nhiên nó vẫn còn xung ñột tồn tại do dòng rẽ trái ngăn cản dòng

ñi thẳng ngược chiều, ở những nút giao thông lớn, thành phần dòng xe phức tạp thì ñiều khiển hai pha không phù hợp nữa, phải chuyển sang nhiều pha hơn Dưới ñây là một số ví dụ về việc phân tích và bố trí pha:

a/ ðiều khiển hai pha cho ngã tư

Ký hiÖu : cho xe c¬ giíi cho ngõ¬i ®i bé

b/ ðiều khiển hai pha cho ngã ba