Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu quy hoạch giao thông vận tải đường bộ đô thị ở Việt Nam theo hướng giảm nhẹ biến đổi khí hậu

Chia sẻ: Na Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:28

Thêm vào BST

Báo xấu

98
lượt xem 10
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu tổng quát của luận án: Nghiên cứu và đề xuất một số giải pháp cho quy hoạch GTVT đường bộ đô thị theo hướng làm giảm nhẹ BĐKH. Sau đây là bản tóm tắt luận án. Mời bạn đọc tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu quy hoạch giao thông vận tải đường bộ đô thị ở Việt Nam theo hướng giảm nhẹ biến đổi khí hậu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ PHẠM ĐỨC THANH NGHIÊN CỨU QUY HOẠCH GIAO THÔNG VẬN TẢI ĐƯỜNG BỘ ĐÔ THỊ Ở VIỆT NAM THEO HƯỚNG GIẢM NHẸ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông Mã số: 62.58.02.05 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2016
Công trình được hoàn thành tại: HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ - BỘ QUỐC PHÒNG Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS Nguyễn Quang Đạo GS.TS Phạm Cao Thăng Phản biện 1: GS.TSKH Lâm Quang Cường Trường Đại học Xây dựng Phản biện 2: PGS.TS Phan Cao Thọ Trường Đại học Đà Nẵng Phản biện 3: PGS.TS Nguyễn Đăng Quế Viện khoa học KTTV và Biến đổi khí hậu Luận án được bảo vệ tại Hội đồng đánh giá luận án cấp Học viện theo quyết định số: 409/QĐ-HV, ngày 16 tháng 02 năm 2016 của Giám đốc Học viện Kỹ thuật Quân sự vào hồi ..... giờ .... ngày .... tháng .... năm ..... Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Học viện Kỹ thuật Quân sự - Thư viện Quốc gia
-1- MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Biến đổi khí hậu (BĐKH) đã trở thành mối đe doạ lớn nhất của nhân loại trong thế kỷ 21 và được cả thế giới quan tâm. Theo đánh giá của Ngân hàng Thế giới [29], Việt Nam là một trong 5 nước dễ bị tổn thương nhất do BĐKH và mực nước biển dâng. Gần đây nhất, tại kỳ họp Đại hội đồng Liên hợp quốc khóa 70 (28/9/2015-3/10/2015) đã chính thức thông qua “Chương trình nghị sự phát triển bền vững toàn cầu năm 2030” bao gồm 17 mục tiêu phát triển bền vững (PTBV) nhằm đạt được 3 thành tựu đó là: chấm dứt đói nghèo, đấu tranh với tình trạng bất bình đẳng và ứng phó với BĐKH. Ứng phó với BĐKH là hoạt động của con người nhằm giảm nhẹ BĐKH và thích ứng với BĐKH. Vấn đề ứng phó với BĐKH cũng được Đảng và Nhà nước ta đặc biệt quan tâm và xác định ứng phó với BĐKH có ý nghĩa sống còn đối với Việt Nam và đã đặt ra nhiệm vụ ứng phó với BĐKH cho từng ngành và từng địa phương. Trong lĩnh vực giảm nhẹ BĐKH ở Việt Nam hiện nay, các nghiên cứu sâu về quy hoạch giao thông vận tải (GTVT) liên quan tới giảm nhẹ BĐKH còn ít được đề cập đến. Có thể xem đây là những nội dung thuộc lĩnh vực nghiên cứu cơ bản của ngành GTVT, hay nói khác đi là những nghiên cứu phục vụ cho quá trình xây dựng chiến lược, quy hoạch GTVT. Xuất phát từ thực tế trên, việc thực hiện đề tài luận án: “Nghiên cứu quy hoạch giao thông vận tải đường bộ đô thị ở Việt Nam theo hướng giảm nhẹ biến đổi khí hậu” là cần thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn quan trọng. 2. Mục tiêu nghiên cứu - Mục tiêu tổng quát: Nghiên cứu và đề xuất một số giải pháp cho quy hoạch GTVT đường bộ đô thị theo hướng làm giảm nhẹ BĐKH. - Mục tiêu cụ thể: + Xây dựng khung tiêu chí trong quy hoạch GTVT đường bộ đô thị theo hướng giảm nhẹ BĐKH. + Xây dựng một số nội dung về quy hoạch mạng lưới đường (MLĐ) và tuyến theo hướng giảm nhẹ BĐKH: xây dựng mô hình tính khí thải của ô tô con ở Việt Nam, kết hợp mô hình tính khí thải với các bài toán quy hoạch MLĐ lý thuyết và bài toán tìm đường đi trong lý thuyết đồ thị theo mục tiêu tối ưu khí thải và nhiên liệu tiêu thụ nhằm giảm nhẹ BĐKH. + Lựa chọn tỷ lệ phương tiện và dạng đô thị theo hướng giảm nhẹ BĐKH. Thông qua tiêu chí GTVT có khả năng giảm nhẹ BĐKH góp phần củng cố, bổ sung lý thuyết về dạng đô thị PTBV. 3. Đối tượng nghiên cứu: Đề cập 3 thành phần của hệ thống GTVT đường bộ đô thị: phương tiện, đường bộ đô thị và quản lý phát triển liên quan đến phát
-2- thải khí nhà kính (KNK) và BĐKH. 4. Phạm vi nghiên cứu Lĩnh vực quy hoạch GTVT đường bộ đô thị ở Việt Nam 5. Phương pháp nghiên cứu Luận án sử dụng các phương pháp: phương pháp phân tích tổng hợp, chuyên gia và kế thừa để đánh giá tình hình quy hoạch GTVT đường bộ đô thị có liên quan tới BĐKH trên thế giới và ở Việt Nam; phương pháp mô hình hóa để xây dựng các mối quan hệ toán học giữa khí thải phương tiện và vận tốc xe chạy, giữa tỷ lệ phương tiện và mật độ dân cư đô thị; phương pháp thực nghiệm để đo khí thải của các phương tiện giao thông ở đô thị Việt Nam, phương pháp điều tra khảo sát để điều tra nhu cầu sử dụng phương tiện giao thông của người dân. 6. Cấu trúc của luận án Luận án gồm phần mở đầu, 04 chương, phần kết luận và kiến nghị, với 124 trang thuyết minh, trong đó có 42 bảng, 56 hình vẽ đồ thị. Ngoài ra, luận án còn có 97 tài liệu tham khảo và 52 trang phụ lục. Mở đầu. Trình bày tính cấp thiết và bố cục luận án Chương 1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu Chương 2. Xây dựng khung tiêu chí trong quy hoạch GTVT đường bộ đô thị theo hướng giảm nhẹ BĐKH. Chương 3. Quy hoạch mạng lưới đường và tuyến theo hướng giảm nhẹ BĐKH. Chương 4. Lựa chọn tỷ lệ phương tiện và dạng đô thị theo hướng giảm nhẹ BĐKH. Kết luận và kiến nghị 7. Ý nghĩa khoa học Kết quả nghiên cứu của luận án có thể tham khảo khi xây dựng chiến lược phát triển GTVT theo hướng PTBV và lý thuyết tối ưu hoá trong quy hoạch GTVT đường bộ đô thị theo hướng nâng cao hiệu quả sử dụng nhiên liệu, giảm phát thải, giảm hành trình đi lại, nâng cao hiệu quả sử dụng đất góp phần giảm nhẹ BĐKH. Các nội dung của luận án góp phần cung cấp một số cơ sở lý thuyết mới cho việc giảm bớt lượng phát thải và tiêu thụ nhiên liệu trong hệ thống GTVT đường bộ đô thị, trong đó đáng chú ý bao gồm: xây dựng và đưa ra các tiêu chí về quy hoạch GTVT đường bộ đô thị theo hướng giảm nhẹ BĐKH; xây dựng bài toán về thiết lập MLĐ và tuyến tối ưu phát thải khí và tiêu thụ nhiên liệu; xác định tỷ lệ phương tiện đồng thời củng cố lý thuyết về ảnh hưởng của dạng đô thị đến giảm nhẹ BĐKH. 8. Ý nghĩa thực tiễn Kết quả của luận án có thể xem xét, sử dụng tham khảo trong điều kiện Việt Nam như: Khung tiêu chí về quy hoạch GTVT đường bộ đô thị theo hướng giảm nhẹ BĐKH tham khảo được trong xây dựng chiến lược và quy hoạch phát triển GTVT; mô hình toán học tính khí phát thải theo loại xe ô tô con và tốc độ xe chạy, mô hình xác định tỷ lệ phương tiện theo mật độ dân cư đô thị có thể tham khảo trong việc phân chia phương thức trong quy hoạch GTVT đường bộ đô thị (bước 3
