Phân tích các yếu tố vận hành của xe máy trong môi trường giao thông đô thị

1. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI ÔTÔ 1.1. Khái niệm Ôtô là phương tiện vận tải đường bộ chủ yếu. Nó có tính cơ động cao và phạm vi hoạt động rộng. Do vậy, trên toàn thế giới ôtô hiện đang được dùng để vận chuyển hành khách hoặc hàng hoá phục vụ cho nhu cầu phát triển kinh tế quốc dân và quốc phòng. 1.2. Phân loại ôtô 1.2.1. Dựa vào tải trọng và số chỗ ngồi Dựa vào tải trọng và số chỗ ngồi, ôtô được chia thành các loại: Ôtô có trọng tải nhỏ (hạng nhẹ): trọng tải chuyên chở nhỏ hơn hoặc bằng 1,5 tấn và ôtô có số chỗ ngồi ít hơn hoặc bằng 9 chỗ ngồi. Ôtô có trọng tải trung bình (hạng vừa): trọng tải chuyên chở lớn hơn 1,5 tấn và nhỏ hơn 3,5 tấn hoặc có số chỗ ngồi lớn hơn 9 và nhỏ hơn 30 chỗ. Ôtô có trọng tải lớn (hạng lớn): trọng tải chuyển chở lớn hơn hoặc bằng 3,5 tấn hoặc số chỗ ngồi lớn hơn hoặc bằng 30 chỗ ngồi. Ôtô có trọng tải rất lớn (hạng nặng): tải trọng chuyên chở lớn hơn 20 tấn, thường được sử dụng ở các vùng mỏ. 1.2.2. Dựa vào nhiên liệu sử dụng Dựa vào nhiên liệu sử dụng, ôtô được chia thành các loại: Ôtô chạy xăng; Ôtô chạy dầu diezel; Ôtô chạy khí ga; Ôtô đa nhiên liệu (xăng, diezel, ga); Ôtô chạy điện. 1.2.3. Dựa vào công dụng của ôtô Dựa vào công dụng, ôtô chia thành các loại: Ôtô vận tải; Ôtô chở hành khách, ôtô chuyên chở hành khách bao gồm các loại: ôtô buýt, ôtô tắc xi, ôtô du lịch, ôtô chở khách liên tỉnh, ôtô chở khách đường dài; Ôtô chuyên dùng như: ôtô cứu thương, cứu hoả, ôtô phun nước, ôtô cẩu và ôtô vận tải chuyên dùng (ôtô xi téc, ôtô thùng kín, ôtô tự đổ, ...).

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 3

CHƯƠNG I: ĐẶT VẤN ĐỀ 4

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ CẢM BIẾN VÀ BỘ THU THẬP DỮ LIỆU 8

I Các số liệu cần thu thập 8

II Phương án thu thập số liệu 8

2.1 Lượng tiêu thụ nhiên liệu 8

2.2 Vận tốc xe 10

2.3 Độ mở bướm ga 11

2.4 Vị trí tay số và tín hiệu phanh 12

2.5 Số vòng quay động cơ 12

III Phương án lưu trữ số liệu có điều khiển 13

3.1 Sơ lược về giao tiếp MMC/SD Card thông qua chuẩn truyền thông SPI 13

3.2 Sơ lược về FatFs 14

3.3 Keypad 15

IV Thiết kế các cảm biến 16

4.1 Cảm biến vận tốc 16

4.2 Xác định tốc độ động cơ 19

4.3 Cảm biến vị trí tay ga 22

V Thiết kế bộ thu thập và lưu trữ dữ liệu 25

5.1 Các yêu cầu đối với bộ thu thập và lưu trữ dự liệu 25

5.2 Mạch điều khiển trung tâm 26

CHƯƠNG III: QUY HOẠCH THÍ NGHIỆM 34

I Hệ thống giao thông đô thị Hà Nội 34

1.1 Bảy trục đường hướng tâm 34

1 2 Ba tuyến vành đai 35

1 3 Khu vực phố cổ 37

II Lựa chọn cung đường thí nghiệm 37

III Xây dựng kịch bản thí nghiệm 39

3.1 Chuẩn bị xe thí nghiệm 39

3.4 Tiến hành thí nghiệm 42

CHƯƠNG IV: PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 46

I Phân tích kết quả số liệu cung đường thuộc đường Đê La Thành 49

1.1 Đánh giá chế độ hoạt động của động cơ 49

1.2 Đánh giá chế độ vận hành của xe 51

1.3 Đánh giá quan hệ năng lượng của xe khi vận hành và lượng tiêu thụ nhiên liệu 53

II Tuyến đường Trường Chinh 57

2.1 Phân tích thông số vòng quay động cơ 57

2.2 Đánh giá vận tốc trung bình của xe 58

2.3 Đánh giá quan hệ phương sai gia tốc của xe và lượng tiêu thụ nhiên liệu 59

2.4 Phân tích thông số (va) 60

III Tuyến đường phố Huế 62

3.1 Phân tích yếu tố số vòng quay động cơ 63

3.2 Đánh giá vận tốc trung bình của xe 64

3.3 Đánh giá quan hệ phương sai gia tốc của xe và lượng tiêu thụ nhiên liệu 65 3.4 Đánh giá quan hệ năng lượng của xe khi vận hành và lượng tiêu thụ nhiên liệu 66

IV Tuyến đường phố Cổ Hàng Đào-chợ Đồng Xuân 68

4.1 Phân tích thông số số vòng quay động cơ 69

4.2 Đánh giá vận tốc trung bình của xe 70

4.3 Đánh giá quan hệ phương sai gia tốc của xe và lượng tiêu thụ nhiên liệu 70 4.4 Phân tích thông số (va) 71

KẾT LUẬN 74

LỜI NÓI ĐẦU

Khi chất lượng cuộc sống dần được nâng cao thì số lượng phương tiện giao thông cá nhân ngày càng nhiều Ở một nước đang phát triển như Việt Nam, con số này không ngừng gia tăng mỗi năm, đặc biệt là đối với xe máy Do đó, tình trạng phát thải độc hại gây ô nhiễm môi trường ngày càng trở nên nghiêm trọng

Trong khi hệ thống luật pháp của Nhà nước về những tiêu chuẩn khí thải đối với các phương tiện giao thông đang lưu hành, đặc biệt là với xe máy còn chưa phát huy hết hiệu lực, thì một thực trạng vẫn đang tiếp diễn là lượng khí thải độc hại phát tán ra môi trường của các phương tiện giao thông ngày càng gia tăng không ngừng Thêm vào đó, với điều kiện hạ tầng giao thông còn nhiều hạn chế, tốc độ lưu thông chậm và hay xảy ra ùn tắc khiến cho các yếu tố vận hành của xe máy có nhiều thay đổi so với bình thường Chính những sự thay đổi này đã tác động tiêu cực đến tính kinh tế nhiên liệu và làm tăng sự phát thải của xe

