Nghiên cứu ứng dụng hệ thống trolleybus trên đường nguyễn văn linh quận 7, thành phố hồ chí minh

MỤC LỤC Công trình nghiên cứu tại Nhiệm vụ Luận Văn Lời cảm ơn Tóm tắt Luận Văn Mục lục II III 1.1 Vấn đề ô nhiễm môi trường tại Việt Nam 1.2 Vấn đề tai nạn giao thông 1.3 Vấn đề giao

Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học :

Chữ Ký TS.TRỊNH VĂN CHÍNH Cán bộ chấm nhận xét 1 :

Chữ Ký Cán bộ chấm nhận xét 2 :

Chữ Ký Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

- -oOo -

Tp HCM, ngày tháng năm

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ và tên học viên: Giới tính : Nam / Nữ Ngày, tháng, năm sinh : Nơi sinh :

Chuyên ngành :

Khoá (Năm trúng tuyển) :

1- TÊN ĐỀ TÀI:

2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:

3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ :

4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ :

5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi đầy đủ học hàm, học vị ):

Nội dung và đề cương Luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua

(Họ tên và chữ ký)

Em xin gửi lời cảm ơn đến các Trung tâm nghiên cứu phát triển giao thông phía

Nam (TDSI_South), những trung tâm tư vấn giao thông, Trung tâm điều hành

VTHKCC, Ủy ban nhân dân quận Bình chánh, Ban quản lý dự án khu Nam Sài Gòn

đã cung cấp những tài quan trong góp phần hoàn tất Luận văn

Tuy đã hoàn thành Luận văn, nhưng trong thời gian giới hạn nên không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong hội đồng và các Thầy Cô đóng góp, bổ sung để đề tài có ý nghĩa thiết thực hơn Chân thành cảm ơn!

Học viên: Nguyễn Đắc Hiển

TÓM TẮT

Đô thị hóa đang là vấn đề cấp toàn quốc Hiên nay, vấn đề đô thị hóa đã diễn ra quá nhanh khiến cho nhiều yếu tố Kinh tế - Xã hội không bắt kịp và đặc biệt là vấn đề giao thông vận tải

Nghiên cứu trình bày những bất cập, khả năng phát triển loại hình giao thông công cộng thành phố Hồ Chí Minh Tình hình hiện tại và định hướng phát triển tương lai của GTCC mà cụ thể là xe buýt sao cho đạt hiệu quả cao mà giảm được vấn đề ô nhiễm môi trường đang ngày một gia tăng ở thành phố

Trên cơ sở, nghiên cứu đề xuất khả năng ứng dụng loại hình xe buýt điện (Trolleybus) vào tuyến đường Nguyễn Văn Linh_Quận 7_TPHCM Nghiên cứu dựa vào những kinh nghiệm ứng dụng hệ thống Trolleybus của các quốc gia phát triển (cụ thể là nước Anh) để chỉ ra rõ khả năng ứng dụng hệ thống troleybus vào TPHCM là rất thiết thực

Dựa vào cơ sở hạ tầng kỹ thuật đường Nguyễn Văn Linh Luận văn nghiên cứu đưa

ra những phương án bố trí tuyến trolleybus, sao cho an toàn và phù hợp với khung cảnh chung của tuyến Bố trí quay vòng và phương án cung cấp điện cho trolleybus hoạt động đảm bảo tình liên tục

Nghiên cứu tổ chức đếm xe vào giờ cao điểm ở một số địa điểm chủ yếu tuyến, dự báo nhu cầu đi lại và tình hình phát triển quy mô dân số và kinh tế nơi khu vực đề xuất tuyến Từ nhu cầu đi lại của người dân sẽ dự báo cho những năm tiếp theo, từ đó đề xuất thời gian hoạt động tuyến, chình sách giá vé, bên bãi, trạm dừng nhà chờ

