Phân tích, đánh giá hiện trạng và cải tạo nút giao thông có đèn điều khiển tại thủ đô Hà Nội

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT GIAO THÔNG 2017Tiêu đề: “Phân tích, đánh giá hiện trạng và cải tạo nút giao thông có đèn điều khiển tại thủ đô Hà Nội” Địa điểm: Nút giao Lê Thanh Nghị - Bạch Mai Nghị - T

MỤC LỤC BẢNG BIỂU:

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT GIAO THÔNG 2017

Tiêu đề: “Phân tích, đánh giá hiện trạng và cải tạo nút giao thông có đèn điều khiển tại thủ đô Hà Nội”

Địa điểm: Nút giao Lê Thanh Nghị - Bạch Mai Nghị - Thanh Nhàn, quận Hai Bà

Trưng, Hà Nội

Thời gian: 3/4 – 30/5/2017

Nội dung chủ yếu:

+ Lập kế hoạch điều tra khảo sát phục vụ phân tích đánh giá hiện trạng và cải tạomột nút giao thông có đèn đièu khiển

+ Phân tích, đánh giá hiện trạng và phát hiện những bất cập trong thiết kế, tổ chứcgiao thông của nút giao

+ Đề xuất giải pháp cải tạo nhằm giải quyết các bất cập

Nhân sự:

Yêu cầu đối với các thành viên nhóm:

+ Tham gia đầy đủ các buổi khảo sát hiện trường

+ Nâng cao ý thức tự giác, chấp hành nhiệm vụ được phân công

+ Trung thực, chịu trách nhiệm với kết quả của mình

+ Đảm bảo an toàn giao thông trong quá trình khảo sát hiện trường

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NÚT GIAO CÓ ĐÈN

ĐIỀU KHIỂN

I.1 Lịch sử phát triển của nút giao có đèn điều khiển:

Ra đời trước ôtô, đèn xanh đèn đỏ ban đầu chỉ dành cho tàu hỏa và thắp sáng bằng khígas Sau 43 năm, chúng mới chạy điện nhưng vẫn cần người điều khiển cho tới khihoàn toàn tự động năm 1950 Ban đầu, tín hiệu giao thông

này chưa có đèn vàng và thay thế nó là chiếc còi hú vang

khi cần

Lịch sử đèn tín hiệu có từ tháng 10/1868, khi người ta đặt

hệ thống đèn ngay bên ngoài tòa nhà quốc hội Anh ở

London Chúng được lắp để báo hiệu cho những đoàn tàu

hỏa đi ngang qua đây Trên cây cột kiểu hình khuỷu tay

gắn hai chiếc đèn khí gas, một màu xanh và một màu đỏ

để dùng cho ban đêm Đèn đỏ có nghĩa là “dừng lại” còn

đèn xanh là “chú ý”

Khí ga được đưa vào từng đèn theo hệ thống van và khi

cần thắp sáng đèn nào, một cảnh sát sẽ vặn to đèn đó và

vặn nhỏ đèn kia Sử dụng đèn tín hiệu này cực kỳ nguy

hiểm và ngày 2/1/1869, tức chỉ vài tháng vận hành, hệ

thống đèn trên phát nổ khiến một cảnh sát bị thương khi

đang điều chỉnh Dù vậy, nó vẫn được sử dụng cho tới khi

người Mỹ phát minh ra đèn tín hiệu dùng điện năm 1912

Sau khi ngành công nghiệp ôtô phát triển vượt bậc, một

cảnh sát có tên Lester Wire, làm việc tại thành phố Salt

Lake, Utah, Mỹ đã nảy ra ý tưởng đưa đèn tín hiệu đường

sắt vào đường bộ năm 1912 Khi đó, đèn tín hiệu trên đường sắt đã được tự động hóanhưng do tàu chỉ chạy trên đường thẳng nên lúc đưa sang đường bộ, vốn nhiều đườngngang ngõ tắt, nên chúng hoàn toàn không thích hợp và lại trở về hình thức điều chỉnhthủ công