Với mục tiêu một chiếc xe tiết kiệm hơn, “xanh” hơn đòi hỏi cả nhà sản xuất

và người sử dụng phải có sự thay đổi về thiết kế và cách vận hành Để thực hiện mục tiêu này thì việc tìm ra các đặc trưng vận hành của xe máy trong điều kiện giao thông đô thị ở nước ta chính là cơ sở dữ liệu cho các nhà thiết kế có những thay đổi phù hợp với môi trường giao thông, và người sử dụng biết cách vận hành hiệu quả nhất

Xuất phát từ mục đich trên, nhóm sinh viên nghiên cứu đã lựa chọn đề tài

“Phân tích các yếu tố vận hành của xe máy trong môi trường giao thông đô thị” mà cụ thể ở đây là trong thành phố Hà Nội Đề tài được thực hiện dưới sự

hướng dẫn của TS.Đàm Hoàng Phúc và ThS Nguyễn Thanh Tùng – Bộ môn Ô tô

và Xe chuyên dụng – Viện Cơ khí động lực – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Nhóm sinh viên chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy đã tạo điều kiện

và giúp đỡ chúng em hoàn thành đề tài tốt nghiệp này

CHƯƠNG I: ĐẶT VẤN ĐỀ

Xe máy hiện nay là một loại phương tiện di chuyển cá nhân rất phổ biến ở nhiều quốc gia trên thế giới đặc biệt là ở Việt Nam Bên cạnh đó, giao thông ở Việt Nam có những đặc thù riêng: trong vòng 5 năm trở lại đây, số lượng xe mô tô, xe gắn máy đã tăng rất nhanh với tốc độ trên 10%/năm Hệ quả tất yếu của việc gia tăng số lượng phương tiện di chuyển cá nhân quá nhanh đó là tình trạng phát thải độc hại ra môi trường

Tại Thụy Sỹ, những thí nghiệm so sánh hệ số phát thải của xe môtô gắn máy không lắp thiết bị xử lý khí thải với ô tô con đạt tiêu chuẩn Euro 3 đã cho thấy: phát thải trung bình trên một quãng đường đi (g/km) của xe mô tô, xe gắn máy cao hơn ô

tô gấp 8 hoặc 18 hoặc 39 lần đối với CO, 23 hoặc 74 hoặc 222 lần đối với HC; 1,7 hoặc 4 hoặc 7,8 lần đối với NOx tùy theo điều kiện giao thông là trên đường trong

đô thị hoặc đường đồng bằng hoặc đường cao tốc

Theo kết quả nghiên cứu của Tổng cục Môi Trường Việt Nam: hệ số phát thải CO, HC của xe môtô ở nước ta gấp 6,4 lần xe ôtô hạng nhẹ Việt Nam hiện nay

là nước có lượng xe mô tô, xe gắn máy đang lưu hành chỉ đứng thứ 3 thế giới sau hai quốc gia đông dân nhất là Trung Quốc và Ấn Độ Phần lớn các xe đang lưu thông đều sử dụng hệ thống chế hòa khí không có điều khiển như các xe sử dụng hệ thống phun xăng điện tử hiện đại FI

Ngoài ra, còn phải kể đến điều kiện hạ tầng giao thông nước ta hiện nay còn rất yếu kém và tồn tại nhiều vấn đề khó khăn Là một trong số các trung tâm kinh tế lớn nhất cả nước, vì vậy hệ thống giao thông Hà Nội có những đặc điểm chung của giao thông đô thị Việt Nam

Theo số liệu thống kê năm 2011, diện tích đất dành cho phát triển giao thông

ở 7 quận nội thành Hà Nội chỉ chiếm 5,2km2, tương đương 6,18% tổng diện tích mặt bằng Trong khi đó, ở các nước phát triển, con số này là 25% Giao thông Hà Nội cũng là một hệ thống rất phức tạp với gần 7400km đường giao thông.20% trong

số này là tổng chiều dài các tuyến đường chính bao gồm bảy trục hướng tâm và ba tuyến vành đai Phần còn lại là các cung đường phụ nối ghép những tuyến đường

hai chiều hoặc một chiều Có nhiều nút giao cắt là các ngã ba, ngã tư, hoặc ngã năm Tại các điểm giao cắt này có thể có hoặc không có đèn tín hiệu giao thông

Hiện nay, do nhu cầu công ăn việc làm tại Hà Nội nên lượng phương tiện giao thông đổ về thành phố ngày càng tăng Theo số liệu thống kê năm 2011, Hà Nội có khoảng 4,3 triệu phương tiện giao thông đang lưu hành, và hơn 90% trong

số đó là xe máy (khoảng 4 triệu chiếc) Với tốc độ phát triển như hiện nay, thì con

số này vẫn không ngừng tăng thêm từ 10% đến 15% sau mỗi năm

Một thành phố với mạng lưới đường xá chằng chịt, tiết diện lưu thông nhỏ hẹp, lượng phương tiện đông đúc và chủ yếu là xe máy, thêm vào đó là ý thức người tham gia giao thông vẫn còn chưa tốt Những yếu tố này khiến cho mật độ giao thông luôn ở mức cao, và thường xuyên xảy ra ùn tắc, đặc biệt là trong những giờ cao điểm Đây cũng chính là nguyên nhân ảnh hưởng đến các chế độ vận hành của động cơ, gây ra các tác động tiêu cực đến tình trạng kỹ thuật, làm giảm tính kinh tế nhiên liệu, đồng thời gia tăng sự phát thải độc hại của xe máy

Trong khi việc phát triển cơ sở hạ tầng giao thông vẫn còn là một bài toán nan giải, với mục tiêu là một chiếc xe hoạt động tốt hơn, “xanh” hơn, và tiết kiệm hơn, đòi hỏi các nhà sản xuất cần có những thay đổi trong thiết kế, đồng thời người

sử dụng phải biết cách vận hành để chiếc xe phù hợp hơn với các điều kiện giao thông hiện nay Để làm được việc này thì cả nhà thiết kế và người sử dụng cần biết được quy luật thay đổi của các thông số vận hành của xe trong những điều kiện này

Để thực hiện những mục đích trên, thì ở bước đi đầu tiên chúng ta cần phải tiến hành các thí nghiệm thu thập những thống số vận hành, sau đó phân tích và đưa

ra các nhận xét để xây dựng nên một cơ sở dữ liệu tin cậy cho các nhà sản xuất có thể tham khảo Từ đó, họ sẽ có điều chỉnh hợp lý trong thiết kế, và đưa ra những lời khuyên chính xác cho người sử dụng vận hành xe một cách hiệu quả nhất

Thực hiện đề tài này, nhóm sinh viên đã sử dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm để thu thập dữ liệu, sau đó phân tích các thông số này, so sánh chúng với nhau để rút ra các quy luật thay đổi