-3- trong mô hình 4 bước); bài toán xác định MLĐ và tuyến tối ưu trên cơ sở giảm thiểu lượng phát thải và tiêu thụ nhiên liệu có thể tham khảo trong việc ấn định mạng lưới trong quy hoạch GTVT đường bộ đô thị (bước 4 trong mô hình 4 bước). Các kết quả nghiên cứu lý thuyết, thực nghiệm và điều tra xã hội học trong luận án có thể áp dụng trong thực tiễn quy hoạch GTVT đường bộ đô thị ở Việt Nam. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Một số khái niệm về quy hoạch GTVT có liên quan tới BĐKH Ở phần này tác giả đã trình bày: - Các khái niệm cơ bản về GTVT có liên quan tới BĐKH; nguyên nhân và ảnh hưởng của hiện tượng BĐKH; tác động tương hỗ giữa BĐKH và hệ thống GTVT; tình hình quy hoạch GTVT đô thị của Việt Nam hiện nay. Theo Ngân hàng thế giới [29], lượng phát thải khí CO2 do ngành GTVT chiếm 25% toàn nền kinh tế xã hội, trong đó lượng phát thải khí CO2 của GTVT đường bộ lại chiếm tới 92,4% lượng phát thải khí của toàn ngành. Do vậy, nghiên cứu để giảm khí thải CO2 của GTVT đường bộ đóng vai trò to lớn và then chốt nhằm giảm khí thải CO2 do GTVT gây ra. - Phân tích ba yếu tố cơ bản nhằm giảm phát thải KNK và tiêu thụ nhiên liệu của các phương tiện GTVT gồm: (1) sử dụng hiệu quả nhiên liệu, (2) sử dụng nhiên liệu thay thế, (3) quản lý tổng mức tăng lượng xe luân chuyển (VKT – Vehicle Kilomet Traveled); - Phân tích giải pháp để quản lý tổng mức tăng lượng xe luân chuyển VKT: cần kết hợp giữa việc tăng hiệu quả sử dụng xe (tăng tỷ lệ sử dụng phương tiện vận tải công cộng, giảm xe cá nhân) và giảm số km hành trình (giảm chiều dài tuyến, giảm bớt số hành trình). 1.2 Tình hình nghiên cứu trên thế giới và ở Việt Nam về quy hoạch GTVT liên quan tới giảm nhẹ BĐKH Luận án đã tổng hợp 51 kết quả nghiên cứu của các đề tài, bài báo khoa học, sách, hội nghị, hội thảo trong và ngoài nước về quy hoạch GTVT đường bộ đô thị có liên quan tới BĐKH theo 04 nhóm và rút ra những nhận xét sau: - Về kết nối giữa quy hoạch GTVT và BĐKH: nội dung trong các tài liệu chưa nghiên cứu về nguyên tắc quy hoạch GTVT theo hướng giảm nhẹ BĐKH; - Về tính toán phát thải KNK và tiêu thụ nhiên liệu của các phương tiện GTVT đường bộ: luận án đã giới thiệu 07 phương pháp tính toán trên thế giới. Các phương pháp này không được xây dựng trên cơ sở phương tiện đang lưu thông với các điều kiện tự nhiên, loại xăng, chế độ bảo dưỡng ở Việt Nam. - Về giảm phát thải KNK và tiêu thụ nhiên liệu của các phương tiện GTVT đường bộ: các nghiên cứu chưa đi sâu về quy hoạch MLĐ và tuyến giao thông theo hướng giảm nhẹ BĐKH.
-4- - Về quan hệ giữa dạng đô thị và giao thông: các nghiên cứu còn rất ít và chưa đề cập đến vấn đề giảm phát thải KNK. 1.3 Các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu Từ các nhận xét trên, vấn đề nghiên cứu quy hoạch GTVT đường bộ đô thị ở Việt Nam theo hướng giảm nhẹ BĐKH được chọn làm nội dung nghiên cứu. Ở mỗi chương tiếp theo, luận án sẽ giải quyết các nội dung chủ yếu sau: - Nghiên cứu về nguyên tắc quy hoạch GTVT theo hướng giảm nhẹ BĐKH. - Nghiên cứu về quy hoạch MLĐ và tuyến giao thông theo hướng giảm nhẹ BĐKH. - Nghiên cứu về lựa chọn tỷ lệ phương tiện và dạng đô thị theo hướng giảm nhẹ BĐKH. CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG KHUNG TIÊU CHÍ TRONG QUY HOẠCH GTVT ĐƯỜNG BỘ ĐÔ THỊ THEO HƯỚNG GIẢM NHẸ BĐKH Hiện nay, khi quy hoạch GTVT thì vấn đề liên quan đến BĐKH chưa được quy định rành mạch và đặc biệt chưa quy định các khung tiêu chí có tính pháp lý. Do vậy, việc xây dựng khung tiêu chí trong quy hoạch GTVT theo hướng giảm nhẹ BĐKH là cần thiết để có cái nhìn tổng quan nhất về vấn đề quy hoạch GTVT theo hướng giảm nhẹ BĐKH. 2.1 Cơ sở khoa học và thực tiễn xây dựng khung tiêu chí Phần này, tác giả trình bày: khái niệm tiêu chí; cơ sở pháp lý hiện hành và kết quả nghiên cứu trong nước; cơ sở từ xu thế của thế giới và các kết quả nghiên cứu ở nước ngoài. 2.2 Kiến nghị khung tiêu chí và các giải pháp tổng thể 2.2.1 Xây dựng khung tiêu chí trong quy hoạch GTVT đường bộ đô thị theo hướng giảm nhẹ BĐKH Trên cơ sở khoa học và thực tiễn xây dựng khung tiêu chí, tác giả đã xây dựng khung tiêu chí quy hoạch GTVT đường bộ đô thị theo hướng giảm nhẹ BĐKH như bảng 2.4 trong luận án. Khung tiêu chí tác giả xây dựng gồm 19 tiêu chí chia làm 4 nhóm: - Nhóm các tiêu chí về quy hoạch mạng lưới đường và tuyến (4 tiêu chí); - Nhóm các tiêu chí về quy hoạch phương tiện (4 tiêu chí); - Nhóm các tiêu chí về quy hoạch đô thị (6 tiêu chí); - Nhóm các tiêu chí về đẩy mạnh sử dụng nhiên liệu xanh, phương tiện xanh (5 tiêu chí); 2.2.2 Các giải pháp tổng thể trong quy hoạch GTVT theo hướng giảm nhẹ BĐKH Từ các tiêu chí trong quy hoạch GTVT đường bộ đô thị theo hướng giảm nhẹ BĐKH (bảng 2.4), tác giả đã đề xuất 23 giải pháp giảm nhẹ BĐKH trong quy hoạch GTVT đường bộ đô thị (bảng 2.5) theo 3 nhóm: (1) nhóm các giải pháp kỹ thuật gồm 12 giải pháp; (2) nhóm các giải pháp về quản lý gồm 4 giải pháp; (3) nhóm các giải pháp về thể chế gồm 7 giải pháp.
-5- 2.3 Vận dụng khung tiêu chí vào quy hoạch GTVT Với kết quả nghiên cứu đã trình bày ở mục 2.2, từ các tiêu chí này ứng với từng thời kỳ, từng địa phương mà có thể đặt vấn đề xây dựng các chỉ tiêu thích hợp, ví dụ như chỉ tiêu về chọn loại phương tiện vận tải, chỉ tiêu về sử dụng năng lượng... Như vậy, với khung tiêu chí tác giả đề xuất có thể tham khảo được khi xây dựng chiến lược và lập quy hoạch GTVT theo hướng giảm nhẹ BĐKH. 2.4 Kết luận chương 2 Tác giả đã đề xuất khung tiêu chí liên quan đến giảm phát thải khí của hệ thống giao thông đô thị (bảng 2.4). Từ đó đưa ra các giải pháp tổng thể trong quy hoạch GTVT đường bộ đô thị theo hướng giảm nhẹ BĐKH (bảng 2.5). Bước đầu sử dụng các tiêu chí này vào nghiên cứu nhiều hơn những chỉ tiêu định lượng về quy hoạch MLĐ và tuyến theo hướng giảm nhẹ BĐKH (chương 3) và lựa chọn tỷ lệ phương tiện và dạng đô thị theo hướng giảm nhẹ BĐKH ở điều kiện nước ta (chương 4) là con đường tìm đến hoàn thiện một hệ thống GTVT bền vững, làm giảm quá trình BĐKH. CHƯƠNG 3. QUY HOẠCH MẠNG LƯỚI ĐƯỜNG VÀ TUYẾN THEO HƯỚNG GIẢM NHẸ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Trên phương diện quy hoạch MLĐ và tuyến theo hướng giảm nhẹ BĐKH được thể hiện qua các tiêu chí số 1, 2, 3 trong khung tiêu chí đã được đề xuất ở chương 2, thì vấn đề đặt ra là làm thế nào để giảm thiểu phát thải KNK và tiêu thụ nhiên liệu trong GTVT? Giải quyết vấn đề này có nhiều cách cả lý thuyết lẫn thực tế. Trong nghiên cứu của mình, tác giả nghiên cứu theo 2 hướng sau: 1. Ứng dụng bài toán quy hoạch MLĐ lý thuyết kết hợp với mô hình tính khí thải để quy hoạch MLĐ lý thuyết theo mục tiêu tối ưu về phát thải khí và tiêu thụ nhiên liệu. 2. Xác định tuyến giao thông trong MLĐ sao cho tối ưu về phát thải khí và tiêu thụ nhiên liệu. 3.1 Cơ sở khoa học quy hoạch MLĐ và tuyến theo hướng giảm nhẹ BĐKH 3.1.1 Ba bài toán kinh điển trong quy hoạch MLĐ lý thuyết Năm 1977, N.A. Rômanenko [51] công bố 3 bài toán quy hoạch MLĐ lý thuyết theo mục tiêu tối ưu tổng thời gian vận chuyển, tối ưu tổng chiều dài tuyến, tối ưu tổng giá thành vận chuyển. Đây là các bài toán được xếp vào hàng kinh điển trong quy hoạch MLĐ lý thuyết. Tác giả luận án đưa hàm mục tiêu là khí phát thải và nhiên liệu tiêu thụ vào bài toán đường nối, bài toán đường nhánh, bài toán lưới đường có quan hệ vận tải tam giác để tìm mạng lưới đường và tuyến giao thông tối ưu. 3.1.2 Các mô hình tính lượng khí phát thải và nhiên liệu tiêu thụ của các phương tiện giao thông đường bộ Luận án đã tìm hiểu 7 phương pháp tính toán khí thải của các tổ chức lớn trên thế giới gồm các phương pháp của: Ủy ban Liên Chính phủ về BĐKH (IPCC),
-6- Vương quốc Anh, Cơ quan bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA), Liên Xô, Trung Quốc, HDM-4, Cơ quan môi trường Châu Âu (EEA). Tác giả đã so sánh 7 phương pháp trên theo 9 tiêu chí đánh giá (bảng 3.5) và chia làm 2 nhóm: - Nhóm 1: gồm các phương pháp phục vụ tính toán khái quát, thì phương pháp của Vương Quốc Anh có ưu điểm hơn cả. - Nhóm 2: gồm các phương pháp phục vụ tính toán chi tiết, thì phương pháp của cơ quan môi trường Châu Âu (mô hình COPERT) có ưu điểm hơn cả. 3.1.3 Bài toán tìm đường đi ngắn nhất trong lý thuyết đồ thị Tác giả giới thiệu bài toán tìm đường đi ngắn nhất trong lý thuyết đồ thị và 02 thuật toán cơ bản để giải gồm: thuật toán Bellman-Ford và thuật toán Dijkstra. 3.1.4 Phương pháp phân tích đa mục tiêu Từ kết quả so sánh thị phần của 9 phương pháp phân tích đa mục tiêu [79] (bảng 3.6) thấy rằng Phương pháp phân tích quá trình phân cấp – AHP (Analytic Hierarchy Process) được sử dụng rộng rãi và gần như chiếm ưu thế (40,2%) trong việc đánh giá và đưa ra quyết định đối với các dự án GTVT. Do vậy, tác giả sử dụng phương pháp AHP để nghiên cứu trong luận án. 3.2 Phương pháp thực nghiệm xây dựng mô hình tính lượng khí phát thải của các phương tiện giao thông đường bộ đô thị ở Việt Nam 3.2.1 Địa điểm, đặc điểm mẫu đo và số lượng mẫu thí nghiệm - Địa điểm thí nghiệm: Trung tâm đăng kiểm xe cơ giới 19.01V. - Mẫu đo khí thải là các xe ô tô con đến đăng kiểm và được sản xuất theo tiêu chuẩn khí thải Euro 2. Các xe ô tô con được phân làm 3 nhóm theo dung tích động cơ (CC) giống như cách phân loại của Cơ quan môi trường Châu Âu. Việc đo đạc khí thải của các phương tiện ô tô tại trạm đăng kiểm xe cơ giới có lợi thế là số lượng mẫu nhiều, đa dạng chủng loại xe, đa dạng tuổi xe và tập mẫu mô tả đúng thực tế thành phần các loại xe đang lưu thông hiện nay. Đây là đặc điểm mà nếu đo đạc tại các phòng thí nghiệm động cơ chuyên dụng sẽ khó có thể thực hiên được với số lượng mẫu nhiều và đa dạng như vậy. - Số lượng mẫu đo đạc gồm 115 xe thể hiện trong bảng 3.7 của luận án. 3.2.2 Phương pháp và quy trình đo khí thải Tác giả tiến hành đo ngẫu nhiên các phương tiện đến đăng kiểm trong vòng 15 ngày và thực hiện theo quy trình đo khí thải tại trung tâm đăng kiểm. Phương pháp đo mẫu khí thải theo qui định trong TCVN 6438:2005. 3.2.3 Cách đo và xử lý số liệu đo Để phương tiện ở chế độ vòng quay không tải nhỏ nhất; gắn cảm biến tốc độ vào động cơ (hình 3.2); gắn đầu đo khí thải vào ống xả phương tiện (hình 3.3); quan sát màn hình máy tính và chờ 30s để số liệu đo ổn định và ghi nhận kết quả (hình 3.4); tăng dần ga và lặp lại các thao tác trên.