Tháng 8/1914, Công ty tín hiệu giao thông ra đời ở Mỹ và chịu trách nhiệm lắp đặt đèngiao thông tại các ngã tư bang Ohio Điều đặc biệt là khi đó, đèn tín hiệu chưa hề cóđèn vàng nên mỗi khi chuẩn bị chuyển trạng thái, cảnh sát giao thông bấm một chiếccòi hú vang để báo cho lái xe biết

Chỉ với 2 màu xanh và đỏ, hệ thống đèn này đã gây một số bất tiện khi các phươngtiện giao thông chuẩn bị chuyển trạng thái Do vậy, cảnh sát giao thông đã phải làm

Hình 1: Đèn dùng khí gas để thắp sáng những năm cuối thế kỷ 19 Ảnh: Brinkster.

việc hết sức vất vả, họ vừa phải điều khiển hệ

thống đèn này bằng tay, vừa phải bấm một còi

hú để báo hiệu cho các lái xe biết trước khi

chuyển đèn

Để khắc phục tình trạng đó, đến năm 1920, một

cảnh sát Mỹ có tên là William Potts đã phát

minh ra hệ thống đèn điều khiển giao thông mới

với 3 màu: Xanh, đỏ và vàng Trong đó, màu

vàng dành để báo hiệu cho các xe chuẩn bị

chuyển trạng thái Hệ thống đèn đầu tiên loại

này được lắp đặt tại góc đại lộ Woodward và

Michigan ở Detroit cùng năm đó Tuy nhiên, hệ

thống đèn này vẫn được điều khiển hoàn toàn

bằng tay

Đến năm 1923, trước những tai nạn giao thông

xảy ra thường xuyên trên đường phố, ông

Gerrette Morgan - một nhà sáng chế Mỹ nhận

thấy cần phải có một tiêu chuẩn thống nhất để hệ thống tín hiệu sẵn có hoạt động hiệuquả Sau khi nghiên cứu, ông đã thiết kế một cột tín hiệu điều khiển giao thông hìnhchữ T Trên đó có treo một hệ thống đèn đủ 3 màu: Xanh đỏ và vàng với các qui địnhhết sức nghiêm ngặt Màu xanh - được phép đi; màu đỏ - dừng lại; màu vàng – dừnglại ở tất cả các hướng

Hình 2: Lester Wire và chiếc đèn giao thông do ông sáng chế.

Hình 1: Garret Morgan và phát minh để đời của ông

Tính hệ thống, nghiêm ngặt và tân tiến trong phát minh của Morgan dẫn tới một câuchuyện chưa được xác minh Theo tin đồn, Morgan đã bán bản quyền phát minh tínhiệu giao thông cho hãng điện lực Mỹ GE, với giá 40.000 USD, một khoản tiền rất lớnthời đó Và chính GE là hãng phát triển ý tưởng của Morgan thành hệ thống đèn giaothông hiện đại Năm 1963, Morgan mất và ông được nhận huân chương về nhữngđóng góp cho hệ thống giao thông do chính phủ Mỹ trao tặng

Sau 1923, hệ thống đèn tín hiệu vẫn phải có người vận hành Tính riêng tại New York,hơn 100 cảnh sát phải làm việc 16h một ngày và tổng tiền lương ở mức 250.000 USDmỗi năm Do những khó khăn trên nên các kỹ sư được lệnh phát triển hệ thống điềukhiển tự động Tuy nhiên, phải gần 20 năm sau, ước mơ của cảnh sát giao thông mớitrở thành sự thật