Cách đánh giá chế độ vận hành của xe và rút ra quy luật được thực hiện dựa trên việc phân tích một số thông tin vận hành Đánh giá chế độ hoạt động của động

cơ thông qua tốc độ động cơ Đánh giá chế độ vận hành của xe thông qua các thông

số vận tốc và gia tốc của xe Đánh giá năng lượng vận hành của xe và tính kinh tế nhiên liệu thông qua tích số vận tốc và gia tốc (v.a) và lượng tiêu thụ nhiên liệu Ngoài ra, cần phải xác định thêm các thông số tay ga, vị trí số, và tín hiệu phanh

Như vậy, để có được những thông tin cần thiết này, bước đầu chúng em đã thiết kế một bộ thu thập dữ liệu để lưu trữ các thông số vận hành cơ bản của xe trong quá trình thí nghiệm: tốc độ động cơ, vận tốc, độ mở bướm ga, vị trí tay số, tín hiệu phanh, và lượng tiêu thụ nhiên liệu

Tiếp theo, là việc quy hoạch thí nghiệm lựa chọn các cung đường và giờ thí nghiệm để xây dựng nên một kịch bản thí nghiệm đặc trưng cho giao thông đô thị

Hà Nội Cuối cùng là lắp đặt các thiết bị cần thiết lên xe thí nghiệm và kiếm tra

Hình 1.1: Sơ đồ phương pháp nghiên cứu

THỰC NGHIỆM

PHÂN TÍCH

QUY LUẬT

Tiến hành thí nghiệm:

lắp đặt linh kiện lên

xe, sheet báo cáo

atb, phương sai vận

tốc, gia tốc,…

So sánh các chỉ số

cũng lập thêm các sheet báo cáo để ghi lại những vấn đề phát sinh trong quá trình làm thí nghiệm Như vậy, chúng em đã chuẩn bị đầy đủ các thiết bị và phương pháp

để tiến hành thí nghiệm

Sau khi đã lấy được các số liệu cần thiết từ quá trình thực nghiệm, chúng em

đề xuất ra các chỉ số để đánh giá chế độ vận hành của xe như: vận tốc trung bình và phương sai vận tốc; gia tốc trung bình và phương sai gia tốc; phần trăm thời thời gian động cơ hoạt động ở số vòng quay thấp, trung bình và cao;phần trăm thời gian tích số vận tốc và gia tốc (va) ở mức thấp, trung bình và cao… Xây dựng các đồ thị

mô tả sự thay đổi của những chỉ số này

Công việc cuối cùng là quan sát sự thay đổi của những chỉ số trên thông qua các đồ thị, so sánh để rút ra các nhận xét, quy luật thay đổi của chúng

Như vậy, với một phương pháp nghiên cứu rõ ràng, chúng em có đầy đủ cơ

sở để thực hiện đề tài

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ CẢM BIẾN VÀ BỘ THU THẬP DỮ LIỆU

I Các số liệu cần thu thập

Mục đích nghiên cứu của đề tài gồm có

- Đánh giá chế độ hoạt động của động cơ được nghiên cứu thông qua tốc độ động cơ

- Đánh giá chế độ vận hành của xe được nghiên cứu thông qua các thông số vận tốc và gia tốc của xe, gia tốc của xe được tính qua phép đạo hàm vận tốc

- Năng lượng khi vận hành của xe và tính kinh tế nhiên liệu được nghiên cứu

thông qua tích số vận tốc và gia tốc (va) và lượng tiêu thụ nhiên liệu (Fuel

Consumption – FC)

- Ngoài ra, để biết được ảnh hưởng của kỹ năng người lái đến chế độ vận hành của xe cần phải xác định thêm các thông số vị trí tay ga, vị trí chân số, và tín hiệu phanh

Như vậy, các số liệu cần thu thập bao gồm:

- Lượng tiêu thụ nhiên liệu

II Phương án thu thập số liệu

Với các số liệu yêu cầu cần thu thập ở trên, cần đề ra một phương án để thu thập Với từng loại tín hiệu, cần có một phương án thu thập cụ thể với yêu cầu: tín hiệu thu nhận được là chính xác và không ảnh hưởng đến kết cấu cũng như quá trình vận hành xe

2.1 Lượng tiêu thụ nhiên liệu

Các phương án đo lượng tiêu thụ nhiên liệu

- Đo khối lượng: sử dụng cân tiểu ly điện tử và bình xăng phụ, cân khối lượng

nhiên liệu trong bình xăng phụ sau mỗi quãng đường chạy, từ đó xác định được lượng tiêu thụ nhiên liệu trên quãng đường đó

- Đo thể tích: sử dụng phễu chiết chia vạch làm bình xăng phụ bằng cách dùng van ba ngả, từ lượng nhiên liệu hao hụt [ml] ta xác định được lượng tiêu thụ

nhiên liệu sau mỗi quãng đường

Thông số lượng tiêu thụ nhiên liệu được xác định qua thông số FC

[lit/100km], để xác định được thể tích này ta lựa chọn biện pháp lắp thêm một hệ

thống nhiên liệu phụ bao gồm phễu chiết và van ba ngả, cho phép xác định được mức hao hụt nhiên liệu sau từng thời điểm cụ thể mà không làm thay đổi kết cấu cơ bản của xe

a/ Phễu chiết

- Phễu chiết quả lê khóa thủy tinh: thủy tinh borosilicate chịu nhiệt

- Thể tích: 100 [ml]

- Đường kính lỗ khóa: 2 [mm]

Với phễu chiết bằng thủy tinh như trên:

- Hoàn toàn chịu được xăng, không bị ăn mòn, phá hủy bởi xăng

- Phễu chiết có khóa bằng thủy tinh chịu được xăng, cho phép đo lượng tiêu thụ nhiên liệu dễ dàng

- Phễu chiết có nắp nên giảm được ảnh hưởng của lượng nhiên liệu bị bay hơi

Hình 2.1: Phễu chiết

- Phễu có đầu ống thủy tinh cho phép đấu nối dễ dàng

- Phễu bằng thủy tinh mỏng, dễ bị vỡ, cần có vỏ đệm bảo vệ tránh va chạm

b/ Van ba ngả

Đường ống dẫn xăng yêu cầu phải chịu được xăng và chịu được nhiệt Với các thành phần của hệ thống bình nhiên liệu phụ, ta tạo được hệ thống bình chứa lắp song song với bình xăng chính thông qua một van ba ngả Việc đóng hoặc mở các van trên đường xăng từ bình xăng chính và phụ cho phép sử dụng nhiên liệu từ một trong hai nguồn độc lập và không ảnh hưởng lẫn nhau

 Dùng động cơ encoder đo số vòng quay

 Dùng cảm biến quang và đĩa lỗ sáng gắn trên bánh xe để đo số vòng quay của bánh xe

 Dùng cảm biến từ và nam châm gắn trên bánh xe để đo số vòng quay của bánh xe

Hình 2.2: Van ba ngả

Để có được tín hiệu điện để đưa về vi điều khiển, trong đề tài sử dụng phương pháp sử dụng cảm biến quang và đĩa lỗ sáng gắn trên bánh xe để xác định vận tốc bánh xe, qua đó xác định vận tốc xe qua công thức:

vi điều khiển nhận được là +5V Giá trị điện áp này sẽ được đưa vào một bộ ngắt trong vi điều khiển Bộ ngắt sẽ đếm được số lần giá trị điện áp thay đổi với chu kỳ 0.5 (giây)