-7- Hình 3.2 Thao tác gắn cảm biến tốc Hình 3.3 Thao tác gắn đầu đo khí độ vào động cơ thải vào ống xả phương tiện - Kết quả đo Cần lọc bỏ các số liệu đo đạc của các xe không đạt theo tiêu chuẩn khí thải Euro 2 trước khi đưa vào phân tích, tính toán. Hình 3.4 Màn hình kết quả đo khí thải phương tiện có động cơ xăng 3.3 Kết quả xây dựng mô hình tính khí thải của ô tô con ở Việt Nam 3.3.1 Xây dựng mô hình tính khí thải của ô tô con ở Việt Nam Từ các số liệu đo đạc, tác giả đã xây dựng mối quan hệ giữa khí thải và vận tốc của các loại ô tô con theo tiêu chuẩn khí thải Euro 2, kết quả như bảng 3.8: Bảng 3.8 Quan hệ khí thải và vận tốc của ô tô con theo tiêu chuẩn khí thải Euro 2 Dung Vận tốc tích động Khí thải tương đương CO2 (g/km) R2 Ghi chú (km/h) cơ (CC) 0 -130 f(V) = 0,0025.V2 – 0,3362.V+12,459 0,8620 Hình 3.5 CC < 0 -130 fCO(V) = 0,0024.V2 – 0,3256.V+11,927 0,8577 Hình 3.6 1,41L 0 -130 fHC(V) = 6.10-5.V2 – 0,0105.V+0,5326 0,8845 Hình 3.7 0 -130 f(V) = 0,002.V2 – 0,2791.V+11,54 0,7516 Hình 3.8 1,41L
-8- Ghi chú: f(V): là phương trình tính tổng khí thải CO và HC tương đương CO2 fCO(V): là phương trình tính khí thải CO tương đương CO2 fHC(V): là phương trình tính khí thải HC tương đương CO2 3.3.2 So sánh mô hình tính khí thải tác giả xây dựng và mô hình COPERT Mô hình Copert tính toán riêng cho các loại khí phát thải, không tính tổng hợp các khí và không quy đổi ra tương đương CO2. Do vậy, khi sử dụng cần tính khí thải thành phần sau đó quy đổi tương đương CO2 rồi mới tính được tổng khí thải tương đương CO2. Mô hình tính khí thải tác giả xây dựng vừa có thể tính riêng thành phần từng khí vừa có thể trực tiếp tính tổng khí thải tương đương CO2. Như vậy, mô hình tác giả xây dựng sẽ đơn giản hơn trong việc sử dụng. Tuy nhiên mô hình tác giả xây dựng có sự hạn chế là được xây dựng trong điều kiện xe không tải. Theo PGS.TS Hoàng Tùng [52] vấn đề này có thể khắc phục bằng cách nhân kết quả khí thải đo đạc (điều kiện không tải) với hệ số điều chỉnh 1,25 để quy đổi về lượng khí thải của xe trong điều kiện có tải. 3.3.3 Bình luận về các yếu tố thực tế ảnh hưởng đến kết quả xây dựng mô hình tính khí thải Tác giả đã tiến hành đo đạc khí thải của các xe ô tô con đến trạm đăng kiểm nên tập mẫu đảm bảo tính ngẫu nhiên và đại diện cho các loại xe, tuổi xe đang lưu thông tại Việt Nam. Có rất nhiều yếu tố thực tế của đường và người lái xe ảnh hưởng tới kết quả xây dựng mô hình tính khí thải như: khả năng thông hành của đường, mức độ ùn tắc của đường, độ dốc dọc của đường, loại mặt đường, tình trạng mặt đường, ảnh hưởng của gió, ảnh hưởng của khả năng người lái xe... nếu kể tới hết các yếu tố này thì vô cùng phức tạp và nếu có đề cập tới thì cũng làm phức tạp cho người sử dụng nên tác giả chọn quan điểm sử dụng giá trị vận tốc trung bình để gián tiếp phản ánh ảnh hưởng của toàn bộ các yếu tố thực tế kể trên. Việc sử dụng vận tốc trung bình cũng là cách làm của nhiều nước trên thế giới như các mô hình của Châu Âu và mô hình của HDM-4 sử dụng vận tốc trung bình, mô hình của Trung Quốc sử dụng vận tốc thiết kế để tính toán khí thải trên đường. 3.3.4 Ứng dụng kết quả tính khí thải cho các loại ô tô con ở Việt Nam Trên cơ sở mô hình tương quan khí thải và vận tốc của các nhóm xe ô tô con mà tác giả xây dựng, ta có thể lựa chọn vận tốc khai thác khoảng 50km/h- 60km/h sẽ có khí thải thấp nhất. Từ đó vấn đề đặt ra là đường trong đô thị có cần thiết phải thiết kế với tốc độ cao hay không? Theo tác giả, ngoại trừ đường cao tốc đô thị, còn các trục đường chính đô thị nên giảm tốc độ thiết kế về khoảng 60km/h ÷ 70km/h so với tiêu chuẩn hiện nay vì những lý do: - Dù có thiết kế đường đô thị (trừ đường cao tốc) với tốc độ thiết kế cao thì tốc độ khai thác vẫn thấp, đặc biệt ở các đô thị lớn, mật độ xe cao thì tốc độ
-9- khai thác còn thấp hơn rất nhiều tốc độ thiết kế. - Ô tô con lưu thông trên đường với vận tốc trong khoảng 50km/h – 60km/h sẽ phát thải khí và tiêu thụ nhiên liệu ít nhất. Vận tốc khai thác càng di chuyển với tốc độ cao >70 km/h thì xe ô tô càng phát thải và tiêu thụ nhiều nhiên liệu. 3.4 Kết quả quy hoạch MLĐ theo hướng giảm nhẹ BĐKH 3.4.1 Xét bài toán 1: bài toán đường nối theo mục tiêu tối ưu phát thải KNK và tiêu thụ nhiên liệu Đường AB đã được xác định trước. Điểm C nằm ngoài AB. Biết quan hệ vận tải CA, CB cụ thể: - Lưu lượng xe chạy giữa C và A là NA. Trong đó có m loại xe khác nhau và ta gọi NA,i là số xe của loại xe thứ i đi từ C đến A và ngược lại: m C N A   N A,i (3.10) i 1 - Lưu lượng xe chạy giữa C và B là NB. Trong Vn B h +N đó có m loại xe khác nhau và ta gọi NB,i là số xe của NA NA  NB loại xe thứ i đi từ C đến B và ngược lại: A D Vch H B m N B   N B ,i (3.11) X i 1 L1 L2 Do khí phát thải và nhiên liệu sử dụng có quan hệ tỷ lệ thuận nên có thể sử dụng mục tiêu tối ưu tổng phát thải KNK và tiêu thụ nhiên liệu làm hàm mục tiêu. Khi đó vị trí điểm D được xác định bởi góc  sao cho tổng phát thải KNK và nhiên liệu tiêu thụ của các phương tiện đi từ C đến A và B nhỏ nhất là: m  f (V i ch ,i ).( N A,i  N B ,i ) (3.12) cos   i 1 m  f (V i 1 i n ,i ).( N A,i  N B ,i ) trong đó: Vch ,i - vận tốc trung bình của loại xe thứ i trên đường chính AB; Vn ,i - vận tốc trung bình của loại xe thứ i trên đường nối CD;     f i Vch,i , f i Vn,i - là các công thức xác định lượng khí thải và tiêu hao nhiên liệu của từng loại xe i khi di chuyển với vận tốc trung bình Vch ,i trên đường chính và vận tốc trung bình Vn ,i trên đường nối; m - số loại xe. Vch,i , Vn,i – vận tốc trung bình trên trên đường chính AB và trên đường nối CD của loại xe thứ i và có thể được xác định thông qua tốc độ thiết kế khi xét đến ảnh hưởng của lưu lượng và được xác đinh thông qua biểu thức tham khảo ở [27]:
- 10 -  VchTK,i VchTK,i 1212 121 min N A,i , N B ,i  Vch ,i     2 121 4 VchTK,i   VnTK VnTK 1212 121N A,i  N B ,i  V  n ,i  ,i  ,i   2 121 4 VnTK,i VchTK,i , VnTK ,i - tốc độ thiết kế trên đường chính AB và trên đường nối CD của loại xe thứ i. Các yếu tố như mật độ dòng xe, hoạt động của giao thông trên đường, yếu tố hình học đường, chất lượng mặt đường … ảnh hưởng đến vận tốc xe chạy trên từng đoạn đường khác nhau sẽ được gián tiếp xét đến thông qua vận tốc trung bình. Việc chứng minh bài toán trên và minh họa bằng ví dụ số đã được trình bày chi tiết trong luận án. 3.4.2 Xét bài toán 2: bài toán đường nhánh theo mục tiêu tối ưu phát thải KNK và tiêu thụ nhiên liệu Ba điểm A, B, C được xác định trước. Biết quan hệ vận tải AB và AC (BC không có quan hệ vận tải) cụ thể: - Lưu lượng xe chạy giữa B và A là NB. Trong đó có n loại xe khác nhau và ta gọi NB,i là số xe của loại xe thứ i đi từ B đến A và ngược lại: n N B   N B ,i (3.13) i 1 B - Lưu lượng xe chạy giữa C và A là NC. Trong đó có n loại xe khác nhau và ta NB NB gọi NC,i là số xe của loại xe thứ i đi từ C O  đến A và ngược lại: NB+NC  n NC N C   N C ,i (3.14) A NC i 1 C Do khí phát thải và nhiên liệu sử dụng có quan hệ tỷ lệ thuận nên có thể sử dụng mục tiêu tối ưu phát thải KNK và tiêu thụ nhiên liệu làm hàm mục tiêu. Vị trí điểm O để có một đường chạy chung AO và hai nhánh OB và OC xác định bởi góc  và  để tổng khí thải và tiêu hao nhiên liệu các phương tiện nhỏ nhất thỏa mãn:  cos  . f i VOB ,i .N B ,i  cos  . f i VOC ,i .N C ,i   f i VOA,i  . N B , i  N C ,i  n n n  i 1 i 1 i 1 (3.15)       180 0   0 0 ;   0 0       max  trong đó: n - số loại xe khác nhau. fi(VOA,i), fi(VOB,i), fi(VOC,i) – là các công thức xác định lượng khí thải và tiêu
- 11 - hao nhiên liệu của từng loại xe i khi di chuyển với tốc độ trung bình VOA,i, VOB,i VOC,i VOA,i VOB,i VOC,i – vận tốc trung bình trên OA, OB, OC của loại xe thứ i. Việc chứng minh bài toán trên và minh họa bằng ví dụ số đã được trình bày chi tiết trong luận án. 3.4.3 Xét bài toán 3: bài toán lưới đường có quan hệ vận tải tam giác theo mục tiêu tối ưu phát thải KNK và tiêu thụ nhiên liệu Ba điểm A, B, C được xác định trước. Biết 3 điểm A, B, C có quan hệ vận tải lẫn nhau cụ thể: - Lưu lượng xe chạy từ A đến B và ngược lại là N AB. Trong đó có n loại xe khác nhau và ta gọi NAB,i là số xe của loại xe thứ i đi từ A đến B và ngược lại: n B N AB   N AB ,i (3.16) i 1 B NA BC - Lưu lượng xe chạy từ A đến C và ngược lại là h1 +N VOB NAB NBC NAC. Trong đó có n loại xe khác nhau và ta gọi E2  O N NAB+NAC NAC,i là số xe của loại xe thứ i đi từ A đến C và VOA E1 A ngược lại: A VO C+NB C h2 C n N AC   N AC ,i (3.17) NAC i 1 C - Lưu lượng xe chạy từ B đến C và ngược lại là N BC. Trong đó có n loại xe khác nhau và ta gọi NBC,i là số xe của loại xe thứ i đi từ B đến C và ngược lại: n N BC   N BC ,i (3.18) i 1 Do khí phát thải và nhiên liệu sử dụng có quan hệ tỷ lệ thuận nên có thể sử dụng mục tiêu tối ưu tổng phát thải KNK và tiêu thụ nhiên liệu làm hàm mục tiêu. Vị trí điểm O nối giữa 3 điểm A, B, C xác định bởi góc  và  để tổng khí thải và tiêu hao nhiên liệu các phương tiện nhỏ nhất thỏa mãn:  cos  . f i VOB ,i  . N AB ,i  N BC ,i   cos  . f i VOC ,i  . N AC ,i  N BC ,i  n n  i 1 i 1  n   f i VOA,i  . N AB ,i  N AC ,i  (3.19)  i 1       180 0   0 0 ;   0 0       max    trong đó:     f i VOA,i  , f i VOB,i , f i VOC ,i - là công thức xác định lượng khí thải và tiêu hao
- 12 - nhiên liệu của từng loại xe thứ i khi di chuyển với vận tốc trung bình VOA,i , VOB ,i , VOC ,i trên đoạn đường OA, OB, OC n - số loại xe khác nhau. VOA,i VOB,i VOC,i – vận tốc trung bình trên OA, OB, OC của loại xe thứ i. 3.4.4 Ý kiến của tác giả về việc ứng dụng 3 bài toán quy hoạch MLĐ lý thuyết theo mục tiêu tối ưu phát thải KNK và tiêu thụ nhiên liệu vào thực tế Khi kết quả tính toán là góc  (đối với bài toán 1) hoặc cặp góc  và  (đối với bài toán 2 và 3) thì với đường ngoài đô thị hay đường đô thị cũng không thể áp dụng ngay giá trị này để thiết kế mạng lưới mà cần dựa vào điều kiện thực tế để có thể giúp việc chọn tuyến tốt nhất theo các mục tiêu đặt ra. Cụ thể với một mạng lưới, theo bài toán quy hoạch MLĐ lý thuyết ta tìm được điểm D0 xác định bởi góc 0 là điểm tối ưu để kết nối giữa C và AB, tuy nhiên: giữa đường CD0 có thể gặp khó khăn về địa hình mà không thể xây dựng mới hoặc mạng lưới cũ đã có đường CD1 và CD2 lân cận CDo. Bài toán thực tế đặt ra là chọn tuyến CD1 hay CD2 sẽ tốt hơn về mặt phát thải KNK và tiêu thụ nhiên liệu? Hình 3.14 Minh hoạ ứng dụng 3 bài toán quy hoạch MLĐ lý thuyết theo mục tiêu tối ưu phát thải KNK và tiêu thụ nhiên liệu vào thực tế Phương án có giá trị  gần nhất với 0 sẽ là phương án hiệu quả hơn các phương án khác về mặt khí thải và nhiên liệu. Ví dụ minh họa như ở hình 3.14, do 2 - 0
- 13 - pháp AHP để xét bài toán đa mục tiêu này. Ví dụ, với mỗi mục tiêu ta xác định được một vị trí điểm nối O, cụ thể: mục tiêu tối ưu chiều dài tuyến ∑L ta xác định được điểm nối O1 thông qua góc 1; mục tiêu tối ưu thời gian di chuyển ∑t ta xác định được điểm nối O2 thông qua góc 2; mục tiêu tối ưu giá thành vận chuyển ∑S xác định được điểm nối O3 thông qua góc 3; mục tiêu tối ưu phát thải KNK và tiêu thụ nhiên liệu sử dụng ∑K ta xác định được điểm nối O4 thông qua góc 4 Như vậy, ta có một quỹ tích các điểm nối O, hay chính là một khoảng giá trị của các góc  [min(1, 2, 3, 4,), max(1, 2, 3, 4,)]. Khi đó nhà quy hoạch có thể căn cứ hài hòa các mục tiêu để chọn giá trị góc  nằm trong khoảng: [min(1, 2, 3, 4,), max(1, 2, 3, 4,)] Ứng dụng phương pháp AHP có thể xác định được trọng số ảnh hưởng của các phương án, từ đó có thể xác định được điểm thỏa mãn tốt nhất đồng thời các mục tiêu. Ví dụ minh họa được trình bày ở phụ lục 3.7. 3.5 Kết quả quy hoạch tuyến đường giao thông theo hướng giảm nhẹ BĐKH 3.5.1 Nội dung bài toán Một MLĐ có n điểm thuộc tập V, biết chiều dài và vận tốc trung bình khi di chuyển trên tuyến đường nối giữa các điểm trong mạng lưới. Tìm tuyến giao thông đi từ điểm a đến điểm z trong MLĐ giao thông để phương tiện tham gia giao thông tiêu thụ nhiên liệu và phát thải khí ít nhất. 3.5.2 Các bước của thuật toán Dijkstra Do nhiên liệu tiêu thụ và khí phát thải của các phương tiện giao thông là các số không âm nên thuật toán Dijkstra phù hợp để giải quyết bài toán trên. Do vậy, tác giả đã nghiên cứu và giới thiệu trình tự 5 bước của thuật toán Dijkstra. 3.5.3 Xây dựng chương trình Tác giả đã xây dựng chương trình kết hợp giữa thuật toán Dijkstra và mô hình tính khí thải để giải quyết bài toán trên. Code chương trình lập bằng ngôn ngữ lập trình Pascal được thể hiện ở Phụ Lục 3.8. 3.5.4 Ví dụ số 3.5.5 Ứng dụng bài toán tìm đường đi tối ưu phát thải KNK và tiêu thụ nhiên liệu trong thực tế 3.6 Kết luận chương 3 - Tác giả đã xây dựng quan hệ toán học giữa khí thải và tốc độ xe ô tô con trong điều kiện Việt Nam (bảng 3.8). - Tác giả đã kết hợp mô hình tính khí thải với bài toán đường nối, bài toán đường nhánh, bài toán lưới đường có quan hệ vận tải tam giác trong thiết kế MLĐ lý thuyết theo mục tiêu tối ưu phát thải KNK và tiêu thụ nhiên liệu nhằm giảm nhẹ BĐKH (mục 3.4). Sử dụng kết quả này kết hợp với các mục tiêu khác
- 14 - và vận dụng phương pháp AHP có thể giúp nhà quy hoạch chọn phương án quy hoạch thỏa mãn đa mục tiêu. - Đối với trường hợp xác định tuyến giao thông, tác giả đã kết hợp mô hình tính khí thải với bài toán tìm đường đi trong lý thuyết đồ thị để xây dựng bài toán tìm tuyến đường đi trong mạng lưới sao cho tiêu thụ nhiên liệu và phát thải khí ít nhất (mục 3.5) và thấy rằng không phải lúc nào tuyến đường đi ngắn nhất cũng là tuyến đường đi có tổng khí thải và tiêu thụ nhiên liệu nhỏ nhất. Các công ty công nghệ, dịch vụ bản đồ số và đặc biệt là các công ty vận tải có thể áp dụng ý tưởng bài toán này vào trong sản phẩm và hệ thống quản lý của hãng mình để phục vụ người sử dụng được tốt hơn, nhằm giảm bớt chi phí vận tải giúp tăng lợi nhuận cho doanh nghiệp. CHƯƠNG 4. LỰA CHỌN TỶ LỆ PHƯƠNG TIỆN VÀ DẠNG ĐÔ THỊ THEO HƯỚNG GIẢM NHẸ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Ở chương 3, tác giả đã tập trung nghiên cứu các vấn đề về quy hoạch MLĐ và tuyến theo hướng giảm nhẹ BĐKH. Vấn đề còn lại là lựa chọn tỷ lệ phương tiện và dạng đô thị theo hướng giảm nhẹ BĐKH đã được thể hiện qua các tiêu chí số 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 trong khung tiêu chí được đề xuất ở chương 2. Liên quan tới vấn đề này, ngày nay thế giới đều