Năm 1950, đèn xanh đỏ tự động được sử dụng rộng rãi ở Canada và phát triển nhanhchóng trên thế giới Ngày nay, hệ thống đèn tín hiệu hiện đại hơn rất nhiều, tích hợpnhiều tính năng như tự động chụp hình xe vượt đèn đỏ Bên cạnh đó, nhiều nước cóphát minh hết sức thú vị như đèn 4 chế độ ở Anh, New Zealand, Phần Lan… Đèn sẽchuyển từ “đỏ” sang “đỏ và vàng” rồi mới đến “xanh” và về lại “vàng” Trạng thái “đỏ

và vàng” nhằm báo cho tài xế biết đèn xanh sẽ sáng trong một thời gian ngắn nữa.Ngày nay, hệ thống đèn tín hiệu giao thông đã được nâng cấp hiện đại hơn nhiều, cótính năng đặc biệt là chụp hình những xe vượt đèn đỏ Hiện tại, chu kỳ hoạt động củacác đèn giao thông được điều khiển nhờ vào mẫu lưu lượng giao thông trên đường

I.2 Vị trí nút giao:

Hình 1: Nút giao Lê Thanh Nghị - Bạch Mai Nghị - Thanh Nhàn, quận Hai Bà

Trưng, Hà Nội.

• Lê Thanh Nghị:

+ Đăc điểm địa lý:

Phố Lê Thanh Nghị dài 1km, từ phố Bạch Mai, chỗ ngã tư với phố Thanh Nhàn,chạy qua khu Đại học Bách Khoa đến đường Giải Phóng

Lê Thanh Nghị (1911 -1989): tên chính là Nguyễn Khắc Xứng, người làngThượng Cốc, huyện Gia Lộc, tỉnh Hải Dương, làm thợ điện ở Hải Phòng, Hòn Gai.Năm 1928 tham gia đấu tranh của công nhân mỏ, vào Việt Nam Thanh niên cách mạngđồng chí hội 1930 bị Pháp bắt đày ra Côn Đảo 1936 ra tù, xây dựng nghiệp đoàn ở

Hà Nội, được cử vào Thành ủy, công tác ở Xứ ủy Bắc Kỳ 1940 lại bị bắt đày đi Sơn

La Đầu năm 1945 về Hà Nội tham gia Thường vụ Xứ ủy, Ủy ban quân sự Bắc Kỳ, chỉđạo chiến khu II Sau Cách mạng, ông giữ nhiều chức vụ quan trọng: lãnh đạo liên khuIII, Chánh văn phòng Trung ương Đảng, được bầu vào Ban Chấp hành Trung ươngĐảng khoá II, Ủy viên Bộ Chính trị (1956 - 1976), khoá III, khoá IV, phụ trách BanCông nghiệp và Thường trực Ban Bí thư, Bộ trưởng Bộ Công nghiệp, Phó Thủ tướngChính phủ, Chủ nhiệm Ủy ban Kế hoạch Nhà nước, Phó Chủ tịch kiêm Tổng Thư kýHội đồng Nhà nước Ông là đại biểu Quốc hội từ khoá II đến khoá VI

• Thanh Nhàn:

+ Đăc điểm địa lý :

Phố Thanh Nhàn thuộc quận Hai Bà Trưng, trước kia vùng đất Hai Bà Trưng thuộctổng Hậu Nghiêm, Tả Nghiêm, Tiền Nghiêm Nay Thanh Nhàn chính là vùng đấtthuộc tổng Hạu Nghiêm xưa

Nhân ngày sinh Bác (19/05/2015) dự án nâng cấp cải cạo phố Thanh Nhàn đượckhánh thành với tổng mức đầu tư được phê duyệt là 325 tỷ 144 triệu đồng, dự án mởrộng, nâng cấp đường Thanh Nhàn được chính thức khởi công xây dựng ngày26/7/2014 Tuyến đường có chiều dài 1.071m, mặt cắt ngang 22,5m; điểm đầu giao vớiphố Bạch Mai, điểm cuối giao với đường Kim Ngưu

Công trình tiêu biểu: Bệnh Viện Thanh Nhàn nằm số 42 đường Thanh Nhàn, làmột trong những bệnh viện lớn, lượng bệnh nhân mỗi năm thăm khám lớn, đáp ứngnhu cầu về sức khỏe của người dân

• Bạch Mai:

+ Đăc điểm địa lý:

Phố Bạch Mai dài 1.400m, phía Bắc nối với phố Huế, phía Nam nối với phốTrương Định Đây chính là một doạn của con đường thiên lý cũ, chạy qua địa phậnphường Hồng Mai, thuộc tổng Tả Nghiêm (sau đổi ra là tổng Kim Liên), huyện Thọ

Xương cũ Đến đời Tự Đức (1848-1883) phường này mới đổi ra là Bạch Mai để tránhhúy (Tự Đức tên là Hồng Nhậm)

Phố Bạch Mai có một ngôi đền cổ Quang Minh, số nhà 295, thờ mẫu Liễu Hạnh.Ngoài ra, còn có một số chùa cổ khác nằm trong các ngõ trên phố Bạch Mai như chùa

Tô Hoàng (trong ngõ Đê Tô Hoàng) bị hỏng nát, mới được làm lại từ thập kỷ 90 củathế kỷ XX; chùa Liên Phái (trong ngõ Chùa Liên), được xây dựng từ năm 1726, cónhiều tháp cổ giá trị; chùa Mai Hương ở số nhà 207 cũng là một chùa cổ từ ngõ GiếngMứt dời lên vào năm 1891; chùa Hương Tuyết ở cuối ngõ 205 tuy có trước chùa MaiHương nhưng mới xây lại vào năm 1912

Các tuyến phố cắt ngang phố Bạch Mai là Đại Cồ Việt, Trần Khát Chân, ThanhNhàn, Minh Khai, Tạ Quang Bửu

I.3 Đặc điểm nút giao:

Nằm trong trung tâm thành phố ,gần với Nhà Văn Hóa Quận Hai Bà Trưng và gần cáctrường đại học lớn như Bách Khoa nên có mật độ giao thông lớn

Hình 1: Tổng quan nút giao

- Cách tổ chức giao thông :

+ Phố Lê Thanh Nghị- Thanh Nhàn được tổ chức giao thông 2 chiều, theo chiều

từ Lê Thanh Nghị - Thanh Nhàn và ngược lại

+ Phố Bạch Mai được tổ chức giao thông 2 chiều, theo chiều từ Bạch Mai – PhốHuế và ngược lại

- Các tuyến xe buýt đi qua nút:

+ Phố Lê Thanh nghị :Tuyến 31 (Đại học mỏ-Bách Khoa); Tuyến 08 (Long Đông Mĩ); Tuyến 23 (Nguyễn Công Trứ-Vân Hồ- Long Biên- Nguyễn Công Trứ) ;Tuyến 18 (ĐHKTQD-ĐHKTQD)

Biên-+ Phố Bạch Mai : Tuyến 38 (BX Nam Thăng Long- Mai Động), tuyến 52 (CVThống Nhất- Lệ chi)

+ Phố Thanh Nhàn: Tuyến 04 (Long Biên- BX Nước Ngầm), Tuyến 26 (MaiĐộng- SVĐ Bách Khoa)…

- Đặc điểm giao thông của tuyến đường qua nút

+ Có nơi gửi xe trên vỉa hè cạnh các quán trà đá và quán bia tại đầu đường rẽphải đi Thanh Nhàn Xe dừng đỗ lên xuống vỉa hè nhiều gây cản trở giao thông đilại trên đường dẫn đến xe lưu thông qua nút giảm

+ Xung quanh nút giao là các công trình nhà 3-4 tầng, Nhà Văn Hóa Quận Hai

Bà Trưng, Bệnh viện Thanh Nhàn thu hút nhiều người tham gia giao thông, phươngtiện giao thông phức tạp bao gồm: người đi bộ, xe đạp, xe máy, taxi, ôtô, xe bus

CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN

II.1 Dữ liệu đầu vào:

• Thực hiện quay video dòng giao thông tại nút trong khoảng 2h trong 2 ngày khácnhau

• Sau đó phân nhóm đếm xe theo quãng là bội số chu kì đèn và gần với 5 phút nhất

• Tính lưu lượng xe giờ dựa trên quãng đếm 5 phút:

Vi = Xpcu15*4

• Tổng suất dòng theo tất cả các hướng trong nhánh dẫn :

V =∑V

(Vi: hướng trên nhánh)

• Phần trăn suất dòng theo mỗi hướng trong 1 nhánh:

% huongi huongi

nhanh

V V

C =

1.5 51

L Y

+

−

Giả sử thời gian tổn thất của mỗi pha là L=3s

X là số pha

Tổng thời gian của X pha là C-X*3 (s)

Vậy thời gian xanh của mỗi pha sẽ là :

=

;

0.5 11

g C C UD

v s

g C C UD

v X

=

−

Độ chậm xe =0.9(RD+UD)

Với C là chu kì đèn; g: thời gian xanh có hiệu

Dựa vào độ chậm xe và yếu tố khác để chọn ra phương án tối ưu nhất

CHƯƠNG III: NỘI DUNG CÔNG TÁC KHẢO SÁT ĐÁNH GIÁ ĐIỀU TRA VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG NÚT GIAO THÔNG LÊ THANH NGHỊ - BẠCH MAI

III.1 Công tác chuẩn bị:

III.1.1 Mục đích khảo sát:

- Đánh giá tình trạng của nút giao, đề xuất giải pháp giải quyết những bất cập

- Giúp cho sinh viên nắm bắt được cách thức làm việc ngoài thực tế, hiểu sâu hơn kiếnthức đã được học trong phần lý thuyết

- Vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, củng cố kiến thức chuyên nghành để phục vụ chocông việc sau này

III.1.2 Phương pháp khảo sát:

- Khảo sát thực tế ngoài hiện trường thông qua 3 cuộc khảo sát lớn:

+ (A): Khảo sát hình học nút giao

+ (B): Khảo sát dòng giao thông

+ (C): Khảo sát đèn điều khiển nút giao

III.2 Công tác khảo sát điều tra:

III.2.1 Khảo sát điều tra hình học nút giao:

III.2.1.1 Hiện trường:

* Thời gian:

Ngày 3/4/2017

+ Cả nhóm tập trung lúc 5h50 để điểm danh, chuẩn bị dụng cụ

+ Bắt đầu khảo sát từ 6h00-6h30

* Dụng cụ:

Thước dây, thước thép, đồng hồ bấm giây, máy ảnh, laptop

* Phân công nhiệm vụ:

Bảng 1: Phân công nhiệm vụ khảo sát hình học

Nguyễn Minh Tuấn

Đo kích thước đảo

+ Quang: Vẽ sơ họa hình học nút giao

+ Trường, Tú: Tổng hợp, đánh giá biển báo, vạch sơn trong nút; so sánh vớiQC41

III.2.1.3 Kết quả:

Qua quá trình khảo sát nhóm đã lên được mặt bằng nút giao với các thông số hình họcnhư bề rộng các nhánh dẫn vào nút, bán kính rẽ phải, tương quan vị trí các bộ phậntrong nút giao…

Hình 1: Mặt bằng chi tiết nút giao sau quá trình khảo sát

III.2.2 Khảo sát hiện trạng điều khiển nút giao:

 Dụng cụ đo: Máy ảnh, thước dây, đồng hồ bấm giây, sổ ghi chép…

 Nội dung khảo sát:

- Mặt bằng nút giao có bố trí các trang thiết bị điều khiển trong nút, định dạng rõcác vạch sơn, biển báo… theo quy chuẩn QC 41-2016

- Hiện trạng tổ chức điều khiển : Chu kì đèn, hình thức phân pha thời gian từngpha, Vẽ lại và thể hiện bằng sơ đồ

- Nhóm tiến hành khảo sát về việc bố trí trang thiết bị điều khiển như đèn điều

khiển, vị trí, tình trạng vạch sơn, biển báo trong nút

Bảng 1: Hiện trạng đèn điều khiển

Đèn giao thông Đèn cho người đi bộ Biển báo

III.2.3 Khảo sát hiện trạng dòng giao thông trong nút:

III.2.3.1 Hiện trường:

* Phân công nhiệm vụ:

Chia 4 tổ như khảo sát hình học, mỗi tổ có nhiệm vụ ghi hình một nhánh đến ngã

tư như sau:

Bảng 1: Phân công nhiệm vụ khảo sát dòng giao thông

III.2.3.2 Trong phòng:

* Thời gian: 10-14/4/2017

* Dụng cụ: Laptop

* Phân công nhiệm vụ:

- Các tổ tự bố trí người đếm các hướng đi theo nhánh đã quay được tại hiện trườngtheo các quãng đếm 5 phút (phục vụ xác định lưu lượng) và quãng đếm 3 giây (phục

vụ xác định suất dòng bão hòa) như sau:

Bảng 1: Phân công nhiệm vụ đếm xe tại các hướng

Nguyễn Văn Tú Rẽ TráiNguyễn Tuấn Thành Đi ThẳngNguyễn Minh Tuấn Rẽ Phải

III.3 Công tác đánh giá hiện trạng nút giao:

III.3.1 Hiện trạng tổ chức không gian nút giao:

- Qua khảo sát và đánh giá hiện trạng nhóm đã thấy được nhiều điểm bất cập của nútgiao như:

Hình 1: Bó vỉa bị hư hỏng.

Hình 2: Vạch Sơn cho người đi bộ qua đường đã bị mờ.

III.3.2 Hiện trạng tổ chức điều khiển trong nút giao:

- Như đã đề cập ở trên nhóm đã khảo sát và đưa ra được những hiện trạng về công tác

tổ chức điều khiển trong nút giao như sau:

+ Hiện trạng đèn giao thông vẫn hoạt động bình thường, nhưng theo đánh giá chủ quancủa nhóm thì việc bố thời gian các pha đèn trong nút là chưa hợp lý khi mà lưu lượng

hướng rẽ trái đi về các hướng trong nút khá lớn, mà bố trí 2 pha gây giao cắt giữa làn

rẽ trái và đi thẳng của 2 chiều

+ Đèn giành cho người đi bộ và phương tiện vẫn hoạt động tốt cái, không khó khăncho người đi bộ khi qua đường

+ Vạch sơn, biển báo tại nút vẫn còn rõ ràng, vài khu vực trên đường vẫn mờ nhưngvẫn có thể nhìn thấy và người tham gia giao thông có thể nhận biết được Tuy nhiênviệc bố trí và thiết kế còn chưa được chuẩn theo QC 41/2016

Chi tiết xem bản vẽ KTGT-03

III.3.3 Hiện trạng dòng giao thông trong nút:

Sau khi quay camera tại các nhánh dẫn vào nút, nhóm tiến hành đếm xe và phântích, tính toán các chỉ số để phục vụ việc đánh giá hiện trạng dòng giao thông trongnút

III.3.3.1 Đếm lưu lượng:

Sau khi xác định được thời gian đếm xe, tổ trong nhóm bố trí các thành viên tiếnhành đếm lưu lượng tại các vị trí trong nút theo quãng đếm 5 phút như đã phân công(đếm xe máy; ô tô con+ xe taxi; xe bus+ xe khách trên 16 chỗ) Trong quá trình đếmtiến hành ghi chép số liệu vào bảng biểu

(Chi tiết bảng biểu xem phụ lục)

III.3.3.2 Xử lý số liệu:

1.Xe con quy đổi :

Xpcu = Xmotorcycle*0.3 + Xcar*1 + Xbus*2.52.Suất dòng theo mỗi hướng:

Vi = Xpcu15*4Qua quãng thời gian 5 phút, Xác định được suất dòng theo quãng 15 phút : Xpcu

3.Tổng suất dòng theo tất cả các hướng trong nhánh dẫn :

nhanh

V V

V

=

5 Suất dòng bão hòa : S

Ta đếm xe con quy đổi trong quãng 3s trong khoảng thời gian đèn xanh trong 1chu kì Ta làm lần lượt như vậy trong 5 chu kì, sau đó chọn ra quãng 3s lớn nhât Vàcông thức tính suất dòng bão hòa như sau: