intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên: Đánh giá hiệu quả việc thay đổi hướng đi qua nút giao thông cùng mức ở Hà Nội

Chia sẻ: 3 4 | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:38

130
lượt xem
30
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài "Đánh giá hiệu quả việc thay đổi hướng đi qua nút giao thông cùng mức ở Hà Nội" là đưa ra được số liệu tính toán cụ thể về khả năng thông qua của nút cũng như một số các số liệu khác tương ứng với 2 trường hợp là đã bịt và chưa bịt nút.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên: Đánh giá hiệu quả việc thay đổi hướng đi qua nút giao thông cùng mức ở Hà Nội

  1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ VIỆC THAY ĐỔI HƯỚNGĐI QUA NÚT GIAO THÔNG CÙNG MỨCỞ HÀ NỘI SINH VIÊN THỰC HIỆN :HOÀNG HUY TOÀN ĐỖĐÌNH MỪNG LỚP TĐHTKCĐ K50 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : LÊ QUỲNH MAI HÀ NỘI – THÁNG 4 NĂM 2012
  2. Báo cáo đề tài NCKH sinh viên 2012 Mục lục 2
  3. Báo cáo đề tài NCKH sinh viên 2012 Chương I:Đặt vấn đề Trong thời gian qua  ở  Hà Nội, rất nhiều nút giao cùng mức đã được tổ  chức   giao thông theo cách thay đổi hướng đi của một số hướng chỉnh qua nút, mà cách  gọi đơn giản là bịt nút, nhằm tăng khả năng thông qua của nút. Sự thay đổi này đã  phát huy hiệu quả ở một số nút nhưng cũng gây ra kết quả ngược lại ở một số vị  trí. Chính sự  khác biệt này đã khiến cho nhiều ý kiến khác nhau xuất hiện xung   quanh vấn đề trên, và một điều đặc biệt là, hầu hết các ý kiến chưa đưa ra được   kết quả tính toán cụ thể nào để chúng tỏ cho những luận điểm của mình. Có thể  thấy rằng, việc tính toán khả  năng thông hành của nút giao cùng mức  không hề đơn giản, nhất là đối với dòng xe hỗn hợp. Giải pháp bịt nút đã chuyển   từ một nút giao thông thường thành một hệ thống nhiều nút giao liên hệ chặt chẽ  với nhau trong một phạm vi hẹp, nên sự tác động giữa các nút nhỏ được hình thành  từ giải pháp bịt nút này tương tác lên nhau khiến cho việc tính toán theo cách thông   thường rất khó thực hiện. Phương pháp mô phỏng được biết đến như  một giải pháp hữu hiệu để  giải   quyết các bài toán mang tính cụ bộ nhưng có độ phức tạp cao.Đối chiếu với điều  kiện thực tế tại nút trước và sau khi bịt lại, thì có thể thấy độ phức tạp ở đây đạt   mức cao và chỉ  có thể  giải quyết được với mức độ  chính xác chấp nhận được   bằng phương pháp mô phỏng. Do dòng xe qua nút giao là một dòng gồm nhiều loại xe, do đó để đơn giản hóa   quá trình tính toán, người ta thực hiện việc quy đổi xe. Trong trường hợp nghiên  cứu này, do công cụ mô phỏng không cho phép biểu diễn xe máy nên phải quy đổi   xe máy về xe con, còn các loại xe ô tô khác vẫn giữ nguyên đặc tính như khảo sát. Cấu tạo hình học của nút giao trên thực tế, sau một số lần cải tạo, có cấu tạo  khá phức tạp, do đó bắt buộc phải thực hiện việc mô hình hóa lại nút giao theo mô   hình mà công cụ mô phỏng có thể chấp nhận được. Một yếu tố đặc trưng cho giải pháp mô phỏng là tính cục bộ của  nó, tức là nó chỉ  phù hợp với từng trường hợp cụ thể, do đó việc nghiên cứu phải được tính hành  đối với trường hợp cụ thể, trong đề  tài này, đối tượng nghiên cứu được chọn là   nút giao Nguyễn Chí Thanh – Đường Láng – Trần Duy Hưng. Để có thể triển khai   nghiên cứu, bắt buộc phải tiến hành khảo sát thực tế, bao gồm đo vẽ cấu tạo hình  học nút và thu thập số liệu về dòng xe qua nút theo tất cả các hướng. Từ dữ liệu   3
  4. Báo cáo đề tài NCKH sinh viên 2012 này sẽ  tiến hành mô phỏng để  đánh giá hiệu quả  của việc thay đổi cách tổ  chức   giao thông qua nút với 2 trường hợp mô phỏng là mô hình nút chưa bịt và mô hình   nút đã bịt. Đối tượng nghiên cứu ở đây là phương pháp mô phỏng, dòng xe qua nút, khả  năng thông hành của nút và nút giao Nguyễn Chí Thanh – Đường Láng – Trần Duy   Hưng. Phương pháp nghiên cứu được áp dụng trong đề  tài này là kết hợp giữa   nghiên cứu lý thuyết và khảo sát thực tế. Mục tiêu nghiên cứu là đưa ra được số  liệu tính toán cụ  thể  về  khả  năng  thông qua của nút cũng như một số các số liệu khác tương ứng với 2 trường hợp là  đã bịt và chưa bịt nút. 4
  5. Báo cáo đề tài NCKH sinh viên 2012 Chương II :Tổng quan về cách xác định khả năng thông hành của nút cùng mức Khi xây dựng hoặc cải tạo nút giao thông, một trong những chỉ tiêu quan trọng  và được người thiết kế  quan tâm là xem xét khả  năng thông hành của nút giao  thông sẽ  được xây dựng  hoặc cải tạo. Khả năng thông hành là một chỉ  tiêu khai   thác để đánh giá phương án nút lựa chọn.. 1) Khái niệm khả năng thông hành của nút giao thông. Khả năng thông hành của một nút giao thông cùng mức là số lượng xe lớn  nhất có thể thông qua nút của một làn xe hoặc một nhóm làn xe trong một đơn vị  thời gian (giờ) dưới một chất lượng dòng xe nhất định. 2) Tính toán khả năng thông hành của nút giao thông. Tính toán khả  năng thông hành của nút giao thông nhằm xác định năng lực  làm  của phương án nút được xây dựng mới hay cải tạo. Năng lực thông hành của nút là  cơ  sở  để  quyết định các chỉ  tiêu kỹ  thuật thiết kế  nút như  định kích thước hình  học, số  làn xe và bề  rộng phần xe chạy trong nút… Nó là một chỉ  tiêu khai thác   quan trong để đánh giá hiệu quả phương án nút lựa chọn. Khi tính toán khả năng thông hành của nút cần phân biệt các trường hợp nút  không có đèn điều khiển và có đèn điều khiển, loại giao thông cùng mức hay khác  mức, loại vòng xuyến hay ngã ba, ngã tư… 3) Khả năng thông hành của một nút giao thông và công thức chung. Là số  lượng xe lớn nhất có thể  thông qua nút theo tất cả  các hướng trong   một đơn vị thời gianthông thường đơn vị thời gian thường được chọn là 1 giờ (giờ  cao điểm). Khả  năng thông xe của nút phụ  thuộc vào nhiều nhân tố  như: cấu tạo của   nút, tốc độ  xe chạy trong nút, giải pháp tổ  chức giao thông; tình hình mặt đường,   thành phần và lưu lượng xe chạy theo các hướng chính, phụ; tỉ lệ các dòng rẽ trái,   rẽ phải. =  Trong đó: 5
  6. Báo cáo đề tài NCKH sinh viên 2012  – lưu lượng xe của đường phố thứ I vào nút. đ – số đường vào nút. 4) Các phương pháp tính toán khả năng thông hành của nút giao thông.  Phương pháp 1: Tính theo sơ  đồ  đơn giản của dòng xe được xếp đặt với các giả  thuyết được  chấp nhận. Phương pháp này chỉ  đạt được kết quả  gần đúng và không xét đến nhiều  nhân tố ảnh hưởng điển hình như ảnh hưởng của dòng xe rẽ trái.  Phương pháp 2 Xét   khả   năng   giao   cắt   theo   dòng   xe   trên   đường   phụ   vào   đường  chính.Phươngpháp này tính toán theo sơ  đồ  xe chạy với việc sử  dụng quy luật hình thành dòng xe.   Tính theo phương pháp này phụ thuộc vào thời gian gián cách giữa các ô tô đi trong   dòng chính.   Phương pháp 3 Xách định khả  năng thông xe bằng cách quan sát đếm xe trực tiếp chế  độ  xe   ngay  tại nút giao thông cần cải tạo.  Công thức tính toán khả  năng thông hành của nút giao của 2 đường  cùng cấp. Với phương pháp 1:  Khả năng thông xe của một đường có 2 làn xe vào nút: =  Trong đó:  – thời gian phản ứng tâm lý của lái xe. – thời gian lái xe gài số đầu. 6
  7. Báo cáo đề tài NCKH sinh viên 2012  – thời gian lái xe cho tăng tốc độ ban đầu.  – khoảng cách an toàn  Khả năng thông xe của cả nút giao nhau của 2 đường phố cùng cấp:  = 2 =             Với phương pháp 2:  Với phương pháp này có thể  kể  đến những kết quả  nghiên cứu và đề  nghị  của   E.M Labalov (Nga) Kết quả nghiên cứu của đường ô tô  Anh năm 1986: = 100( +F) Trong đó:  – Khả năng thông xe của cả nút, xe/h.  – Khả năng thông xe của tất cả các đường vào nút.        F – Diện tích nút giao thông,  Với phương pháp 3:  Khả năng thông hành của mỗi đường là một hàm, hàm này lại phụ thuộc vào  lượng giao thông các đường dẫn khác.Các ham số  trong công thức dưới đây   được kí hiệu trên sơ đồ hình bên. 7
  8. Báo cáo đề tài NCKH sinh viên 2012 Khả năng thông hành được xác định theo công thức: C =1000 + 700 +200 – 100 – 300L + 200R ­ 300 L + 300 L ­  Tỷ lệ lưu lượng xe trên đường dẫn đang xét so với lưu lượng xe trong nút; =  =  – tỷ lệ lưu lượng xe trên đường dẫn đối diện.  =  =  – số lần xe trên đường dẫn đang xét;  – số làn xe trên đường dẫn đối diện; L­ tỷ lệ lưu lượng xe rẽ trái trên đường dẫn đối diện sơ với lưu lượng trên đường  dẫn đối diện; R – tỷ lệ lưu lượng xe rẽ phải trên đường dẫn đối diện; L – tỷ lệ xe rẽ trái ở các đường dẫn xung đột; 8
  9. Báo cáo đề tài NCKH sinh viên 2012 L – tỷ lệ xe rẽ phải ở các đường dẫn xung đột; 9
  10. Báo cáo đề tài NCKH sinh viên 2012 Chương III: Xây dựng mô hình mô phỏng 1.Giới thiệu chung về mô phỏng Mô phỏng là việc mô tả lại một quá trình, hệ thống nào đó trong thực tế thông qua   một quá trình hay hệ  thống khác, có thể là với qui mô khác, có thể  là ảo trên môi  trường máy tính. Mô phỏng giao thông đã có từ rất sớm, vào những năm 1960 và 1970. Cho đến nay,   các mô hình mô phỏng (hay các phần mềm mô phỏng) đã có những bước tiến vượt  bậc và đang được áp dụng rộng rãi, nhất là  ở  các nước phát triển và đã thể  hiện  được vai trò nổi bật của mình trong các vấn đề  về  quản lý và quy hoạch giao  thông. Các mô hình mô phỏng nhìn chung đi theo 2 hướng lớn: mô hình mô phỏng  vĩ mô và mô hình mô phỏng vi mô. Mô hình mô phỏng vĩ mô: coi các phương tiện giao thông như  là dòng, hoạt động   có quy luật, cũng giống như phương pháp cổ điển, nhưng thêm vào đó là rất nhiều   yếu tố có ảnh hưởng đến quá trình hoạt động của dòng giao thông được biểu diễn   thông qua các phương trình vi phân và được tính toán với sự trợ giúp của máy tính  điện tử. Mô hình mô phỏng vĩ mô, một khi đã được hoàn thành có thể  được áp  dụng nhanh chóng trong thực tiễn, thích hợp cho mục đích quản lý toàn mạng lưới  giao thông với yêu cầu về độ chính chính xác không quá khắt khe. Mô hình mô phỏng vi mô: các phương tiện giao thông được xem xét như  là từng  thực thể  trong dòng giao thông, có tương tác với các đối tượng khác trong dòng  giao thông và chịu sự chi phối của các điều kiện về chất lượng, yếu tố hình học, … của tuyến đường. Loại mô hình này có độ chính xác rất cao, có thể mô tả gần  đúng với quá trình giao thông thực tế.Tuy nhiên, để  xây dựng hoàn chỉnh mô hình   này, cần tốn rất nhiều thời gian, nhân lực và đầu tư tài chính.Ngoài ra, cần phải có   hệ thống máy tính đủ mạnh để thực hiện mô hình này. Tuy nhiên, xu thế hiện nay  trên thế  giới đang dần chuyển sang loại mô hình này, bởi  ưu điểm về  khả  năng  tính toán với độ  chính xác cao, cũng như  các kết quả  xuất đa dạng, đáp  ứng cho   các nhu cầu nghiên cứu khác nhau. Bên cạnh đó, với sự phát triển của ngành công   nghiệp phần cứng máy tính thì hạn chế  về tốc độ  tính toán là điều không đáng lo   ngại. 10
  11. Báo cáo đề tài NCKH sinh viên 2012 2.Điều tra và nghiên cứu thực tế giao thông trong nút. Nghiên cứu thực tế  giao thông tại nút là nhằm thu thập những số  liệu liên  quan đến dòng xe thực tế cũng như rút ra các đặc điểm hoạt động cửa chúng   trong nút. Đây là cơ  sở  cho việt thiết kế  nút cũng như  số  liệu đầu vào cho  các chương trình mô phỏng. Nút được chọn để  triểu khai nghiên cứu thực tế  là nút giao Láng –Nguyễn  Trí Thanh – Trần Duy Hưng.  Tại nút giao này đã có 2 phương án được đưa ra để  điều khiển giao   thông:  Điều khiển bằng đèn khi chưa bịt nút.  Như  kết quả  điều tra, vào giờ  cao điểm, lượng xe lưu thông qua  nút là rất lớn. Và có sự  khác nhau giữa giờ cao điểm buổi sáng và  giờ  cao điểm buổi chiều. Một số  hướng rẽ  không đáp  ứng được  nhu cầu đi lại.  Thành phần dòng xe đa dạng, xe máy chiếm phần lớn.  Xảy ra xung đột tại nút vào giờ cao điểm do một lượng lớn các xe   rẽ trái. Nó làm cản trỏ dòng đi thẳng của hướng đối diện.   Điều khiển giao thông bằng thay đổi hướng đi khi đã bịt nút  Các xe di chuyển trong nút độc lập.  Dòng xe không có sự xung đột.  Trong nút, các phương tiện lưu thông khá ổn định. Dựa trên 2 phương án đã trình bày, chúng tôi đã xây dựng 2 mô hình mô  phỏng giao thông trong nút sử dụng chương trình TrafficWare của Mỹ. 11
  12. Báo cáo đề tài NCKH sinh viên 2012 3.Mô hình hóa nút. Khi mô hình hóa nút chúng ta làm trên Module Synchro: Giao diện chính của chương trình:  Menu chính: Công dụng: Thực hiện các thao tác về  tập tin ( tạo mới, lưu trữ…), soạn   thảo, các cấu hình chung cho chương trình.  Thanh công cụ: 12
  13. Báo cáo đề tài NCKH sinh viên 2012 Chuyển đổi giữa các cửa số  nhập liệu khác nhau phục vự  cho công tác mô   hình hóa,bao gồm:  Mô hình hóa hình học trên mặt bằng.  Mô hình hóa làn xe.  Nhập dữ liệu làn xe.  Thiết lập các pha đèn  Thiết lập thời gian cụ thể cho từng pha đèn. Thực hiện mô phỏng. Mô phỏng dưới dạng hình ảnh động. Chọn nút giao.   Giúp thực hiện 1 số  thao tác như  phóng to, thu nhỏ  hay hiện  các thông số trên mô hình. 13
  14. Báo cáo đề tài NCKH sinh viên 2012 Các bước thực hiện quá trình mô hình hóa nút giao thông: 1. Mô hình hóa cấu tạo hình học trên mặt bằng. 14
  15. Báo cáo đề tài NCKH sinh viên 2012 Nút giao thông đã được mô hình hóa tương ứng với thực tế o Mô hình hóa nút giao thông điều khiển bằng đèn. Thực hiện mô hình hóa 1 nút giao thông, chọn biểu tượng   để thêm 1 đoạn  đường: Nếu 2 đoạn đường có giao cắt thì điểm giao cắt sẽ được phát sinh 1 nút tương ứng: 15
  16. Báo cáo đề tài NCKH sinh viên 2012 2. Mô hình hóa làn xe. 16
  17. Báo cáo đề tài NCKH sinh viên 2012 Thiết lập các thông số chủ yếu cho từng làn xe: ­ Lanes and sharing: Thiết lập số làn xe là kiểu làn xe cho từng hướng đi cự  thể của nút. ­ Lane Width(ft) : Thiết lập bề rộng làn (tính the oft, 1ft = 0,3048 mét) ­ Grade( %) : thiết lập độ dốc dọc. ­ Storage Length (ft):  Thiết lập chiều dài làn chờ. ­ Storage Lanes : Thiết lập số làn chờ tương ứng. ­ Right Turn Channelized: Làn rẽ phải liên tục. ­ Curb Radius(ft) : Bán kính của đường cong làm làn rẽ phải liên tục. ­ Add Lanes: Số làn cần phải thêm vào cho hướng rẽ phải liên tục. ­ Right Turn on Red: cho phép rẽ phải liên tục khi được chọn. 3. Nhập các thông số về dòng xe 17
  18. Báo cáo đề tài NCKH sinh viên 2012 Nhập vào thông số về dòng xe từ giữ liệu mà chúng ta thu thập được: ­ Traffic volume: lưu lượng từng hướng rẽ tương ứng (xe /h). ­ Ngoài ra chúng ta có thể nhập số lượng xe khi mô hình hóa làn xe. ­ Ở giao diện này chúng ta cũng chỉnh được làn xe của mỗi đoạn đường. 4. Khai báo đèn 18
  19. Báo cáo đề tài NCKH sinh viên 2012 Nhập các thông số cần thiết cho điều khiển quá trình giao thông: ­ Control type: Loại nút giao thông bao gồm các loại nút chủ yếu sau:       + Pretimed: Điều khiển giao thông bằng đèn.       + Unsignalize: Nút giao thông không có đèn.       + Roundabout: Nút giao thông có vòng xuyến. 19
  20. Báo cáo đề tài NCKH sinh viên 2012 Để điều khiển giao thông bằng đèn, chọn loại nút là Pretimed ­ Turn Type: Cho phép thiết lập cách  ứng xử  của tùng hướng rẽ  trái hoặc   phải.       + Protected: Hướng rẽ có 1 đèn pha đèn dành riêng, không có giao cắt với  bất kí hướng nào trong toàn bộ thời gian của pha đèn.       + Permitted: Không có pha rẽ riêng, các hướng rẽ phải ưu tiên cho hướng  đang đi tới.       + Custom: Ngưới sử dụng có thể tùy biến hoạt động của 1 pha.       + Free: Dành tiêng cho hướng rẽ  phải, hướng rẽ phải được hoạt động   liên tục nhưng phải ưu tiên cho người đi bộ. 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
3=>0