xây dựng chương trình thiết kế nút giao thông cùng mức trong điều kiện giao thông việt nam

XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH THIẾT KẾ NÚT GIAO THÔNG CÙNG MỨC TRONG ĐIỀU KIỆN GIAO THÔNG VIỆT NAM INTERSECTION DESIGN PROGRAME IN CONDITION TRAFFIC VIETNAM Khoa XD Cầu đường, Trường Đại Học

XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH THIẾT KẾ NÚT GIAO THÔNG CÙNG MỨC TRONG ĐIỀU KIỆN

GIAO THÔNG VIỆT NAM INTERSECTION DESIGN PROGRAME IN CONDITION TRAFFIC VIETNAM

Khoa XD Cầu đường, Trường Đại Học Bách Khoa

Dựa trên những kết quả nghiên cứu, phân tích các loại hình nút giao thông (GT) trong

đô thị Việt Nam, kết hợp với phương pháp thực nghiệm quan trắc dòng xe thực tế Áp dụng một

số kết quả nghiên cứu của các tác giả trong nước, bài báo trình bày kết quả xây dựng một chương trình thiết kế tính toán nút GT cùng mức trong điều kiện giao thông đô thị Việt Nam

On the basis of the research results, analysing the types of the intersections in some big cities in Vietnam, along with the method of traffic flows survey in the real condition of traffic Applying the research results of authors in Viet Nam, this article presents the results of Intersection Design programe in the traffic condition in the urbans of Viet Nam

1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Được áp dụng trong ngành xây dựng từ những năm 1970, đến nay công nghệ thông

tin là không thể thiếu trong mọi lĩnh vực của ngành xây dựng nói chung và giao thông nói riêng Các phần mềm do Việt Nam sản xuất đã đáp ứng được những khâu tư vấn thiết kế, tính toán kết cấu, tính toán lập dự toán, quản lý dự án các công trình vừa và nhỏ, còn các công trình có quy mô lớn hoặc có tính đặc thù thì phải sử dụng phần mềm nước ngoài, như những công trình có kết cấu phức tạp, như cảng biển, sân bay, cầu nhịp lớn, các công trình thể thao, công trình khẩu độ lớn, công trình nhà cao tầng Hiện nay vẫn chưa có một phần mềm tính toán thiết kế nút giao thông áp dụng cho dòng xe hỗn hợp nhiều thành phần trong đô thị Việt Nam

Quá trình tính toán thiết kế hay cải tạo nút giao thông cần được thực hiện nhiều lần để tìm ra phương án thích hợp nhất, nếu tính toán thủ công sẽ tốn công sức và thời gian mà nhiều khi kết quả thu được có độ tin cậy không cao, không tổng quát, nhất là đối với trường hợp phải tính cho nhiều nút khác nhau Để phục vụ các yêu cầu thiết kế hình học, tính toán KNTH, thời gian chậm xe, của nút giao thông trong giai đoạn lập báo cáo nghiên cứu khả thi, cũng như giảm bớt khối lượng tính toán thì một phần mềm tính toán thiết kế và đánh giá nút giao thông cùng mức đã được xây dựng Phần mềm này được các tác giả đặt tên là ID (INTERSECTION DESIGN), được viết trên ngôn ngữ lập trình Delphi 6.0 chạy trong môi trường Windows (gồm 21 files nguồn)

2 NỘI DUNG

Xây dựng một chương trình tính toán thiết kế nút giao thông cùng mức áp dụng cho dòng xe hỗn hợp nhiều thành phần trong đô thị Việt Nam

Các vấn đề được áp dụng trong chương trình:

- Nghiên cứu phân tích các loại hình nút GT cùng mức trong đô thị Việt Nam

- Nghiên cứu, phân tích các công thức tính toán khả năng thông hành, thời gian chậm

xe, mức độ phục vụ…của các tác giả trong nước (áp dụng cho dòng xe hỗn hợp, nhiều xe

máy) và ngoài nước (áp dụng cho dòng xe thuần ôtô) để ứng dụng vào chương trình một cách hợp lý

- Ứng dụng ngôn ngữ lập trình Delphi 6.0 để xây dựng chương trình thiết kế và tính

toán nút GT

2.1 Thiết kế chương trình

2.1.1 Sơ đồ khối tổng quát của chương trình:

Hình 1 : Sơ đồ khối tổng quát của chương trình

2.1.2 Mô tả cơ sở dữ liệu:

n Hệ toạ độ tổng quát: hệ Đêcac lấy gốc toạ độ là tâm giao của nút (tâm của đảo

trung tâm [nếu có]) Trục OX nằm ngang theo hướng từ Tây sang Đông, trục OY thẳng

đứng từ dưới lên theo Nam - Bắc

o Mỗi đường dẫn của nút được mô tả thông qua các tham số như sau:

- 02 toạ độ điểm (tính bằng m): toạ độ điểm 1 (X1, Y1) là vị trí đầu của đường dẫn, toạ độ điểm 2 (X2, Y2) là vị trí của cuối đường dẫn, chúng nằm trên đường thẳng chia đôi tổng bề rộng mặt đường Các toạ độ này có thể mang dấu âm, dương

- Bán kính cong rẽ phải (m)

- Hướng rẽ phải : 1,2,3 8 (bắt buộc phải khác 0 và không lớn hơn tổng số đường dẫn nhập vào)

BẮT ĐẦU

- Điều kiện đường

- Điều kiện giao thông

- Điều kiện tín hiệu

- Tính toán KNTH

- Tính thời gian chậm xe

- Tính mức độ phục vụ

- Tính hệ số tai nạn

- Tính các chỉ tiêu kinh tế

- Vẽ nút giao thông

- Xuất các kết quả tính toán

KẾT THÚC

• Nếu đảo trung tâm hình elip thì khai báo chiều dài của trục thẳng đứng và

trục nằm ngang (m)

• Nếu đảo trung tâm hình vuông hoặc hình chữ nhật thì khai báo cạnh dài,

cạnh ngắn (m), góc của đường chéo hợp với phương ngang (độ)

- Vị trí đặt đèn tín hiệu đối với nút giao thông điều khiển bằng đèn cách điểm 1

(X1, Y1), (m, nếu giá trị này bằng 0 thì không vẽ đèn)

Với cách tổ chức cơ sở dữ liệu như trên, tim các đường dẫn không nhất thiết phải

đồng quy tại một điểm, bề rộng mỗi nhánh dẫn có thể khác nhau, các tuyến tương ứng

cũng không nhất thiết phải vuông góc với nhau, cũng không nhất thiết tim tuyến phải theo

hướng Đông - Tây, Nam - Bắc, v.v

2.1.3 Đề xuất các công thức tính toán và kết quả nghiên cứu áp dụng trong

chương trình:

2.1.3.1 Nút giao thông hình xuyến :

Tính toán các chỉ tiêu đánh giá, khai thác của nút hình xuyến đề tài đề nghị sử

dụng các công thức:

* Tính KNTH của R.M Kimber (1980) hoặc của Mỹ (Highway Capacity Manual :

HCM - 2000)

* Tính thời gian chậm xe của nút GT có hai vạch dừng xe (nút giao giữa đường

chính và đường phụ) vì các xe trên đường dẫn vào nút đều phải lợi dụng khe hở thời gian

(Δt) trên dòng chính trong vòng xuyến để nhập dòng

2.1.3.2 Nút giao thông điều khiển bằng vạch, bằng luật :

Tính toán KNTH, thời gian chậm xe có thể sử dụng các công thức của Mỹ HCM -

2000 (Highway Capacity Manual)

2.1.3.3 Nút giao thông điều khiển bằng tín hiệu đèn :

số tác giả trong nước áp dụng cho điều kiện dòng xe hỗn hợp nhiều thành phần:

Các nút giao thông có các nhánh dẫn với bề rộng B từ 7-15m và Pôtô ≥ 15% thì

dòng xe hỗn hợp được đổi ra dòng xe con qui đổi và KNTH của một nhánh dẫn:

P = 395*B (xcqđ/h)

Các nút giao thông có các nhánh dẫn với bề rộng B từ 3m - 10m và Pôtô ≤ 15%

dòng xe hỗn hợp được đổi ra dòng xe máy qui đổi, KNTH của một nhánh dẫn :

P = 1315*B (xmqđ/h)

* Tính thời gian chậm xe có thể sử dụng công thức của Webster

2.1.4 Một số giao diện của chương trình:

Hình 2:Mặt bằng nút ĐK bằng đèn tín hiệu Hình 3:Thông số đ.kiện giao thông

Hình 4:Kết quả N,P,Z,d Hình 5:Kết quả C 0 và phân pha tín hiệu

2.2 Kết quả ứng dụng chương trình

Tính toán các điều kiện giao thông của Nút giao thông phía Tây cầu sông Hàn TP

Đà Nẵng:

2.2.1 Thu thập số liệu về dòng xe và các điều kiện giao thông tại nút giao thông

phía tây cầu Sông Hàn TP Đà Nẵng để làm số liệu đầu vào của phần mềm:

Bảng 1 : Điều kiện hình học của nút GT phía tây cầu Sông Hàn TP Đà Nẵng

(m) R (m) rẽ xe TCGT Vạch kẻ TCGT Biển báo

1 Lê Duẩn Æ vào nút 15 30 2 chiều 1.3; 1.2; 1.14 303; 402

2 Trần Phú Æ vào nút 10.5 30 1 chiều 1.14 102

3 Nút Æ Bạch Đằng 10.5 9 1 chiều 1.5; 1.14 407a; 102; 123

4 cầu S.HànÆvào nút 10.5 15 2 chiều 1.2; 1.5; 1.14 125; 127; 107

5 Đoạn đường trong nút 24.5

2.2.1.2 Điều kiện giao thông - thành phần dòng xe :

Bảng 2 : Thành phần dòng xe và hệ số quy đổi dòng xe thực tế

Phương tiện Hệ số qui đổi về dòng xe con quy đổi (xcqđ) Hệ số qui đổi về dòng xe máy quy đổi (xmqđ)

Xe tải nhẹ,

Bảng 3: Kết quả tính toán phương án TCGT bằng đèn tín hiệu cho dòng xe con quy đổi

Đường

dẫn N0 (xcqđ/h) N3db (xcqâ/h)

KNTH-P (xcqđ/h) Z0 Z3db

Tck

(s)

tx

(s) D0 (s) D3db (s)

Bảng 4: Kết quả tính toán phương án TCGT bằng đèn tín hiệu cho dòng xe máy quy đổi

Đường

dẫn N0 (xmqđ/h) N3db (xmqđ/h)

KNTH-P (xmqđ/h) Z0 Z3db

Tck

(s) (s) Dtx 0 (s) D3db (s)

4 KẾT LUẬN

Phần mềm có thể tính toán thiết kế của nút giao thông cùng mức trong đô thị Việt Nam với các thông số khác nhau về điều kiện đường, điều kiện giao thông và điều kiện tổ chức điều khiển giao thông Áp dụng phần mềm để tính toán, kiểm tra cho một hay nhiều nút giao thông nhằm góp phần tự động hoá trong việc thiết kế nút

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] GS.TS Đỗ Bá Chương (1996), Kỹ thuật giao thông, ĐH xây dựng Hà Nội

[2] GS.TS Đỗ Bá Chương, TS Nguyễn Quang Đạo (2000), Nút giao thông trên đường ôtô- (Tập1 - Nút giao thông cùng mức) - Nhà xuất bản giáo dục

[3] PGS TS Nguyến Xuân Vinh (1999), Nút giao thông - Nhà xuất bản GTVT

[4] PGS TS Nguyến Xuân Vinh (2003), Các CĐ nâng cao : Thiết kế đường ôtô và Điều khiển giao thông bằng đèn tín hiệu - NXB ĐH quốc gia TP HCM

[5] Nguyễn Khải (2001), Đường và Giao thông đô thị - NXB GTVT

[6] TS Phan Cao Thọ (2004), Luận án tiến sỹ kỹ thuật : Nghiên cứu về khả năng thông hành

và Vấn đề sử dụng nút giao thông điều khiển bằng tín hiệu đèn trong các đô thị Việt Nam - Bộ giáo dục và đào tạo

[7] UBND TP.Đà Nẵng, Sở GTCC (2003) - Dự án : Quy hoạch phát triển GTCC thành phố

Đà Nẵng đến năm 2010 và Định hướng đến năm 2020 (báo cáo tổng hợp)

[8] Lê Phương Lan, Hoàng Đức Hải, Giáo trình lý thuyết & bài tập Borland Delphi, NXB Lao Động – Xã Hội