2.3 Độ mở bướm ga

Phương án để xác định độ mở bướm ga là sử dụng một cảm biến kiểu Hall để

đo vị trí của tay ga Cảm biến Hall chuyển động trong từ trường của vành nam châm, điện áp đầu ra của cảm biến Hall sẽ thay đổi trong một dải nhất định Giá trị điện áp này được đưa vào một bộ chuyển đổi ADC của vi điều khiển, từ đó vi điều khiển sẽ ghi nhận vị trí của tay ga theo giá trị điện áp mà cảm biến Hall gửi về Từ

vị trí của tay ga sẽ suy ra được độ mở của bướm ga

Hình 2.3: Cảm biến vận tốc LED thu phát đôi

2 CẢM BIẾN QUANG LẮP CẢM BIẾN VÀO ĐĨA PHANH

2.4 Vị trí tay số và tín hiệu phanh

Tín hiệu tay số và tín hiệu phanh được trích trực tiếp từ chân báo đèn số và đèn phanh Tín hiệu điện áp của các đèn này là +12V nên cần đi qua một cầu hạ áp xuống điện áp +5V trước khi đi vào vi điều khiển Vi điều khiển sẽ ghi nhận vị trí

chân số cũng như tín hiệu phanh trong quá trình xe vận hành

em lựa chọn phương án dùng tín hiệu từ cuộn dây đánh lửa có sẵn trên động cơ, trích một đường tín hiệu từ cuộn đây đánh lửa và đưa về vi điều khiển để xử lý

Tín hiệu được gửi về được vi điều khiển sẽ đếm được số xung đánh lửa trong mỗi chu kỳ, từ đó có thể tính toán được số vòng quay động cơ tương ứng

Hình 2.4: Cảm biến HALL đo % tay ga

VÀNH NAM CHÂM CẢM BIẾN HALL

DÂY TÍN HIỆU

III Phương án lưu trữ số liệu có điều khiển

Các phương án lưu trữ dữ liệu sử dụng vi điều khiển

- Lưu trữ trên bộ nhớ vi điều khiển ROM/RAM

- Lưu trữ trực tiếp vào máy tính cá nhân

- Lưu trữ thông qua các thiết bị lưu trữ ngoài (SD, USB, HDD)

Do yêu cầu về tình dung lượng bộ nhớ lớn và tính di động cao nên đề tài sử dụng phương pháp lưu trữ thông qua các thiết bị lưu trữ ngoài, cụ thể là sử dụng thẻ nhớ dựa trên nền tảng phần cứng modul thẻ nhớ MMC và giao tiếp MMC/SD với vi điều khiển đã có sẵn

Các phương án sử dung lưu trữ bằng thẻ nhớ

- Ghi dữ liệu kiểu Block thông thường

- Ghi dữ liệu thông qua modul FatFs

Việc lưu trữ số liệu yêu cầu cần phải đáp ứng việc dễ dàng giao tiếp và cất giữ thông tin, điều này làm giảm đáng kể thời gian thực nghiệm và nghiên cứu Đồng thời lưu trữ số liệu cũng cần diễn ra một cách có điều khiển và đáp ứng được dung lượng lưu trữ vì các thông số cần được lưu trữ trên các đoạn đường nhất định với thời gian dài

Trong đề tài sử dụng phương pháp ghi dữ liệu vào thẻ nhớ thông qua modul FatFs do có nhiều ưu điểm vượt trội so với phương pháp ghi block thông thường như

- Giảm nhẹ về phần cứng vì không cần mạch đọc dữ liệu trung gian

- Cho phép kiểm soát, điều khiển quá trình ghi dữ liệu dễ dàng

- Tính ổn định cao

Việc điều khiển quá trình lưu dữ liệu được thực hiện qua keypad

3.1 Sơ lược về giao tiếp MMC/SD Card thông qua chuẩn truyền thông SPI

MMC là viết tắt của cụm từ Multi-Media Card và SD là Secure Digital Card Nhìn chung MMC và SD giống nhau về mặt cấu trúc vật lý và phương thức giao tiếp SD card xuất hiện sau MMC card nên SD card có nhiều tình năng và tốc độ

cao hơn MMC card Tuy nhiên, đối với việc ghi-đọc MMC và SD ở tốc độ thấp bằng các vi điều khiển (như AVR) thì sự khác nhau của hai loại card này là không

có nhiều khác biệt

Về phương thức giao tiếp, MMC và SD card đều có thể được giao tiếp thông qua hai chế độ cơ bản là SD/MMC mode và SPI mode Giao tiếp bằng mode SD/MMC có tốc độ cao nhưng đòi hỏi vi điều khiển cũng phải có tốc độ cao Mode này không phù hợp với việc giao tiếp bằng vi điều khiển Ngược lại, mode giao tiếp SPI tuy có tốc độ thấp hơn nhưng phù hợp với các vi điều khiển như AVR

Trên thị trường hiện nay có bán sẵn các module giao tiếp MMC/SD card, nên

có thể dễ dàng mua và sử dụng

3.2 Sơ lược về FatFs

FatFs là một mô-đun hệ thống sử dụng bảng cấp phát tập tin dùng cho các hệ thống nhúng nhỏ FatFs độc lập với kiến trúc phần cứng Nó có thể được đưa vào vi điều khiển chi phí thấp, chẳng hạn như AVR, 8051, PIC, ARM, Z80, 68k và vv ,

mà không cần bất kỳ sự thay đổi nào về mặt cấu trúc

Những ưu điểm của FatFs

- Nền tảng độc lập, dễ dàng để sử dụng với nhiều phần cứng khác nhau, phù hợp với các dòng vi điều khiển có thể mua được trong nước

- Dễ dàng kiểm soát và điều khiển quá trình ghi dữ liệu

Hình 2.5: Bố trí chân của MMC và SD card

- Sử dụng ít bộ nhớ

- Sử dụng được với các phần cứng có nhiều thiết bị lưu trữ

CÁC ỨNG DỤNG Modul FatFs Các thiết bị lưu trữ ngoài

(SD, USB, ATA, NAND )

Hiển thị thời gian thực Đặc biệt ưu điểm lớn nhất của FatFs trong dự án này là cho phép điều khiển trực tiếp quá trình lưu trữ dữ liệu trên thẻ nhớ , kết quả của quá trình lưu trữ dự liệu

là tạo ra những file text một cách có điều khiển Việc này giúp cho việc lấy thông tin từ thẻ nhớ diễn ra dễ dàng và nhanh hơn rất nhiều so với cách truyền thống

Các hàm cơ bản của FatFs:

Tên hàm Chức năng f_mount Khai báo vùng ổ đĩa làm việc f_open Mở và tạo file

f_close Đóng file f_read Đọc file f_write Ghi dữ liệu vào file f_rename Đổi tên file

f_gets Đọc một chuỗi f_putc Ghi một ký tự f_puts Ghi một chuỗi f_printf Ghi một chuỗi định dạng f_size Đọc kích cỡ ổ đĩa

f_error Kiểm tra lỗi trong quá trình sử dụng

3.3 Keypad

Keypad là một "thiết bị nhập" chứa các nút nhấn cho phép người dùng nhập

các chữ số, chữ cái hoặc ký hiệu vào bộ điều khiển

Các chân của keypad được kết nối với một port của vi điều khiển và việc đọc tín hiệu keypad sẽ được thực hiện thông qua việc đọc giá trị của port này

Do vậy mà có thể sử dụng keypad để truyền đạt mong muốn của người sử dụng tới vi điều khiển

IV Thiết kế các cảm biến

4.1 Cảm biến vận tốc

Đĩa chắn sáng, cùng với cảm biến photodiode là thành phần cơ bản tạo nên

bộ đo vận tốc góc của bánh xe trong quá trình vận hành xe Tuy nhiên do việc sử dụng xe máy có sẵn nên việc chế tạo và lắp thêm đĩa chắn sáng gặp nhiều khóc khăn trong quá trình lắp giáp thêm đĩa lên xe Vì vậy ta sư dụng đĩa phanh trên xe với đặc điểm có lỗ tản nhiệt có sẵn trên đĩa phanh Những lỗ này như các của sổ đóng mở lien tục giữa bên thu và phát cảu cảm biến để tạo ra xung vận tốc Khi lỗ qua giữa hai mắt của cảm biến thì tạo ra điện áp cao trên chan ra của cảm biến, ngược lại khi đia phanh nằm che giữa hai mắt cuả cảm biến thì điện áp trên chân ra của cảm biến xuống mức điện áp thấp Nhờ tín hiệu đầu ra của cảm biến như vậy thì ECU của bộ đô nhận được và xủ lí để đưa ra vận tốc góc tại thời điểm hiện tại của bánh xe từ đó suy ra vận tốc dài của xe

Trong việc tính toán thiết kế bộ đo vận tốc cho đề tài, có một số vấn đề cần tập trung giải quyết là: độ chính xác và khả năng đáp ứng trong phép đo vận tốc, khả năng chế tạo và lắp đặt mà không ảnh hưởng nhiều tới kết cấu có sẵn của xe và

Hình 2.6: Nguyên lý của Keypad 4.4

Vấn đề về độ chính xác, khả năng đáp ứng của phép đo vận tốc liên quan tới tín hiệu mà cảm biến đo được, tín hiệu này một phần phụ thuộc vào kích thước và hình dạng của đĩa chắn sáng và số lượng cảm biến

Trong khuôn khổ đồ án, ta xử dụng loại cảm biến quang như hình dưới với đặc điểm sử dụng đơn gản , giá thành thấp, độ tin cậy cao

Tín hiệu cảm biến đưa về ECU là dạng tín hiệu điện dạng xung vuông

Các thông số cần tính toàn bao gồm số lỗ sáng và số lượng cảm biến để đảm bảo đo đúng vận tốc cảu xe ở trong dải vận tốc chuyển động rộng (nằm trong

Hình 2.8: Tín hiệu ra của cảm biến vận tốc Hình 2.7: Cảm biến photodiode T880

khoảng từ 5km/h cho tới 80km/h) Việc đảm bảo cho khả năng đo chính xác ở vùng tốc độ cao (cực đại là 80km/h) phụ thuộc phần lớn vào độ nhạy của cảm biến, trong khi ở vùng vận tốc thấp, khả năng này phụ thuộc chủ yếu vào số lỗ sáng và số lƣợng cảm biến

Số lỗ sáng và số cảm biến có liên quan tới độ chính xác của phép đo vận tốc của xe Số lỗ sáng càng lớn thì độ chính xác càng lớn, tuy nhiên do đĩa phanh đã đƣợc chế tạo sẵn lên số lƣợng lỗ là hữu hạn khó tăng lên đƣợc nhƣ vậy để tăng độ chính xác của phép đô vaanh tốc cúng tang căn tăng số lƣợng cảm biến lắp trên xe

Sai số hệ thống của phép đo vận tốc sử dụng cảm biến tốc độ và đĩa chắn sáng trên xe thử nghiệm do số lƣợng lỗ sáng gây ra đƣợc tính theo công thức

x

1

3, 6 b

v r

Trong đó:

v là vận tốc chuyển động của trục bánh xe (km/h), v5km h/ 

Z t

Hệ thống đánh lửa trên xe bao gồm hai loại đánh lửa AC-CDI và đánh lửa

DC-CDI, trên xe wave 110s sử dụng hệ thống đánh lửa DC-CDI

Hệ thống đánh lửa này có nguồn điện nguồn cung cấp cho CDI đánh lửa là từ

ắc qui hoặc dòng điện một chiều từ dòng điện xoay chỉnh lưu và ổn áp của bộ chỉnh lưu của xe Việc điều khiển đánh lửa lấy từ cảm biến đánh lửa láp trên bánh đà của động cơ

Cảm biến đánh lửa của động cơ sử dụng loại cảm biến điện từ kết hợp với vấu răng trên bánh đà Nguyên lí hoạt động cuả cảm biến như sau tín hiệu này một

phần phụ thuộc vào kích thước và hình dạng của vành răng

Tín hiệu từ cảm biến đánh lửa có dạng:

Hình 2.10: Nguyên lí làm việc bộ cảm biến-vành răng Hình 2.9: Hệ thống đánh lửa DC-CDI

Tín hiệu cảm biến đưa về ECU là dạng tín hiệu điện dao động tuần hoàn, có thể được mô tả gần đúng bằng một hàm sin như sau

f là tần số dao động của tín hiệu

t là thông số thời gian

Các thông số trên ảnh hưởng tới tín hiệu ra của cảm biến, và do vậy ảnh

hưởng tới quá trình đo vận tốc bánh xe Thông số a 0 cẩn phải lớn hơn một giá trị

ngưỡng dưới a 0min để ECU có thể nhận biết sự thay đổi điện áp ứng với thời điểm các răng trên vành chạy ngang qua đầu cảm biến Khi đo, thông số này tỉ lệ với đạo hàm bậc nhất theo thời gian của từ thông qua cuộn dây trong cảm biến Trong khi

đó, từ thông qua cuộn dây phụ thuộc vào khe hở từ  giữa vành răng và đầu cảm biến, hay nói cách khác là phục thuộc vào hình dạng vành răng và tốc độ các răng trên vành chạy ngang qua đầu cảm biến Các thông số hành dạng và kích thước của vành răng ảnh hưởng tới tín hiệu ra của cảm biến khi đo bao gồm: hình dạng răng, chiều sâu răng, khoảng cách răng

Tuy nhiên với chiếc xe đã có sẵn nên cảm biến đã được lắp đặt sẵn trên xe và

số vẫu trên bánh là là cố định là 1 nên chúng ta không tính toán về số lượng vấu răng

Hình 2.11: tín hiệu cảm biến

Với tín hiệu có dạng như trên thì chưa thể sử dụng để đưa ngay về bộ vi xử lí

để sử dụng ngay được Ta cần sử lí tín hiệu này về dạng xung vuông để đưa về ECU

4.3 Cảm biến vị trí tay ga

Tín hiệu về vị trí tay ga cho ta biết mức độ mở của bướm ga trong quá trình

xe vận hành Trong quá trình vận hành xe trên đường, khi người lái tăng hoặc giảm

ga, sự thay đổi độ mở bướm ga sẽ quyết định tới tốc độ của xe Tốc độ và sự ổn định tốc độ của xe trong quá trình vận hành quyết định tới tính kinh tế nhiên liệu,

mà yếu tố ảnh hưởng trực tiếp ở đây chính là quá trình tăng giảm ga của người lái Quá trình tăng giảm ga của người lái không tuân theo một quy luật nhất định hay phụ thuộc vào cung đường chạy thí nghiệm, mà có thể thay đổi phụ thuộc nhiều yếu

tố như: kỹ năng vận hành, điều kiện tâm lý, điều kiện đường xá, điều kiện môi trường xung quanh… Việc thu thập dữ liệu về vị trí tay ga trong quá trình vận hành, với điều kiện xe thí nghiệm chạy trên một cung đường cố định cho phép có thể tính toán được

Việc thu thập tín hiệu về vị trí tay ga được thực hiện bằng một cảm biến kiểu Hall Cảm biến kiểu Hall có tác dụng như một bộ biến đổi giá trị điện áp đầu ra tương ứng với sự thay đổi từ trường Cảm biến này hoạt động dựa trên nguyên lý hiệu ứng Hall Hiệu ứng Hall là một hiệu ứng vật lý được thực hiện khi áp dụng một

từ trường vuông góc lên một bản làm bằng kim loại hay chất bán dẫn (hoặc các chấy dẫn điện nói chung – thanh Hall) đang có dòng điện chạy qua Khi đó, sẽ xuất hiện một hiệu điện thế (hiệu điện thế Hall) sinh ra tại hai mặt đối diện của thanh Hall

Hiệu ứng được giải thích dựa vào bản chất của dòng điện chạy trong vật liệu dẫn điện Dòng điện này chính là sự chuyển động của các điện tích Khi chạy qua từ trường, các điện tích chịu lực Lorentz và bị đẩy về một trong hai phía của thanh Hall, tùy theo điện tích chuyển động đó mang điện tích âm hay dương Sự tập chung các điện tích về một phía tạo nên sự tích điện trái dấu ở hai mặt của thanh Hall gây

ra hiệu điện thế Hall Tỷ số giữa hiệu điện thế Hall và dọng điện chạy qua thanh Hall gọi là điện trở Hall, đặc trưng cho vật liệu làm nên thanh Hall Hiệu ứng Hall được khám phá bởi Edwin Harbert Hall vào năm 1879 Hình 2.12 thể hiện nguyên

lý hiệu ứng Hall

Dựa trên nguyên lý của hiệu ứng Hall ta có thể sử dụng cảm biến kiểu Hall

để đo vị trí của tay ga theo sự biến thiên từ trường Hình 2.13 là sơ đồ nguyên lý hoạt động của cảm biến kiểu Hall sử dụng để đo vị trí tay ga

Hình 2.12: Hiệu ứng Hall 1-Electron; 2-Thanh Hall; 3-Nam châm vĩnh cửu; 4-Từ

trường; 5-Nguồn điện

Điện áp cung cấp cho cảm biến là điện áp một chiều +5V, đầu OUT chính là tín hiệu điện áp ra của cảm biến Điện áp này thay đổi tùy theo vị trí của cảm biến trong từ trường Khi thay đổi vị trí của tay ga (vành tròn) thì vị trí của cảm biến Hall trong từ trường sẽ thay đổi, và điện áp đầu ra của cảm biến sẽ thay đổi trong một dải giá trị nhất định Giá trị điện áp này sẽ được đưa vào một bộ chuyển đổi ADC của

vi điều khiển trung tâm và lưu trữ vào thẻ nhớ Dựa vào giá trị điện áp thay đổi đọc được sẽ biết được vị trí tay ga tương ứng trong các trường hợp xe chuyển động trên đường

Hình 2.14: Bố trí cảm biến vị trí tay ga trên xe Hình 2.13: Sơ đồ nguyên lý và cấu tạo cảm biến kiểu Hall trên tay ga điện

V Thiết kế bộ thu thập và lưu trữ dữ liệu

5.1 Các yêu cầu đối với bộ thu thập và lưu trữ dự liệu

Bộ thu thập và lưu trữ dự liệu cần đáp ứng được các yêu cầu sau:

- Bộ thu thập dữ liệu phải thu thập được 5 dữ liệu (độ mở bướm ga, vị trí chân

số, phanh, số vòng quay động cơ, vận tốc xe),

- Bộ thu thập dữ liệu có thể lưu trữ được thông tin các dữ liệu thu thập theo các thời điểm cụ thể

- Bộ thu thập dữ liệu có khả năng thông báo cho người sử dụng biết trạng thái hoạt động của việc ghi dữ liệu để kịp thời phát hiện hư hổng và điều chỉnh Việc lựa chọn vi điều khiển phụ thuộc vào yếu tố này, vi điều khiển yêu cầu phải có tối thiểu các chức năng sau :

- Có tính năng ngắt trong và ngoài (interrupt)

- Có chuyển đổi ADC, ghi nhận các tín hiệu điện áp

- Có giao tiếp SPI cho phép nạp chương trình và giao tiếp với modul MMC

- Cho phép kết nối với thiết bị báo lỗi

- Cho phép kết nối với keypad

- Cho phép kêt nối với các cảm biến lấy tín hiệu

- Chi phí thấp

Hình 2.15: Đặc tính tay ga điện tử thí

nghiệm

Với yêu cầu như vậy phương án đặt ra là sử dụng vi điều khiển ATmega32 của nhà sản xuất Atmel với giá thành tương đối hợp lý, có thể dễ dàng thay thế khi

có sự cố Atmega32 có thể đáp ứng các kết nối, hơn nữa dòng AVR này cũng được

hỗ trợ rất nhiều các ứng dụng và mã nguồn mở dễ dàng sử dụng miễn phí và nâng cấp

5.2 Mạch điều khiển trung tâm

5.2.1 Tổng quan

Mạch điều khiển chính bao gồm nhiều khối nhỏ được tích hợp bên trong Mạch gồm các khối chính:

1 Khối nguồn gồm: chân cắm nguồn +12V, IC nguồn LM7805 tạo nguồn +5V,

IC nguồn LM1117-3.3 tạo nguồn +3.3V

2 Khối xử lý trung tâm gồm: vi điều khiển Atmega32, thạch anh tạo dao động 12MHz, công tắc Reset

3 Khối kêt nối cảm biến bao gồm các chân kết nối với số, phanh, tín hiệu đánh lửa từ động cơ, lấy tín hiệu từ cảm biến tay ga và cảm biến vận tốc với mục đích ổn định và giảm nhiễu tín hiệu trước khi đi vào cảm biến

4 Khối giao tiếp SPI

5 Khối lưu trữ thẻ nhớ và keypad điều khiển

6 Khối hiển thị lỗi

5.1.2 Cấu tạo mạch

a/ Khối nguồn

Nguồn điện cấp cho hệ thống là nguồn điện một chiều +12V lấy từ Ác-quy qua một giắc cắm DC Nguồn +5V cấp cho vi điều khiển và các cảm biến được cấp thông qua IC ổn áp 7805 Điện áp +3,3V được cấp thông qua IC ổn áp Lm1117 Mạch có thêm các tụ hóa và tụ gốm để ổn định, một đèn LED báo nguồn đang hoạt động

b/ Khối xử lý trung tâm

Vi xử lý trung tâm sử dụng là vi xử lý AVR Atmega32 Vi xử lý kết nối với thạch anh ngoài 8MHz, một nút bấm Reset Điện áp cấp cho vi xử lý là +5V Các

PORT chờ đƣợc kết nối nhƣ trong hình 2.17

Hình 2.16: Khối nguồn

c Các chân tín hiệu cảm biến

GND GND

+5V

C2

C2

1 2

3

4

11 10 31 30 32 13 12 9

GND VCC

AGND AVCC AREF XTAL1 XTAL2 RESET

(OC2)PD7 (ICP)PD6 (OC1A)PD5 (OC1B)PD4 (INT1)PD3 (INT0)PD2 (TXD)PD1 (RXD)PD0

(TOSC2)PC7 (TOSC1)PC6 (TDI)PC5 (TDO)PC4 (TMS)PC3 (TCK)PC2 (SDA)PC1 (SCL)PC0

(SCK)PB7 (MISO)PB6 (MOSI)PB5 (SS)PB4 (AIN1/OC0)PB3 (AIN0/INT2)PB2 (T1)PB1 (T0/XCK)PB0

(ADC7)PA7 (ADC6)PA6 (ADC5)PA5 (ADC4)PA4 (ADC3)PA3 (ADC2)PA2 (ADC1)PA1 (ADC0)PA0

MEGA32-P

VAN_TOC

SO_4

CS MOSI MISO SCK

SO_1 SO_0 PHANH

PAD_R4 PAD_R3 PAD_R2 PAD_R1 PAD_L4 PAD_L3 PAD_L2 PAD_L1

SO_3 SO_2

Hình 2.17: Khối xử lý trung tâm

Với yêu cầu của thí nghiệm cần có 15 chân dành cho các tín hiệu cảm biến

chia thành 3 phần

Phần 1 là chân lấy tín hiệu đánh lửa của động cơ, tín hiệu đánh lửa đƣợc đƣa vào một IC khuếch đại thuật toán LM324 Chức năng của bộ khuếch đại thuật toán LM324 là chuyển các tín hiệu đánh lửa của động cơ thành các xung vuông và đƣa

vào vi điều khiển

Phần thứ hai gồm có 6 chân dành cho các cổng cắm lấy tín hiệu tay ga và vận tốc Mỗi chân đều có lắp thêm các tụ và điện trở có tác dụng chống nhiễu cho tín hiệu đi vào vi xử lý Các chân nối đất và nguồn đƣợc bổ xung để thuận tiện cho việc kết nối đến các cảm biến

1 2 3 4 5 6 +5V

+5V GND

GND

TAY_GA VAN_TOC

+3.3V

1 4

11 2

3 NE

C1

C1

R1

Phần thứ ba gồm có 6 chân, là các chân thu nhận tín hiệu tay số và tín hiệu phanh Mỗi tín hiệu trước khi đi vào vi điều khiển đều được phân áp và có một tụ điện lọc nhiễu

d/ Khối giao tiếp SPI

Trong dự án này cổng giao tiếp SPI được thiết kế dưới dạng chân cắm của chuẩn nap ISP nhằm mục đích nạp chương trình cho vi điều khiển

e/ Khối lưu trữ thể nhớ và keypad điều khiển

Các thông số sau khi được vi điều khiển ghi nhận sẽ tiến hành lưu giữ thông

Hình 2.21: Các cổng giao tiếp

Hình 2.20: Khối lấy tín hiệu từ các chân số và phanh

GND

1 2 3 4 5

C1 C1 C1 C1

C1 R2

điều khiển, điều này sẽ ổn đinh quá trình giao tiếp và làm giảm kích thước bộ thu thập dữ liệu Dưới đây là sơ đồ ghép nói chân của khe cắm thẻ nhớ với vi điều khiển và sơ đồ thuật toán của quá trình ghi này thông qua việc sử dụng modul FatFs

Khối Keypad điều khiển bao gồm một cổng 8 chân kết nói với cổng C của vi điều khiển

Hình 2.23: Kết nối Keypad với vi điều khiển Hình 2.22: Sơ đồ kết nối chân MMC/SD card với vi điều

khiển

Quá trình đọc dữ liệu đƣợc thực hiện trực tiếp máy tính thông qua file text đƣợc tạo ra trên thẻ

Hình 2.24: Sơ đồ thuật toán ghi dữ liệu vào thẻ nhớ

Quá trình ghi thẻ nhớ diễn ra khi người điều khiển ấn nút bắt đầu, và chỉ thực

sự hoàn tất khi người sử dụng ấn nút kết thúc, do nhiều nguyên nhân như nhiễu hoặc lỗi thiết bị mà khiến cho thao tác điều khiển này nhiều khi không chính xác Vì vậy phải có một khối hiển thị cho người điều khiển biết trạng thái thẻ nhớ hoạt động, trạng thái thẻ nhớ đang được ghi dữ liệu và trạng thái việc ghi dữ liệu hoàn tất Điều này sẽ hạn chế tối đa những nguy cơ xấu ảnh hưởng tới việc ghi dữ liệu

Khối hiển thi sử dụng 3 đèn led (yellow, red, blue) được điều khiển bởi chân PA0, PA1, PA2 của vi điều khiển thông qua các transistor npn theo sơ đồ sau :

YELLOW

Hình 2.25: Sơ đồ nguyên lý khối hiển thị

CHƯƠNG III: QUY HOẠCH THÍ NGHIỆM

I Hệ thống giao thông đô thị Hà Nội

Khu vực trung tâm thành phố Hà Nội có hệ thống giao thông rất phức tạp, đan xen giữa những tuyến đường rộng, thoáng mới mở hoặc cải tạo và những tuyến đường cũ nhỏ hẹp Để thực hiện đồ án, phải tìm hiểu về hệ thống giao thông đô thị

Hà Nội, tìm ra những cung đường đặc trưng, đại diện cho giao thông thủ đô, tiến

hành thí nghiệm trên những cung đường đó

Theo quy hoạch, hệ thống đường bộ thành phố Hà Nội có 7 trục hướng tâm

và 3 tuyến vành đai cùng với khu vực phố cổ tại hồ Hoàn Kiếm mang những đặc

điểm giao thông riêng

1.1 Bảy trục đường hướng tâm

7 trục hướng tâm của giao thông đô thị Hà Nội bao gồm các tuyến đường:

1 Kim Mã – Nguyễn Thái Học

2 Láng Hạ - Giảng Võ

3 Yên Phụ

4 Phan Đình Phùng – Hoàng Hoa Thám

5 Liễu Giai – Văn Cao – Nguyễn Chí Thanh

6 Điện Biên Phủ - Đội Cấn – Lê Hồng Phong

7 Quán Thánh

Bảy trục hướng tâm nối liền khu vực trung tâm thành phố Hà Nội với những khu vực mới được mở rộng ở phía Tây và Tây Nam của thành phố, với kỳ vọng phát triển những khu vực này thành những trung tâm kinh tế hoặc khu công nghiệp quy mô lớn trong tương lai Theo định hướng trong tương lai, những tuyến đường này sẽ được mở rộng và làm mới, đáp ứng nhu cầu vận chuyển rất lớn Vì lý do này, chúng không thực sự phù hợp cho phạm vi nghiên cứu của đề tài

1 2 Ba tuyến vành đai

Đường vành đai là những tuyến giao thông đường bộ vòng tròn bao kín khu vực trung tâm thành phố Hà Nội, gồm 3 tuyến đường vành đai: đường vành đai 1, đường vành đai 2, đường vành đai 3

a/ Đường vành đai 1

Đường vành đai 1 là tuyến giao thông đường bộ vòng tròn của Hà Nội Đây

là đường vành đai đầu tiên của Hà Nội, có từ thời Pháp thuộc Theo chiều kim đồng

hồ, đường vành đai 1 chạy từ Nhật Tân dọc theo sông Hồng xuống phía Nam, toàn

bộ phố Nguyễn Khoái, đường Trần Khát Chân, đường Đại Cồ Việt, đường Xã Đàn, đường Đê La Thành, đường Lạc Long Quân Đường vành đai 1 đi qua các cửa ô cũ của Hà Nội như Yên Phụ, Cầu Dền, Đông Mác, Kim Liên, Chợ Dừa, Cầu Giấy, Bưởi

Đường vành đai 1 đang được mở rộng Hiện việc mở rộng các đoạn từ ô Đống Mác đến ô Chợ Dừa (tức các đường Trần Khát Chân, Đại Cồ Việt, Kim Liên)

đã được hoàn thành Do nằm ở trung tâm Hà Nội, việc mở rộng đường vành đai 1 gặp nhiều khó khăn

Hình 3.1: Bảy trục hướng tâm giao thông Hà Nội

b/ Đường vành đai 2

Đường vành đai 2 là tuyến giao thông đường bộ nội đô khép kín của Hà Nội

có tổng chiều dài là 43,6 km Hiện tại, tuyến này chưa khép kín do cầu Nhật Tân chưa hoàn thành Đường vành đai 2 chạy qua các điểm khống chế sau: Vĩnh Tuy - Minh Khai - Đại La - Ngã Tư Vọng - đường Trường Chinh - Ngã Tư Sở - đường Láng - Cầu Giấy - Bưởi - Nhật Tân - Vĩnh Ngọc - Đông Hội - cầu chui Gia Lâm - khu công nghiệp Hanel - Vĩnh Tuy Đường vành đai 2 trong khu vực nội đô đan xen giữa những tuyến đường nhỏ, hẹp, không được phân làn như đường Minh Khai, Đại

La, Trường Chinh với những tuyến đường rộng, được phân làn như đường Láng, Cầu Giấy

c/ Đường vành đai 3

Đường vành đai 3 là tuyến giao thông đường bộ quan trọng của Hà Nội, dài khoảng 65 km, đi qua các quận và huyện Sóc Sơn, Từ Liêm, Cầu Giấy, Thanh Xuân, Hoàng Mai, Gia Lâm, Đông Anh

Đường vành đai 3 thực chất là kết hợp nhiều tuyến đường đã có sẵn, bao gồm toàn bộ các tuyến đường sau: đường cao tốc Bắc Thăng Long - Nội Bài, đường Phạm Văn Đồng, đường Khuất Duy Tiến, đường Nghiêm Xuân Yêm, cầu cạn Pháp Vân, cầu Thanh Trì, quốc lộ 1A mới đoạn từ cầu Thanh Trì đến Ninh Hiệp Riêng đoạn từ Ninh Hiệp đến đường cao tốc Bắc Thăng Long - Nội Bài gồm nhiều đường nội thị nhỏ đi qua các điểm khống chế Việt Hùng - Đông Anh - Tiên Dương - Nam Hồng (nằm phía Nam của đường sắt vành đai Bắc) Đường vành đai trong khu vực nội đô là những tuyến đường mới được xây dựng và mở rộng nên là những đường rộng, thoáng, được phân làn với số lượng xe ôtô lưu thông là rất nhiều

Trên hình, đường vành đai 1 được tô màu vàng cam, đường vành đai 2 được

tô màu xanh còn đường vành đai 3 được tô màu đỏ

Trong 3 tuyến đường vành đai, vành đai 3 là tuyến đường ngoài cùng, là đường cao tốc với mật độ ôtô lưu thông là rất lớn Vì vậy, nó không phải phù hợp

để lựa chọn làm cung đường thí nghiệm cho giao thông đô thị Hà Nội

Tuyến đường vành đai 1 và 2 đều đi qua khu vực dân cư đông đúc với mật

độ phương tiện giao thông rất lớn, chủ yếu là xe máy Trên 2 tuyến vành đai này là

sự đan xen đa dạng giữa những cung đường có mặt cắt ngang rộng với đường có mặt cắt ngang hẹp, đường được phân làn và đường không phân làn, thậm chí đường

2 chiều và đường 1 chiều Những cung đường trên tuyến vành đai 1 và 2 trong khu vực trung tâm đô thị Hà Nội được chúng em chọn làm cung đường thí nghiệm

1 3 Khu vực phố cổ

Trong tuyến đường vành đai 1, phố cổ nằm ở khu vực gần hồ Hoàn Kiếm, là những tuyến đường một chiều, ngắn, rất nhỏ và hẹp, tập trung nhiều cửa hàng buôn bán và đông đảo khách mua sắm và tham quan Khu vực này thường xuyên xảy ra

ùn tắc, nhưng là khu vực du lịch, bảo tồn của thủ đô nên không thể mở rộng hoặc sửa chữa Là khu vực có mật độ giao thông lớn nhất thủ đô Hà Nội, chúng em chọn

1 cung đường trên phố cổ là cung đường thí nghiệm

II Lựa chọn cung đường thí nghiệm

Trên cơ sở tìm hiểu giao thông đô thị Hà Nội, chúng em đã đi khảo sát thực

tế các cung đường ở khu vực nội đô nằm trên các tuyến vành đai, cùng với cung

Hình 3.2:3 tuyến đường vành đai