thống nhất vận chuyển hành khách bằng phương tiện vận tải công cộng (PTVTCC) là xu thế tất yếu mang lại sự bền vững và giá trị cộng đồng. Làm thế nào để phát triển giao thông công cộng? Có nhiều câu trả lời trong đó lý thuyết quy hoạch và phát triển đô thị mang tính chất quyết định. Các nghiên cứu trên thế giới về vấn đề này tập trung vào các tiêu chí của đô thị bền vững như chất lượng cuộc sống, hiệu quả sử dụng đất ... tuy nhiên tiêu chí giảm thiểu phát thải và tiêu thụ nhiên liệu chưa được đề cập một cách kỹ càng. Do đó, ở chương 4 luận án tập trung nghiên cứu lựa chọn tỷ lệ phương tiện và dạng đô thị theo hướng giảm nhẹ BĐKH. 4.1 Cơ sở khoa học và thực tiễn chọn tỷ lệ phương tiện và dạng đô thị theo hướng giảm nhẹ BĐKH 4.1.1 Khái niệm Ở phần này, luận án trình bày các khái niệm về cấu trúc không gian đô thị (urban spatial structure) và dạng đô thị (urban form). 4.1.2 Giới thiệu các mô hình phát triển không gian đô thị Mô hình phát triển không gian đô thị rất phong phú phụ thuộc vào hệ thống GTVT đô thị, phụ thuộc vào quy mô và điều kiện tự nhiên xã hội như: mô hình đô thị hạt nhân, mô hình đô thị hình sao, mô hình đô thị vệ tinh, mô hình đô thị dải, mô hình đô thị đa cực, mô hình phát triển đô thị gắn với các đầu mối giao thông công cộng (mô hình TOD - Transit Oriented Development ). 4.1.3 Đặc điểm dạng đô thị trải rộng và dạng đô thị nhỏ gọn Ở phần này, tác giả tổng hợp và trình bày các đặc điểm của dạng đô thị trải
- 15 - rộng (sprawl city) và dạng đô thị nhỏ gọn (compact city). 4.1.4 Tác động của phương tiện giao thông đô thị tới hình dạng đô thị Luận án trình bày mối quan hệ giữa sự phát triển của các loại phương tiện giao thông với sự phát triển của hình dạng đô thị thông qua 3 thời kỳ phát triển phương tiện: đi bộ và xe ngựa; tàu điện; ô tô và đường cao tốc. 4.1.5 Ba giai đoạn phát triển phương tiện của thời đại ô tô và đường cao tốc 4.1.6 Các tổ hợp và tỷ lệ phương tiện giao thông đô thị Tác giả đã điều tra tỷ lệ sử dụng phương tiện giao thông ở Hà Nội tháng 5- 8/2014 (phụ lục 4.3) và so sánh với kết quả điều tra của Tổng công ty tư vấn thiết kế công trình giao thông (TEDI) năm 2013 như ở bảng 4.4 cho thấy có sự phù hợp: thị phần của xe máy không đổi (75,3% và 76%) do nhu cầu mua mới xe máy đã ở mức bão hòa; thị phần xe ô tô con và taxi có xu hướng tăng lên (từ 3% lên 6%) điều này hoàn toàn phù hợp với xu thế mua xe ô tô cá nhân đang tăng rất nhanh ở bộ phận dân cư thành thị đặc biệt là ở thành phố lớn như Hà Nội; thị phần xe buýt tăng dần lên (9,3% lên 15%) là do sự gia tăng các chính sách hỗ trợ và phát triển tuyến giao thông công cộng. Bảng 4.4 Tỷ lệ các loại hình phương tiện theo khả năng phục vụ hành khách Tỷ lệ phương tiện tính theo khả năng phục vụ hành khách Loại xe Số liệu TEDI 2013 Số liệu tác giả khảo sát 2014 Xe đạp 9,6% 3% Xe máy 75,3% 76% Xe ô tô con, taxi 3,0% 6% Xe buýt 9,3% 15% 4.1.7 Chọn phương tiện vận tải dựa trên năng lực vận chuyển, mức tiêu hao nhiên liệu và phát thải KNK bình quân giai đoạn khai thác Với bài toán vĩ mô và ở Việt Nam chưa có số liệu khí thải và nhiên liệu tiêu thụ trong giai đoạn khai thác của xe buýt nhanh nên tác giả sử dụng phương pháp tính khí phát thải và nhiên liệu tiêu thụ của Vương quốc Anh. Tác giả đã tính toán cường độ luồng hành khách lớn nhất và tổng hợp kết quả ở bảng 4.5: Bảng 4.5 Năng lực vận chuyển tối đa của các loại hình vận tải Loại phương tiện Đặc điểm Xe Xe Xe Xe Xe buýt đạp máy buýt con nhanh Bề rộng đường (m) 1,0 3,5 3,5 3,5 3,5 Năng lực vận chuyển tối đa (HK/giờ) 1800 7920 4125 1400 9000 4.2 Phương pháp điều tra khảo sát tỷ lệ sử dụng phương tiện giao thông cơ giới đường bộ đô thị ở Việt Nam 4.2.1 Mục đích và phương pháp điều tra Nghiên cứu này nhằm xác định nhu cầu sử dụng phương tiện giao thông của
- 16 - người dân tương ứng với các khoảng cách đi lại khác nhau. Đây là vấn đề mang tính xã hội cao do vậy tác giả sử dụng phương pháp điều tra xã hội học. 4.2.2 Phương pháp lấy mẫu: Phương pháp lấy mẫu ngẫu nhiên phân tầng. 4.2.3 Đối tượng điều tra Tác giả đã tiến hành điều tra khảo sát tại Hà Nội tháng 5-8/2014 (phụ lục 4.3) và thống kê đối tượng điều tra mô phỏng theo kết quả biến động dân số - kế hoạch hóa gia đình Hà Nội năm 2007 như bảng 4.7: Bảng 4.7 Thống kê đối tượng điều tra TT Đối tượng điều tra Tỷ lệ (%) Số lượng (người) 1 Học sinh phổ thông 14,38 144 2 Sinh viên 21,94 219 3 Đối tượng đã đi làm 50,99 510 4 Người dân về hưu 12,69 127 Tổng cộng 100 1000 4.3 Kết quả lựa chọn tỷ lệ phương tiện và dạng đô thị theo hướng giảm nhẹ BĐKH 4.3.1 Điều tra tỷ lệ sử dụng phương tiện giao thông cơ giới đường bộ đô thị ở Việt Nam Từ kết quả khảo sát tiến hành thống kê và tổng hợp ta có kết quả sau: Bảng 4.9 Tỷ lệ sử dụng phương tiện giao