MỤC LỤC

Công trình nghiên cứu tại

Nhiệm vụ Luận Văn

Lời cảm ơn

Tóm tắt Luận Văn

Mục lục

II III

1.1 Vấn đề ô nhiễm môi trường tại Việt Nam

1.2 Vấn đề tai nạn giao thông

1.3 Vấn đề giao thông công cộng tại Thành phố Hồ Chí Minh

1.3.1 Tình hình hoạt động xe buýt

1.3.2 Tình hình hoạt động của các loại vận chuyển hành khách

khác

2 Tính cấp thiết của đề tài

3 Nội dung nghiên cứu

4 Phương pháp nghiên cứu

5 Cơ sở nghiên cứu

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ỨNG DỤNG TROLLEYBUS

TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

1 Tình hình phát triển xe chạy điện trên thế giới và trong khu vực-kinh

nghiệm của thế giới

2 Cơ sở lý thuyết về khả năng ứng dụng các loại hình xe điện trên thế

12

13

13

17

2.2 Xe điện sử dụng điện accu có ray dẫn hướng

2.3 Xe điện sử dụng điện accu

2.4 Xe Hybrid

2.5 Xe điện sử dụng năng lượng mặt trời

2.6 Cấu tạo xe điện

3 So sánh xe điện với xe sử dụng động cơ đốt trong

3.1 Về mức độ gây ô nhiễm môi trường

3.2 Về hiệu quả sử dụng năng lượng

3.3 Về mặt kỹ thuật

4 Dự báo về nhu cầu sử dụng xe chạy điện tại thành phố Hồ Chí Minh

5 Kết luận Chương I

1 Giới thiệu hệ thống trolleybus

2 Chỉ tiêu kỹ thuật và kinh tế của một xe buýt điện (trolleybus)

3.2.3 Dây dẫn điện DC cung cấp cho trolleybus

3.2.4 Hệ treo giảm xốc cho dây dẫn DC

3.2.5 Cấp điện cho Trolleybus

3.2.6 Động cơ điện

3.2.7 Cần tiếp điện

4 Mô hình thiết kế xe trolleybus ứng dụng cho thành phố Hồ Chí Minh

4.1 Công nghệ sản xuất xe buýt

4.2 Lựa chọn và thiết kế mẫu trolleybus

4.3 Cơ sở lý thuyết về việc thiết kế và bố trí ghế ngồi xe buý

CHƯƠNG III: TỔNG QUAN VỀ QUI HOẠCH KHU NAM SÀI GÒN VÀ DỰ BÁO NHU CẦU ĐI LẠI TRÊN ĐƯỜNG NGUYỄN VĂN LINH_QUẬN 7_TPHCM

1 Các đặc điểm và xu hướng phát triển đô thị tương lai

2 Đặc điểm chiến lược của đường Nguyễn Văn Linh

3 Khảo sát giao thông đếm xe và dự báo nhu cầu đi lại trên đường Nguyễn Văn Linh

3.1 Khảo sát giao thông đếm xe vào giờ cao điểm (6h00-7h00)

3.2 Dự báo nhu vầu đi lại trên đường Nguyễn Văn Linh năm 2010,

2015, 2020

3.3 Dự báo nhu cầu đi lại tại những vị trí đếm xe cho từng loại phương tiện cụ thể

4 Lý thuyết phương pháp tính toán xấp xỉ nhu cầu

5 Kết luận Chương III

TRÊN ĐƯỜNG NGUYỄN VĂN LINH_QUẬN 7_TPHCM

1 Các phương án tuyến được nghiên cứu

CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN KHAI THÁC VÀ TỔ CHỨC QUẢN LÝ

TUYỀN TROLEYBUS ĐƯỜNG NGUYỄN VĂN LINH_QUẬN

7_TPHCM

1 Thời gian hoạt động của troleybus

2 Các chỉ tiêu khai thác tuyến trolleybus

3 Chỉ tiêu kinh tế về khai thác trolleybus

4 Tính toán chi phí khai thác trolleybus

4.1 Chi phí đầu tư

4.2 Chi phí khai thác

5 Các chỉ tiêu chủ chốt của hoạt động xe buýt

6 Giá vé và chiến lược giá vé

7 Ứng dụng các thiết bị thông tin vào điều hành khai thác Trolleybus

8 Một số phương pháp nhằm khuyến khích hành khách sử dụng xe buýt

DANH MỤC CÁC LOẠI BẢNG

5 Bảng so sánh tiếng ồn giữa các loại phương tiện giao thông 9

6 Bảng 1.1 Hệ thống trolleybus trên thế giới vào năm 1998 14

7 Bảng 1.2.Số lượng trolleybus tại những thành phố lớn 15

8 Bảng 1.3.Hệ thống trolleybus trên thế giới vào năm 2000 16

9 Bảng 1.4.Biểu đồ 18 thành phố sử dụng HT trolleybus đáng quan

10 Bảng 2.1 Ví dụ kích thước của một số xe buýt điện 35

12 Đồ thị 3.1 Thể hiện mối quan hệ giữa lực kéo và vận tốc trolleybus 45

13 Bảng 3.2 Kích thước cần tiếp điện so với dây cấp điện 47

14 Bảng4.2 Kích thước cơ thể con người trong lứa tuổi lao động (đơn

16 Chức năng và quy mô các tiểu trung tâm 59

17 Bảng thông số đếm xe tại vị trí 1 hướng 1 (QL 1A → Nguyễn Văn

21 Bảng thông số đếm xe tại vị trí 3 hướng 1 (Huỳnh Tấn Phát →

22 Bảng thông số đếm xe tại vị trí 3 hướng 2 (Nguyễn Văn Linh →

23 Tốc độ tăng trưởng GDP bình quân khu vực (GDP%/năm) 72

25 Bảng thể hiện mối quan hệ giữa %GDP và % tăng trưởng giao

27 Bảng kết quả dự báo giao thông vào giờ cao điểm 74

28 Dự báo giao thông tại vị trí 1 hướng 1 (QL 1A → Nguyễn Văn

29 Dự báo giao thông tại vị trí 1 hướng 2 (Nguyễn Văn Linh → QL 76

31 Dự báo giao thông tại vị trí 2 hướng 2 (KCX Tân Thuận →Chánh

36 Bảng 4.2 So sánh tuyến “East London Transit” vời “Nguyễn Văn

38 Bảng 4.4 Tính toán chi phí của trạm biến điện sử dụng cho tuyến 107

39 Bảng 4.5 Tính toán chi phí đường dành cho Trolleybus 107

PHẦN 1 TỔNG QUAN

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

1.1 Vấn đề ô nhiễm môi trường tại Việt Nam

Theo Cục thống kê TP Hồ Chí Minh, từ năm 2000 đến năm 2005 số lượng xe máy tăng từ 1,5 triệu xe lên xấp xỉ 3 triệu xe Với sự gia tăng này, dự báo đến năm 2010 sẽ tăng trên 3,5 triệu xe Nhưng ô tô thì có phần khiêm tốn hơn với dự báo đến năm 2010 sẽ chỉ tăng trên 1 triệu xe Trong khi đó, quỹ đất dành cho giao thông đường bộ ở TP.Hồ Chí Minh rất thấp, chỉ từ 0,24 đến 0,84 km/1.000 dân Phần lớn, các đường phố đều hẹp từ 7-12m nên tình trạng ùn tắc giao thông vẫn thường xuyên xảy ra và càng ùn tắc thì càng gây ô nhiễm

Cùng với sự phát triển về kinh tế - xã hội, TP Hồ Chí Minh đang phải đương đầu với vấn đề môi trường đang xuống cấp nghiêm trọng, trong đó có ô nhiễm không khí - nguồn phát sinh chủ yếu từ hoạt động giao thông vận tải So với Hà Nội thì TP Hồ Chí Minh xếp hạng cao hơn, nhưng vẫn thấp hơn Bangkok (Thái Lan)

1.2 Vấn đề tai nạn giao thông:

Tai nạn giao thông tại thành phố Hồ Chí Minh hiện nay đang ở mức báo động, nó có tầm ảnh hưởng rất lớn đến tầm phát triển của thành phố

Dưới đây là bảng thống kê số lượng tai nạn giao thông trong tháng 09 năm

2007 tại thành phố Hồ Chí Minh

Thống kê số vụ TNGT (Nguồn CSGT đường bộ CAQ8)

So với cùng kỳ 2006 So với cùng kỳ 2006 So với cùng kỳ 2006

2007 Tăng Giảm Tỷ lệ

9 tháng

2007 Tăng Giảm Tỷ lệ

1 Đường

bộ 1024 76 8,02% 825 103 14,27% 627 38

5,71%

-1.3 Vấn đề giao thông công cộng tại Thành phố Hồ Chí Minh

1.3.1 Tình hình hoạt động xe buýt

Hiện nay có 155 tuyến xe buýt, tăng 9 tuyến so với năm 2006 (6,2%) Trong đó, có 144 tuyến xe buýt có trợ giá, 36 tuyến xe buýt không trợ giá và 5 tuyến học sinh – sinh viên – công nhân Tổng cự ly tuyến khoảng 3.470 km, mật độ so với diện tích là 1,66 km/km2, tăng 4,7% so với năm 2006

Với lực lượng 17 đơn vị vận tải đầu mối, trong đó có 1 công ty TNHH

một thành viên, 1 liên doanh và 1 TNHH với 8 Hợp tác xã thành viên, 2 Liên hiệp Hợp tác xã Vận tải với 11 Hợp tác xã thành viên và 12 đơn vị hợp tác xã hoạt động độc lập đã thực hiện sản lượng vận chuyển 253,1 triệu lượt HK, tăng 23,3% so với năm 2005 và chiếm 82,2% tổng sản lượng VTHKCC trong đó:

+ Sản lượng buýt có trợ giá ước đạt khoảng 220,259 triệu lượt HK (chiếm 71,5% sản lượng VTHKCC), tăng 17,4% so với năm 2005 + Sản lượng buýt không có trợ giá khoảng 17,186 triệu lượt HK tăng 190,3% so với năm 2005

+ Trong năm 2006 sản lượng bình quân hành khách/ngày của hệ thống các tuyến buýt là 693.540 lượt, tăng 23,3 % so với năm 2005 + Đưa rước Học sinh theo dạng hợp đồng với 106 trường (tăng 16 trường so năm 2005) và theo dạng tuyến với 07 tuyến, vận chuyển được 8,23 triệu lượt học sinh, tăng 70% so với năm 2005

+ Đưa đón Sinh viên với 8 tuyến nhanh, vận chuyển được 2,46 triệu lượt sinh viên, đạt 78,8% so với năm 2005 do đã chuyển 2 tuyến sang tuyến xe buýt có trợ giá

+ Đưa đón Công nhân 59 tuyến đang hoạt động, tăng 22 tuyến so với năm 2005, vận chuyển được 5,07 triệu lượt công nhân, tăng

+ Ước trợ giá năm 2006: 466,292 tỷ đồng, so với kế họach năm

2006 đạt 93,2%

Được đánh giá với mức độ hài lòng đạt 78,9% qua kết quả khảo sát của Viện Kinh tế thành phố về sự hài lòng của người dân về dịch vụ công năm 2006

Sản lượng vận chuyển: Tổng sản lượng vận tải HKCC năm 2007

ước tính đạt 370,5 tiệu HK, tăng 19,9% so với năm 2006 và đạt được 100% kế hoạch đề ra Trong đó sản lượng xe buýt đạt 291,9 triệu hành khách tăng 12,5% so với năm 2006 VTHKCC đáp ứng 6,1% nhu cầu đi

lại của người dân, tăng thêm 0,8% so với năm 2006 (riêng xe buýt đáp

ứng được 5% nhu cầu đi lại) Nguồn từ báo cáo sở giao thông thành

phố HCM

Sản lượng vận tải hành khách công cộng

Stt Chỉ tiêu 2006 KH 2007 Ước TH 2007 Tăng/giảm

1 Sản lượng xe buýt 253.412.507 305.221.480 291.938.000 15,20%

a Buýt có trợ giá 235.687.695 287.221.480 266.001.000 12,86% Trên các tuyến buýt 220.974.767 271.000.000 252.158.000 14,11%

b Buýt không trợ giá 17.724.812 18.000.000 25.937.000 46,22%

3 Cộng VTHKCC 308.887.802 370.221.480 370.433.000 19,92%

Nguồn từ báo cáo sở giao thông thành phố HCM

Hiện nay có 32 doanh nghiệp vận tải tham gia khai thác xe buýt trên địa bàn thành phố và dự kiến cuối năm 2007 còn 30 đơn vị, giảm 4 đơn vị so với năm 2006 (do sáp nhập đầu mối: HTX Trường Thịnh về HTX 15, HTX 17 về HTX Bình Chánh và Việt Thắng, HTX Tân Hiệp về HTX 19/5 và HTX số 2 về HTX 14)

Bảng đánh giá phương tiện buýt

1.3.2 Tình hình hoạt động của các loại vận chuyển hành khách khác

Taxi: Nhìn chung đáp ứng nhu cầu đi lại bằng xe taxi của người dân

thành phố Ước hoạt động trong năm đã vận chuyển được 54,97 triệu lượt hành khách, tăng 19,7% so với năm 2005 và chiếm 17,8% sản lượng vận tải hành khách công cộng, đây là số liệu thống kê chưa đầy đủ do chỉ có 25 đơn vị với khoảng 6.808 xe taxi đăng ký với Trung tâm QL&ĐHVTHKCC

Đi lại bằng xe cá nhân Hiện có hơn 2,2 triệu xe gắn máy 2 bánh,

khoảng 2 triệu xe đạp là phương tiện chủ yếu để người dân đi lại Việc sử dụng xe cá nhân như trên đã làm tăng mật độ giao thông trên tuyến, vì vậy hao phí thời gian hành trình đi lại bình quân kéo dài gây tình trạng ùn tắc giao thông sẽ ngày càng gia tăng

Theo báo cáo của cơ quan tư vấn MVA nghiên cứu về giao thông Thành phố Hồ Chí Minh đề xuất thì với tốc độ tăng dân số như hiện

cá nhân (với tốc độ bình quân xe gắn máy 15%/năm,xe hơi là 7%/năm),để đáp ứng nhu cầu tăng trưởng kinh tế bình quân hàng năm của Thành phố từ 10-12% thì nhu cầu giao thông đô thị sẽ là

5-áp lực rất lớn trong quản lý Thành phố Đây thực sự sẽ là thảm họa cho giao thông đô thị tương lai nếu như ngay từ bây giờ chúng ta không có chính sách , quyết định mạnh mẽ thiết thực để phát triển nhanh chóng hệ thống vận chuyển công cộng của thành phố

2 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU

Hiện nay nhu cầu đi lại của hành khách bằng phương tiện công cộng là rất thấp, theo một nghiên cứu vào năm 2002 thì: 90% dân số Tp.Hồ Chí Minh thừa nhận rằng không có /có rất ít kinh nghiệm đi lại bằng xe buýt và 73% số lượng người sử dụng phương tiện công cộng hiện nay là do họ không có phương tiên đi lại cá nhân

Nếu khuynh hướng hiện tại cứ tiếp diễn thì tỷ lệ phân chia của phương tiện giao thông công cộng trong hành trình đi lại hằng ngày của người dân thành phố Hồ Chí Minh sẽ không có gì thay đổi đáng kể tới năm 2010 và 2020 Hành trình đi lại chủ yếu dựa vào các phương tiện cá nhân : ô tô (chiếm tỷ lệ cao hơn rất nhiều so với hiện tại) và xe gắn máy (chiếm tỷ lệ thấp hơn hiện nay nhưng vẫn chiếm một phần khá lớn)

Tuy nhiên, với những chế độ chính sách cho phát triển giao thông công cộng của Tp Hồ Chí Minh hiện nay có thể kết luận rằng , tiềm năng sử dụng phương tiện công cộng để đi lại tại Tp.Hồ Chí Minh là rất lớn Theo JICA dự báo thì tổng hành trình trong ngày của khu vực Tp.Hồ Chí Minh sẽ tăng từ 19 triệu trong năm

2002 sẽ lên đến 26,3 triệu hành trình vào năm 2010 và lên đến 36,0 triệu vào năm

2020 Tỷ lệ hành trình của người sử dụng phương tiện công cộng sẽ phụ thuộc vào kịch bản tương ứng:

Nhu cầu đi lại và dân số

Kich bản 1: không thay đổi

Muốn được như vậy, hệ thống giao thông vận tải phải thân thiện với người dân, môi trường và mang tính chất hiện đại, tạo mọi điều kiện thuận lợi để mọi người điều có thể tiếp cận với loại hình giao thông công cộng

Vì những lý do trên, việc thực hiện một hệ thống xe buýt điện tại Thành phố Hồ Chí Minh là rất cấp thiết Vì loại hình giao thông công cộng này cũng tương tự như giao thông xe buýt sử dụng động cơ đốt trong, nhưng hệ thống này hoàn tòan thân

Theo thống kê, luợng ô nhiễm khí thải (NOx, CO, HC…) trên thế giới chủ yếu

là do động cơ đốt trong gây ra Tình trạng ô nhiễm môi trường ngày càng trầm trọng ở nước ta, với nhu cầu hội nhập và phát triển nhu cầu đi lại của người dân ngày càng tăng, nếu chúng ta cho phát triển theo hướng giao thông sử dụng phương tiện cá nhân thì sẽ làm mức ô nhiễm ngày càng tăng Nếu sử dụng phương tiện giao thông công cộng bằng xe buýt sử dụng động cơ đốt trong thì cũng chỉ giảm bớt

lượng khí thải độc hại (do số lượng phương tiện cá nhân giảm), nhưng nếu chúng

ta sử dụng hệ thống xe buýt điện thì lại hoàn toàn không gây ô nhiễm môi trường

(do hệ thống vận hành bằng điện năng) nhưng hiệu suất lại đạt hơn 80% (động cơ

đốt trong hiệu suất không quá 30%) Kết quả nghiên cứu gần đây của New Concepts for Trolley Buses ở Thụy Điển về ô nhiễm môi trường của xe buýt điện

so với động cơ diesel đạt tiêu chuẩn EuroIII như sau:

Biều đồ so sánh nồng độ các chất gây ô nhiễm do GTVT gây ra

Bảng so sánh tiếng ồn giữa các loại phương tiện giao thông

Qua khảo sát nhận thấy rằng nhu cầu đi lại ở khu Nam Sài Gòn (quận 7) đang

tăng cao, do sự hình thành và phát triển tại khu vực này Đồng thời nhà nước chuẩn

bị phát triển hệ thống giao thông chính của Khu đô thị bằng tuyến đường Nguyễn

Văn Linh (nối liền khu Nam Sài Gòn với trung tâm thành phố), lộ giới 120m, 10

làn xe (4 làn xe chạy nhanh và 6 làn xe hỗn hợp) gắn kết với các tuyến đường nối với nội thành, được cấp điện từ trạm 110/22KV Nam Sài Gòn 3

(http://www.bqlkhunam.hochiminhcity.gov.vn/web/tintuc/default.aspx?cat_id=556

#content) Điều này rất thích hợp để thí điểm một hệ thống Trolleybus trong tương

lai

3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

1 Nghiên cứu đánh giá tình trạng giao thông công cộng tại khu Nam Sài Gòn hiện tại, và định hướng phát triển trong tương lai

2 Nghiên cứu tính khả thi của dự án để ứng dụng một tuyến xe buýt điện trên đường Nguyễn Văn Linh_Quận 7_TP Hồ Chí Minh

3 Nghiên cứu lựa chọn kết cấu xe buýt điện (trolleybus) phù hợp với Thành phố Hồ Chí Minh

4 Nghiên cứu qui hoạch và tổ chức giao thông xe buýt điện như trạm dừng, nhà chờ, bến bãi, trạm bảo dưỡng và sửa chữa…

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Nghiên cứu theo hướng phân tích những dữ kiện đã thu nhận được từ những nghiên cứu trước đó, sau đó chọn lọc và tổng hợp

- Phương pháp kinh nghiệm: sử dụng kinh nghiệm của các tổ chức khai thác vận tải, các tiêu chuẩn ngành, các mô hình phân bố và tổ chức vận tải hành khách công cộng

- Sử dụng những mô hình dự báo nhằm định hướng dự báo về giao thông tại Thành phố Hồ Chí Minh trong tương lai

5 CƠ SỞ NGHIÊN CỨU

- Dựa trên những kế hoạch triển khai được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt

- Chỉ khảo sát dựa trên những mô hình hiện có tại một số quốc gia

- Chỉ khảo sát đánh giá mức độ gây ô nhiễm, khả năng chuyên chở của hệ thống, tính tiện nghi và mỹ quan trong đô thị

7 Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

- Đề tài được tham gia đóng góp vào hệ thống giao thông công cộng tại Việt Nam Tương tự như các đô thị khác ở Đông Nam Á, Thành Phố Hồ Chí Minh cần phải ứng dụng được hệ thống xe chạy điện tiên tiến và đây cũng là vần đề cấp bách hiện nay

- Đề tài cũng góp phần định hướng thành phố về giao thông đô thị được đúc kết trong ba mục tiêu chính: cải thiện chất lượng môi trường, cải thiện an toàn giao thông, tăng thêm việc làm Tất cả nhằm cải thiện sức khoẻ của người dân

và sự thịnh vượng của thành phố

- Nếu đưa vào ứng dụng hệ thống trolleybus sẽ làm tăng thêm mỹ quan cho đường Nguyễn Văn Linh và cũng là con đường đầu tiên trong thành phố đủ điều kiện lắp đặt hệ thống này, phù hợp với điều kiện cơ sở hạ tầng trong quy hoạch tương lai

PHẦN 2 NỘI DUNG

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ỨNG DỤNG TROLLEYBUS TRÊN

THẾ GIỚI VÀ TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

1 Tình hình phát triển xe chạy điện trên thế giới và trong khu vực-kinh nghiệm của thế giới:

Hệ thống Trolleybus đã phát triển ở một số Quốc gia từ rất lâu như Nga,

Mỹ, Ý, Thụy Điển vào những năm 1940 Trong bối cảnh giao thông hiện nay,

do mật độ đi lại của người dân tăng cao, kinh tế phát triển, khoa học kỹ thuật về giao thông công cộng cũng rất phát triển nhưng hệ thống trolleybus vẫn chiếm một vị thế rất quan trọng ở những trung tâm kinh tế lớn của một số Quốc gia trên thế giới

Ngày nay, có khoảng 340 thành phố trên thế giới có trang bị hệ thống trolleybus Tất cả những hệ thống mới có thể được tìm thấy tại các nước Đông

Âu và Nga Có khoảng 185 hệ thống trolleybus tại Liên Bang Liên Xô cũ vào năm 1998 Mặc dù có rất nhiều thành phố ở miền Tây Châu Âu và Mỹ đình chỉ hoạt động của trolleybus vào thập niên 1960 Nhưng vào thời kỳ này có hơn

2600 xe buýt được hoạt động trên 100 hệ thống trolleybus

Vào năm 1998, có 46 thành phố ở Tây Âu có hệ thống trolleybus Hầu hết những thành phố trọng điểm và hệ thống trolleybus có mặt khắp nơi trên thế giới, Switzerland with 15 systems, France with 6 systems and Italy with 14

systems Bảng 1.1 cho ta thấy số lượng hệ thống trolleybus tại những vùng

khác nhau trên thế giới

Bảng 1.1 Hệ thống trolleybus trên thế giới vào năm 1998

Các nước thuộc khu vực Đông Âu hiện nay, cũng đang rất quan tâm đến vấn đề phát triển thêm hệ thống trolleybus sẵng có và xây dựng một số hệ thống trolleybus khác nhằm mục đích phục vụ cho giao thông công cộng trong đô thị, giảm thiểu ô nhiễm môi trường Ngoài ra, những nước khác thuộc Châu Âu như Pháp, Anh,…cũng đang có những dự án nhằm hoàn thiện hệ thống này như một loại hình giao thông công công chính tại những khu trung tâm

Hình 1.1.Dự án kéo dài tuyến Trolleybus tại Lyon (Pháp)

Số lượng xe trolleybus đồng thời cũng tăng theo, ước tính đến năm 2007

số lượng trolleybus ở một số thành phố lớn của một số Quốc gia tiêu biểu tăng theo bảng sau

Bảng 1.2.Số lượng trolleybus tại những thành phố lớn

vào giữa những năm 1950, và giảm xuống còn khoảng 300 hệ thống vào những năm 1970 và sau đó lại tăng trở lại là 350 hệ thống Hệ thống trolleybus được

phân bố trên thế giới như sau [Data from Alan Murray's World Trolleybus

Encyclopaedia 2000 ISBN 0 904245 18 1] vào năm 2000

Bảng 1.3.Hệ thống trolleybus trên thế giới vào năm 2000

Hệ thống trolleybus lớn nhất được tìm thấy tại Tây Âu và Châu Mỹ tại São Paolo (Brazil) Hệ thống giao thông công cộng này có thể nói có tổng chiều dài lớn và số lượng xe trolleybus

Bảng 1.4.Biểu đồ 18 thành phố sử dụng HT trolleybus đáng quan tâm

Theo kinh nghiệm của các nước tiên tiến như Nga, Mỹ, Nhật Bản…thì hệ thống xe điện, xe buýt thông thường chỉ có thể áp dụng trên các đường phố đô thị với dòng hành khách từ 5000 đến 10000 người trong 1 giờ theo một hướng Khi dòng hành khách dự định trên 20000 người trong 1 giờ theo một hướng thì nhất thiết chúng ta phải xậy dựng tàu điện ngầm (Metro

2 Cơ sở lý thuyết về khả năng ứng dụng các loại hình xe điện trên thế giới hiện nay:

2.1 Xe điện sử dụng trực tiếp lưới điện của thành phố

- Xe điện sử dụng trực tiếp điện lưới thường sử dụng cho các loại xe buýt, tàu điện, metro chạy trong thành phố Loại này có hai cần tiếp điện để lấy điện trực tiếp từ lưới điện cung cấp cho động cơ điện và có từ một đến hai ray để dẫn hướng

- Ưu điểm:

+ Quãng đường hoạt động dài

+ Không mất thời gian nạp điện cho accu

+ Không gây ô nhiễm môi trường

- Nhược điểm:

+ Giá thành đầu tư ban đầu lớn (xe điện, lưới điện, đường ray…)

+ Dễ phát sinh tia lửa điện , không an toàn

+ Không linh hoạt chỉ chạy trên một loại đường nhất định

Hình 2.1 - Xe điện sử dụng trực tiếp điện lưới có 2 ray dẫn hướng

Hình 2.2- Xe điện sử dụng trực tiếp điện lưới có 1 ray dẫn hướng

- Xe buýt có hệ thống định vị toàn cầu GPS – Global Positioning System,

có khả năng: Định vị và dẫn hướng cho xe buýt, cung cấp thông tin về vị trí hiện tại của xe, tốc độ di chuyển, thời gian di chuyển, thời gian dừng…,

về trạm điều khiển để tổ chức và quản lý xe buýt được hiệu quả hơn Đồng thời cũng hiển thị các thông tin cần thiết trên màn hình của xe và tại các nhà chờ xe buýt để hành khách tiện theo dõi

Hình 2.3- Xe điện sử dụng trực tiếp điện lưới có hệ thống định vị tòan cầu GPS

Hình 2.4 - Metro điện ở Tp HCM trong tương lai

- Metro dùng để chuyên chở hành khách, hàng hĩa trong thành phố và cĩ ray dẫn hướng Metro sử dụng trực tiếp điện lưới 3 pha 380V/ 50Hz qua

hệ thống cấp điện đặc biệt Xe rất an tồn cho hành khách, khơng ơ nhiễm mơi trường, vận tốc khoảng 120 km/h

2.2 Xe điện sử dụng điện accu cĩ ray dẫn hướng

+ Mất thời gian nạp điện cho accu

Hình 2.5 - Xe điện sử dụng điện accucó ray dẫn hướng

2.3 Xe điện sử dụng điện accu

Kích thước: 232 x 120 x174cm Trọng lượng : 216 kg

Tải trọng : 2 người Nguồn điện ắc qui: 48V Công suất động cơ: 3.1 HP Tốc độ tối đa: 24 km/h

- Xe Venturi Fetish sử dụng động cơ 180 kW cĩ thể tăng tốc từ 0 – 100km/h (0 – 60 mph) trong thời gian dưới 5 giây Vận tốc tối đa 160km/h, tỉ số truyền 9.58:1, mơmen quay trong suốt dãy tốc độ làm việc của động cơ (bao gồm tốc độ tối đa) là 220Nm Quảng đường hoạt động

250 km, sử dụng acculithium ion với thời gian nạp điện 1 giờ (nếu sử dụng nguồn điện 3 pha -30kW), thời gian nạp điện 3 giờ (nếu sử dụng mạng điện sinh hoạt bình thường) Xe được Parisian của hãng Sacha Lakic thiết

kế và sản xuất, giá bán 400,000USD

Hình 2.8 – Ô tô điện tốc độ cao Eliica 2004

Hình 2.7 – Xe điện thể thao hiệu Venturi Fetish

- Eliica được thiết kế và sản xuất năm 2004 bởi giáo sư Hiroshi Shimizu

và các đồng nghiệp ở đại học Keio, Tokyo, Nhật Bản Xe Eliica nặng 2400

kg (5291 lbs), dài 5.1m, có 4 chỗ ngồi và sử dụng 80 acculithium-ion, thời gian nạp đầy là 10 giờ Xe có thể gia tốc từ 0-100 km/h trong 4 giây, tốc

2.4 Xe Hybrid:

- Hệ thống hybrid nối tiếp: Động cơ dẫn động một máy phát điện, và

một môtơ điện sử dụng nguồn điện đã phát ra từ máy phát này để dẫn động các bánh xe Đây được gọi là hệ thống hybrid nối tiếp bởi vì công suất truyền tới bánh xe là nối tiếp Nghĩa là công suất động cơ và công suất môtơ là nối tiếp Hệ thống hybrid nối tiếp có thể chạy động cơ công suất nhỏ ổn định tương đối ở những vùng hoạt động có năng suất cao Phát điện và cung cấp điện đến môtơ và nạp hiệu suất cao cho accu Nó có hai môtơ, một là máy phát điện một chiều (mà nó có cùng cấu trúc như một môtơ điện) và một môtơ điện Hệ thống này đang được dùng ở Coaster

Hybrid

- Hệ thống hybrid song song: Ở hệ thống hybrid song song thì cả động

cơ và mơtơ điện đều dẫn động các bánh xe, và cơng suất dẫn động từ hai nguồn này cĩ thể được sử dụng tuỳ theo các điều kiện hiện hành Điều này được gọi là hệ thống hybrid song song bởi vì cơng suất truyền đến bánh xe

là song song Trong hệ thống này, accu được nạp bởi việc chuyển mơtơ điện để tác động như một máy phát điện, và dịng điện từ accu được dùng

để dẫn động các bánh xe Mặc dù nĩ cĩ cấu trúc đơn giản nhưng hệ thống hybrid song song khơng thể dẫn động các bánh xe từ mơtơ điện trong khi

việc nạp accu xảy ra cùng lúc khi mà hệ thống chỉ cĩ một mơtơ

Hình 2.10 - Hệ thống hybrid song song

2.5 Xe điện sử dụng năng lượng mặt trời

- Xe điện sử dụng năng lượng mặt trời chỉ sử dụng cho các xe ơtơ nhỏ vì năng lượng do mặt trời cung cấp khơng đủ cơng suất cho xe cĩ trọng lượng lớn Nên vẫn cịn trong giai đoạn nghiên cứu

Hình 2.11 - Xe đạp điện

sử dụng năng lượng mặt trời

Hình 2.13 – Xe điện sử dụng

năng lượng mặt trời 1 chỗ ngồi

Hình 2.12 – Xe điện Silver Sofa sử dụng năng lượng mặt trời 2 chỗ ngồi

Hình 2.14 – Xe Hybrid Optare - Solo

sử dụng năng lượng mặt trời

2.6 Cấu tạo xe điện

- Sơ đồ cấu tạo:

- Bộ điều khiển: bộ điều khiển dùng để biến đổi và điều khiển dòng điện chạy qua động cơ điện để thay đổi tốc độ động cơ

18 Mô tơ điện 144kw, 240V

19 Điều hòa không khí

20 AM/ FM strereo với máy

- Động cơ điện: biến điện năng thành cơ năng Trong suốt quá trình phanh động cơ phát ra điện để nạp lại cho accu Có hai loại

+ Động cơ điện một chiều: Sử dụng cho ô tô đời cũ hoặc xe công suất nhỏ

Hình 2.14 – Động cơ điện một chiều

+ Động cơ điện xoay chiều: Sử dụng cho hầu hết xe đời mới Động cơ điện xoay chiều có hai loại: Động cơ điện xoay chiều một pha và động

cơ điện xoay chiều ba pha

a) Động cơ điện xoay chiều 1 pha b) Động cơ điện xoay chiều 3 pha

Hình 2.15 – Động cơ điện xoay chiều

2.7 Accu

- Accu lithium ion: có thể cung cấp 130Wh/kg và có thể nạp sử dụng lại

hàng ngàn lần

-

Hình 2.16 – Cấu tạo acculithium ion 50Ah/30V

- Accu chì-Axit: Nhược điểm của bộ accuchì - axít là: nặng, cồng kềnh,

hạn chế dung lượng, tuổi thọ ngắn, thời gian nạp chậm Trong tương lai,

người ta có thể thay thế nó bằng Fuel cell

Hình 2.17 –Accu chì axit

3 So sánh xe điện với xe sử dụng động cơ đốt trong

3.1 Về mức độ gây ô nhiễm môi trường

- Xe điện ít gây ồn hơn xe sử dụng động cơ đốt trong

- Xe điện ít phát sinh các chất gây ô nhiễm môi trường như: CO, HC, bồ hóng

và các chất độc hại khác hơn xe sử dụng động cơ đốt trong

- Xe điện ít thải ra chất CO2 gây hiệu ứng nhà kính hơn xe sử dụng động cơ đốt trong

- Do đó, xe điện được xếp vào dạng xe sạch (ZEV : Zero Emission Vehicles)

3.2 Về hiệu quả sử dụng năng lượng

- Hiệu suất biến đổi năng lượng của động cơ điện rất cao khoảng 90% (động

cơ đốt trong khoảng 30 - 40%)

- Xe điện có thể thu lại được một phần năng lượng khi phanh xe

- Chi phí sử dụng năng lượng của xe điện thấp hơn chi phí sử dụng năng lượng của xe sử dụng động cơ nhiệt (xe điện có thể chỉ tốn chi phí bằng 1.5 lít

xăng cho 100 km đường chạy)

 Đối với xe điện Toyota Prius 4 chỗ ngồi trung bình 20 miles đường chạy tiêu thụ khoảng 10 kWh điện năng của bình accu(0.5 kWh/ miles) Vậy trung bình 1 bình accu12V có dung lượng 200 Ah (2.4 kWh) có thể chạy

được quãng đường 4.8 miles (7.68 km)

 Xe mô tô điện tiêu thụ khoảng 240 Wh/ mile, đặc biệt xe Teslamotors chỉ tiêu thụ 215Wh/ mile

 Xe 70 MPG Honda Insight tiêu thụ 0.52 kWh/ mile

 Xe điện có hệ thống tự nạp lại cho accu khi phanh, khi giảm tốc… tiêu thụ khoảng 0.17 – 0.37 kWh/miles (0.1 – 0.23 kWh/km), chỉ bằng phân nữa

xe điện không có hệ thống tự nạp lại cho accu

3.3 Về mặt kỹ thuật

- Điều khiển tốc độ của xe điện dễ dàng và chính xác

 Mômen của động cơ điện lớn, đặc biệt là ở tốc độ thấp Nên khả năng tăng tốc của xe điện rất tốt, điều này rất có lợi cho động cơ lắp trên ô tô

 Kết cấu của xe điện đơn giản, không cần ly hợp, hộp số…v.v

 Chi phí bảo dưỡng thường xuyên của xe điện thấp (không cần phải thay nhớt như động cơ đốt trong)

 Xe điện ít bị rung động hơn xe sử dụng động cơ nhiệt nên tuổi thọ của các thiết bị lắp trên xe bền hơn và người sử dụng cảm thấy thoải mái hơn

 Hiện nay ô tô chạy điện có những nhược điểm quan trọng sau:

 Năng lượng dự trữ thấp, thời gian nạp điện lâu, nên khoảng đường hoạt động của xe điện ngắn hơn xe sử dụng động cơ nhiệt

 Giá thành ban đầu cao hơn: cao hơn khoảng 30 – 40% so với ô tô dùng động cơ nhiệt

 Tuy xe điện ít phát sinh các chất gây ô nhiễm môi trường nhưng các nhà máy sản xuất điện năng thì có thể gây ra ô nhiễm môi trường, điều này còn phụ thuộc vào loại nhiên liệu dùng trong sản xuất điện năng Kỹ thuật sản xuất điện năng rất đa dạng ở các quốc gia khác nhau (77% điện năng ở Pháp được sản xuất bằng năng lượng nguyên tử, 53% điện năng ở Đức được sản xuất bằng than ) Đó là yếu tố quan trọng cần được quan tâm khi xem xét tính ô nhiễm ô tô dùng điện Kỹ thuật sản xuất điện năng hiện nay ít nhiều gây ô nhiễm môi trường, đặc biệt là nhiệt điện Mức độ phát ô nhiễm của phương pháp sản xuất điện năng này phụ thuộc vào những đặc tính của

nhiên liệu sử dụng cũng như công nghệ sử lý chất thải

 Mức độ chênh lệch lượng khí CO2 phát ra trên 1 km đường chạy của xe

sử dụng nhiên liệu truyền thống và xe sử dụng điện là khoảng 90% nếu điện được sản xuất bằng năng lượng nguyên tử, khoảng 20% khi sản xuất điện

bằng nhiên liệu truyền thống và gần 0% khi sản xuất điện bằng than