thông cơ giới đường bộ đô thị Tỷ lệ sử dụng phương tiện giao thông cơ giới đường bộ đô Mục đích đi thị theo khoảng cách đi lại, km lại < 0,5 0,5 -1 1 – 1,5 1,5 - 2 2 – 2,5 2,5 - 3 > 3 Đi làm, đi học 0,15 0,30 0,70 0,85 0,90 0,95 0,98 Sinh hoạt khác 0,10 0,20 0,45 0,70 0,85 0,90 0,95 4.3.2 Xây dựng mối quan hệ giữa tỷ lệ phương tiện và mật độ dân số đô thị Trên cơ sở mối quan hệ giữa mật độ dân số đô thị (người/km2) và tỷ lệ phục vụ của PTVTCC (%) và tỷ lệ phục vụ của ô tô cá nhân (%) của 26 thành phố đặc trưng cho 3 giai đoạn phát triển phương tiện của thời đại ô tô và đường cao tốc (phụ lục 4.4), tác giả đã xây dựng phương trình mô tả mối quan đó như sau: Phương trình hồi quy tính toán tỷ lệ phục vụ của PTVTCC: PTVTCC(%) = 0,2408.D0,5504 (4.1) Phương trình hồi quy tính toán tỷ lệ phục vụ của ô tô cá nhân: OTOCN(%) = -16,1.ln(D)+ 177,58 (4.2) Trong đó: D – Mật độ dân số đô thị (người/km2); PTVTCC – Tỷ lệ phục vụ của phương tiện vận tải công cộng (%); OTOCN – Tỷ lệ phục vụ của ô tô cá nhân (%);
- 17 - Tỷ lệ GTCC (%) Tỷ lệ ô tô cá nhân (%) 80 80 60 OTOCN = -16,1ln(D) + 177,58 60 R² = 0,7017 40 40 PTVTCC = 0,2408D0,5504 20 R² = 0,751 20 0 2.500 5.000 7.500 10.000 17.500 25.000 12.500 15.000 20.000 22.500 27.500 0 0 2.500 5.000 7.500 0 10.000 12.500 15.000 17.500 20.000 22.500 25.000 27.500 D (mật độ) (người/km2) D (mật độ) (người/km2) Hình 4.12 Đồ thị tương quan giữa Hình 4.13 Đồ thị tương quan giữa tỷ tỷ lệ phục vụ của PTVTCC với mật lệ phục vụ của ô tô cá nhân với mật độ độ dân số dân số Như vậy, dựa vào công thức (4.1) và (4.2) có thể sơ bộ giúp xác định tỷ lệ PTVTCC, tỷ lệ ô tô cá nhân phù hợp với quy hoạch mật độ dân cư đô thị. Vấn đề đặt ra là với tỷ lệ phương tiện như vậy thì trong thực tế quy hoạch giao thông sẽ phải chọn phương thức vận tải như thế nào? Theo TCXDVN 104- 2007, hệ thống đường phố chính (chủ yếu và thứ yếu) chiếm một tỷ lệ lưu lượng giao thông rất lớn (65%-80%) đồng thời có chức năng giao thông cơ động cao, có ý nghĩa toàn đô thị, đáp ứng khả năng thông hành lớn. Để giải quyết vấn đề trên, tác giả chọn đường phố chính đô thị là đối tượng nghiên cứu ở các nội dung tiếp theo. 4.3.3 Lựa chọn phương thức vận tải trên đường phố chính đô thị theo hướng giảm nhẹ BĐKH a. Trên đường phố chính có 6 làn xe Gọi các biến số là số làn 1 chiều của mỗi loại hình phương tiện như sau: n1 – số làn xe ô tô, n1  N n2 – số làn xe máy, n2  N n3 – số làn xe hỗn hợp (ô tô, xe máy, xe buýt, xe đạp), n3  N n4 – số làn xe buýt, n4  N n5 – số làn xe buýt nhanh, n5  N Ngoài ra, với tất cả các phương án tổ chức giao thông ở làn xe cơ giới thì ta luôn chọn bố trí 1 làn xe thô sơ (xe đạp) rộng 1m ở trong cùng. - Tổng số làn của các loại hình phương tiện theo 1 chiều: n1+n2+n3+n4+n5 = 3 (làn) (4.3) - Điều kiện về số làn: + Làn riêng cho xe máy, xe buýt, xe buýt nhanh có thể có hoặc không: n2 , n4 , n5  0 (4.4) + Theo điều kiện tổ chức giao thông dành cho đường đô thị thì luôn luôn có ít nhất 1 làn xe ô tô đi riêng hoặc 1 làn xe hỗn hợp
- 18 - n1  1 (4.5) n  1  3 - Tổng số hành khách vận chuyển (HK) là: (4.6)  HK  n .1400  n .7920  n .6842  n .4125  n .9000  1.1800 1 2 3 4 5 - Tổng lượng khí thải và nhiên liệu tiêu thụ (gCO2/km) là:  E  n .1400.207  n .7920.106  n .6842.105,2  n .4125.81,8  n .9000.29 (4.7) 1 2 3 4 5 - Khí thải và nhiên liệu tiêu thụ trên 1 HK là: E E (4.8)  HK - Điều kiện về sự tồn tại của tất cả các loại phương tiện: Do mỗi loại phương tiện có chức năng và nhiệm vụ riêng nên mỗi loại đều tồn tại với một tỷ lệ nhất định là tất yếu nên ta có hệ điều kiện:  HK.ôtô  n1.1400  .n3 .6842.6%  0   (4.9)  HK.xemay  n2 .7920  .n3 .6842.76%  0   HK.xebuyt  n4 .4125  .n3 .6842.15%  0  - Thiết lập hệ điều kiện tính toán: Từ (4.3), (4.4), (4.5), (4.6), (4.7), (4.8), (4.9) ta có thể viết thành hệ điều kiện (4.10)  E   E  min   HK  E  n .1400.207  n .7920.106  n .6842.105,2  n .4125.81,8  n .9000.29  1 2 3 4 5  HK  n .1400  n .7920  n .6842  n .4125  n .9000  1.1800 (4.10)  1 2 3 4 5  HK .ôtô  n1 .1400  .n3 .6842.6%  0   HK .xemay  n 2 .7920  .n3 .6842.76%  0   HK .xebuyt  n 4 .4125  .n3 .6842.15%  n5 .9000  0  n1  n 2  n3  n 4  n5  3 n 2 , n 4 , , n 5  0  n1 , n3  1  n1 , n 2 , n3 , n 4 , n5  N Với mỗi phương án thứ i (n1, n2, n3, n4, n5)i khác nhau ta xác định được được 1 giá trị khí thải và tiêu thụ nhiên liệu trên 1 HK là Ei . Tiến hành thử tất cả các trường hợp có thể có của các cách tổ chức giao thông bằng cách thay đổi bộ biến số (n1, n2, n3, n4, n5) ta có các giá trị Ei khác nhau. Từ đó có cơ sở để so sánh và tìm ra phương án có khí thải và tiêu thụ nhiên liệu trên 1 hành khách (Ei) nhỏ nhất. Xét trên quan điểm tối ưu về khí thải và nhiên liệu tiêu thụ, tác giả đề xuất 2 phương án tỷ lệ phương tiện như sau: