Đề tài Nghiên cứu ứng dụng bài toán điều khiển giao thông bằng làn sóng xanh trên các trục giao thông chính ở thành phố Đà Nẵng

Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 1 MÅÍÍ ÂÁÖÖU. 1. ĈҺT VҨN Ĉӄ. Vӟi mӝt nӅn kinh tӃ còn thҩp, thu nhұp cӫa ngѭӡi dân chѭa cao thì các phѭѫng tiӋn giao thông vӟi giá thҩp ÿѭӧc sӱ dөng ngày càng nhiӅu và phә biӃn, mà ÿһc biӋt trong ÿó là loҥi xe môtô 2 bánh. Do vұy, mà sӵ gia tăng cӫa các loҥi xe hai bánh trong thành phӕ nhanh ÿӃn chóng mһt. Chính sӵ bùng phát cӫa loҥi phѭѫng tiӋn giao thông hai bánh cùng vӟi ý thӭc chҩp hành luұt giao thông cӫa ngѭӡi dân còn chѭa cao, nên dòng xe tham gia lѭu thông trên tuyӃn là dòng hӛn tҥp gây rҩt nhiӅu khó khăn cho viӋc tә chӭc ÿLӅu khiӇn giao thông. Vӟi ÿһc ÿLӇm nhѭ trên, hiӋn nay trong các ÿô thӏ nѭӟc ta chѭa áp dөng các biӋn pháp tә chӭc giao thông tiӃn bӝ nhѭ các nѭӟc phát triӇn trên thӃ giӟi. Do sӵ bӝt phát cӫa các phѭѫng tiӋn giao thông cá nhân, ý thӭc kém trong viӋc chҩp hành luұt lӋ giao thông cNJng nhѭ sӵ lҥc hұu và yӃu kém cӫa cѫ sӣ hҥ tҫng ÿô thӏ làm cho giao thông trong ÿô thӏ ViӋt Nam mang nhӳng ÿһc thù rõ rӋt. Ĉó là: - Dòng xe hӛn hӧp vӟi xe hai bánh chiӃm tӹ lӋ lӟn. - Sӵ tăng trѭӣng sӕ lѭӧng xe ӣ mӭc cao. - Hҫu hӃt các nút ÿLӅu khiӇn ÿӝc lұp nhau. Vӟi hiӋn trҥng giao thông nhѭ hiӋn nay, ÿòi hӓi nhӳng ngѭӡi làm công tác quҧn lý và kӻ thuұt giao thông ngày càng nӛ lӵc hѫn trong viӋc phát hiӋn và giҧi quyӃt các vҩn ÿӅ phӭc tҥp cӫa kӻ thuұt giao thông nhҵm nâng cao chҩt lѭӧng khai thác. Trên thӃ giӟi, các bài toán kӻ thuұt giao thông ÿã ÿѭӧc nghiên cӭu tӯ rҩt sӟm vӟi viӋc vұn dөng các lý thuyӃt phөc vөÿám ÿông và lý thuyӃt dòng xe, mà các ÿҥi diӋn tiêu biӇu là : Webster(1957), Edie(1958) ÿã giҧi quyӃt nhiӅu bài toán giao thông phӭc tҥp. KӃ thӯa các thành tӵu ÿó :Roberson(1969), Kimber(1977), Acelick(1992)...ÿã ÿѭa kӻ thuұt ÿLӅu khiӇn giao thông lên tҫm cao mӟi . Ӣ ViӋt Nam, vӟi các công trình nghiên cӭu cӫa các nhà khoa hӑc, các chuyên gia trong lƭnh vӵc kӻ thuұt giao thông nhѭ :Gs.Ts. Ĉӛ Bá Chѭѫng, Gs.Ts. Dѭѫng Hӑc Hҧi, PGs.Ts. NguyӉn Quang Ĉҥo, Ts. Phan Cao Thӑ, Ts. VNJ Gia HiӉn, Ts. Trҫn Danh Lӧi ... ÿã tҥo tiӅn ÿӅ, cѫ sӣ, phѭѫng pháp luұn vӳng chҳc trong lƭnh vӵc nghiên cӭu giao thông ӣÿô thӏ ViӋt Nam -mӝt loҥi hình giao thông mang ÿһc thù riêng. Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 2 Trong thӡi gian gҫn ÿây mӝt sӕ thành phӕ lӟn ӣ nѭӟc ta nhѭ: Hà Nӝi, TP Hӗ Chí Minh, Hҧi Phòng, HuӃ, Ĉà Nҹng... ÿã ӭng dөng tiӃn bӝ khoa hӑc kӻ thuұt trong ÿiӅu khiӇn giao thông bҵng tín hiӋu ÿèn.Chính hӋ thӕng ÿLӅu khiӇn bҵng ÿèn tín hiӋu này ÿã góp phҫn giҧi quyӃt vҩn nҥn ùn tҳc giao thông trên các tuyӃn ÿѭӡng trong ÿô thӏ và nâng cao ý thӭc chҩp hành luұt giao thông cӫa ngѭӡi dân, ÿiӅu này ÿã phҫn nào nâng cao mӭc ÿӝ văn minh cӫa ÿô thӏ. Chính vì vұy mà hӋ thӕng ÿLӅu khiӇn giao thông bҵng tín hiӋu ÿèn càng ngày sӁÿѭӧc sӱ dөng càng nhiӅu trong các thành phӕӣ nѭӟc ta. Tҥi Thành PhӕĈà Nҹng -mӝt thành phӕÿang trên ÿà phát triӇn-cNJng không nҵm ngoài xu thӃ chung ÿó. HiӋn nay trên ÿӏa bàn thành phӕ sӕ lѭӧng các nút ÿLӅu khiӇn bҵng ÿèn tín hiӋu khá lӟn và trong tѭѫng lai, vӟi xu thӃ phát triӇn cӫa nӅn kinh tӃ sӁ khiӃn tình hình giao thông trong thành phӕ sӁ càng phӭc tҥp, do ÿó hӋ thӕng ÿLӅu khiӇn giao thông bҵng tín hiӋu ÿèn sӁ càng ÿѭӧc sӱ dөng phә biӃn. Tuy nhiên, hiӋn nay các nút ÿiӅu khiӇn giao thông bҵng ÿèn tín hiӋu này ÿӅu làm viӋc ÿӝc lұp nhau, chính ÿiӅu này ÿã khiӃn cho các dòng xe lѭu thông trên tuyӃn chính nhѭ :Lê Duҭn, Hùng Vѭѫng,... phҧi mҩt rҩt nhiӅu thӡi gian khi lѭu thông do phҧi chӡÿèn ÿӓ khi qua nút, làm tăng chi phí vұn chuyӇn (theo [1] thì khi xe gһp ÿèn ÿӓ trong mӝt chu kǤÿèn dài 60s thì lѭӧng tiêu hao nhiên liӋu cho 1000 xe là : xe con 3,06 lít/1000xe; xe tҧi 4,75 lít/1000 xe; xe buýt 6,0 lít/1000 xe) và ít nhiӅu gây tình trҥng ùn tҳc giao thông, gia tăng mӭc ÿӝ ô nhiӉm khói do khí thҧi cӫa ÿӝng cѫ khi chӡÿèn xanh và tiӃng ӗn cNJng nhѭ tҥo tâm lý căng thҷng, khó chӏu dѭӟi thӡi tiӃt không tӕt cho ngѭӡi lái xe. Tình trҥng này sӁ càng phӭc tҥp hѫn khi trong tѭѫng lai lѭu lѭӧng xe tăng nhanh và nhiӅu. Trѭӟc hiӋn trҥng giao thông nhѭ hiӋn nay, thành phӕÿã chӫ trѭѫng ÿӅ ra dӵ án "Xây dӵng trung tâm ÿLӅu khiӇn" do Tây Ban Nha ÿҫu tѭ vӟi sӕ vӕn dӵ kiӃn lên ÿӃn 3,5 triӋu USD ÿӇ giҧi quyӃt vҩn ÿӅ giao thông trên ÿӏa bàn thành phӕĈà Nҹng hiӋn tҥi cNJng nhѭ trong tѭѫng lai. Dӵ án tұp trung chӫ yӃu vào viӋc bӕ trí các ÿèn ÿiӅu khiӇn tҥi các nút, ÿһc biӋt ѭu tiên cho các nút giao trên các trөc Phӕ chính nhѭ :Hùng Vѭѫng, Lê Duҭn,... . Dӵ án hoăn thănh sӁ tҥo ÿLӅu kiӋn thuұn lӧi ÿӇ áp dөng các bài toán vӅ ÿiӅu khiӇn thích nghi, ÿLӅu khiӇn phӕi hӧp ÿèn tín hiӋu,... Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 3 Xe chӡÿèn xanh trên Hѭӟng Lê Duҭn (nút Lê Du̱n-Hoàng Hoa Thám) Xe chӡÿèn xanh trên Hѭӟng Lê Duҭn (nút Lê Du̱n-Ông Ích Khiêm) ĈӇ giҧi quyӃt bài toán giao thông phӭc tҥp trong các ÿô thӏ trên, hiӋn nay có rҩt nhiêù giҧi pháp nhѭ : mӣ rӝng các nút giao thông, mӣ rӝng nhánh dүn,…tuy nhiên vӟi ÿһc ÿLӇm hiӋn nay cӫa hҫu hӃt các tuyӃn ÿѭӡng trong ÿô thӏ nѭӟc ta là khó mӣ rӝng mһt bҵng vì vұy bài toán phӕi hӧp các nút giao thông có ÿèn ÿiӅu khiӇn trên cùng mӝt tuyӃn ÿѭӡng ÿѭӧc xem là mӝt giҧi pháp hӧp lý nhҩt bӣi ít tӕn kinh phí ÿҫu tѭ hѫn. Nhѭ ta ÿã biӃt, bài toán ÿiӅu khiӇn thích nghi cNJng nhѭ bài toán ÿiӅu khiӇn phӕi hӧp là mӝt tiӃn bӝ trong Oƭnh vӵc tә chӭc, ÿLӅu khiӇn giao thông cӫa nhân loҥi. Bài toán này ÿã ÿѭӧc sӱ dөng ӣ hҫu hӃt các nѭӟc tiên tiӃn trên thӃ giӟi bӣi tính ѭu viӋc cӫa nó so vӟi các biӋn pháp tә chӭc giao thông khác. Bài toán ÿiӅu khiӇn thích nghi sӁ giҧi quyӃt ÿѭӧc sӵ thay ÿәi bҩt thѭӡng cӫa dng xe theo khng gian vă thӡi gian do ÿó Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 4 Wăng mӭc ÿӝ an toàn và giҧi quyӃt vҩn ÿӅ ùn tҳc giao thông trong các nút giao thông ÿiӅu khiӇn ÿèn vӟi chu kǤ cӕÿӏnh. Bài toán ÿiӅu khiӇn phӕi hӧp tӓ ra hiӋu quҧ trên các tuyӃn ÿѭӡng có nhiӅu nút ÿLӅu khiӇn bҵng ÿèn tín hiӋu. HӋ thӕng sӁ tăng ÿӝ an toàn, nâng cao khҧ năng thông hành, giҧm tәn thҩt thӡi gian, giҧm tâm lý căng thҷng cho ngѭӡi lái xe. Xuҩt phát tӯҒ nhӳng hiӇu biӃt trên, ÿӅ tài “Nghiên cͱu ͱng dͭng bài toán ÿi͉u khi͋n giao thông b̹ng “làn sóng xanh” trên các trͭc giao thông chính trong TP Ĉà N̽ng” ÿѭӧc hình thành. 2.0ӨC ĈÍCH VÀ NӜI DUNG NGHIÊN CӬU. Mөc ÿích cӫa ÿӅ tài là ÿi lӵa chӑn lý thuyӃt tính toán phù hӧp vӟi ÿLӅu kiӋn giao thông ӣÿô thӏĈà Nҹng và tӯÿó xây dӵng chѭѫng trình tính toán ÿiӅu khiӇn ÿèn bҵng “làn sóng xanh”. 0өc ÿích cө thӇ cӫa ÿӅ tài là ӭng dөng bài toán ÿiӅu khiӇn phӕi hӧp ÿèn tín hiӋu “làn sóng xanh” cho mӝt sӕ tuyӃn: Lê Duҭn, Hùng Vѭѫng ӣ thành phӕ Ĉà Nҹng và mӝt sӕ tuyӃn khác có ÿiӅu kiӋn tѭѫng tӵ. Nӝi dung nghiên cӭu cӫa ÿӅ tài: Vӟi mөc ÿích, ý nghƭa nhѭ trên ÿӅ tài tұp trung ÿi vào nghiên cӭu chӫ yӃu là bài toán ÿiӅu khiӇn liên kӃt tín hiӋu ÿèn, tӯÿó lӵa chӑn mô hình toán phù hӧp vӟi ÿLӅu kiӋn nѭӟc ta .Nӝi dung chӫ yӃu cӫa ÿӅ tài: Tìm hiӇu tәng quan vӅ vӅ hӋ thӕng ÿiӅu khiӇn tín hiӋu ÿèn bҵng “làn sóng xanh” Tìm hiӇu lý thuyӃt tính toán “làn sóng xanh”, khҧo sát thӵc nghiӋm ÿӇ lӵa chӑn bài toán phù hӧp. Xây dӵng chѭѫng trình tính toán kiӇm tra và mô hình hoá dòng xe trên tuyӃn sau khi ÿiӅu khiӇn “làn sóng xanh”. 3.PHѬѪNG PHÁP, ĈӔI TѬӦNG VÀ PHҤM VI NGHIÊN CӬU : 3.1.Phѭѫng pháp nghiên cӭu: Vӟi mөc ÿích nêu trên, phѭѫng pháp nghiên cӭu cӫa ÿӅ tài là: + Nghiên cӭu thӵc nghiӋm dòng xe trên ÿӏa bàn thành phӕ Ĉà Nҹng. +Nghiên cӭu lý thuyӃt dòng xe trong nút giao thông ÿӇ xây dӵng lý thuyӃt tính toán cho hӋÿLӅu khiӇn làn sóng xanh . +Xây dӵng các thuұt toán tӯÿó viӃt thành chѭѫng trình tính, mô hình hoá dòng xe bҵng ngôn ngӳ Visual Basic chҥy trên nӅn Window. Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 5 3.2.Ĉӕi tѭӧng và phҥm vi nghiên cӭu: Vӟi mөc ÿích cӫa ÿӅ tài là nghiên cӭu vӅÿLӅu khiӇn giao thông trên ÿӏa bàn thành phӕĈà Nҷng nên ÿӕi tѭӧng nghiên cӭu cӫa ÿӅ tài là các nút giao thông có ÿiӅu khiӇn bҵng tín hiӋu ÿèn trên các trөc giao thông chính ӣ thành phӕĈà Nҹng. Phҥm vi nghiên cӭu cӫa ÿӅ tài: · Nút có ÿèn ÿiӅu khiӇn 2 pha. · Sӕ lѭӧng nút có ÿLӅu khiӇn bҵng tín hiӋu ÿèn trong tuyӃn tӯ 4 ÿӃn 15 nút. · Khoҧng cách giӳa các nút là bҩt kǤ. · /ѭu lѭӧng theo hai hѭӟng là bҩt kǤ và ít thay ÿәi trên toàn tuyӃn(chênh lӋch <25%). · Vұn tӕc giӳa các nút là bҩt kǤ. · Thӡi gian cho mӛi chu kǤ là không ÿәi trên toàn hӋ liên kӃt. · Thành phҫn xe hai bánh chiӃm tӹ lӋ chӫ yӃu trong dòng xe. · Tӹ lӋ dòng xe rӁ trái trên tuyӃn phӕi hӧp <25%. 4.KӂT CҨU CHUNG &ӪA Ĉӄ TÀI: Vӟi Pөc ÿích và nӝi dung nghiên cӭu nhѭ trên, kӃt cҩu Fӫa ÿӅ tài gӗm 5 chѭѫng, phҫn mӣ ÿҫu, phҫn kӃt luұn kiӃn nghӏ vӟi tәng sӕ trang là 90 trang, các hình vӁ, bҧng biӇu,...và 18 tài liӋu tham khҧo. Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 6 CHÆÅNG 1 TÄØØNG QUAN VÃÖÖ HÃÛÛ THÄÚÚNG ÂIÃÖÖU KHIÃØØN GIAO THÄNG BÀÒÒNG "LAÌÌN SOÏÏNG XANH" VAÌÌ HIÃÛÛN TRAÛÛNG GIAO THÄNG ÅÍÍ ÂAÌÌ NÀÔÔNG ĈiӅu khiӇn giao thông bҵng ÿèn tín hiӋu là mӝt phѭѫng pháp hiӋn ÿҥi trong tә chӭc giao thông cӫa nhân loҥi. HiӋn nay ÿang tӗn tҥi nhiӅu hình thӭc khác nhau cӫa phѭѫng pháp ÿiӅu khiӇn giao thông bҵng ÿèn tín hiӋu và ÿѭӧc sӱ dөng ӣ hҫu hӃt các quӕc gia. Vӟi tӕc ÿӝ gia tăng nhanh chóng cӫa lѭu lѭӧng giao thông hiӋn nay ӣ nѭӟc ta nói chung và ӣ thành phӕĈà Nҹng nói riêng ÿòi hӓi nhӳng nhà tә chӭc giao thông cNJng nhѭ các chuyên gia, nhà khoa hӑc trong lƭnh vӵc này phҧi nә lӵc nghiên cӭu ÿӇ lӵa chӑn phѭѫng pháp tә chӭc ÿLӅu khiӇn nhҵm hѭӟng ÿӃn mөc tiêu an toàn, tiӋn lӧi và kinh tӃ. HiӋn nay, trên mӝt sӕ trөc giao thông chính trong ÿô thӏ lѭu lѭӧng xe khá lӟn, nhѭng vì lѭu thông trong ÿô thӏ nên các xe thѭӡng xuyên phҧi dӯng hành trình do gһp ÿèn ÿӓ. ĈӇ khҳc phөc tình trҥng này bài toán phӕi hӧp ÿèn tín hiӋu trên các trөc này có thӇ xem xét áp dөng nhҵm nâng cao khҧ năng khai thác và mӭc ÿӝ an toàn cho dòng xe . ĈӇ phӕi hӧp ÿèn tín hiӋu ta có thӇ sӱ dөng phѭѫng pháp : phӕi hӧp luân phiên, phӕi hӧp “làn sóng xanh”, ÿiӅu khiӇn thích nghi. 1.1.MӜT SӔ KHÁI NIӊM Vӄ Hӊ THӔNG ĈIӄU KHIӆN GIAO THÔNG BҴNG TÍN HIӊU ĈÈN: Lӏch sӱ ra ÿӡi và phát triӇn kӻ thuұt ÿLӅu khiӇn giao thông bҵng tín hiӋu ÿèn ÿã có tӯ lâu-KӇ tӯ khi chӃ tҥo ra ÿèn hѫi ÿӕt ÿLӅu khiӇn bҵng tay vào gҫn cuӕi thӃ kӻ XIX (lҳp tҥi Westminster -Anh năm 1868) và mãi ÿӃn năm 1918 mӟi có chiӃc ÿèn ÿiӅu khiӇn ba màu bҵng tay ӣ New York, sau ÿó năm 1926 chiӃc ÿèn ÿiӅu khiӇn tӵÿӝng ba màu ÿѭӧc lҳp ӣ Wolverhompton (Anh) thì cho ÿӃn nay hӋ thӕng ÿèn ÿiӅu khiӇn tӵ ÿӝng ba màu (xanh, vàng, ÿӓ) ÿã ÿѭӧc ӭng dung rӝng rãi ӣ hҫu hӃt các ÿô thӏ lӟn trên thӃ giӟi. Ĉèn ÿiӅu khiӇn giao thông: ÿó là chiӃc ÿèn có thӇÿѭӧc thҳp sáng bҵng các nguӗn năng lѭӧng khác nhau mà hiӋn nay sӱ dөng chӫ yӃu là ÿèn ÿiӋn. Ĉèn có thӇ chuyӇn ÿәi qua lҥi giӳa các màu :xanh, ÿӓ, vàng trong quá trình làm viӋc. Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 7 ĈiӅu khiӇn giao thông bҵng tín hiӋu ÿèn: tӭc là phân chia thӡi gian cho các luӗng xe qua mӝt nút giao thông ÿӇ giҧm bӟt hoһc triӋt tiêu các xung ÿӝt. Trong hӋ thӕng ÿLӅu khiӇn giao thông bҵng tín hiӋu ÿèn gӗm có: ÿLӅu khiӇn ÿӝc lұp; ÿLӅu khiӇn thích nghi; ÿLӅu khiӇn phӕi hӧp . Trong giai ÿoҥnÿҫu do lѭu lѭӧng xe lѭu thông còn nhӓ nên hҫu hӃt các nút ÿѭӧc ÿLӅu khiӇn ÿӝc lұp, vӅ sau cùng vӟi sӵ phát triӇn cӫa KHKT và dòng xe nên ngѭӡi ta ÿã nghƭ ra cách phӕi hӧp các ÿèn trên các hѭӟng chính sao cho dòng xe trên Kѭӟng chính thông qua nhiӅu nút hiӋu quҧ nhҩt, cNJng nhѭ sӱ dөng nhӳng thành tӵu cӫa khoa hӑc ÿӇ xây dӵng các phҫn mӅm tҥo nên các “chu kǤ mӅm tӕi ѭu”. Tӯÿó bài toán phӕi hӧp ÿLӅu khiӇn các ÿèn và ÿiӅu khiӇn thích nghi cӫa ÿèn tín hiӋu ra ÿӡi. 1.1.1.ĈiӅu khiӇn ÿèn ÿӝc lұp: Các ÿèn ÿһt tҥi các nút không có liên hӋ lүn nhau khi hoҥt ÿӝng. Mӛi ÿèn tҥi mӛi nút làm viӋc ÿӝc lұp nhau. Chính vì vұy viӋc tә chӭc ÿLӅu khiӇn rҩt ÿѫn giҧn, tuy nhiên nó làm cho dòng xe chҥy trên tuyӃn chính có nhiӅu nút ÿLӅu khiӇn ÿӝc lұp bӏ tәn thҩt thӡi gian rҩt lӟn . Vì vұy nó thích hӧp cho các nút giao trên các trөc có lѭu lѭӧng nhӓ. 1.1.2.ĈiӅu khiӇn phӕi hӧp : HӋ thӕng ÿLӅu khiӇn giao thông phӕi hӧp bҵng ÿèn tín hiӋu là mӝt tiӃn bӝ lӟn so vӟi ÿLӅu khiӇn tӯng nút giao thông riêng biӋt. HӋ thӕng này ÿѭӧc áp dөng vào nhӳng Qăm 20 cӫa thӃ kӻ XX gҳn vӟi kӃt quҧ nghiên cӭu lý thuyӃt cӫa Henry-Waston (Anh) So vӟi ÿLӅu khiӇn riêng biӋt tӯng nút thì viӋc áp dөng ÿLӅu khiӇn giao thông phӕi hӧp có các ѭu ÿiӇm sau: - Nâng cao tӕc ÿӝ xe chҥy và giҧm sӕ chә xe phãi dӯng. - Xe chҥy trên ÿѭӡng phӕ nhӏp nhàng, ÿӅu ÿһng làm tăng khҧ năng thông hành cӫa nút. - Tӕc ÿӝ xe chҥy cӫa phѭѫng tiӋn giao thông trên ÿѭӡng phӕ là tѭѫng ÿӕi ÿӗng ÿӅu vì không cho phép xe chҥy vӟi tӕc ÿӝ quá cao và buӝc các lái xe ÿang ÿi vӟi tӕc ÿӝ thҩp phҧi tăng tӕc ÿӇ kӏp ÿӃn ngã tѭ khi có ÿèn xanh, nhҵm tránh bӏ dӯng do ÿèn ÿӓ. -ĈiӅu khiӇn phӕi hӧp tҥo ÿLӅu kiӋn giҧm tai nҥn giao thông ,vì khi ÿi tӟi ngã tѭ xe gһp ngay ÿèn xanh ÿӇ vѭӧt qua nên không xҧy ra tình huӕng xe sau ÿâm vào xe ÿi trѭӟc. Thӡi gian giӳa các xe chҥy trong dòng thѭӡng không quá 2-3 giây. - Làm cho ngѭӡi ÿi bӝ tuân thӫ qui tҳt giao thông an toàn hѫn khi ÿi qua ÿѭӡng Trong bài toán ÿiӅu khiӇn phӕi hӧp có hai loҥi: Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 8 - ĈiӅu khiӇn phӕi hӧp ÿӗng bӝ. - ĈiӅu khiӇn phӕi hӧp liên hoàn(“làn sóng xanh”). *Di͉u khi͋n ph͙i hͫp ÿ͛ng b͡: HӋ thӕng ÿLӅu khiӇn giao thông phӕi hӧp ÿӗng bӝ là cùng mӝt lúc thay ÿәi tín hiӋu ÿèn trên tҩt cҧ các ngã tѭ trên mӝt dãy tuyӃn phӕ. Trong ÿó bài toán truyӅn ÿӗng thӡi tҩt cҧ các tín hiӋu cùng màu trong cùng mӝt thӡi hҥn nhѭ nhau trên tҩt cҧ các nút giao thông liӅn kӅ là bài toán ÿѫn giҧn nhҩt và ÿѭӧc dùng phә biӃn hѫn. Bài toán này chӍ phát huy tác dung trong trѭӡng hӧp khi khoҧng cách các nút nhѭ nhau, thӡi gian cҫn thiӃt ÿҿ các xe chҥy tӯ nút này ÿӃn nút kia nhӓ hѫn thӡi gian cӫa mӝt chu kǤÿèn vѫí tӕc ÿӝ không ÿәi. Ĉi͉u khi͋n ph͙i hͫp liên hoàn (“làn sóng xanh”) HӋ thӕng này có thӇ áp dung khi khoҧng cách giӳa các ngã tѭ bҩt kǤ. Chính vӟi ÿһc ÿLӇm này giúp cho hӋ thӕng ÿLӅu khiӇn làn sóng xanh ÿѭӧc áp dung nhiӅu hѫn vì thӵc tӃÿa sӕ các tuyӃn phӕ ,khoҧng cách giӳa các nút không ÿӅu nhau. Phӕi hӧp các ÿèn tín hiӋu trên ÿѭӡng phӕ nhѭ là hàm cӫa vұn tӕc. Vì vұy hӋ thӕng ÿLӅu khiӇn làn sóng xanh có thӇ chia ra ba trѭӡng hӧp: · Vӟi tӕc ÿӝ xe chҥy không ÿәi theo 1 hay 2 hѭӟng. · HӋ thӕng vӟi tӕc ÿӝ xe chҥy thay ÿәi. · HӋ thӕng vӟi tӕc ÿӝ xe chҥy cѭӥng bӭc. Trong ba trѭӡng hӧp trên thì hӋ thӕng vӟi tӕc ÿӝ xe chҥy không ÿәi theo 1 hay 2 Kѭӟng là thѭӡng gһp hѫn cҧ. 1.1.3.ĈiӅu khiӇn thích nghi: Bài toán ÿiӅu khiӇn thích nghi tӭc là nâng cao khҧ năng thích nghi vӟi dòng xe tӭc thӡi, bҵng cách thu các tín hiӋu (xung) do các xe phát ra báo vӅ máy xӱ lý và cho ra chu kǤ thích hӧp. Vào ÿҫu nhӳng năm 1930 khi mà khoa hӑc chѭa phát triӇn, ÿӇ thӵc hiӋn bài toán thích nghi các nhà tә chӭc giao thông ÿã dùng mӝt sӕ chѭѫng trình cӕÿӏnh thay ÿәi trong mӝt ngày cho phù hӧp vӟi lѭu lѭӧng xe vào các giӡ sáng, trѭa, chiӅu, tӕi. Phѭѫng pháp này ngѭӡi ta gӑi là ÿiӅu khiӇn thích nghi bҵng "chu kǤ cӭng". Theo thӡi gian, cùng vӟi sӵ phát triӇn cӫa KHCN và dòng xe, bài toán ÿiӅu khiӇn thích nghi bҵng “chu kǤ cӭng” tӓ ra không còn phù hӧp nӳa. Tӯ thӵc tӃÿó, các nhà nghiên cӭu ÿã ÿѭa ra phѭѫng pháp mӟi: ÿLӅu khiӇn thích nghi bҵng “chu kǤ mӅm”-tӭc là xây dӵng mӝt chѭѫng trình tҥo nên các “chu kǤ mӅm tӕi ѭu” ÿiӅu khiӇn các tín hiӋu ÿèn sao cho luôn luôn thích ӭng vӟi các dòng xe tӭc thӡi ra vào các nút Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 9 giao thông. ĈӇÿҧm bҧo khҧ năng thông hành tҥi các nút ÿҥt giá trӏ tӕi ѭu, ngѭӡi ta ÿã chӃ ra các máy tách xung (gӑi là Detector) ÿӇÿo, ÿӃm xe, thu thұp các thông tin cҫn thiӃt truyӅn vӅ trung tâm ÿLӅu khiӇn, tӯÿó trung tâm xӱ lý và tính ra chu kǤ hӧp lý. Ѭu ÿiӇm cӫa bài toán ÿiӅu khiӇn thích nghi bҵng “chu kǤ mӅm” là giҧi quyӃt ÿѭӧc tình trҥng ùn tҳc giao thông tҥi các nút giao.Và nó là mӝt phҫn trong HӋ Thӕng Giao Thông Thông Minh mà các nѭӟc tiӃn bӝÿã và ÿang nghiên cӭu hoàn thiӋn. Tuy nhiên, do phҧi tӕn chi phí xây dӵng trung tâm ÿLӅu khiӇn cNJng nhѭ mua các thiӃt bӏ phө trӧ nên bài toán sӱ dөng “ chu kǤ mӅm “ ít ÿѭӧc sӱ dөng phә biӃn. Nó phù hӧp vӟi các nѭӟc phát triӇn cao nhѭ Anh, Mӻ, Nhұt, ... 1.1.4.KӃt luұn: HiӋn nay trên thӃ giӟi, vӟi ÿһc ÿLӇm giao thông ÿa dҥng nên cҧ ba bài toán : ÿiӅu khiӇn ÿӝc lұp, ÿLӅu khiӇn thích nghi cNJng nhѭÿiӅu khiӇn phӕi hӧp ÿӅu ÿang ÿѭӧc sӱ dөng. Tuy nhiên do ѭu ÿiӇm nӛi trӝi cӫa mình, hӋ thӕng ÿLӅu khiӇn phӕi hӧp mà ÿһc biӋt là bài toán ÿiӅu khiӇn “làn sóng xanh” ÿѭӧc áp dung nhiӅu trên các trөc chính ӣ các ÿô thi lӟn trên thӃ giӟi :Lon Don, New York, Pari, ... 1.2. Hӊ THӔNG ĈIӄU KHIӆN GIAO THÔNG PHӔI HӦP TÍN HIӊU ĈÈN TRÊN THӂ GIӞI: Nhѭ trên chúng ta ÿã nêu, kӻ thuұt ÿLӅu khiӇn giao thông bҵng ÿèn tín hiӋu ÿã ra ÿӡi tӯ rҩt lâu ӣ các nѭӟc tiên tiӃn trên thӃ giӟi nhѭ : Anh, Pháp, Nga, Mӻ, ... Ban ÿҫu chӍ là nhӳng chiӃc ÿèn ÿiӅu khiӇn bҵng tay ÿѭӧc sӱ dung trên các trөc ÿѭӡng ӣ thành phӕ Westmister nѭӟc Anh. Sau ÿó mӝt thӡi gian chiӃc ÿèn ba màu tӵÿӝng ÿѭӧc sӱ dөng tҥi Wolverhampton nѭӟc Anh, tuy nhiên sau mӝt thӡi gian sӱ dung ngѭӡi ta thҩy chiӃc ÿèn “tӵÿӝng” này tӓ ra kém hiӋu quҧ so vӟi ÿLӅu khiӇn bҵng tay do nó chҥy theo mӝt chѭѫng trình cӕÿӏnh nên không linh hoҥt theo sӵ thay ÿәi cӫa dòng xe. Tӯÿó, ngѭӡi ta dùng mӝt sӕ chѭѫng trình cӕÿӏnh thay ÿәi trong mӝt ngày cho phù hӧp vӟi Oѭӧng xe. Cùng vӟi sӵ phát triӇn cӫa khoa hӑc kӻ thuұt, nhiӅu nhà nghiên cӭu ÿã ÿӅ xuҩt ra bài toán liên kӃt các ÿèn trên cùng mӝt tuyӃn ÿѭӡng chính sao cho dòng xe trên tuyӃn chính thông qua nhiӅu nút mӝt cách có lӧi nhҩt. Bài toán phӕi hӧp ra ÿӡi tӯÿó và ÿѭӧc nhiӅu nѭӟc áp dung do nó mang lҥi nhiӅu tính ѭu viӋc . Do ÿһc ÿӇm dòng xe ӣ các nѭӟc phát triӇn trên thӃ giӟi là dòng thuҫn, ÿӗng thӡi ý thӭc cӫa ngѭӡi dân khi tham gia giao thông là rҩt cao cӝng vӟi công tác quy hoҥch ÿô thӏ có xem xét ÿӃn viӋc tә chӭc ÿLӅu khiӇn giao thông, nên viӋc sӱ dөng các bài Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 10 toán phӕi hӧp rҩt thuұn lӧi. NhiӅu thành phӕ lӟn trên thӃ giӟi nhѭ : New York, LonDon, Pari, Macxcѫva,... mһc dù lѭu lѭӧng xe trên các trөc ÿѭӡng là rҩt lӟn so vӟi ӣ nѭӟc ta nhѭng hҫu nhѭ không xҧy ra ùn tҳc giao thông, bӣi do hӑ tә chӭc giao thông rҩt tӕt, mà mӝt trong nhӳng bài toán ÿiӅu khiӇnÿèn ÿѭӧc các thành phӕ này sӱ dөng ÿó là “bài toán ÿiӅu khiӇn phӕi hӧp”. Chính bài toán ÿiӅu khiӇn này ÿã biӃn hӋ thӕng giao thông ӣ các thành phӕ trên trӣ nên văn minh, hiӋn ÿҥi, và ÿã ÿѭa mӝt sӕ tuyӃn ÿѭӡng trӣ thành biӇu tѭӧng cӫa quӕc gia và nәi tiӃng trên thӃ giӟi. Trong thӡi ÿҥi ngày nay, vӟi sӵ phát triӇn cӫa khoa hӑc kӻ thuұt, các nhà tә chӭc giao thông ÿã nhanh chóng áp dөng nó vào trong bài toán ÿiӅu khiӇn giao thông ÿӇ nâng cao tính an toàn và thuұn lӧi cho dòng xe khi tham gia lѭu thông trên ÿѭӡng. HiӋn nay các nѭӟc phát triӇn trên thӃ giӟi nhѭ Anh, Mӻ, Nhұt Bҧn, Hàn Quӕc,...ÿã và ÿang nghiên cӭu và hoàn thiӋn Hӊ THӔNG GIAO THÔNG THÔNG MINH gӑi tҳt là ITS -Mà mӝt trong nhӳng bӝ phұn quan trӑng ÿó là hӋ thӕng ÿLӅu khiӇn bҵng ÿèn tín hiӋu trên các ÿѭӡng phô chính, trong ÿó bài toán phӕi hӧp và tӵÿӝng ÿLӅu khiӇn ÿѭӧc quan tâm nhiӅu nhҩt . K͇t lu̵n: Tӯ nhӳng ÿánh giá trên ta thҩy hӋ thӕng ÿLӅu khiӇn giao thông bҵng ÿèn tín hiӋu ÿã và ÿang ÿѭӧc sӱ dөng rӝng rҧi và phә biӃn. Cùng vӟi sӵ tiӃn bӝ cӫa khoa hӑc, hӋ thӕng ÿLӅu khiӇn giao thông cNJng không ngӯng phát triӇn vӟi nhiӅu chѭѫng trình, phҫn mӅm, dөng cө, máy móc hiӋn ÿҥi ÿã tӯng bѭӟc góp phҫn ÿáng kӇ vào viӋc nâng cao tính an toàn trong lѭu thông xe cӝ. Và trong ÿó bài toán ÿiӅu khiӇn phӕi hӧp ÿã và ÿang ÿӵѫc nghiên cӭu phát triӇn lên mӝt tҫm mӟi ÿӇ phù hӧp vӟi ÿLӅu kiӋn thӵc tӃ . Nói tóm l̩i: bài toán ÿiӅu khiӇn phӕi hӧp ÿèn tín hiӋu ÿã và ÿang ÿѭӧc sӱ dөng rҩt phә biӃn,ÿһc biӋt là trong các tuyӃn ÿѭӡng ӣÿô thӏ. Nó là mӝt trong các chӍ tiêu ÿӇ ÿánh giá mӭc ÿӝ văn minh cӫa ÿô thӏ hiӋn ÿҥi. 1.3.HIӊN TRҤNG 0ҤNG LѬӞI GIAO THÔNG TRÊN ĈӎA BÀN TP ĈÀ NҸNG: 1.3.1Khái quát vӅ hiên trҥng mҥng lѭӟi giao thông ӣ thành phӕĈà Nҹng: Tӯ khi trӣ thành ÿô thӏ loҥi I trӵc thuӝc trung ѭѫng, thành phӕÿã có nhӳng Eѭӟc phát triӇn vѭӧt bұt trên các lƭnh vӵc : kinh tӃ, chính trӏ xã hӝi, ÿһc biӋt là trong cѫ sӣ hҥ tҫng ..., bӝ mһt cӫa thành phӕ ngày càng thay ÿәi nhanh chóng theo hѭӟng hiӋn ÿҥi, cѫ sӣ hҥ tҫng ÿѭӧc ÿҫu tѭ phát triӇn, hӋ thӕng mҥng lѭӟi giao thông ÿѭӧc nâng cҩp mӣ rӝng, nhiӅu tuyӃn ÿѭӡng cNJÿѭӧc ÿҫu tѭ cҧi tҥo nâng cҩp trӣ nên khang trang, sҥch ÿҽp hѫn. Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 11 Ban ÿҫu, khi mӟi hình thành, Thành phӕ chӍ có mӝt sӕ tuyӃn phӕ nhӓ nhѭ :Trҫn Phú, Bҥch Ĉҵng, ... . ĈӃn nay nhiӅu tuyӃn ÿѭӡng ÿѭӧc nâng cҩp và xây mӟi ÿã tҥo cho Thành phӕ mӝt bӝ mһt khác hҷn. Vӟi chӫ trѭѫng phát triӇn cӫa thành phӕÿӃn năm 2020 là thúc ÿҭy phát triӇn kinh tӃ vùng ven thành phӕ. Ĉһc biӋt trong giai ÿRҥn ÿҫu tұp trung phát triӇn vùng ven bӡ Tây sông Hàn ÿã góp phҫn thúc ÿҭy phát triӇn kinh tӃ phía Tây, Tây Nam Thành phӕ. Chính ÿLӅu này ÿã cho ra ÿӡi hàng loҥt các công trình mang tҫm cӣ quӕc tӃ và khu vӵc nhѭ: Hҫm Hҧi Vân, Cҫu Thuұn Phѭӟc, Cҫu sông Hàn, Ĉѭӡng ĈLӋn Biên Phӫ, NguyӉn Tҩt Thành, Phҥm Văn Ĉӗng, Ngô QuyӅn,... . Chính sӵ ra ÿӡi cӫa các công trình trên ÿã góp phҫn thúc ÿҭy sӵ phát triӇn ӣ phía Ĉông Thành Phӕ -mӝt khu vӵc lâu nay bӏ cô lұp bӣi dòng sông Hàn.Vӟi tӕc ÿӝ phát triӇn ÿӃn chóng mһt ӣ khu vӵc này ÿã dүn ÿӃn nhiӅu trөc giao thông chính nӕi khu vӵc này vӟi trung tâm Thành phӕ phҧi chiө mӝt lѭu lѭӧng xe khá lӟn nhѭ : Lê Duҭn, Hùng Vѭѫng, Quang Trung,... .Trên tuyӃn, lҥi có rҩt nhiӅu nút ÿѭӧc ÿLӅu khiӇn Hình 1.1: &ˮ S ͦH̨ T̮NG GIAO THÔNG TPĈN Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 12 bҵng ÿèn nhҩt là tuyӃn Hùng Vѭѫng ÿã làm cho xe chҥy trên tuyӃn mҩt rҩt nhiӅu thӡi gian do thѭӡng xuyên gһp ÿèn ÿӓ. HiӋn nay mҥng lѭӟi ÿѭӡng nӝi bӝ phát triӇn tұp trung chӫ yӃu ӣ trung tâm , mұt ÿӝ dân cѭÿông .ĈӇ khҳc phөc tình hình này, ÿӗ án quy hoҥch chung cho thành phӕ ÿӃn năm 2020 ÿã xác ÿӏnh không gian Thành phӕÿѭӧc mӣ rӝng, các khu ÿô thӏ vӋ tinh ÿѭӧc hình thành, mҥng lѭӟi giao thông nӕi các ÿLӇm dân cѭÿѭӧc ÿҫu tѭ xây dӵng hoàn chӍnh ÿҧm bҧo thӡi gian ÿi lҥi trong chùm ÿô thӏ không quá 30 phút. Hình 1.2 6˯ÿ͛ t͝ chͱc không gian TP Ĉà N̽ng và các vùng phͭ c̵n K͇t lu̵n: nhìn chung mҥng lѭӟi giao thông trên ÿӏa bàn Thành phӕ hiӋn nay chѭa ÿáp ӭng ÿѭӧc sӵ tăng trѭӣng cӫa lѭu lѭӧng xe .Tai nҥn giao thông vүn còn xҧy ra nhiӅu.Trên các trөc giao thông chính dòng xe phҧi thѭӡng xuyên gһp ÿèn ÿӓ nên làm giҧm tính tiӋn nghi cӫa tuyӃn ÿѭӡng . Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 13 1.3.2Khái quát vӅ hiên trҥng giao thông trên ÿӏa bàn thành phӕĈà Nҹng: HiӋn tҥi thành phӕĈà Nҹng cNJng nhѭ nhiӅu thành phӕ khác trong cҧ nѭӟc, thành phҫn dòng xe tham gia giao thông rҩt phӭc tҥp và chӫ yӃu là lѭӧng xe hai bánh (bao gӗm xe ÿҥp và xe máy). Do nhiӅu yӃu tӕ mà hiӋn nay thành phҫn này hiӋn ÿang phát triӇn vӟi tӕc ÿӝ chóng mһt và chѭa có chiӅu hѭӟng thuyên giҧm. Theo sӕ liӋu thӕng kê cӫa phòng quҧn lý giao thông ÿô thӏ thì tӯ năm 2000 ÿӃn 2006 tӕc ÿӝ tăng trѭӣng cӫa các thành phҫn xe cӝ không ngӯng tăng lên ÿһc biӋt là xe ôtô và môtô, cө thӇ : · Tӕc ÿӝ tăng trѭӣng cӫa ôtô các loҥi bình quân hàng năm là 10%. · Tӕc ÿӝ tăng trѭӣng cӫa môtô, xe máy các loҥi bình quân hàng năm là 8% · Tӕc ÿӝ tăng trѭӣng cӫa các loҥi xe khác không ÿáng kӇ khoҧng. Sӕ lѭӧng các loҥi phѭѫng tiӋn giao thông ÿӃn cuӕi năm 2006 toàn thành phӕ là : · Khoҧng 12.560 ô tô các loҥi. · Khoҧng 246.630 xe mô tô, gҳn máy. · /ѭӧng xe ÿҥp không thӕng kê ÿѭӧc nhѭng ѭӟc tính khoҧng hѫn 150.000 chiӃc. · Thành phҫn xích lô khoҧng hѫn 1.500 chiӃc. · Các loҥi xe thô sѫ còn lҥi chiӃm tӹ lӋ không lӟn nhѭng lҥi có sӭc cҧn trӣ giao thông lӟn. Nhѭ vұy, thành phҫn dòng xe tҥi thành phӕĈà Nҹng chӫ yӃu là xe ÿҥp và xe máy, tӹ lӋ xe ô tô rҩt thҩp. ĈLӅu này không chӍ là ÿһc thù riêng cӫa Ĉà Nҹng mà còn là ÿiӇm nәi bұt chung vӅ dòng xe trong các ÿô thӏ ViӋt Nam. Do vұy trong bҩt kǤ mӝt nghiên cӭu nào có liên quan ÿӃn dòng xe ÿӅu không thӇ bӓ qua thành phҫn này. Rõ ràng là ÿӕi vӟi viӋc tә chӭc ÿLӅu khiӇn giao thông cNJng vұy. Ta nhұn thҩy rҵng, vӟi mӝt ngã tѭÿѫn giҧn ÿã có 32 ÿiӇm xung ÿӝt, nhѭng trong tình trҥng giao thông hӛn hӧp nhѭ trên, mӛi phѭѫng tiӋn có mӝt tӕc ÿӝ và hành trình khác nhau thì sӕ lѭӧng tiӅm tàng các ÿiӇm xung ÿӝt sӁ là vô cùng, không xung ÿӝt cNJng trӣ thành xung ÿӝt. Hình thӭc và mӭc ÿӝ nguy hiӇm cӫa các ÿLӇm xung ÿӝt cNJng sӁÿa dҥng hѫn nhiӅu. Do ÿó, vҩn ÿӅ tә chӭc -ÿiӅu khiӇn giao thông trӣ nên phӭc tҥp và cҫn thiӃt hѫn. Ngoài ra theo kӃt quҧ dӵ báo cӫa mӝt sӕ tác giҧ trong nѭӟc ÿӕi vӟi thành phӕ Ĉà Nҹng [1], vӟi tӕc ÿӝ phát triӇn kinh tӃ trong nhӳng năm tӟi thì nhu cҫu vұn chuyӇn hàng hoá cNJng nhѭ hành khách còn tiӃp tөc tăng cao (năm 2010 dӵ báo nhu cҫu vұn chuyӇn là 14.429.000 T hàng hoá và 72,34 triӋu lѭӧt khách). Do ÿó lѭu lѭӧng xe lѭu thông trên ÿѭӡng nói chung cNJng sӁ tăng khá nhiӅu. Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 14 Trѭӟc tình hình ÿó, ÿӇ tránh nhӳng hiӋn tѭӧng khó giҧi quyӃt nhѭ hiӋn nay ӣ Hà Nӝi và TP. HCM thì ngay tӯ bây giӡĈà Nҹng cҫn thiӃt phҧi có ÿӏnh hѭӟng phát triӇn hӋ thӕng giao thông và bài toán tә chӭc giao thông thích hӧp. 1.3.3.Tình hình tә chӭc-ÿiӅu khiӇn giao thông trên ÿӏa bàn thành phӕĈà Nҹng Tә chӭc -ÿiӅu khiӇn giao thông là mӝt trong nhӳng yӃu tӕ quan trӑng ÿӇ làm Wăng hiӋu quҧ khai thác cӫa giao thông ÿô thӏ. NӃu áp dөng các biӋn pháp tә chӭc - ÿiӅu khiӇn giao thông hӧp lý thì sӁ làm tăng khҧ năng thông xe cӫa ÿѭӡng, cӫa nút giao thông, tҥo ÿLӅu kiӋn thuұn lӧi, tâm lý thoҧi mái cho ngѭӡi tham gia giao thông, làm giҧm tai nҥn và mang lҥi hiӋu quҧ kinh tӃ cao. Còn nӃu tә chӭc -ÿiӅu khiӇn giao thông không hӧp lý (cҧ vӅ mһt không gian và thӡi gian) thì nhiӅu lúc có tác dөng ngѭӧc lҥi, nhiӅu khi lҥi kìm hãm sӵ phát triӇn kinh tӃ cӫa thành phӕ. HiӋn tѭӧng này không phҧi là chѭa xҧy ra ӣ thành phӕĈà Nҹng. ĈLӇn hình là ӣ ngã năm trѭӟc nhà thi ÿҩu NguyӉn Tri Phѭѫng, tә chӭc giao thông theo phѭѫng pháp hình xuyӃn nhѭng do thiӃt kӃ chѭa hӧp lý nên khi sӱ dөng còn nhiӅu ÿLӅu bҩt tiӋn, không kinh tӃ. HiӋn nay viӋc tә chӭc -ÿiӅu khiӇn giao thông trên ÿѭӡng cNJng nhѭ tҥi các nút giao thông trên ÿӏa bàn thành phӕĈà Nҹng vүn chѭa ÿѭӧc chú trӑng. Toàn thành phӕ hiӋn có 16 nút dùng ÿèn ÿiӅu khiӇn (bҧng 1.1). Các nút ÿèn tín hiӋu này ÿѭӧc xây dӵng qua nhiӅu giai ÿRҥn nên kiӇu dáng, chҩt lѭӧng không ÿҧm bҧo. HiӋn nay hӋ thӕng các ÿèn tín hiӋu ÿa sӕÿã bӏ hѭ hӓng, hoҥt ÿӝng không bình thѭӡng nên nhiӅu lúc xҧy ra sӵ cӕ trong vұn hành gây rӕi loҥn giao thông. Chu kǤÿèn trên các nút không ÿӅu và biӃn thiên tӯ 45 ¸ 80 giây, thӡi gian pha xanh thay ÿәi tӯ 20 ¸ 40 giây. ĈiӅu ÿáng nói là, do hoҥt ÿӝng không ÿӗng bӝ nên nhiӅu lúc ngѭӡi ÿi ÿѭӡng trên trөc chính nhѭ : Hùng Vѭѫng, Lê Duҭn,... lҥi thѭӡng xuyên gһp ÿèn ÿӓ, làm giҧm khҧ năng thông xe cӫa ÿѭӡng phӕ và không mang lҥi hiӋu quҧ kinh tӃ. ViӋc ÿһt ÿèn trên nút giao thông hҫu nhѭ không ÿѭӧc luұn chӭng kinh tӃ - kӻ thuұt xem có nên ÿһt ÿèn ÿiӅu khiӇn hay không. Chu kǤÿèn thѭӡng ÿѭӧc xác ÿӏnh theo cҧm tính và kinh nghiӋm, chѭa tính toán xác ÿӏnh chu kǤ tӕi ѭu. Nhìn chung, hӋ thӕng tín hiӋu, tә chӭc -ÿiӅu khiӇn tҥi nút giao thông cӫa thành phӕĈà Nҹng thiӃu vӅ sӕ lѭӧng, chѭa bҧo ÿҧm vӅ chҩt lѭӧng nên chѭa ÿáp ӭng ÿѭӧc nhu cҫu giao thông hiӋn nay cNJng nhѭ trong tѭѫng lai. Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 15 B̫ng 1.1 B̫ng th͙ng kê s͙ l˱ͫng nút có ÿèn ÿi͉u khi͋n S T T TÊN NÚT CÁC HѬӞNG GIAO TӞI NÚT GIAO &ҲT CÁCH TC- ĈK 1 NS10 Lê Duҭn - Lê Lӧi Ngã tѭ Ĉèn ĈK 2 pha 2 NS12 Lê Duҭn - Ông Ích Khiêm Ngã tѭ Ĉèn ĈK 2 pha 3 NS21 Lê Duҭn - Hoàng Hoa Thám Ngã tѭ Ĉèn ĈK 2 pha 4 NS22 Hùng Vѭѫng - Lý Thái Tә - Hoàng Hoa Thám - Hàm Nghi Ngã tѭ Ĉèn ĈK 2 pha 5 NS23 Hùng Vѭѫng - Trҫn Phú Ngã tѭ Ĉèn ĈK 2 pha 6 NS25 Hùng Vѭѫng - Ông Ích Khiêm Ngã tѭ Ĉèn ĈK 2 pha 7 NS29 Hùng Vѭѫng - Phan Chu Trinh - Lê Lӧi Ngã tѭ Ĉèn ĈK 2 pha 8 NS112 Hùng Vѭѫng - Ngô Gia Tӵ Ngã tѭ Ĉèn ĈK 2 pha 9 NS34 Hàm Nghi - NguyӉn Văn Linh - Lê Ĉình Lý Ngã tѭ Ĉèn ĈK 2 pha 10 NS49 Cách Mҥng tháng 8 - Ông Ích Ĉѭӡng Ngã tѭ Ĉèn ĈK 2 pha 11 NS65 Núi Thành - Phan Ĉăng Lѭu Ngã tѭ Ĉèn ĈK 2 pha 12 NS132 ĈLӋn Biên Phӫ - Hà Huy Tұp Ngã tѭ Ĉèn ĈK 2 pha 13 NS117 +ҧi Phòng - Ông Ích Khiêm Ngã tѭ Ĉèn ĈK 2 pha 14 NS120 Quang Trung - Lê Lӧi Ngã tѭ Ĉèn ĈK 2 pha 15 NS133 Phan Chu Trinh - Lê Ĉình Dѭѫng Ngã tѭ Ĉèn ĈK 2 pha 16 NS139 Hoàng DiӋu - Lê Ĉình Dѭѫng Ngã tѭ Ĉèn ĈK 2 pha Trѭӟc áp lӵc xe ngày càng tăng trong thành phӕ hiӋn nay nên hӋ thӕng tín hiӋu ÿèn hoҥt ÿӝng ÿӝc lұp không còn thích hӧp nӳa. ĈӇÿáp ӭng tình hình giao thông nói trên, công ty ÿiӋn chiӃu sáng ÿã xây dӵng dӵ án “Nâng cҩp hӋ thӕng ÿèn tín hiӋu giao thông có ÿiӅu khiӇn trung tâm - Thành phӕĈà Nҹng ”. Dӵ án này ÿã dѭӧc phê duyӋt và sҳp tӟi sӁÿѭa vào xây dӵng trên ÿӏa bàn thành phӕ. Quy mô dӵ án gӗm có : xây dӵng 40 nút, cҧi tҥo nâng cҩp 12 nút ÿèn tín hiӋu giao thông tҥi các nút giao thông chính hiӋn có cӫa thành phӕ ; lҳp ÿһt 9 camera tҥi các nút giao thông cӱa ngõ, các vӏ trí trӑng yӃu cҫn quan sát và lұp mӝt trung tâm ÿLӅu khiӇn tín hiӋu giao thông. Tuy nhiên, dӵ án chӍ áp dөng ÿiӅu khiӇn ÿèn ÿӝc lұp chӭ không xét ÿӃn viӋc phӕi hӧp tín hiӋu ÿèn trong khi ÿó nӃu dӵ án hoàn thành thì trên mӝt sӕ tuyӃn sӕ lѭӧng ÿèn tѭѫng ÿӕi lӟn ÿây là căn cӭÿӇ ta xem xét áp dөng bài toán phӕi hӧp ÿèn tín hiӋu . Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 16 Mӝt vҩn ÿӅ tӗn tҥi hiӋn nay nӳa là : tӯ trѭӟc ÿӃn nay, do viӋc phát triӇn thành phӕ không có quy hoҥch cө thӇ cho nên dүn ÿӃn diӋn tích ÿҩt giành cho ÿѭӡng nói chung, cho nút nói riêng rҩt thҩp. Vì vұy, viӋc tә chӭc giao thông mӝt chiӅu hay ÿLӅu khiӇn tҥi nút bҵng ÿҧo dүn hѭӟng trӣ nên khó thӵc hiӋn. Và thӵc tӃ, trong thành phӕ chӍ có hai tuyӃn tә chӭc giao thông mӝt chiӅu (Bҥch Ĉҵng, Trҫn Phú) và viӋc tә chӭc giao thông bҵng ÿҧo dүn hѭӟng hҫu nhѭ chѭa ÿѭӧc áp dөng nhiӅu mà ÿa sӕ các nút thѭӡng ÿѭӧc tә chӭc hӛn hӧp cho các loai xe ÿi chung, không có phân làn xe rӁ trái, rӁ phҧi hay ÿi thҷng.Trên mӝt sӕ trөc chính có nhiӅu nút ÿLӅu khiӇn bҵng ÿèn tín hiӋu nhѭng làm viӋc ÿӝc lұp nhau ÿã làm tăng thӡi gian tәn thҩt cӫa dòng xe lѭu thông trên tuyӃn, mӝt sӕÿèn ÿһt xong lҥi không hoҥt ÿӝng. K͇t lu̵n: Vӟi hiӋn trҥng tә chӭc -ÿiӅu khiӇn giao thông hiӋn nay cӫa thành phӕ thì không còn phù hӧp vӟi tình hình giao thông hӋn nay cӫa Thành phӕ cNJng nhѭ trong Wѭѫng lai. Bài toán ÿiӅu khiӇn ÿèn ÿӝc lұp tӓ ra kém hiӋu quҧ trên mӝt sӕ trөc ÿѭӡng nhѭ :Hùng Vѭѫng, Lê Duҭn, ... . ĈӇ khҳc phөc khó khăn trên, nhӳng ngѭӡi làm công tác tә chӭc giao thông cҫn có nhӳng biӋn pháp tә chӭc tiên tiӃn và phù hӧp hѫn. 1.3.4.Mӝt sӕ thông sӕ liên quan ÿӃn bài toán tә chӭc -ÿiӅu khiӇn giao thông : 1.3.4.1.Vҩn ÿӅ an toàn và tai nҥn giao thông: Vҩn ÿӅ an toàn và tai nҥn giao thông thѭӡng gҳn liӅn vӟi viӋc tә chӭc -ÿiӅu khiӇn giao thông, ngoài ra còn phө thuӝc vào nhiӅu yӃu tӕ khác. Tuy nhiên, tai nҥn giao thông luôn là nӛi lo lҳng bҩt an cӫa mӛi ngѭӡi dân ÿô thӏ, do ÿó ÿӇ hҥn chӃ tai nҥn giao thông trên ÿѭӡng và ÿһc biӋt là tҥi các ngã ba, ngã tѭ,... thì ÿiӅu ÿҫu tiên quan tâm ÿӃn là giҧi pháp tә chӭc -ÿiӅu khiӇn giao thông. NӃu áp dөng phѭѫng pháp tә chӭc -ÿiӅu khiӇn tӕt thì không nhӳng giҧi toҧÿѭӧc nhӳng bҩt an trong lòng mӛi ngѭӡi dân vӅ tai nҥn giao thông mà còn ÿem lҥi hiӋu quҧ kinh tӃ cao. Có thӇ nói an toàn giao thông là tiêu chuҭn cao nhҩt trong thiӃt kӃ bҩt kǤ mӝt nút giao thông nào. Chѭa có Qѭӟc nào ÿӅ cұp tӟi tiêu chuҭn an toàn ӣ nút giao thông, nhѭng nӃu xҧy ra trên hai vө tai nҥn chӃt ngѭӡi mӝt năm, ÿѭӧc coi là nút nguy hiӇm cҫn có biӋn pháp giҧi quyӃt. Trên nút giao thông ÿiӅu quan trӑng nhҩt thѭӡng làm tăng tai nҥn là vҩn ÿӅ tҫm nhìn mà ÿiӅu này thѭӡng ít thoҧ mãn trên hҫu hӃt các nút thuӝc ÿӏa bàn thành phӕ.Chính vҩn ÿӅ này ÿã tҥo ra tâm lý rҩt căng thҷng cho ngѭӡi tham gia giao thông trên ÿѭӡng khi ÿi vào nút (ví dө : ngã tѭ Hoàng Hoa Thám - Lê Duҭn, nút TriӋu Nӳ 9ѭѫng - Hùng Vѭѫng, Ông Ích Khiêm -Hҧi Phòng, Ông Ích Khiêm – Lê Duҭn và nhiӅu nút khác trên các tuyӃn nӝi thành). ĈӇ tăng tҫm nhìn trong nút bҵng cách mӣ rӝng phҥm vi hoҥt ÿӝng là vҩn ÿӅ rҩt khó giҧi quyӃt, vì quӻÿҩt giành cho nút là rҩt ít. Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 17 Nhѭÿã trình bày, các nút giao thông thѭӡng ÿѭӧc tә chӭc hӛn hӧp cho tҩt cҧ các loҥi xe ÿi chung, không có phân làn cho xe rӁ trái, rӁ phҧi hay ÿi thҷng. NhiӅu trѭӡng hӧp khi vào nút xe rӁ trái lҥi ӣ bên phҧi và xe muӕn rӁ phҧi lҥi ӣ bên trái do ÿó làm tăng mӭc ÿӝ nguy hiӇm cӫa nút. Nhӳng ÿһc ÿLӇm nêu trên, chӭng tӓ rҵng tình hình giao thông thành phӕĈà Nҹng diӉn ra rҩt phӭc tҥp, cҫn có nhӳng nghiên cӭu cө thӇÿӇ tìm giҧi pháp cҧi thiӋn, tә chӭc giao thông phù hӧp. 1.3.4.2.Ý thӭc chҩp hành luұt giao thông cӫa ngѭӡi dân: Trong mӝt thành phӕ mà lѭӧng phѭѫng tiӋn lѭu thông trên ÿѭӡng chӫ yӃu là phѭѫng tiӋn cá nhân nhѭ ӣĈà Nҹng thì viӋc xem xét vҩn ÿӅ ý thӭc, tұp quán ÿi lҥi cӫa ngѭӡi dân là trӣ nên cҫn thiӃt trong viӋc tính toán tә chӭc -ÿiӅu khiӇn giao thông trên nút, cNJng nhѭ toàn bӝ hӋ thӕng giao thông ÿô thӏ. Qua quá trình quan trҳc thӵc nghiӋm hiӋn trҥng trên các nút giao thông thành phӕĈà Nҹng, nhiӅu tác giҧÿã rút ra ÿѭӧc nhӳng nhұn xét nhѭ sau : · Thӡi gian cao ÿLӇm trong ngày thѭӡng vào lúc 7 giӡ kém 15 ÿӃn 7 giӡ 30 sáng và 4 giӡ 30 ÿӃn 5 giӡ 30 chiӅu. Buәi sáng giӡ cao ÿLӇm ngҳn hѫn nhѭng có cѭӡng ÿӝ chuyӃn ÿi lӟn hѫn. · Ý thӭc tôn trӑng luұt lӋ giao thông cӫa ngѭӡi dân chѭa cao, hӑ thѭӡng sӱ dөng ÿѭӡng vào nhiӅu mөc ÿích khác nhau nhѭ buôn bán, ÿӛ xe, quҧng cáo, ... ĈiӅu này làm giҧm tҫm nhìn cӫa ngѭӡi ÿi ÿѭӡng, giҧm khҧ năng thông thông hành và làm tăng mӭc ÿӝ phӭc tҥp cӫa nút giao thông, cӫa ÿѭӡng phӕ. · Tҥi các nút có ÿèn ÿiӅu khiӇn, thái ÿӝ chҩp hành luұt giao thông cNJng không ÿѭӧc nghiêm túc. Quy ÿӏnh không cho phép rӁ phҧi trên hѭӟng ÿèn ÿӓ nhѭng thѭӡng ngѭӡi ÿi ÿѭӡng lҥi không quan tâm ÿӃn ÿLӅu ÿó. Khi ÿènÿӓ bҳt ÿҫu, ngѭӡi ta cho xe chӗm lên cҧ vҥch ÿѭӡng ngѭӡi ÿi bӝ hoһc tràn ra giӳa nút, thұm chí còn ÿӛ xe sang cҧ làn ÿѭӡng ngѭӧc chiӅu làm cҧn trӣ dòng xe qua nút, tăng mӭc ÿӝ phӭc tҥp cӫa nút. · Riêng ÿӕi vӟi dòng xe rӁ trái, mӝt sӕ cӕ ý ép vào tim ÿѭӡng ÿӇ tránh dòng xe ÿi thҷng và rӁ phҧi. Khi ÿèn xanh bҳt ÿҫu, hӑ thѭӡng phóng nhanh ÿӇ rӁ trái trѭӟc khi làn xe ÿӕi diӋn vào giӳa nút, ÿôi khi không kӏp thѭӡng gây cҧn trӣ cho các xe cҧ hai phía. Mӝt sӕ xe khác chӫÿӝng cho xe chұm vào nút và rӁ trái khi mұt ÿӝ xe trong nút giҧm xuӕng. Nói chung trong nút không có ÿèn ÿiӅu khiӇn dòng xe rӁ trái linh hoҥt hѫn trong viӋc tìm mӝt cӱa Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 18 sә thӡi gian ÿӇ cҳt dòng khác. Nhѭng cNJng vì ÿiӅu ÿó mà dòng xe rӁ trái thѭӡng làm tăng mӭc ÿӝ phӭc tҥp cӫa nút giao thông. ĈӇ cҧi thiӋn tình hình giao thông hiӋn nay thì viӋc thay ÿәi thói quen cӫa ngѭӡi tham gia giao thông bҵng cách áp dөng các bài toán ÿiӅu khiӇn giao thông tiên tiӃn cNJng nhѭ tăng cѭӡng kiӇm tra viӋc chҩp hành luұt giao thông trên ÿѭӡng phӕ là ÿiӅu cҫn thiӃt. 1.3.5. KӃt luұn: Qua tìm hiӇu và phân tích nhӳng vҩn ÿӅ trên, hiӋn trҥng giao thông thành phӕ Ĉà Nҹng nәi rõ nhӳng ÿLӇm sau : V͉ÿL͉u ki͏n ÿ˱ͥng : - Mұt ÿӝÿѭӡng thҩp, phân bӕ không ÿӅu (tұp trung chӫ yӃu ӣ hai Quұn trung tâm thành phӕ là Quұn Hҧi Châu và Quұn Thanh Khê). Do ÿó, sӕ lѭӧng nút giao thông có cѭӡng ÿӝ xe cao cNJng nҵm tұp trung ӣ khu vӵc này. - BӅ rӝng ÿѭӡng hҽp, ÿa sӕ chѭa ÿҧm bҧo tҫm nhìn. V͉ÿL͉u ki͏n giao thông : - Dòng xe tham gia giao thông là dòng xe hӛn hӧp, thành phҫn phӭc tҥp trong ÿó lѭӧng xe cá nhân (xe hai bánh) chiӃm tӹ lӋ lӟn. - Cѭӡng ÿӝ dòng xe lӟn, ÿһc biӋt là vào nhӳng giӡ cao ÿLӇm tҥi các tuyӃn nӝi thành. Theo dӵ báo vӟi tӕc ÿӝ phát triӇn kinh tӃ nhѭ hiӋn nay và trong nhӳng năm tӟi thì cѭӡng ÿӝ giao thông sӁ còn tiӃp tөc tăng cao. - Tҥi các nút giao thông dòng xe càng trӣ nên phӭc tҥp hѫn. Hành trình xe rӁ khác nhau cӫa dòng hӛn hӧp làm tăng mӭc ÿӝ nguy hiӇm, tăng sӕ tai nҥn giao thông. V͉ÿL͉u ki͏n tín hi͏u giao thông : - Nhìn chung vҩn ÿӅ tә chӭc và ÿiӅu khiӇn giao thông chѭa ÿѭӧc chú trӑng ÿúng mӭc. - Hҫu hӃt các nút giao thông cӫa thành phӕÿӅu ÿѭӧc thiӃt kӃÿӗng loҥt. - HӋ thӕng tín hiӋu ÿLӅu khiӇn bҵng ÿèn hoҥt ÿӝng theo chu kǤ cӭng nên nhiӅu khi không phát huy ÿѭӧc hӃt tính năng cӫa nó. - Thӡi gian chu kǤ và thӡi gian xanh ÿѭӧc xác ÿӏnh theo kinh nghiӋm nên khi hoҥt ÿӝng còn nhiӅu ÿLӇm chѭa hӧp lý. - Mӝt ÿLӅu nӳa ҧnh hѭӣng không nhӓÿӃn viӋc tә chӭc -ÿiӅu khiӇn giao thông là ý thӭc chҩp hành luұt giao thông cӫa ngѭӡi dân và viӋc kiӇm tra luұt chѭa triӋt ÿӇ. Þ Nhѭ vұy, tình hình giao thông trên ÿӏa bàn thành phӕĈà Nҷng nói chung diӉn ra rҩt phӭc tҥp. Sӕ vө tai nҥn và mӭc ÿӝ nguy hiӇm cӫa nó cNJng ÿang tăng lên Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 19 ÿáng kӇ. ĈӇ cҧi thiӋn tình trҥng hiӋn nay thì viӋc tăng cѭӡng tә chӭc -ÿiӅu khiӇn giao thông tҥi các nút giao thông trên các trөc giao thông chính cӫa thành phӕ là ÿiӅu cҫn thiӃt . Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 20 CHÆÅNG 2 LYÏÏ THUYÃÚÚT TÊNH TOAÏÏN ÂIÃÖÖU KHIÃØØN ÂEÌÌN BÀÒÒNG “LAÌÌN SOÏÏNG XANH” VAÌÌ LÆÛÛA CHOÜÜN BAÌÌI TOAÏÏN CHO ÂÄ THË ÂAÌÌ NÀÔÔNG Nhѭ ÿã biӃt, bài toán phӕi hӧp ÿèn ÿiӅu khiӇn theo kiӇu “là sóng xanh” là phѭѫng pháp tә chӭc ÿLӅu khiӇn ÿèn tiӃn bӝ trên thӃ giӟi và ÿang ÿѭӧc sӱ dөng rӝng rҧi trong ÿô thӏ cNJng nhѭ ngoài ÿô thӏӣ các nѭӟc phát triӇn. HiӋn nay ÿӇ phӕi hӧp các ÿèn tín hiӋu vӟi nhau các nhà tә chӭc ÿLӅu khiӇn giao thông ÿang sӱ dөng các lý thuyӃt tính toán cӫa các tác giҧ : Morgan và Little, Whighting và Hivier … Tuy nhiên các lý thuyӃt trên chӍ nghiên cӭu cho dòng xe thuҫn ôtô còn ÿӕi vӟi dòng xe hӛn hӧp và xe máy chiӃm tӹ lӋ chӫ yӃu nhѭ nѭӟc ta thì cҫn xem xét các chӍ tiêu ÿánh giá cӫa lý thuyӃt này. HiӋn nay ӣ nѭӟc ta có rҩt ít chuyên gia nghiên cӭu vӅ lý thuyӃt tính toán ÿLӅu khiӇn phӕi hӧp ÿèn tín hiӋu cho dòng xe nhѭ nѭӟc ta .Chính vì lý do này ,muӕn áp dөng phѭѫng pháp ÿiӅu khiӇn ÿèn “làn sóng xanh” cҫn nghiên cӭu lý thuyӃt tính toán ÿã và ÿang ÿѭӧc áp dөng trên thӃ giӟi ÿӗng thӡi quan trҳc ÿLӅu kiӋn giao thông thӵc tӃ ӣ nѭӟc ta tӯÿó lӵa chӑn lý thuyӃt tính toán phù hӧp vӟi ÿLӅu kiӋn giao thông nѭӟc ta. ĈӇ áp dөng phѭѫng pháp ÿiӅu khiӇn phӕi hӧp ÿèn tín hiӋu “làn sóng xanh” cho thành phӕĈà Nҹng ta cҫn nghiên cӭu thӵc nghiӋm vӅÿLӅu kiӋn giao thông , ÿiӅu kiӋn ÿѭӡng trên các trөc giao thông chính cӫa thành phӕ và tӯ nhӳng lý thuyӃt tính toán ÿã nghiên cӭu ta lӵa chӑn bài toán phù hӧp . 2.1. LÝ THUYӂT TÍNH TOÁN Ĉ,ӄU KHIӆN ĈÈN BҴNG “LÀN SÓNG XANH” 2.1.1 Mӝt sӕ khái niӋm cѫ bҧn: ĈӇ tính toán bài toán phӕi hӧp ÿLӅu khiӇn ÿèn bҵng làn sóng xanh cҫn phҧi hiӇu mӝt sӕ khái niӋm cѫ bҧn sau: %ăng thͥi gian: là thӡi gian ÿҧm bҧo cho xe chҥy không ngӯng vӟi tӕc ÿӝ tính toán qua tҩt cҧ các nút giao thông khi ÿLӅu khiӇn phӕi hӧp bҵng hӋ thӕng ÿèn tín hiӋu. “Băng thӡi gian” có trӏ sӕ càng lӟn thì ÿӗ thӏ lұp càng hӧp lý vì thoҧ mãn cho mӝt hành trình dài.Gӑi Dt=tEăng/Tx ,trong trѭӡng hӧp các ÿRҥn ÿѭӡng phӕ giӳa các ngã tѭ Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 21 có chiӅu dài bҵng nhau, cNJng nhѭ xe chҥy mӝt chiӅu thì trӏ sӕ cӫa “băng thӡi gian” bҵng thӡi gian bұt ÿèn xanh. Khi ÿó ta có : tEăng/txanh =1. Thông thѭӡng mà cNJng là phә biӃn nhҩt là : tEăng/txanh < 1. Khi lұp ÿӗ thӏ cho các pha ÿèn thì phҧi bҧo ÿҧm sao cho tӹ sӕ Dt >= 0,65. Ĉi͋m tách : là mһt cҳt cӫa ÿѭӡng phӕ có xe chҥy hai chiӅu tҥi ÿó các dòng xe ngѭӧc chiӅu gһp nhau và ÿi ngѭӧc chiӅu nhau. Ví dө : X: Xanh V : Vàng Ĉ : ÿӓ Hình 2.1 Bi͋u ÿ͛ xác ÿ͓nh ÿL͋m tách Tӯ hình vӁ ta có 3 ÿLӇm A, B, C là 3 ÿiӇm tách Nh˱ v̵y, khi thi͇t k͇ ph͙i hͫp ÿèn tín hi͏u nên c͙ g̷n ÿ˱a ÿi͋m tách càng g̯n vͣi trͭc giao t̩i tim nút càng t͙t. 2.1.2. Nguyên tҳc chung khi thiӃt kӃ phӕi hӧp các ÿèn tín hiӋu: Khi thiӃt kӃ phӕi hӧp các ÿèn ÿiӅu khiӇn ta phҧi ѭu tiên cho dòng xe ÿi thҷng trên hѭӟng chính cӫa hӋ liên kӃt. Nghiên cӭu phӕi hӧp các ÿèn tín hiӋu ÿòi hӓi phҧi xem xét kӻ lѭӥng các ÿLӅu kiӋn xe chҥy. ĈLӅu này có nghƭa là ÿӇ tӕi ѭu hoá chѭѫng trình phӕi hӧp các ÿèn tín hiӋu cҫn phҧi biӃt ÿѭӧc: · /ѭu lѭӧng và thành phҫn xe chҥy trong dòng. · Tӕc ÿӝ trung bình cӫa dòng xe. · 6ѫÿӗ tә chӭc giao thông. · Thӡi gian cӫa mӝt chu kǤÿèn và thӡi gian cӫa pha ÿLӅu khiӇn ӣ mӝt nút giao thông Tính toán hӋ thӕng ÿLӅu khiӇn phӕi hӧp các ÿèn tín hiӋu ÿѭӧc tiӃn hành theo hai giai ÿoҥn: L fX XV V Ĉ V ĈV V X V Ĉ V A B C Tck/2 Tck Soïng lãn Soïng xuäúng Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 22 Giai ÿo̩n 1: Xác lұp tiêu chuҭn tӕi ѭu hoá chѭѫng trình phӕi hӧp ÿӕi vӟi hӋ thӕng là linh hoҥt nhҩt, gҫn giӕng vӟi ÿLӅu kiӋn thӵc tӃ nhҩt. Giai ÿo̩n 2: Thӵc hiӋn tӕi ѭu hoá thӡi gian mӝt chu kǤÿèn cho mӛi chѭѫng trình. Chú ý, khi lӵa chӑn thӡi gian cho mӝt chu kǤÿèn cҫn chӑn nút giao thông nào trên cùng mӝt tuyӃn phӭc tҥp nhҩt và có lѭu lѭӧng xe ra vào nút lӟn nhҩt. 2.1.3. Mөc tiêu cӫa hӋ thӕng ÿLӅu khiӇn phӕi hӧp ÿèn “làn sóng xanh”. Mөc tiêu hѭӟng ÿӃn cӫa bài toán ÿiӅu khiӇn phӕi hӧp các ÿèn tín hiӋu là nâng cao mӭc ÿӝ phөc vө cӫa tuyӃn ÿѭӡng, tăng mӭc ÿӝ an toàn giao thông ,giҧm chi phí do xe phҧi dӯng khi gһp ÿèn ÿӓ. Ĉӕi vӟi bài toán ÿiӅu khiӇn phӕi hӧp các ÿèn tín hiӋu bҵng “làn sóng xanh” thì ngoài mөc tiêu nhѭ trên, bài toán còn ÿһt ra tiêu chí ÿó là : làm sao cho lѭӧng xe lѭu thông trên tuyӃn có ÿLӅu khiӇn “làn sóng xanh” khi chҥy tӯÿҫu tuyӃn ÿӃn cuӕi tuyӃn ít gһp ÿèn ÿӓ nhҩt ,sӕ xe phҧi dӯng trong dòng tҥi mӝt nút là ít nhҩt hay thӡi gian chұm xe là nhӓ nhҩt. Vӟi mөc ÿích nhѭ trên cӫa bài toán ÿiӅu khiӇn ÿèn bҵng “làn sóng xanh” , ÿӇ tính toán ÿiӅu khiӇn nó ta phҧi thu thұp ÿҫy ÿӫ các thông sӕ vӅ dòng xe (tӕc ÿӝ, lѭu Oѭӧng ,thành phҫn dòng xe ,...) vӅÿLӅu kiӋn ÿѭӡng (ÿӝ dӕc ,bӅ rӝng ,...) ÿӇ tӯÿó ta lӵa chӑn phѭѫng pháp tính toán phù hӧp cNJng nhѭ kiӃn nghӏ các hӋ sӕ hiӋu chӍnh ÿӇ bài toán thӇ hiӋn kӃt quҧ sát thӵc tӃ nhҩt . 2.1.4. Trình tӵ tính toán bài toán ÿiӅu khiӇn ÿèn bҵng “làn sóng xanh”: ĈӇÿҥt ÿѭӧc mөc ÿích ÿһt ra, ta cҫn lӵa chӑn các thông sӕ cӫa chu kǤÿèn, cӫa tӕc ÿӝ dòng xe , ÿӝ lùi bұt ÿèn xanh giӳa các nút,... cho phù hӧp. Ĉӕi vӟi dòng xe không thuҫn bài toán tӕi ѭu là mӝt hàm cӫa rҩt nhiӅu yӃu tӕ (ÿһc ÿLӇm dòng xe, ÿiӅu kiӋn ÿѭӡng, ý thӭc cӫa ngѭӡi dân,...) do ÿó khi tính toán ta cҫn lӵa chӑn thông sӕ nào phù hӧp vӟi ÿLӅu kiӋn thӵc tӃ và quyӃt ÿӏnh ÿӃn quá trình lѭu thông cӫa dòng xe. ĈӇ tính bài toán liên kӃt ÿèn “làn sóng xanh” ta thӵc hiӋn theo các bѭӟc sau: - %˱ͣc 1: thu th̵p các s͙ li͏u phͭc vͭ cho bài toán. - %˱ͣc 2: xác ÿ͓nh chu kǤÿèn t̩i nút trên tuy͇n thi͇t k͇. - %˱ͣc 3: thi͇t l̵p bài toán tính toán liên k͇t các ÿèn tín hi͏u. - %˱ͣc 4: ÿánh giá hi͏u qu̫ cͯa bài toán. Các bѭӟc nêu trên là trình tӵ chung khi ta tiӃn hành thiӃt kӃÿLӅu khiӇn ÿèn bҵng “làn sóng xanh”. HiӋn nay ÿӇ thӵc hiӋn các bѭӟc này có rҩt nhiӅu phѭѫng pháp. Cө thӇ nhѭ sau. Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 23 2.1.4.1. Thu thұp sӕ liӋu : Các sӕ liӋu cҫn thiӃt khi thiӃt kӃÿLӅu khiӇn làn sóng xanh ÿó là : tӕc ÿӝ trung bình dòng xe, lѭu lѭӧng dòng xe lѭu thông trên tuyӃn, bӅ rӝng nhánh dүn, khoҧng cách giӳa các nút. ĈӇ thu thұp ÿѭӧc các thông sӕ trên ta có thӇ tiӃn hành bҵng nhiӅu phѭѫng pháp Tӕc ÿӝ trung bình cӫa dòng xe là tӕc ÿӝÿҧm bҧo 85% xe chҥy vӟi tóc ÿӝ bҵng hoһc thҩp hѫn trӏ sӕÿã chӑn. ĈӇ xác ÿӏnh ÿѭӧc V tính toán thì tӯ sӕ liӋu quan trҳc ta dӵng nên biӇu ÿӗ quan hӋ giӳa tӕc ÿӝ và tҫn sӕ tích luӻ. H2.2 Bi͋u ÿ͛ quan h͏ V- t̯n s͙ tích luͿ 2.1.4.2. Xác ÿӏnh chu kǤÿèn : Ta biӃt chu kǤÿèn là hàm cӫa thӡi gian tәn thҩt và hӋ sӕ mӭc ÿӝ phөc vө. Do ÿó, ÿӇ tính ÿѭӧc chu kǤÿèn cҫn xác ÿӏnh ÿѭӧc tәn thҩt thӡi gian và hӋ sӕ mӭc ÿӝ phөc vө. Vӟi ÿһc ÿiӇm cӫa dòng xe lѭu thông hiӋn nay thѭӡng là dòng hӛn hӧp không phҧi là dòng thuҫn, vì vұy ÿӇ xác ÿӏnh ÿѭӧc hai chӍ tiêu trên ( TL ,Z) ta cҫn ÿi xác ÿӏnh phѭѫng pháp và hӋ sӕ quy ÿәi tӯ dòng hӛn hӧp vӅ dòng thuҫn; xác ÿӏnh năng lӵc thông hành cӫa nhánh dүn . a) Ph˱˯ng pháp quy ÿ͝i dòng xe h͟n hͫp v͉ dòng thu̯n . HiӋn nay trên thӃ giӟi cNJng nhѭ trong nѭӟc ÿang tӗn tҥi nhiӅu phѭѫng pháp quy ÿәi dòng hӛn hӧp vӅ dòng thuҫn. Mӛi phѭѫng pháp ÿӅu dӵa trên nhӳng ÿһc ÿLӇm nhҩt ÿӏnh cӫa dòng xe nghiên cӭu, và tӯ cѫ sӣÿó rút ra ÿѭӧc hӋ sӕÿәi xe phù hӧp . Theo kӃt quҧ nghiên cӭu cӫa tác giҧ [2] ÿӕi vӟi ÿһc ÿLӇm dòng xe trong ÿô thӏ Qѭӟc ta, tác giҧÿã kiӃn nghӏÿѭa ra hai hình thӭc quy ÿәi, ÿәi vӅ xe máy hay xe con là phө thuӝc vào hai ÿiӅu kiӋn . 85% Tҫ n sӕ tí ch lNJ y Vtt V(km/h) Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 24 · ĈiӅu kiӋn thành phҫn dòng xe mà chӫ yӃu là lѭӧng xe ô tô qua nút vӟi ngѭӥng trên dѭӟi 15%. · ĈiӅu kiӋn thӭ hai là ÿiӅu kiӋn vӅ cҩp ÿѭӡng giao nhau, ÿѭӧc chia thành 4 loҥi : + Ĉѭӡng phӕ chính khu vӵc giao vӟi ÿѭӡng phӕ chính toàn thành. + Ĉѭӡng phӕ chính khu vӵc giao vӟi ÿѭӡng phӕ chính khu vӵc. + Ĉѭӡng phӕ chính khu vӵc giao vӟi ÿѭӡng phӕ. + Ĉѭӡng phӕ giao vӟi ÿѭӡng phӕ. Cө thӇ kiӃn nghӏ sӱ dөng các hӋ sӕ quy ÿәi theo Bҧng 2.1 và phѭѫng pháp quy ÿәi dòng xe hӛn hӧp vӅ dòng thuҫn nhҩt nhѭ sau: Bҧng 2.1 : Các h͏ s͙ quy ÿ͝i v͉ dòng xe thu̯n nh̭t Phѭѫng tiӋn HӋ sӕ quy ÿәi vӅ dòng xe con quy ÿәi (xcqÿ) HӋ sӕ quy ÿәi vӅ dòng xe máy quy ÿәi (xmqÿ) Xe con Xe ÿҥp Xe máy Xe buýt Xe tҧi nhҽ Xe tҧi trung Xe tҧi nһng Xe Rѫmooc 1 0,3 0,5 2,5 2,0 3,0 3,5 6 3,5 ¸ 4 0,7 ¸ 0,8 1 10 8 12 15 24 Ghi chú : Các lo̩i xe buýt và xe t̫i cͯa c̫ hai ph˱˯ng pháp quy ÿ͝i ÿ˱ͫc ḽy W˱˯ng ͱng theo tiêu chu̱n 20TCN 104-83. · Khi nút giao ÿѫn giҧn giӳa ÿѭӡng phӕ vӟi ÿѭӡng phӕ hoһc ÿѭӡng phӕ vӟi ÿѭӡng phӕ chính khu vӵc có tӹ lӋ xe ô tô <15% tәng lѭu lѭӧng xe qua nút thì kiӃn nghӏ quy ÿәi dòng xe hӛn hӧp vӅ dòng xe máy. · Khi nút giao giӳa ÿѭӡng phӕ chính khu vӵc vӟi ÿѭӡng phӕ chính khu vӵc hay nút giao giӳa ÿѭӡng phӕ chính khu vӵc vӟi ÿѭӡng phӕ mà có tӹ lӋ xe ô tô chiӃm >15% tәng lѭu lѭӧng xe qua nút thì quy ÿәi dòng xe hӛn hӧp vӅ dòng xe con ÿӇ tính toán. Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 25 Mӝt sӕ tác giҧ khác [8] lҥi ÿӅ nghӏ không dùng phѭѫng pháp quy ÿәi dòng xe hӛn hӧp vӅ dòng xe thuҫn tuý mà chia dòng xe hӛn hӧp thành các thành phҫn có ÿһc tính riêng (phѭѫng pháp tách dòng) nhѭ : C1- Thành phҫn xe cѫ giӟi - Thành phҫn xe thô sѫ (Xe ô tô, xe máy) (Xe ÿҥp, xe ba gác) C2- Thành phҫn xe ô tô - Thành phҫn xe máy - Thành phҫn xe ÿҥp. ViӋc chӑn cách 1 hay cách 2 tuǤ thuӝc vào tӹ lӋ xe ô tô nhiӅu hay ít, nӃu thành phҫn xe ô tô quá ít thì có thӇ xét cho xe máy và xe ÿҥp còn xe ô tô ÿәi vӅ xe máy. KӃt quҧ nghiên cӭu này tác giҧÿӅ nghӏ chӍ áp dөng cho ÿLӅu kiӋn thành phӕĈà Nҹng. Tuy nhiên, ta nhұn thҩy phѭѫng pháp tách dòng vүn còn mӝt sӕÿLӅu bҩt cұp, ÿó là trong dòng xe hӛn hӧp nhiӅu thành phҫn, các loҥi xe có ҧnh hѭӣng trӵc tiӃp lүn nhau (sӵ lѭu thông xe thô sѫ trên ÿѭӡng có ҧnh hѭӣng ÿӃn sӵ vұn ÿӝng cӫa các loҥi xe cѫ giӟi và ngѭӧc lҥi). NӃu dùng phѭѫng pháp tách dòng, xem nhѭ các loҥi xe lѭu thông trong dòng không chӏu ҧnh lүn nhau thì rõ ràng là không hӧp lý lҳm. ThiӃt nghƭ rҵng phѭѫng pháp này chӍ thӵc sӵ thích hӧp khi có sӵ phân chia sӱ dөng các làn trên tuyӃn bҵng các dãi phân cách cӕÿӏnh. Còn ÿӕi vӟi thành phӕĈà Nҹng, hҫu hӃt các tuyӃn mà ÿһc biӋt là tҥi các nút giao thông ÿӅu tә chӭc giao thông hӛn hӧp, xe máy ÿi chung vӟi xe ÿҥp và xe ô tô, trong ÿó dòng xe máy chiӃm ѭu thӃ (65-80)% thì viӋc quy ÿәi dòng xe nghiên cӭu vӅ dòng thuҫn nhҩt theo tác giҧ [2] sӁ hӧp lý hѫn. KӃt luұn:Vͣi ÿL͉u ki͏n và ÿ̿c ÿL͋m cͯa giao thông Ĉà N̽ng thì ta s͵ dͭng ph˱˯ng pháp quy ÿ͝i dòng xe cͯa các tác gi̫ [2]-ÿ͉ ngh͓ quy ÿ͝i v͉ xe con hay xe máy chͯ y͇u căn cͱ vào thành ph̯n xe con là phù hͫp. b) Xác ÿ͓nh năng l͹c thông hành cͯa nhánh d̳n trong nút có ÿèn ÿi͉u khi͋n. Nút giao thông ÿiӅu khiӇn bҵng tín hiӋu ÿèn là loҥi hình nút ÿѭӧc sӱ dөng rӝng rãi trong hҫu hӃt các ÿô thӏ hiӋn nay. Phҥm vi sӱ dөng nút ÿLӅu khiӇn bҵng tín hiӋu ÿèn thông thѭӡng căn cӭ vào cѭӡng ÿӝ xe chҥy qua nút trên cҧ 2 hѭӟng tuyӃn chính và phө. ĈӇ xác ÿӏnh dѭӧc chu kǤÿèn hӧp lý thì cҫn thiӃt phҧi xác ÿӏnh ÿѭӧc khҧ năng thông hành cӫa nhánh dүn phù hӧp vӟi ÿLӅu kiӋn giao thông hiӋn tҥi . Ĉã có nhiӅu nghiên cӭu trong và ngoài nѭӟc vӅ khҧ năng thông hành cӫa nút ÿiӅu khiӇn bҵng tín hiӋu ÿèn. Hҫu hӃt ÿӅu xuҩt phát tӯ quan ÿLӇm cѭӡng ÿӝ dòng bão hoà và thӡi gian xanh có hiӋu. Vӟi dòng bão hoà ÿѭӧc ÿӏnh nghƭa là dòng luôn có xe dӵ trӳ trong hàng xe trѭӟc vҥch dӯng. Còn thӡi gian xanh có hiӋu là khoҧng thӡi gian ÿèn xanh ÿҧm bҧo sӕ xe thông qua nút vӟi cѭӡng ÿӝ cӫa dòng bão hoà. Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 26 Dӵa trên quan ÿiӇm ÿó, mӝt sӕ tác giҧӣ trên thӃ giӟi ÿã thiӃt lұp các công thӭc xác ÿӏnh năng lӵc thông hành cӫa nhánh dүn nhѭ : R.M Kimber (1986),... . Tuy nhiên các kӃt quҧ này áp dөng cho ÿLӅu kiӋn giao thông ӣ nѭӟc ta không phù hӧp. Do ÿó, ÿӇ xác ÿӏnh năng lӵc thông hành cӫa nhánh dүn phù hӧp vӟi ÿһc ÿLӇm giao thông nѭӟc ta cҫn phҧi xuҩt phát tӯ thӵc nghiӋm giao thông ӣ ViӋt Nam. 1ăm 2004, vӟi nghiên cӭu cӫa mình vӅÿһc ÿLӇm dòng xe trong ÿô thӏ ViӋt Nam và bҵng các quan trҳc thӵc nghiӋm tҥi hai ÿô thӏ lӟn : Hà Nӝi, Ĉà Nҹng, Ts.Phan Cao Thӑ [2] ÿã công bӕ kӃt quҧ xác ÿӏnh khҧ năng thông hành cӫa nhánh dүn trong nút ÿiӅu khiӇn bҵng ÿèn tín hiӋu nhѭ sau : Khҧ năng thông hành cӫa nhánh dүn vӟi bӅ rӝng tӯ 7-15 m, dòng xe hӛn hӧp ÿѭӧc ÿәi ra dòng xe con quy ÿәi : P = 395B (xcqÿ/h) (2.1) Khҧ năng thông hành cӫa nhánh dүn có bӅ rӝng tӯ 3 -10 m, dòng xe hӛn hӧp ÿѭӧc ÿәi ra xe máy quy ÿәi : P = 1315B (xmqÿ/h). (2.2) Ngoài ra, còn có nhiӅu kӃt quҧ nghiên cӭu khác vӅ KNTH cӫa nút giao thông ÿiӅu khiӇn bҵng tín hiӋu ÿèn nhѭ :Ts. VNJ Gia HiӅn ÿӅ nghӏ khҧ năng thông hành trên ÿѭӡng quӕc lӝ hai làn xe có xét ÿӃn ҧnh hѭӣng cӫa xe ÿҥp là 1670 (xcqÿ/h) ; PGs.Ts. NguyӉn Quang Ĉҥo ÿӅ nghӏ cho dòng xe hӛn hӧp (xe ÿҥp chiӃm tӹ lӋ lӟn) trên ÿѭӡng trong ÿô thӏ Hà Nӝi là 800 - 1000 (xcqÿ/h)... . Các kӃt quҧ nghiên cӭu này phҫn lӟn cNJng xuҩt phát tӯ cѫ sӣ dòng bҧo hoà, mӝt sӕ dӵa trên quan ÿiӇm cho rҵng KNTH cӫa ÿѭӡng dүn phө thuӝc vào bӅ rӝng ÿѭӡng dүn và tӹ lӋ thuұn vӟi bӅ rӝng ÿѭӡng dүn vào nút. Tuy nhiên, dù là kӃt quҧ nghiên cӭu nào khi vұn dөng vào ÿiӅu kiӋn cө thӇ cӫa dòng xe nѭӟc ta hiӋn nay ÿӅu cҫn phҧi xem xét, hiӋu chӍnh lҥi mӝt sӕ tham sӕ nhҵm ÿҧm bҧo phҧn ánh ÿúng thӵc trҥng dòng xe tҥi nút . Nhұn xét : Vӟi ÿһc ÿLӇm cӫa giao thông nѭӟc ta hiӋn nay nói chung và ӣÿô thӏ Ĉà Nҹng nói riêng viӋc tính toán khҧ năng thông hành cӫa nhánh dүn vào nút có ÿèn ÿiӅu khiӇn theo [2] là phù hӧp và cho kӃt quҧ sát vӟi thӵc tӃ hѫn. Các nhân tӕҧnh hѭӣng ÿӃn năng lӵc thông hành cӫa nhánh dүn vào nút: 1ăng lӵc thông hành cӫa nhánh dүn vào nút chӏu ҧnh hѭӣng cӫa nhiӅu yӃu tӕ nhѭ : bӅ rӝng phҫn xe chҥy cӫa nhánh dүn, ÿӝ dӕc dӑc, thành phҫn các loҥi xe, các dòng xe rӁ,... Ҧnh hѭӣng cӫa bӅ rӝng nhánh dүn ÿӃn năng lӵc thông hành cӫa nhánh dүn ÿã ÿѭӧc nhiӅu tác giҧ trong và ngoài nѭӟc nghiên cӭu nhѭ : Gs.Ts. Ĉӛ Bá Chѭѫng, Ts. Phan Cao Thӑ, ViӋn nghiên cӭu ÿѭӡng bӝ Anh(TRRL), HCM-Mӻ,... Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 27 .Nhân tӕ này ÿã ÿѭӧc các tác giҧÿѭa vào trong các công thӭc tính toán cӫa mình nhѭ ta ÿã nêu ӣ mөc trên. Ҧnh hѭӣng cӫa ÿӝ dӕc dӑc (cách vҥch dӯng khoҧng 200m): · Ĉӝ dӕc dӑc tăng 1% thì năng lӵc thông hành cӫa nhánh dүn giҧm 3%. · Ĉӝ dӕc dӑc giҧm 1% thì năng lӵc thông hành cӫa nhánh dүn tăng 3%. Ҧnh hѭӣng cӫa thành phҫn dòng xe ÿӃn năng lӵc thông hành cӫa nhánh dүn ÿѭӧc thӇ hiӋn ӣ hӋ sӕ quy ÿәi ra xe con tiêu chuҭn ӣ trong nѭӟc cNJng nhѭ cӫa các Qѭӟc (xem ӣ bҧng 2.1 ÿӃn 2.4) Bҧng 2.2 H͏ s͙ quy ÿ͝i cͯa vi͏n ÿ˱ͥng b͡ Anh(TRRL).(pcu) Loҥi xe Ĉѭӡng ôtô Ĉѭӡng ÿô thӏ Vòng xuyӃn Nút có ÿèn ÿiӅu khiӇn Xe con Xe tҧi Xe buýt Môtô Xe ÿҥp 1,0 3,0 3,0 1,0 0,5 1,0 2,0 3,0 1,0 0,33 1,0 2,8 2,8 1,0 0,5 1,0 1,75 2,25 0,33 0,2 Bҧng 2.3 H͏ s͙ quy ÿ͝i xe cͯa Nh̵t B̫n (pcu) Loҥi xe ChiӅu rӝng thân xe (m) Tӕc ÿӝ trung bình (Km/h) HӋ sӕ quy ÿәi K Xe con Xe tҧi, xe buýt loҥi nhҽ Xe tҧi, xe buýt loҥi vӯa Xe tҧi, xe buýt loҥi lӟn Môtô, xe máy 2,0 1,9 2,4 2,5 1,0 55 35 35 35 35 1,0 1,5 1,9 1,9 0,8 Bҧng 2.4 H͏ s͙ quy ÿ͝i xe cͯa Indonesia (pcu) Loҥi xe Dòng tӵ do trong ÿô thӏ Nút có ÿèn ÿiӅu khiӇn Xe con Xe tҧi, xe buýt Môtô Xe ÿҥp 1,0 1,2 0,8 0,25 1,0 1,3 0,5 0,2 HӋ sӕ quy ÿәi xe ӣ ViӋt Nam ÿѭӧc ban hành trong 22TCN104-83 (bҧng 2.2) ngoài ra có thӇ tham khҧo dӵ thҧo tiêu chuҭn thiӃt kӃÿѭӡng ÿô thӏ mӟi [4]. Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 28 Ҧnh hѭӣng cӫa thành phҫn xe rӁ trong dòng xe : ĈӇ thuұn lӧi hѫn trong quá trình tính toán, các nhà nghiên cӭu ÿã ÿӅ nghӏ quy ÿәi thành phҫn xe rӁ trong dòng vӅ xe ÿi thҷng. Cө thӇ nhѭ sau: · Mӝt xe rӁ trái bҵng 1,75 xe ÿi thҷng . · Mӝt xe rӁ phҧi bҵng 1,25 xe ÿi thҷng. Theo [2], khi dòng xe rӁ trái vѭӧt quá (15-20 % ) thì khҧ năng thông hành giҧm rҩt nhanh. · Ĉӕi vӟi dòng thuҫn xe con trên ÿѭӡng dүn 1 làn xe : Ktr = trpe 100 82.1- · Ĉӕi vӟi dòng hӛn hӧp trên ÿѭӡng dүn 2 làn xe : Ktr = trpe 100 10.1- Vӟi : ptr -tӹ lӋ xe rӁ trái (<25%) Nhұn xét : TuǤ vào ÿiӅu kӋn thӵc tӃ cӫa dòng xe và các yӃu tӕ khác mà ta lӵa chӑn các hӋ sӕ cӫa các thông sӕ trên cho phù hӧp, ÿӇ kӃt quҧ tính ra phҧn ánh sát ÿLӅu kiӋn thӵc tӃ hѫn. ĈiӅu này ÿòi hӓi nhӳng ngѭӡi làm công tác tә chӭc giao thông phҧi thѭӡng xuyên thu thұp sӕ liӋu ÿӇ có nhӳng thӕng kê ÿӫ tin cұy. * KӃt luұn: Vӟi mӝt vài nhұn xét trên ,tôi rút ra kӃt luұn sau vӅ viӋc xác ÿӏnh khҧ năng thông hành : - Các nghiên cӭu cӫa mӝt sӕ tác giҧ trên thӃ giӟi chӍ phù hӧp vӟi dòng xe thuҫn ôtô ,và ta có thӇ áp dөng các kӃt quҧ trên ÿӕi vӟi mӝt sô tuyӃn ÿѭӡng có thành phҫn xe con lӟn (>15%) ,trên các trөc giao thông chính - Vӟi ÿһc ÿLӇm giao thông ӣ nѭӟc ta hiӋn nay thì các kӃt quҧ nghiên cӭu cӫa các tác giҧ trên thӃ giӟi áp dөng không hiӋu quҧ nhҩt là khi thành phҫn xe máy chiӃm tӹ lӋ lӟn .Do ÿó các nghiên cӭu cӫa mӝt sӕ nhà khoa hӑc trong nѭӟc sӁ cho giá trӏ sát thӵc tӃ hѫn. c) Bài toán xác ÿ͓nh t͝n th̭t thͥi gian trong nút giao thông có ÿèn ÿi͉u khi͋n. CNJng nhѭ rҩt nhiӅu các nghiên cӭu khác vӅ giao thông nói chung, ÿӇ tính thӡi gian chұm xe ÿӕi vӟi nút giao thông ÿLӅu khiӇn bҵng tín hiӋu ÿèn, có thӇ sӱ dөng rҩt nhiӅu mô hình khác nhau, trong ÿó có các mô hình cӫa Webster, Miller, Newll, Allsop, ... . Sau nhiӅu lҫn quan trҳc thӵc tӃ dòng xe trên hàng chӡ có thӇ xác ÿӏnh ÿѭӧc thӡi Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 29 gian chұm xe bҵng mô hình phӓng mӝt cách ÿѫn giҧn dòng “ĈӃn” và “Ĉi” kӃt hӧp vӟi mô hình cӫa Webster là mӝt trong nhӳng mô hình ÿѭӧc sӱ dөng rӝng rãi nhҩt, có thӇ ÿѭӧc ӭng dөng trong ÿLӅu kiӋn dòng xe nѭӟc ta. Trên cѫ sӣ mô hình mô phӓng mӝt cách ÿѫn giҧn dòng “ĈӃn” và “Ĉi”, tác giҧ [2] tính ÿѭӧc thӡi gian chұm xe trung bình cӫa mӝt xe trên hàng chӡ theo công thӭc : (s/xe) (2.3). Trong ÿó : TCK (s) : Thӡi gian trong mӝt chu kǤ. tX (s) : Thӡi gian xanh trong mӝt chu kǤ. N (xe/s) : Cѭӡng ÿӝ dòng ÿӃn. P (xe/s) : Cѭӡng ÿӝ dòng bão hoà. Tuy nhiên, công thӭc tính thӡi gian chұm xe trung bình cӫa mӝt xe theo (2.7) ӭng vӟi dòng xe ÿӃn hàng chӡ mӝt cách ÿӗng bӝ. Nhѭng trong thӵc tӃ dòng xe ÿӃn trên hàng chӡ là không ÿӗng bӝ (ÿӃn tӵ do) và có trѭӡng hӧp các xe ÿӃn trong suӕt thӡi gian ÿӓ không thӇ vѭӧt qua hӃt trong thӡi gian xanh tiӃp theo. Nhѭ vұy, ÿӇ tránh lãng phí thӡi gian thì viӋc phân chia tín hiӋu phҧi dӵa trên mӝt ngѭӥng cӫa dòng bҧo hoà và ÿã có nhiӅu mô hình tính chұm xe ÿӕi vӟi dòng ÿӃn nhѭ vұy, nhѭng ÿѭӧc sӱ dөng nhiӅu nhҩt vүn là công thӭc cӫa Webster, ông ÿã ÿӅ nghӏ tính thӡi gian chұm xe trung bình cӫa mӝt xe theo công thӭc tәng quát sau : (s/xe) (2.4). Trong ÿó : + BiӇu thӭc thӭ nhҩt chính là ”d” theo (2.3) là yӃu tӕ xét ÿӃn dòng xe ÿӃn ÿӗng bӝ. + BiӇu thӭc thӭ hai xét ÿӃn dòng tӵ do. + BiӇu thӭc thӭ ba là bӝ phұn hiӋu chӍnh. Trong thӵc tӃ bӝ phұn thӭ ba này có thӇ làm triӃt giҧm tӯ (5 - 15)% thӡi gian chұm xe trung bình cӫa mӝt xe. ÷ ø ö ç è æ - ÷÷ ø ö çç è æ - = P N T tT d CK X CK 1.2 1. 2 CKT g CKCK X CK P N N T P NN P N P N T tT d 5 2 3 1 22 ..65,0 1..21.2 1. + ÷ ø ö ç è æ ÷ ø ö ç è æ- ÷ ø ö ç è æ - ÷ ø ö ç è æ + ÷ ø ö ç è æ - ÷÷ ø ö çç è æ - = Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 30 ĈӇÿѫn giҧn Webster ÿã thay thӃ bӝ phұn thӭ ba bҵng cách giҧm 10% thӡi gian chұm xe. Do ÿó công thӭc cuӕi cùng ÿѭӧc ông ÿӅ nghӏÿӇ tính thӡi gian chұm xe trung bình cӫa 1 xe nhѭ sau : (s/xe) (2.5) Sau khi tính ÿѭӧc thӡi gian chұm xe theo công thӭc (2.5), ta sӁ xác ÿӏnh ÿѭӧc tәng thӡi gian tәn thҩt cӫa toàn nút bҵng tәng các giӡ chұm xe trung bình nhân vӟi dòng, lҫn lѭӧt vӟi các ÿѭӡng dүn. D=(giӡ chұm xe trung bình) x N (2.6) Vӟi tәn thҩt thӡi gian trung bình tính theo (2.5) ta sӁÿánh giá mӭc ÿӝ phөc vө Z (hay hӋ sӕ làm viӋc) cӫa nút giao thông ÿLӅu khiӇn bҵng tín hiӋu ÿèn theo chӍ tiêu thӡi gian chұm xe d dӵa vào mӕi quan hӋ sau : Bҧng 2.5.Tiêu chu̱n mͱc phͭc vͭ cͯa nút giao thông ÿL͉u khi͋n b̹ng tín hi͏u ÿèn theo thͥi gian ch̵m xe trung bình cͯa m͡t xe [HCM 2004] Mӭc phөc vө Thӡi gian chұm xe trung bình - d (s/xe) A d £ 10 B 10 < d £ 20 C 20 < d £ 35 D 35 < d £ 55 E 55 < d £ 80 F d > 80 * KӃt luұn: Ĉây là công thӭc cѫ bҧn xác ÿӏnh tәn thҩt thӡi gian cӫa xe khi lѭu thông vào nút có ÿiӅu khӇn bҵng ÿèn tín hiӋu. Tuy nhiên nó chӍ tính cho trѭӡng hӧp nút ÿLӅu khiӇn ÿӝc lұp, ÿӕi vӟi nút nҵm trong hӋ thӕng ÿLӅu khiӇn phӕi hӧp thì D lúc này sӁÿѭӧc tính : D=(giӡ chұm xe trung bình) x Nchӡ ú ú ú ú ú û ù ê ê ê ê ê ë é ÷ ø ö ç è æ - ÷ ø ö ç è æ + ÷ ø ö ç è æ - ÷÷ ø ö çç è æ - = P NN P N P N T tT d CK X CK 1..21.2 1. 9,0 22 Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 31 d) Xác ÿ͓nh chu kǤÿèn. *Thӡi gian xen kӁ giӳa hai xanh NӃu thӡi gian cho xe chҥy thoát hӃt qua nút mà lӟn hѫn 3s ÿӇ tránh xҧy ra xuung ÿӝt giӳa hai luӗng xe vuông góc thì pha ÿӓ phҧi kéo dài tiӃp tөc. Khi ÿó thӡi gian cӫa mӝt pha sӁ có hai bѭӟc: %ѭӟc cѫ bҧn: có hiӋu lӵc cho mӝt sӕ luông %ѭӟc trung gian: ÿӇ tiӃp tөc thoát xe ra khӓi nút. Bѭӟc trung gian này phө thuӝc vào chiӅu rӝng cӫa nút giӳa hai vҥch dӯng xe . %ѭӟc trung gian này ÿѭӧc Webster gӑi là thӡi gian xe kӁ giӳa hai xanh (intergreen period), còn ÿѭӧc gӑi là thӡi gian dӑn sҥch nút. Tӯ khái niӋm trên cӫa Webster, Olsen-Rothery ÿã thiӃt lұp ÿѭӧc công thӭc xác ÿӏnh thӡi gian xen kӁ giӳa hai xanh nhѭ sau : txk =tSѭ + Vx lB a Vx xe )( 12 + + (2.7) Trong ÿó: txk : thӡi gian xen kӁ giӳa hai xanh (s) tIѭ : thӡi gian phҧn ӭng tâm lý cӫa ngѭӡi lái xe ( lҩy = 1s) Vx : vұn tӕc xe vào nút (m/s) a1 : gia tӕc hãm, a1= 2,5-3 m/s2 B : bӅ rӝng nút (m) lxe : chiӅu dài xe (m) *Xác ÿӏnh thӡi gian cӫa mӝt chu kǤÿèn Thͥi gian t͙i thi͋u cͯa m͡t chu kǤÿèn:(Cmin) Ta biӃt thӡi gian chұm xe trung bình cӫa mӛi xe ÿѭӧc xác ÿӏnh theo công thӭc (2.9) .NӃu dòng xe có lѭu lѭӧng trung bình là qi thì tӛn thҩt thӡi gian là : qi.di Tәng thӡi gian tӛn thҩt cҧ nút : D = å ii qd . (2.8) ĈӇ tính thӡi gian tӕi thiӇu cӫa mӝt chu kǤÿèn (Cmin), ta ÿҥo hàm tәng tәn thҩt thӡi gian D theo C và cho bҵng 0: dC q xq x x Cd dC dD ú ú û ù ê ê ë é þ ý ü î í ì - + - - = å )1(2)1(2 )1( 22 l l = 0 Giҧi phѭѫng trình vi phân trên ta ÿѭӧc : Cmin = Y L -1 (2.9) Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 32 Trong ÿó : · L - tәng thӡi gian tәn thҩt cho mӝt chu kǤÿèn : L =å = - n i xkt 1 )1( (2.10) Vӟi : txk-thӡi gian xen kӁ giӳa hai xanh tính theo (2.7) n- sӕ pha ÿLӅu khiӇn cho mӝt chu kǤÿèn · Y-tәng hӋ sӕ lѭu lѭӧng các dòng xe ÿҥi diӋn: Y = å iy (2.11) Vӟi : yi - hӋ sӕ lѭu lѭӧng cӫa dòng ÿҥi diӋn thӭ i : yi = S qi (Dòng ÿ̩i di͏n là dòng có h͏ s͙ l˱u l˱ͫng lͣn nh̭t trong m͡t h˱ͣng cͯa nhánh d̳n vào nút) Thͥi gian th͹c t͇ cͯa m͡t chu kǤÿèn ( Ct.t͇ ) NӃu ta tính toán vӟi mӭc ÿӝ bão hoà x cӫa dòng xe bҵng mӝt thӡi gian chұm xe trung bình tính theo (2.9) sӁ cho giá trӏ cùng lӟn. Vì thӃÿӇ bҧo ÿҧm năng lӵc thӵc tӃ cӫa luӗng xe ta cҫn giӟi hҥn trên là 0,9. Khi ÿó mӭc ÿӝ bão hoà sӁ thoҧ mãn ÿiӅu kiӋn : x= 9,0£= y t C S q xhl (2.12) Tӯÿó, ta có: C Y L - ³ 9,0 9,0 Thӡi gian thӵc tӃ cӫa mӝt chu kǤÿèn ÿҧm bҧo tҧi ÿѭӧc 90% năng lӵc thông xe, vì vұy Ct.tӃ là : CttӃ = Y L -9,0 9,0 (s) (2.13) Thͥi gian t͙i ˱u cͯa chu kǤÿèn(Co) Vӟi ÿLӅu kiӋn là: tәng thӡi gian chұm xe vào nút là nhӓ nhҩt, Webster ÿã ÿѭa ra công thӭc gҫn ÿúng ÿӇ xác ÿӏnh chu kǤ tӕi ѭu nhѭ sau: C0 = Y L - + 1 55,1 (s) (2.14) ̪nh h˱ͧng cͯa xe ÿ̩p ÿ͇n chu kǤÿèn Các thành phӕ cӫa ViӋt Nam, có ÿһc ÿLӇm là lѭӧng xe hai bánh chiӃm mӝt tӹ lӋ lӟn. NhiӅu ÿѭӡng phӕ, xe hai bánh là thành phҫn chính, nhiӅu ÿѭӡng phӕ xe hai bҩnh quyӃt ÿӏnh chҩt lѭӧng dòng xe, áp ÿҧo xe ôtô. Trong nút giao thông, khi chӡÿèn xanh, xe hai bánh len trѭӟc xe ôtô và xӃp hàng ngang trѭӟc vҥch Stop. Khi có ÿèn xanh, xe hai bánh ÿi trѭӟc và khӕng chӃ tӕc Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 33 ÿӝ ôtô, Khi rӁ cNJng gây cҧn trӣ cho ôtô. Ĉҩy là các nhiӉu, làm giҧm hiӋu quҧ cӫa thӡi gian xanh. Ts. Trҫn Danh Lӧi (1994), ÿã ÿѭa ra công thӭc xác ÿӏnh hӋ sӕ hiӋu chӍnh a do ҧnh hѭӣng cӫa xe ÿҥp ÿӃn chu kǤÿèn nhѭ sau: a =exp 100 35-x Trong ÿó : x là thành phҫn xe ÿҥp trong dòng xe (tính theo %). Công thӭc trên có giá trӏ trong khoҧng 35% < x < 60%. Nhѭ vұy, chu kǤÿèn trong nút mà thành phҫn xe ÿҥp chiӃm tӯ 35-60% sӁÿѭӧc tính nhѭ sau: C’ = C.a Trong ÿó : C’-chu kǤÿèn khi xét ÿӃn ҧnh hѭӣng cӫa xe ÿҥp (s) C- thӡi gian chu kǤÿèn khi không xét ÿӃn ҧnh hѭӣng cӫa xe ÿҥp, tính theo các công thӭc (2.2)-(2.3) Phân ph͙i ÿèn xanh cho các pha Phân bӕÿèn xanh cho các pha dӵa trên nguyên tҳc bҧo ÿҧm phân bӕÿӅu năng lӵc dӵ trӳ cho tҩt cҧ các luӗng xe ÿҥi diӋn, nghƭa là các luӗng xe này có cùng mӭc bҧo hoà. Mӭc bҧo hoà cӫa luӗng xe ÿҥi diӋn phҧi thoҧ mãn ÿiӅu kiӋn : xk k xh y t C ³ Khi dòng xe ÿҥt bҧo hoà : xk= k xh y t C Sau mӝt vài thao tác biӃn ÿәi ta tính ÿѭӧc thӡi gian xanh có hiӋu cӫa luӗng xe ÿҥi diӋn k cӫa mӝt pha : txh = Y yLC k)( - Thӡi gian xanh thӵc tӃ là: Y yLCtt kxh x tt )(1 -=-= K͇t lu̵n: Trên ÿây là công thӭc xác ÿӏnh chu kǤÿèn nói chung cho nút giao thông có ÿiӅu khiӇn bҵng tín hiӋu ÿèn. ĈӇ tính toán bài toán ÿiӅu khiӇn ÿèn bҵng “làn sóng xanh” thì ta lҩy chu kǤÿèn cӫa nút phӭc tҥp nhҩt tӭc là nút có chu kǤÿèn lӟn nhҩt làm chu kǤ chung cho cҧ hӋ liên kӃt. Do ÿһc ÿLӇm giao thông ӣ nѭӟc ta không phân biӋt rõ các làn xe chҥy nên khi tính chu kǤÿèn ta chӍ lҩy hӋ sӕ lѭu lѭӧng cho toàn nhánh dүn. Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 34 2.1.4.3. Xây dӵng bài toán tính toán ÿiӅu khiӇn ÿèn bҵng “làn sóng xanh” : Sau khi xác ÿӏnh ÿѭӧc chu kǤ chung cho hӋ liên kӃt, ta tiên hành lӵa chӑn phѭѫng pháp liên kӃt các ÿèn tín hiӋu trên tuyӃn thiӃt kӃ phù hӧp vӟi ÿһc ÿLӇm hiӋn tҥi và ÿҧm bҧo các chӍ tiêu mà bài toán ÿһt ra . HiӋn nay, ÿӇ giҧi quyӃt vҩn ÿӅ trên ÿang tӗn tҥi 3 phѭѫng pháp cѫ bҧn ÿӇ tính toán ÿiêù khiӇn phӕi hӧp ÿèn bҵng “làn sóng xanh”. Cө thӇ : -Phѭѫng pháp 1 : phѭѫng pháp tính toán dӵa trên cѫ sӣ hӋ sӕ băng thӡi gian hay “băng xanh” .Mөc ÿích cӫa phѭѫng pháp là làm sao cho bӅ rӝng băng thӡi gian là lӟn nhҩt.(bài toán 1) Phѭѫng pháp này có ѭu ÿiӇm là nó có thӇ áp dөng cho nhӳng tuyӃn ÿѭӡng mà khoҧng cách giӳa các nút không ÿӅu nhau, lѭu lѭӧng theo hai hѭӟng có thӇ khác nhau, tӕc ÿӝ giӳa các nút có thӇ khác nhau .Tuy nhiên, khi lѭu lѭӧng trên nhánh ngang lӟn cNJng nhѭ tӹ lӋ xe rӁ trái lӟn thì phѭѫng pháp này không hiӋu quҧ. -Phѭѫng pháp 2 : phѭѫng pháp này tính toán dӵa trên cѫ sӣ tәn thҩt thӡi gian cӫa dòng xe qua nút. Mөc tiêu cӫa bài toán là làm sao cho tәng thӡi gian tәn thҩt qua nút theo hai hѭӟng là nhӓ nhҩt. (bài toán 2) Phѭѫng pháp này có ѭu ÿiӇm là có xét ÿӃn ҧnh hѭӣng cӫa dòng xe theo phѭѫng ngang. Tuy nhiên bài toán lҥi không xét ÿӃn ҧnh hѭӣng cӫa các nút lân cұn. - Phѭѫng pháp 3 : phѭѫng pháp này sӱ dөng bài toán ÿiӅu khiӇn theo kiӇu luân phiên. (bài toán 3) Phѭѫng pháp này chӍ có hiӋu quҧ khi khoҧng cách giӳa các nút trên tuyӃn ÿѭӡng là bҵng nhau, tӕc ÿӝ xe chҥy trên tuyӃn là không ÿәi . Trên cѫ sӣ 3 phѭѫng pháp tính toán trên, mӝt sӕ nhà khoa hӑc trong và ngoài Qѭӟc ÿã nghiên cӭu áp dөng vӟi các thông sӕ phù hӧp vӟi ÿLӅu kiӋn giao thông hiӋn tҥi. Mӝt sӕ bài toán tiêu biӇu cӫa các tác giҧ nhѭ : Morgan và Little, Whighting và Hivier, Th.S VNJ Hoài Nam, ... a) Bài toán cͯa Morgan và Little : &ѫ sӣ cӫa bài toán là tӕi ѭu hoá bӅ rӝng băng xanh, ÿѭӧc hai tác giҧÿӅ xuҩt vào Qăm 1964. Nӝi dung cӫa phѭѫng pháp là xác ÿӏnh ÿӝ lùi cӫa các nút trên phӕ chính rút ra tӯ viӋc xác ÿӏnh ÿӝ rӝng băng xanh lӟn nhҩt. HӋ thӕng có thӇ ÿѭӧc thiӃt kӃ theo hai Kѭӟng và hai dãi băng xanh bҵng nhau hoһc có thӇÿӗng thӡi ÿLӅu chӍnh nhѭ tăng ÿӝ rӝng mӝt băng xanh cho phù hӧp vӟi mӝt vài ÿһc ÿLӇm trong khi vүn giӳÿѭӧc ÿӝ rӝng băng kia càng lӟn càng tӕt. Bài toán này cNJng cho phép ngѭӡi sӱ dөng quy ÿӏnh tӕc ÿӝ theo hѭӟng giӳa các hai nút bҩt kǤ kӅ nhau. Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 35 Ĉây là bài toán nӅn tҧng cho phѭѫng pháp bӅ rӝng băng thӡi gian. Bài toán này thѭӡng ÿѭӧc áp dөng cho nhӳng tuyӃn phӕÿã xây dӵng xong, nhӳng tuyӃn ÿѭӡng không có khҧ năng nâng cҩp, mӣ rӝng. b) Bài toán cͯa Whighting và Hivier: NӅn móng cho phѭѫng pháp này chính là bài toán dӵ báo sӵ phân tán các nhóm xe xuôi chiӅu làn sóng xanh cӫa D.J. Robertson công báo năm 1969 ÿó là: Sӵ phân tán cӫa dòng xe tҥi thӡi ÿLӇm i tҥi mӝt ÿLӇm trên ÿѭӡng ÿѭӧc xác ÿӏnh bҵng công thӭc sau: q2(i+t) = Fq1(i) + (1-F)q2(i+t-1). Trong ÿó : q2(i) : dòng biӃn ÿәi vào quҧng thӡi gian i cӫa nhóm xe dӵÿoán tҥi mӝt ÿiӇm trên ÿѭӡng. q1(i) : dòng vào quҧng thӡi gian i cӫa nhóm xe ban ÿҫu ӣ vҥch Stop. t : bҵng 0,8 lҫn thӡi gian xe chҥy trung bình trên chiӅu dài, trên ÿó tính toán sӵ phân tán cөm xe. F : hӋ sӕ làm trѫn ÿѭӧc tính theo công thӭc: F = )5,01( 1 t+ Tӯ bài toán trên Whingting ÿӅ xuҩt và Hivier viӃt báo cáo nhѭ mӝt phҫn trong dӵ án Glasgow. Cѫ sӣ cӫa phѭѫng pháp là sӵ tәn thҩt thӡi gian cӫa dòng xe theo mӝt Kѭӟng dӑc theo bҩt kǤ mӝt ÿRҥn trong mҥng lѭӟi chӍ phө thuӝc duy nhҩt vào sӵ khác nhau qua các nút tҥi cuӕi mӛi ÿRҥn và không bӏҧnh hѭӣng bӣi bҩt kǤ mӝt nút kiӅn kӅ nào khác trong mҥng lѭӟi. Nӝi dung cѫ bҧn cӫa phѭѫng pháp là xác ÿӏnh sӵ chұm thӡi gian theo mӛi luӗng giao thông liên kӃt vӟi các giá trӏ cӫa ÿӝ lùi khác nhau, sau ÿó lӵa chӑn mӝt giá trӏÿӝ lùi giӳa tӯng cһp các nút sao cho kӃt quҧ tәng tәn thҩt thӡi gian qua nút theo hai luӗng là nhӓ nhҩt. Quá trình ÿѭӧc tiӃp tөc cho ÿӃn khi ÿӝ lùi cӫa tҩt cҧ các cһp nút ÿѭӧc tìm ra. Quá trình giҧ thiӃt tҩt cҧ thӡi gian xanh ÿӅu biӃt cNJng nhѭÿã biӃt chu kǤ chung. Quá trình trên có thӇÿѭӧc tóm tҳc nhѭ sau: Gӑi Dij là tәn thҩt thӡi gian cӫa ÿѭӡng nӕi(ij) nӕi các nút i và j. qij là ÿӝ lùi giӳa nút i và nút j C là chu kǤÿèn. Nhѭ vұy : Dij = f(qij) Ta có : Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 36 Â Â Â Â Â X Â X Â X Â X Â Â X Â X Â X Â X X Â X Â X Â X Â X Â Â X X Â X X X D = (Aij + Aji) ÷÷ ø ö çç è æ + Aji Dji Aij Dij . qij +qji =C. Dji= f(qji) = f(C - qij) Vӟi ѭu ÿiӇm cӫa phѭѫng pháp tәn thҩt thӡi gian, thì bài toán này còn ÿѭӧc áp dөng trong trѭӡng hӧp trên tuyӃn có mӝt sӕ nút có lѭu lѭӧng cӫa nhánh ngang lӟn . c) Bài toán ÿi͉u khi͋n luân phiên : Mӛi cһp nút liӅn kӅ cho các hiӋu lӋnh khác nhau. NӃu mõi nút liӅn kӅ luân phiên ra các hiӋu lӋnh thì gӑi là hӋ luân phiên ÿѫn, tӯng cһp nút ra các lӋnh ÿLӅu khiӇn ÿèn trái vӟi cһp nút liӅn kӅ khác gӑi là hӋ liên kӃt luân phiên ÿôi, tѭѫng tӵ ta có hӋ luân phiên 3, ... Ta có biӇu ÿӗ quan hӋ giӳa tӕc ÿӝ - khoҧng cách cӫa hӋ luân phiên ÿѫn nhѭ sau: Hình 2.3 Bi͋u ÿ͛ quan h͏ không gian và thͥi gian cͯa bài toán ph͙i hͫp luân phiên Gӑi D là khoҧng cách giӳa các nút; C là chu kǤÿèn thì theo [14] ta có : V(mph) = C ftD 375.0 )( V(Km/h) = C D 139.0 Ngoài ra, cNJng theo [14] ta tính ÿѭӧc quan hӋ giӳa tӕc ÿӝ xe -khoҧng cách -ÿӝ lùi giӳa các nút trong hӋ liên kӃt theo công thӭc sau: V(Km/h) = L mD 278.0 )( Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 37 Lji Lij Rj/2 Uij Bij tij Xanh Âoí Sj Si Âoí Âoí Xanh Vӟi : V - tӕc ÿӝ xe chҥy trong hӋ liên kӃt(Km/h). D - khoҧng cách giӳa các nút trong hӋ liên kӃt (m). L -ÿӝ lùi (s). Phѭѫng pháp này rҩt ÿѫn giҧn, dӉ sӱ dөng. Tuy nhiên phѭѫng pháp này chӍ có hiӋu quҧ khi khoҧng cách giӳa các nút trong hӋ liên kӃt bҵng nhau, còn khi khoҧng cách giӳa các nút không ÿӅu nhau thì rҩt khó bӕ trí. Chính vì ÿһc ÿLӇm này mà phѭѫng pháp này thѭӡng ÿѭӧc áp dөng trong trѭӡng hӧp các tuyӃn phӕ mӟi thiӃt kӃ và có xét ÿӃn viӋc ÿLӅu khiӇn ÿèn phӕi hӧp trên tuyӃn. d) Ͱng dͭng bài toán băng xanh trong ÿô th͓ Hà N͡i cͯa Th.S VNJ Hoài Nam: Xuҩt phát tӯ nhӳng nghiên cӭu cNJng nhѭ nhiӅu bài toán thӵc nghiӋm cӫa mình và mӝt sӕ chuyên gia trong nѭӟc vӅÿһc ÿLӇm cӫa dòng xe trong ÿô thӏ ViӋt Nam, Th.S VNJ Hoài Nam ÿã ÿӅ xuҩt bài toán tính toán liên kӃt ÿèn ÿiӅu khiӇn bҵng “Làn sóng xanh” dӵa trên cѫ sӣ là bài toán tӕi ѭu bӅ rӝng băng xanh. Nӝi dung cѫ bҧn cӫa bài toán là ÿi xác ÿӏnh ÿӝ lùi giӳa hai nút kӅ nhau thích hӧp ÿӇ cho tәng bӅ rӝng băng xanh cӫa hai sóng xuôi và ngѭӧc là lӟn nhҩt tҥi mӛi cһp nút. Quá trình trên ÿѭӧc thӵc hiӋn liên tөc cho ÿӃn cһp nút cuӕi cùng. Nӝi dung các bѭӟc tính toán trên có thӇÿѭӧc tóm tҳc nhѭ sau: Gӑi C là chu kǤ chung cӫa nút ( C= 1 ÿѫn vӏ). Xi : toҥÿӝ cӫa nút thӭ i. Vij và Vji là cһp vұn tӕc cӫa sóng ÿi và sóng vӅ trong cһp nút (ij). Ri : thӡi gian ÿèn ÿӓӣ nút thӭ i. Qij, Qji : lѭu lѭӧng theo hѭӟng lên và hѭӟng xuӕng . Xét mӝt cһp nút có quan hӋ khoҧng cách thӡi gian nhѭ hình vӁ sau: Hình 2.4 Quan h͏ thͥi gian và không gian Mӝt xe ÿi qua nút i và tӟi nút j trong khoҧng thӡi gian tij vào ÿúng thӡi ÿLӇm nút j bҳt ÿҫu ÿèn xanh.ChiӃc xe trên qua nút j sau thӡi gian Uij kӇ tӯ khi nút i bҳt ÿҫu có ÿèn xanh.Vây ta có: Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 38 Uij = Lij + Rj/2 -Ri/2-tij 0 £ Uij £ C =1 Trong ÿó : Lij -ÿӝ lùi cӫa nút i so vӟi nút j Lij + Lji = C =1 Giҧ sӱ tҥi nút Si và nút Sj ÿӅu là các ÿèn chӫ cho sóng lên và sóng xuӕng, ta có: Ri/2 + tij = Rj/2 + Lij Ri/2 - tij* =Rj/2 - Lji + K’ Vӟi K’ = 1, Lij = 1- Lji Rút ra : Lij = 2 ' 2 * Ktt ii + + Vì ø LijƤ 1 nên ta có thӇ dùng phҫn ÿӏnh trӏ cӫa nó ký hiӋu là D(Lij).Tӯ công thӭc trên ta thҩy các nút có ÿӝ lùi so vӟi nút chӫ là K’ gӑi là ÿӝ lùi cѫ sӣ .Giá trӏ K’/2 có thӇ thay thӃ bҵng 0 hoһc 1/2. Tәng quát : Lij = 2 ' 2 * Ktt ijij + + Vӟi sij = 2 K = (0 hoһc 1/2) NӃu Vij = Vji ==> tij* = -tji ==> Lij = sij = (0 hoһc 1/2). Thay vào () vào ta có : Uij = 1- D ÷ ÷ ø ö ç ç è æ - - + - ij jiij RiRjtt s 22 * Ta có khoҧng thӡi gian (Uij- Rj) chính là khoҧng thӡi gian xanh còn lҥi cӫa nút i. Khoҧng thӡi gian này càng lӟn thì càng có nhiӅu xe thông qua và có cѫ hӝi tӟi nút j.Vҩn ÿӅÿһt ra là làm sao cho ( Uij - Rj) ÿҥt cӵc ÿҥi, hay: {Max s[Uij(s) - Rj]} vӟi s =0 hoһc 1/2 Thay ÿәi s = 0 hoһc 1/2 ta tìm ÿѭӧc giá trӏ lӟn nhҩt cӫa biӇu thӭc trên. Bàì toán này ÿѫn giҧn dӉ áp dөng, ÿһc biӋt phù hӧp vӟi nhӳng khu vӵc mà trình ÿӝ vӅ giao thông cNJng nhѭ hӋ thӕng ÿѭӡng phӕ còn thҩp. DӉ dàng thay ÿәi chu kǤ khi xuҩt hiӋn sӵ không ÿӅu lѭu lѭӧng theo các hѭӟng. Tuy nhiên phѭѫng pháp này chӍ tӓ ra có hiӋu quҧ khi khoҧng cách giӳa các nút gҫn nhau, không xét ÿӃn sӵ phân tán dòng xe và sӵ chia cҳt dòng xe do giao thông ngang gây ra, không giҧi quyӃt ÿѭӧc bài toán tӕi ѭu hoá phân pha cho các nút ÿӝc lұp. Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 39 e) K͇t lu̵n: Tӯ nhӳng ѭu nhѭӧc ÿLӇm và phҥm vi sӱ dөng cӫa các bài toán ta có nhұn xét sau: -Ĉӕi vӟi nhӳng trөc giao thông mӟi mà khi thiӃt kӃ có tính khҧ năng tә chӭc ÿiӅu khiӇn phӕi hӧp ÿèn tín hiӋu thì bài toán ÿiӅu khiӇn luân phiên sӁ cho hiӋu quҧ cao nhҩt. - Còn lҥi trong các trѭӡng hӧp mà viӋc bӕ trí ÿèn ÿiӅu khiӇn chӍ là biӋn pháp cҧi tҥo nhҵm tăng khҧ năng thông hành cӫa nút và giҧm ùn tҳc giao thông khi thiӃt kӃ phӕi hӧp các tín hiӋu ÿèn thì hai bài toán sӕ 1 và sӕ 2 cho hiӋu quҧ cao hѫn. -Trên ÿӏa bàn thành phӕĈà Nҹng hiӋn nay, do các tuyӃn ÿѭӡng ÿã ÿѭӧc xây dӵng tӯ sӟm lúc này lѭu lѭӧng xe chѭa cao, trong quy hoҥch không dӵ tính ÿӃn khҧ Qăng áp dөng bài toán ÿiӅu khiӇn phӕi hӧp .Do ÿó ÿӇ áp dөng bài toán ÿiӅu khiӇn "làn sóng xanh" thì hai bài toán sӕ 1 và sӕ 2 có thӇÿѭӧc xem xét áp dөng. 2.1.4.4. Ĉánh giá hiӋu quҧ cӫa bài toán : HiӋn nay, ÿӇÿánh giá tính hiӋu quҧ cӫa bài toán ÿiӅu khiӇn phӕi hӧp ÿèn bҵng “làn sóng xanh” ta có thӇ sӱ mӝt sӕ chӍ tiêu sau: *Phѭѫng pháp cӫa V. A. Vladimirôv: ĈӇ ÿánh giá hiӋu quҧ cӫa giҧi pháp ÿLӅu khiӇn giao thông phӕi hӧp, V.A. Vladimirôv ÿӅ nghӏ sӱ dөng hӋ sӕ không dӯng xe b xác ÿӏnh theo công thӭc sau: b = N ZN )( - Trong ÿó: N - lѭu lѭӧng xe qua nút giao thông trong mӝt giӡ theo mӝt hѭӟng bҩt kǤ . Z - Sӕ lѭӟng xe dӯng lҥi ӣ nút theo cùng giӡ, cùng hѭӟng. HӋ sӕ bÿѭӧc tính ÿӇ so sánh vӟi hai trѭӡng hӧp : ÿLӅu khiӇn tách biӋt tӯng nút ÿӝc lұp và ÿiӅu khiӇn phӕi hӧp các nút trên cùng mӝt tuyӃn phӕ. HӋ sӕ b tính ra mà >0,8 thì có thӇ kӃt luұn bài toán ÿiӅu khiӇn phӕi hӧp ÿҥt hiӋu quҧĈӇ thҩy dӉ dàng hiӋu quҧ cӫa bài toán ÿiӅu khiӇn phӕi hӧp ta hãy xem hình vӁ minh hoҥ sau: Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 40 0,61 0,95 0,82 0,79 0,66 0,81 0,61 0,90 0,85 0,79 0,81 0,75 Hình 2.5 Phѭѫng pháp này ÿánh giá ÿѭӧc tính hiӋu quҧ cӫa bài toán phӕi hӧp ӣ tӯng nút.Do ÿó nó phù hӧp cho trѭӡng hӧp khoҧng cách, lѭu lѭӧng, vұn tӕc giӳa các nút là khác nhau và khác nhau theo hai hѭӟng ngѭӧc nhau. *Phѭѫng pháp cӫa A.E. Stramentôv và M.S. Phisensѫn CNJng giӕng nhѭ V.A. Vladimirôv, A.E. Stramentôv và M.S. Phisensѫn ÿã ÿѭa ra hӋ sӕ h có thӇÿánh giá hiӋu quҧ cӫa hӋ thӕng phӕi hӧp trên tҩt cҧ các ÿѭӡng trөc theo công thӭc sau: h = n tN ZNTn x CKå - 0 . )( Trong ÿó: N - lѭӧng xe qua ngã tѭ trong mӝt giӡ. Z - lѭӧng xe ùn tҳc tҥi ngã tѭ trong ÿiӅu khiӇn phӕi hӧp. n - sӕ ngã tѭ tӵÿLӅu khiӇn trên mӝt ÿѭӡng phӕ. Phѭѫng pháp này thích hӧp cho trѭӡng hӧp trên mӝt trөc phӕ tә chӭc ÿLӅu khiӇn phӕi hӧp có mӝt sӕ nút không ÿLӅu khiӇn bҵng ÿèn tín hiӋu mà là tӵÿLӅu khiӇn, và nó ÿánh giá ÿѭӧc mӝt cách tәng thӇ tính hӧp lý cӫa bài toán phӕi hӧp ÿèn ÿiӅu khiӇn trên toàn tuyӃn. Tuy nhiên tӯ công thӭc trên ta thҩy nӃu n=0 (không có nút tӵÿLӅu khiӇn trên tuyӃn có tә chӭc ÿLӅu khiӇn phӕi hӧp ) thì hӋ sӕ h sӁ vô ÿӏnh tӭc không xác ÿӏnh ÿѭӧc. Chính vì vұy mà hӋ sӕ này ít ÿѭӧc sӱ dөng hѫn. Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 41 *Phѭѫng pháp ÿánh giá thông qua hӋ sӕ bӅ rӝng băng xanh(K). Ngoài hai hӋ sӕ nêu trên, mӝt sӕ tác giҧ còn ÿӅ xuҩt hӋ sӕ gӑi là trӏ sӕ “băng thӡi gian” hay hӋ sӕ bӅ rӝng băng xanh. ĈӇ xác ÿӏnh trӏ sӕ trên ta xét tӹ sӕ giӳa “băng thӡi gian” vӟi thӡi gian xanh cӫa pha tѭѫng ӭng . K= x bàng t t NӃu hӋ sӕ K > 0,65 thì bài toán phӕi hӧp ÿҥt hiӋu quҧ. Phѭѫng pháp này phù hӧp vӟi mӑi trѭӡng hӧp, dӉ sӱ dөng .Do ÿó nó ÿѭӧc sӱ dөng rӝng rҧi hѫn. ĈӇ dӇ hiӇu hѫn vӅ hӋ sӕ băng thӡi gian, chúng ta xem hình vӁ minh hoҥ sau: Hình 2.6 *Nhұn xét: Nhѭ trên ÿã trình bày , ÿӇÿánh giá tính hiӋu quҧ cӫa bài toán liên kӃt ÿèn ÿiӅu khiӇn ta có thӇ sӱ dөng nhiӅu phѭѫng pháp .Tuy nhiên viӋc lӵa chӑn phѭѫng pháp nào phҧi căn cӭ vào ÿiӅu kiӋn hiӋn tҥi và ÿánh giá chính xác kӃt quҧ bài toán. 2.1.5. Nhұn xét và kӃt luұn: Tӯ nhӳng phân tích trên tôi rút ra mӝt vài nhұn xét sau: -ĈӇ tính toán phӕi hӧp ÿèn ÿiӅu khiӇn theo kiӇu “làn song xanh” ta phҧi thӵc hiӋn theo 4 bѭӟc ÿã nêu. Tuy nhiên ÿó là cho trѭӡng hӧp thiӃt kӃ mӟi hoһc thiӃt kӃ cҧi tҥo nhѭng có ÿһt thêm ÿèn ÿiӅu khiӇn tҥi mӝt sӕ nút, còn ÿӕi vӟi bài toán chӍ liên kӃt các ÿèn hiӋn có trên tuyӃn thì không nhҩt thiӃt phҧi thӵc hiӋn các bѭӟc trên. Tb = 26s TX =35s K=0,75 Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 42 - Trong mӛi bѭӟc, hiӋn nay ÿang có rҩt nhiӅu phѭѫng pháp ÿӇ thӵc hiӋn. Tuy nhiên mӛi phѭѫng pháp lҥi có mӝt ÿLӅu kiӋn biên nhҩt ÿӏnh cho nên nó chӍ có hiӋu quҧ khi bài toán nҵm trong ÿLӅu kiӋn biên cӫa nó. - Hҫu hӃt các bài toán cӫa các tác giҧ ngoài nѭӟc ÿӅu nghiên cӭu cho dòng thuҫn ôtô trong khi ÿó ӣ nѭӟc ta xe máy lҥi chiӃm tӹ lӋ rҩt lӟn trong dòng giao thông (trong ÿô thӏ). - Ngoài các bài toán nêu trên, hiӋn cNJng ÿang tӗn tҥi nhiӅu phѭѫng pháp tính toán "Làn sóng xanh" nhѭ: biӋn pháp pháp ÿLӅu khiӇn giao thông phӕi hӧp bҵng “làn sóng xanh” theo phѭѫng pháp chuyӇn ӣ thӫÿô Hà Nӝi(2000) cӫa Th.S Mai Hҧi Ĉăng, phѭѫng pháp tәn thҩt cӫa các ÿӝ lùi cӫa Louis E.Keefer và William Mc Grath (1986), nhóm sӱ dөng phѭѫng pháp ÿӗ giҧi, ...Hҫu hӃt các bài toán nêu trên ÿӅu không xét ÿӃn ҧnh hѭӣng cӫa dòng xe rӁ trong dòng xe liên kӃt, cѭӡng ÿӝ dòng xe chѭa ÿҥt ÿӃn dòng bão hoà, bӓ qua ҧnh hѭӣng cӫa dòng giao thông ngang. KӃt luұn: Do ÿһc ÿLӇm hiӋn nay cӫa dòng xe tham gia lѭu thông trên ÿѭӡng hiӋn tҥi ӣ nѭӟc ta thì ngoài viӋc áp dөng kӃt quҧ nghiên cӭu cӫa các tác giҧ trong nѭӟc ta có thӇ sӱ dөng mӝt sӕ kӃt quҧ cӫa nѭӟc ngoài tuy nhiên phҧi xem xét cө thӇ và lӵa chӑn bài toán cho phù hӧp vӟi dòng xe ӣ nѭӟc ta nhҩt. Vӟi cѫ sӣ hҥ tҫng giao thông nhѭ hiӋn nay thì bài toán “ÿiӅu khiӇn luân phiên” tӓ ra khó ÿҥt hiӋu quҧ và tính thӵc tӃ. Do có các ѭu ÿiӇm cӫa bài toán ÿiӅu khiӇn ÿèn bҵng “làn sóng xanh” theo phѭѫng pháp “băng thӡi gian” là phù hӧp vӟi sӵ thay ÿәi cӫa khoҧng cách các nút, sӵ khác nhau cӫa tӕc ÿӝ dòng xe giӳa các nút nên có thӇ áp dөng vào ÿiӅu kiӋn giao thông trong ÿô thӏӣ nѭӟc ta. ĈӇ bài toán ÿiӅu khiӇn trên ÿҥt ÿѭӧc kӃt quҧ mong muӕn, ÿòi hӓi nhӳng ngѭӡi làm công tác tә chӭc -ÿiӅu khiӇn giao thông phҧi thѭӡng xuyên thu thұp các sӕ liӋu vӅ dòng xe trên ÿѭӡng ÿӇ có nhӳng thông ÿӫ tin cұy khi sӱ dөng trong tính toán cNJng nhѭ bә sung các ÿLӅu kiӋn biên cho bài toán. 2.2. &ĂN CӬ LӴA CHӐN BÀI TOÁN TÍNH TOÁN ĈIӄU KHIӆN ĈÈN BҴNG “LÀN SÓNG XANH” CHO THÀNH PHӔĈÀ NҸNG. &ăn cӭÿӅ xuҩt ÿѭӧc bài toán tính toán ÿiӅu khiӇn ÿèn bҵng “làn sóng xanh” cho ÿô thӏĈà Nҹng là phҧi dӵa trên nhӳng lý thuyӃt tính toán ÿLӅu khiӇn “làn sóng xanh” và ÿiӅu kiӋn thӵc nghiӋm giao thông ӣĈà Nҹng .Tӯ hai căn cӭÿó ta mӟi có cѫ sӣÿӇ chӑn bài toán phù hӧp và cho kӃt quҧ sát vӟi ÿLӅu kiӋn giao thông ӣÿô thӏĈà Nҹng. Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 43 2.2.1. Cѫ sӣ lý thuyӃt tính toán. Nhѭ mөc 2.1 ÿã nêu , ÿӇ tính ÿѭӧc bài toán ÿiӅu khiӇn ÿèn theo kiӇu “làn sóng xanh” thì ta cҫn phҧi xác ÿӏnh ÿѭӧc : - Tӕc ÿӝ ,lѭu lѭӧng dòng xe tham gia trên tuyӃn.(mөc 2.1.3.1) - Xác ÿӏnh ÿѭӧc chu kǤÿèn chung cho hӋ liên kӃt.(mөc 2.1.2.2) - Xác ÿӏnh thӡi gian tәn thҩt .(mөc 2.1.2.2) Sau khi có ÿѭӧc ÿҫy ÿӫ các thông sӕ trên ta ÿi thiӃt lұp ,lӵa chӑn bài toán tính liên kӃt các ÿèn tín hiӋu vӟi nhau. HiӋn nay có 3 bài toán tѭѫng ӭng vӟi 3 phѭѫng pháp ÿã nêu (mөc 2.1.3), viӋc lӵa chӑn bài toán và phѭѫng pháp nào cҫn căn cӭ vào ÿiӅu kiӋn giao thông hiӋn tҥi và trong tѭѫng lai tính toán. Nói tóm lҥi cѫ sӣ lý thuyӃt cӫa bài toán là : - Dӵa trên bài toán tính thӡi gian chұm xe cӫa Webster ÿӇ xác ÿӏnh chu kǤ ÿèn . - &ăn cӭ vào 3 phѭѫng pháp tính liên kӃt ÿèn ÿiӅu khiӇn ÿӇÿӅ ra bài toán tính toán liên kӃt phù hӧp vӟi thӵc tӃ. 2.2.2. Cѫ sӣ thӵc nghiӋm ӣÿô thӏĈà Nҹng. Mӝt bài toán ÿһt ra dù ÿѫn giҧn hay phӭc tҥp thì mөc ÿích cuӕi cùng là làm sao kӃt quҧ tính ra sát vӟi ÿLӅu kiӋn thӵc tӃ nhҩt. ĈӇÿҥt ÿѭӧc ÿLӅu này ta cҫn phҧi khҧo sát thӵc nghiӋm ÿӇ có căn cӭ lӵa chӑn phѭѫng pháp hay các bài toán phù hӧp vӟi thӵc tӃ Kѫn. Sau mӝt thӡi gian quan trҳc trên mӝt sӕ trөc phӕ chính cӫa thành phӕĈà Nҷng nhѭ tuyӃn: Lê Duҭn, Hùng Vѭѫng, NguyӉn Văn Linh, Hҧi Phòng ,… tôi có mӝt sӕ kӃt quҧ nhѭ sau: 2.2.2.1.Thành phҫn dòng xe: Thành phҫn dòng xe là tӹ lӋ % các loҥi xe khác nhau trong dòng xe .Khi dòng xe có nhiӅu thành phҫn tham gia vӟi khәÿӝng hӑc khác nhau sӁ làm ҧnh hѭӣng ÿӃn Qăng lӵc thông hành cӫa nhánh dүn .ViӋc có nhiӅu thành phҫn xe tham gia trên tuyӃn sӁ tҥo ra sӵ khác biӋt lӟn giӳa lý thuyӃt và thӵc tӃ khi quy ÿәi dòng xe vӅ dòng thuҫn. Theo nghiên cӭu cӫa mӝt sӕ tác giҧ [2] ,[4] thì hiӋn nay trong các ÿô thӏӣ nѭӟc ta thành phҫn xe tham gia giao thông rҩt phӭc tҥp.Thông qua kӃt quҧ quan trҳc ÿѭӧc trên mӝt sӕ trөc cӫa ÿô thӏĈà Nҹng vào giӡ cao ÿiӇm tháng 2/2007 và 3/2007 (phө lөc 2) .KӃt quҧ thӇ hiӋn ӣ bҧng sau: Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 44 Bҧng 2.6 Thành phҫn phҫn trăm các loҥi xe trong dòng xe Tӹ kӋ thành phҫn dòng xe tính theo tәng lѭu lѭӧng dòng % Loҥi xe Lê Duҭn Hùng Vѭѫng NguyӉn Văn Linh Hҧi Phòng Xe máy 87 87 78 83 Xe ÿҥp 9 11 12 12 Xe con 3 0,7 8 1 Xe buýt 0,6 0,5 0 0 Xe tҧi 0,1 0,1 1,2 0,5 *Nh̵n xét v͉ thành ph̯n dòng xe trên các trͭcgiao thông chính có ÿèn ÿi͉u khi͋n ͧÿô th͓Ĉà N̽ng. Tӯ kӃt quҧ trên ta thҩy thành phҫn xe ôtô trong dòng xe chӫ yӃu là xe con và nó chiӃm tӹ lӋ nhӓ trong dòng xe, trong khi ÿó lѭѫng xe ÿҥp và xe máy mà ÿһc biӋt là xe máy chiӃm tӹ lӋ rҩt cao. Chính ÿiӅu này mà khi ta tính toán các thông sӕ liên quan ÿӃn nút có ÿèn ÿiӅu khiӇn cNJng nhѭ lӵa chӑn pKѭѫng pháp liên kӃt các ÿèn ÿiӅu khiӇn cҫn xem xét ÿӃn yӃu tӕ này. 2.2.2.2. Tӹ lӋ dòng xe rӁ trái trong dòng xe. Tӹ lӋ dòng xe rӁ trái trong dòng xe là tӹ lӋ % giӳa thành phҫn dòng rӁ trái so vӟi tәng dòng xe trên tuyӃn. Khi tӹ lӋ dòng rӁ trái lӟn sӁ làm giҧm khҧ năng thông hành cӫa nhánh dүn và tӕc ÿӝ dòng xe trên tuyӃn. Thông qua kӃt quҧ quan trҳc ÿѭӧc trên mӝt sӕ trөc cӫa ÿô thӏĈà Nҹng vào giӡ cao ÿiӇm tháng 2/2007 và 3/2007 (phө lөc 2) .KӃt quҧ thӇ hiӋn ӣ bҧng sau: Bҧng 2.7 Tӹ lӋ thành phҫn dòng xe Thành phҫn dòng xe trên tuyên ÿѭӡng % Dòng xe Lê Duҭn Hùng Vѭѫng NguyӉn Văn Linh Ĉi thҷng 65 – 78 70-80 60 -72 RӁ trái 8-13 11-15 12-17 RӁ phҧi 11 - 18 8-25 14-18 *Nh̵n xét v͉ thành ph̯n dòng xe rͅ trái trên các trͭcgiao thông chính có ÿèn ÿi͉u khi͋n ͧÿô th͓Ĉà N̽ng. Tӯ kӃt quҧ trên ta có thành phҫn dòng xe rӁ trái là khá nhӓ nên trong quá trình tính toán ta có thӇ bӓ qua ҧnh hѭӣng cӫa nó. Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 45 2.2.2.3. Tӕc ÿӝ trung bình cuҧ dòng xe. Tӕc ÿӝ dòng xe là chӍ tiêu quan trӑng, thӇ hiӋn mӭc ÿӝ tiӋn nghi cӫa ÿiӅu kiӋn xe chҥy, tӯÿһc trѭng này chúng ta có thӇ hiӇu rõ hѫn vӅ dòng xe. Ĉӕi vӟi nút giao thông bҵng ÿLӅu khiӇn bҵng tín hiӋu ÿèn, viӋc nghiên cӭu tӕc ÿӝ dòng xe có ý nghƭa to lӟn trong bài toán tә chӭc ÿLӅu khiӇn giao thông. Tӕc ÿӝ trung bình theo không gian Vs : là tӹ sӕ giӳa quҧng ÿѭӡng xe chҥy vӟi thӡi gin trung bình xe chҥy trên tuyӃn . Phѭѫng pháp nghiên cӭu: Dùng phѭѫng pháp ÿo trӵc tiӃp tӕc ÿӝ bҵng ÿӗng hӗ bҩm giây ngoài hiӋn trѭӡng . Kӻ thuұt ÿo: Ta tiӃn hành quan trҳc trên mӝt sӕ trөc giao thông chính ӣÿô thӏĈà Nҹng Dөng cөÿo : Ĉӗng hӗ bҩm giây vӟi ÿӝ chính xác 0,2 (s) ,thѭӟc dây ÿo chiӅu dài. TiӃn hành ÿo: Ӣÿây ta chӍ xác ÿӏnh tӕc ÿӝ trung bình giӳa hai nút nên ta chӍ cҫn ÿo thӡi gian cӫa xe chҥy tӯ nút này sang nút kia và khoҧng cách giӳa hai nút Khi bánh xe trѭӟc vѭӧt qua vҥch Stop cӫa nút này thì bҩm ÿӗng hӗ và khi bánh xe trѭӟc chҥm vҥch Stop cӫa nút kӃ tiӃp thì bҩm ÿӗng hӗ Sӕ lѭӧng mҭu ÿo: 40 mүu Thông qua kӃt quҧ quan trҳc ÿѭӧc trên mӝt sӕ trөc cӫa ÿô thӏĈà Nҹng vào giӡ cao ÿiӇm tháng 2/2007 và 3/2007 (phө lөc 2) .KӃt quҧ thӇ hiӋn ӣ bҧng sau: Bҧng 2.8 Tӕc ÿӝ trung bình giӳa các nút trên tuyӃn ÿѭӡng Vұn tӕc trung bình giӳa các nút (Km/h) Dòng xe Lê Duҭn Hùng Vѭѫng NguyӉn Văn Linh Xe ÿҥp 13-17 11-15 12-18 Xe máy, ôtô 29-36 20-29 30-42 *Nh̵n xét v͉ t͙c ÿ͡ dòng xe trên các trͭc có ÿèn ÿi͉u khi͋n ͧÿô th͓Ĉà N̽ng Tӯ kӃt quҧ trên ta thҩy hiӋn nay trên các trөc chính cӫa thành phӕ thì tӕc ÿӝ cӫa dòng xe giӳa các nút trên tuyӃn là khác nhau và thҩp hѫn giá trӏ thiӃt kӃ, chính ÿLӅu này là giҧm khҧ năng thông hành cӫa nút, dӇ gây tình trҥng ách tҳt giao thông. ĈӇ Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 46 nâng cao tӕc ÿӝ xe chҥy trên các trөc này hiӋn nay có nhiӅu biӋn pháp nhѭ mӣ rӝng nhánh dүn hoһc sӱ dөng bài toán phӕi hӧp các ÿèn ÿiӅu khiӇn trên tuyӃn. 2.2.2.4. Xác ÿӏnh lѭu Oѭӧng xe trên tuyӃn. /ѭu lѭӧng dòng xe là sӕ lѭӧng xe chҥy qua mӝt mһt cҳt hay mӝt ÿRҥn ÿѭӡng trong mӝt ÿѫ vӏ thӡi gian. Ĉây là chӍ tiêu rҩt phӭc tҥp nó phө thuӝc rҩt nhiӅu yӃu tӕ nhѭ tӕc ÿӝ, thành phҫn dòng xe, ÿiӅu kiӋn ÿѭӡng, …ViӋc xác ÿӏnh lѭu lѭӧng có ý nghƭa rҩt lӟn trong viӋc lӵa chӑn bài toán cNJng nhѭÿánh giá hiӋu quҧ cӫa bài toán tә chӭc giao thông trên tuyӃn nhҩt là vӟi các tuyӃn có ÿLӅu khiӇn phӕi hӧp. Thông qua kӃt quҧ quan trҳc trên mӝt sӕ trөc chính cӫa thành phӕ vào tháng 2- 3/2007 (k Ӄt quҧ thӇ hiӋn ӣ bҧng sau). Bҧng 2.9 /ѭu lѭӧng xe trên tuyӃn *Nh̵n xét v͉ l˱u l˱ͫng dòng xe trên các trͭc có ÿèn ÿi͉u khi͋n ͧÿô th͓Ĉà N̽ng Tӯ kӃt quҧ trên ta thҩy hiӋn nay lѭu lѭӧng theo hai hѭӟng ngѭӧc nhau trên các trөc này là khác nhau tuy nhiên sӵ chênh lӋch này không lӟn . Ĉây là mӝt yӃu tӕ cҫn xem xét khi lӵa chӑn bài toán phӕi hӧp ÿèn trên các trөc này. 2.2.2.5. Xác ÿӏnh ÿLӅu kiӋn ÿѭӡng. Ӣÿây do thӡi gian thӵc hiӋn ÿӅ tài quá ngҳn nên các sӕ liӋu vӅÿLӅu kiӋn ÿѭӡng ÿѭӧc quan trҳc ӣÿây chӍ phөc vө cho viӋc tính toán bài toán liên kӃt ÿèn bҵng “làn sóng xanh”. Các thông sӕÿѭӧc thu thұp ӣ dây là bӅ rӝng cӫa nhánh dүn, khoҧng cách giӳa các nút.Vӟi kӃt quҧ quan trҳc trên các trөc giao thông ӣÿô thӏĈà Nҹng vào tháng 3/2007 (kӃt quҧ cho trong bҧng sau). Bҧng 2.10 Khoҧng cách giӳa các nút trên tuyӃn Khoҧng cách giӳa các nút (m) Dòng xe Lê Duҭn Hùng Vѭѫng NguyӉn Văn Linh 96 – 470 102-486 150- 500 /ѭu lѭӧng xe trung bình trên các trөc (xmqÿ/h) +ѭӟng dòng xe Lê Duҭn Hùng Vѭѫng H ҧi Phòng H ѭ ӟng ÿi Sông Hàn 3600 2300 3200 +ѭӟng ÿi Liên ChiӇu 3100 1900 1200 Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 47 *Nh̵n xét v͉ hi͏n tr̩ng quy ho̩ch trên các trͭc có ÿèn ÿi͉u khi͋n ͧÿô th͓ Ĉà N̽ng. Tӯ kӃt quҧ phân tích trên ta thҩy hiӋn nay hҫu nhѭ tҩt cҧ các nút trên cùng mӝt tuyӃn ÿѭӡng có khoҧng cách không bҵng nhau .Chính ÿây là ÿһc ÿLӇm mà cho ÿӃn hiӋn nay thành phӕ chѭa áp dөng ÿѭӧc các bài toán tә chӭc giao thông tiӃn bӝ trên thӃ giӟi mà trong ÿó có bài toán phӕi hӧp ÿèn ÿiӅu khiӇn .Do ÿó khi lӵa chӑn bài toán phӕi hӧp các ÿèn tín hiӋu ta cҫn xem xét ÿӃn thông sӕ quan trӑng này. 2.2.3. KӃt luұn vӅ hiӋn trҥng giao thông hiӋn nay ӣÿô thӏĈà Nҹng. Tӯ nhӳng kӃt quҧ phân tích và quan trҳc ÿѭӧc ӣ trên ta có nhӳng kӃt luұn nhѭ sau. Dòng xe lѭu thông trên tuyӃn ÿѭӡng là dòng hӛn hӧp trong ÿó thành phҫn xe máy chiӃm tӹ lӋÿa sӕ (75-90%) - Tӹ lӋ dòng xe rӁ trái trong dòng nhӓ . - Tӕc ÿӝ xe chҥy trên tuyӃn không әn ÿӏnh . - L ѭu l ѭӧng xe giӳa các nút chênh lӋch nhau không nhiӅu - /ѭu lѭӧng dòng xe theo hai hѭӟng có sӵ chênh lӋch. - Khoҧng cách giӳa các nút trên tuyӃn là không bҵng nhau. Vӟi ÿһc ÿLӇm nhѭ trên, khi lӵa chӑn bài toán phӕi hӧp các ÿèn ÿiӅu khiӇn ta cҫn xem xét ÿӃn các thông sӕ nêu trên ÿӇ bài toán tính ra cho kӃt quҧ sát thӵc tӃ hѫn. 2.3. LӴA CHӐN BÀI TOÁN TÍNH TOÁN ĈIӄU KHIӆN ĈÈN BҴNG “LÀN SÓNG XANH” CHO ĈÔ THӎĈÀ NҶNG. 2.3.1. ĈӅ xuҩt bài toán. Dӵa trên cѫ sӣ các bài toán ÿiӅu khiӇn ÿèn “làn sóng xanh” hiӋn nay cùng vӟi ÿһc ÿLӇm hiӋn nay cӫa giao thông ӣÿô thӏĈà Nҹng nhѭÿã trình bày, ÿӅ tài chӑn bài toán “băng thӡi gian” ÿӇ áp dөng cho ÿô thӏĈà Nҹng vì nhӳng lý do sau - Bài toán này ÿҥt hiӋu quҧ trong cҧ trѭӡng hӧp khoҧng cách giӳa các nút là khác nhau. - Phù hӧp vӟi ÿһc ÿLӇm tӕc ÿӝ khác nhau giӳa các nút. - Bài toán tính cho trѭӡng hӧp lѭu lѭӧng theo hai hѭӟng chênh lӋch nhau. - Bài toán này ÿѫn giҧn dӉ sӱ dөng . Mөc ÿích mà bài toán dһt ra là làm sao cho sӕ lѭӧng xe chҥy trên tuyӃn phҧi gһp ÿèn ÿӓ là ít nhҩt tӭc là bӅ rӝng băng xanh là lӟn nhҩt và thӡi gian chӡ trên cҧ hai Kѭӟng là nhӓ nhҩt . ĈӇ giҧ quyӃt vҩn ÿӅ này em tiӃn hành tӕi ѭu bӅ rӝng băng xanh trên cѫ sӣÿi xác ÿӏnh ÿӝ lùi giӳa các nút sao cho tәng thӡi gian chӡ trên cҧ hai hѭӟng là nhӓ nhҩt và tәng bӅ rӝng băng xanh là lӟn nhҩt. Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 48 Cө thӇÿӇ giҧi quyӃt bài toán ,trѭӟc tiên ta cҫn xác ÿӏnh chu kǤ chung cho hӋ liên kӃt sau ÿó ta tiӃn hành tính toán phӕi hӧp các ÿèn vӟi nhau ÿӇÿҥt ÿѭӧc kӃt quҧ trên. Xuҩt phát tӯÿLӅu kiӋn hiӋn tҥi cӫa giao thông thành phӕĈà Nҹng và yêu cҫu ÿһt ra ÿӕi vӟi bài toán “làn sóng xanh” ÿè tài ÿӅ nghӏ tính toán phӕi hӧp cho 3 trѭӡng hӧp. - Tính toán vӟi vұn tӕc cӫa dòng xe không ÿәi. - Tính toán cho trѭӡng hӧp vұn tӕc hai hѭӟng khác nhau và không ÿәi. - Tính vӟi tӕc ÿӝ dòng xe thay ÿәi . K͇t lu̵n: Ta tính toán ÿiӅu khiӇn giao thông bҵng “làn sóng xanh” cho 3 trѭӡng hӧp vӟi chu kǤ không ÿәi : - Tính toán vӟi vұn tӕc cӫa dòng xe không ÿәi. - Tính toán cho trѭӡng hӧp vұn tӕc hai hѭӟng khác nhau và không ÿәi. - Tính vӟi tӕc ÿӝ dòng xe thay ÿәi Ba bài toán trên ÿӅu dӵa trên cѫ sӣ bài toán “ băng thӡi gian” . 2.3.2. ĈӅ xuҩt các chӍ tiêu tính toán ,kiӇm tra . ĈӇ tӕi ѭu bài toán phҧi căn cӭ vào hӋ sӕ băng thӡi gian. Theo kӃt quҧ tính toán cӫa Th.S VNJ Hoài Nam thì vӟi ÿһc ÿLӇm dòng xe ӣ ViӋt Nam thì băng thӡi gian >10 giây là ÿҥt hiӋu quҧ. Ĉӕi vӟi giao thông ӣĈà Nҹng nhѭÿã phân tích - thành phҫn xe máy chiӃm tӹ lӋ lӟn, mà loҥi phѭѫng tiӋn này rҩt linh ÿӝng khi lѭu thông trên ÿѭӡng- ÿӅ tài kiӃn nghӏ hӋ sӕ băng thӡi gian >0.6. Theo kӃt quҧ nghiên cӭu cӫa mӝt sӕ tác giҧ ngoài nѭӟc thì khi chu kǤ thay ÿәi tӯ 0,75CoÿӃn 1,5Co tәng tәn thҩt thӡi gian thay ÿәi không nhiӅu (<10 s) (Hình 2.7). Tӯ nhұn xét này ta thҩy nӃu chu kǤÿèn giӳa các nút trên tuyӃn thay ÿәi tӯ (0,75 – 1,25) chu kǤ lӟn nhҩt trên tuyӃn thì khi ta lҩy chu kǤ lӟn nhҩt này làm chu kǤ chung sӁ không ҧnh hѭӣng lӟn dӃn dòng xe trên hѭӟng xung ÿӝt vӟi dòng chính Hình 2.7. Ĉ͛ th͓̫nh h˱ͧng cͯa thͥi gian chu kǤÿèn ÿ͇n thͥi gian t͝n th̭t trung bình Th ӡi g ia n ch ұm x e tru ng b ìn h (s /x e) Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 49 Tӯ quan trҳc thӵc tӃ tôi thҩy dòng xe tham gia trên tuyӃn thѭӡng chҥy vӟi tӕc ÿӝ thay ÿәi tuy nhiên ÿӇ tính toán phӕi hӧp ÿèn tín hiӋu tôi lҩy DV<=|5| km/h cho trѭӡng hӧp 3. ĈӇ lӵa chӑn trӏ sӕ băng xanh vӯa thoҧ hӋ sӕ băng thӡi gian, vӯa ÿҧm bҧo tӕc ÿӝ tính ra xe chҥy phҧi an toàn bài toán ÿѭa vào hӋ sӕ : - HӋ sӕ chӍ tiêu vӅ mӭc ÿӝ cӫa tӕc ÿӝÿѭӧc bҧo ÿҧm K1 K1 =Vt.tӃ /Vcp - HӋ sӕÿӝ nguy hiӇm cӫa chӃÿӝ xe K2 K2 = L VåD Trong ÿó : Vt.tӃ , Vcp - tӕc ÿӝ xe chҥy thӵc tӃ và tӕc ÿӝ xe chҥy cho phép trên tuyӃn åDV L - dao ÿӝng tӕc ÿӝ tәng cӝng và chiӅu dài tuyӃn ĈӇÿҧm bҧo an toàn thì K1 1» và K2 = 0 là tӕt nhҩt. ĈӇÿánh giá năng lӵc thông hành cӫa nút sau khi chӑn ra chu kǤ chung cho hӋ liên kӃt tôi sӱ dөng hӋ sӕ dӵ trӳ năng lӵc thông hành cӫa nút RC RC= Y Y C Lx -÷ ø ö ç è æ -19.0 Trong ÿó : C -chu kǤÿèn L - Tәng thӡi gian tәn thҩt Y - tәng hӋ sӕ lѭu lѭӧng các dòng ÿҥi diӋn ĈӇÿҧm bҧo nút không xҧy ra quá tҧi thì RC>=0 2.3.3. Giҧi quyӃt bài toán. 2.3.3.1. Sӕ liӋu ÿҫu vào. - /ѭu lѭӧng xe tҥi nút phӭc tҥp nhҩt trên tuyӃn. - Toҥÿӝ cӫa mӛi nút Xi. - Vұn tӕc lӟn nhҩt cӫa dòng xe giӳa hai nút theo hai hѭӟng ngѭӧc nhau: Vij và Vji. 2.3.3.2. Giҧi quyӃt vҩn ÿӅ. Mөc ÿích cӫa bài toán là làm sao cho bӅ rӝng băng xanh tҥi nút là lӟn nhҩt ÿӗng thӡi thӡi gian chӡ là nhӓ nhҩt tӭc là : Dbij max , Dbji max và Di min trong ÿó: - Dbij ,Dbji : bӅ rӝng băng xanh tҥi nút i tѭѫng ӭng vӟi dòng lên và xuӕng Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 50 Nuút (i+1) Nuút (i) D(i+1) D'(i+1) D(i)D'(i) L(i+1,i)L(i,i+1) Tx Soïng xuäúng Soïng lãn - Di :tәng thӡi gian chӡ cӫa dòng xe nút thӭ i. Vì vұy ÿӇ tính toán ta tính cho mӝt cһp nút liӅn kӅ bҩt kǤ, sau ÿó mӣ rӝng ra cho các nút khác. Cө thӇ nhѭ sau. *Xác ÿӏnh chu kǤÿèn chung cho hӋ liên kӃt. Chu kǤÿèn ÿѭӧc xác ÿӏnh theo các công thӭc (2.12),(2.13),(2.14) ÿã nêu. Ӣÿây lѭu ý là : - Dòng bão hòa xác ÿӏnh theo [2]. - HӋ sӕ lѭu lѭӧng y xác ÿӏnh cho dòng ÿi thҷng ӣ mӛi nhánh dүn. yi= Qth/Snd vӟi : Qth : lѭu lѭӧng dòng ÿӃn nút cӫa nhánh dүn thӭ i (xqÿ/h) Snd : dòng bão hoà cӫa nhánh dүn thӭ i (xqÿ/h). *Xác ÿӏnh thӡi gian tәn thҩt cho nút theo công thӭc cӫa Webster. *Giҧi quyӃt bài toán liên kӃt. Xét cһp nút liӅn kӅ (i,i+1) có quan hӋ thӡi gian nhѭ hình vӁ sau. Giҧ sӱ mӝt xe ÿӃn nút i vào khoҧng thӡi gian U(i) và phҧi chӡ mӝt khoҧng thӡi gian là Dt(i) s mӟi gһp ÿèn xanh và sau ÿó nó chҥy mӝt khoҧng thӡi gian T(i,i+1) thì ÿӃn nút (i+1) và lúc này ÿèn xanh tҥi nút này ÿã ÿӓ mҩt mӝt thӡi gian D’(i+1)s. 7ѭѫng tӵ cho xe chҥy theo hѭӟng ngѭӧc lҥi , khi xe ÿӃn nút (i+1) vào thӡi gian U(i+1) thì phҧi chӡ D(i+1) s mӟi gһp ÿèn xanh, sau ÿó xe chҥy tiӃp mӝt khoҧng thӡi gian T(i+1,i) s mӟi ÿén nút (i) và lúc này tҥi ÿây ÿèn xanh ÿã ÿӓ hӃt D(i) s. Hình 2.8 Quan h͏ thͥi gian và không gian cͯa bài toán Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 51 Ta gӑi L(i,i+1) và L(i+1,i) lҫn lѭӧt là ÿӝ lùi cӫa nút (i) so vӟi nút (i+1) và cӫa nút (i+1) so vӟi nút (i). Tӯ hình vӁ ta có: D(i+1) = -D(i)+ T(i,i+1) - L(i,i+1). (2.3.1) D’(i+1) = -D’(i) +T(i+1,i) – L(i+1,i). (2.3.2) Trong ÿó: T(i,i+1) = L/V(i,i+1) (2.3.3) T(i+1,i) = L/V(i+1,i) (2.3.4) Vӟi : L- khoҧng cách giӳa hai nút (i) và (i+1) V(i,i+1),V(i+1,i) - vұn tӕc cӫa dòng lên và dòng xuӕng nút (i). Nhѭ vұy bӅ rӝng băng xanh cho sóng xuӕng trong khoҧng hai nút là : Db(i,i+1) = Tx –{ )()1( ii D++D } (2.3.5) BӅ rӝng băng xanh cho sóng lên trong khoҧng hai nút là : Db(i+1,i) = Tx –{ )(')1(' ii D++D } (2.3.6) Nhѭ vұy mөc ÿích là làm sao cho { )()1( ii D++D } và { )(')1(' ii D++D } là nhӓ nhҩt. Thay các công thӭc (2.3.1)-(2.2.4) vào hai tәng trên ta có: { )()1( ii D++D } ={ ),1(),1(/)()( iiLiiVLii +-++D-+D } (2.3.7) { )(')1(' ii D++D } ={ )1,()1,(/)(')(' +-++D-+D iiLiiVLii } (2.3.8) Ta lҥi có : L(i,i+1) = C- L(i+1,i) Tӯÿó ta thҩy bӅ rӝng băng xanh là hàm cӫa chu kǤÿèn C, tӕc ÿӝ dòng xe V, ÿӝ lùi giӳa hai nút L. Nhѭ vұy mөc ÿích cӫa bài toán bây giӡ là xác ÿӏnh V và ÿӝ lùi L ÿӇ (2.3.7) và (2.3.8) là nhӓ nhҩt. ĈӇÿҧm bҧo yêu cҫu tӕi ѭu bӅ rӝng băng xanh cӫa bài toán cho phù hӧp vӟi ÿLӅu kiӋn giao thông ӣĈà Nҹng ta cҫn lӵa chӑn các thông sӕ tӕc ÿӝ V và ÿӝ lùi L ÿҧm bҧo các ÿiӅu kiӋn sau: Txi 2.0)1( £+D (2.3.9) Txi 2.0)1(' £+D (2.3.10) Txi 20.0)(' £D (2.3.11) Txi 20.0)( £D (2.3.12) { )1,()1('),1()1( ++D+++D iiQiiiQi } min (2.3.13) { )1,()('),1()( +D++D iiQiiiQi }min (2.3.14) {D(i)}min (2.3.15) {D(i+1)}min (2.3.16) Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 52 Trong ÿó : Q(i,i+1) - lѭu lѭӧng dòng xe ÿi tӯ nút (i) ÿӃn nút (i+1). Q(i+1,i) – lѭu lѭӧng dòng xe ÿi tӯ nút (i+1) ÿӃn nút (i). D(i) - tәng thӡi gian chӡ tҥi nút (i). D(i+1) - tәng thӡi gian chӡ tҥi nút (i+1). Trong công thӭc (2.3.5) và (2.3.6) thì biӇu thӭc thӭ hai có hai trѭӡng hӧp xҧy ra: Tr˱ͥng hͫp 1: = )(')1( ii D++D nӃu D(i+1)xD’(i) <0 = )()1(' ii D++D nӃu D(i)xD’(i+1) <0 Tr˱ͥng hͫp 2: = Max{D(i+1),D’(i) } nӃu D(i+1)xD’(i) >0 =Max{D’(i+1),D(i) } nӃu D(i)xD’(i+1) >0 ĈӇ tính toán bài toán này ta sӱ dөng phѭѫng pháp thӱ dҫn tӭc ta cho các biӃn thay ÿәi dҫn ÿӇ xác ÿӏnh ÿѭӧc:Db(i,i+1)max và Db(i+1,i)max ÿҧm bҧo các ÿLӅu kiӋn nêu trên. *Mӣ rӝng cho nhiӅu nút: Giҧ sӱ nút thӭ (i) là nút có lѭu lѭӧng lӟn nhҩt trên tuyӃn. ĈӇ tính toán ta giҧ thiӃt bӅ rӝng băng xanh tҥi nút (i): D(i) và D’(i) ,sau ÿó ta xác ÿӏnh ÿѭӧc bӅ rӝng băng xanh tҥi nút (i+1) :D(i+1) và D’(i+1) theo (2.3.1) và (2.3.2) ÿӗng thӡi xác ÿӏnh ÿѭӧc các chӍ tiêu nêu trên (2.3.9)à (2.3.16) trên cѫ sӣ tӕc ÿӝ và ÿӝ lùi giӳa hai nút. Cө thӇ nhѭ sau: Ta giҧ thiӃt: - chu kǤ C - tӕc ÿӝ V(i,i+1), V(i+1,i) -ÿӝ lùi L(i,i+1), L(i+1,i) - D(i), D’(i) (cho nút phӭc tҥp nhҩt) Sau khi giҧ thiӃt các thông sӕ trên ta ÿi xác ÿӏnh bӅ rӝng băng xanh cho nút kӃ tiӃp (i+1) theo công thӭc (2.3.1), (2.3.2) và (2.3.5), (2.3.6) và các chӍ tiêu theo công thӭc (2.3.9)à(2.3.16). Khi tính xong ta lҥi cho thay ÿәi các giá trӏ giҧ thiӃt ban ÿҫu cho ÿӃn khi các biӃn ÿҥt ÿӃn biên cho phép và cuӕi cùng ta lӵa chӑn ÿѭӧc tӕc ÿӝ và ÿӝ lùi thoҧ các chӍ tiêu ÿһt ra là tӕt nhҩt. Sau ÿó ta lҩy giá trӏ D(i+1) ,D’(i+1) ÿi tính cho nút tiӃp theo cNJng theo phѭѫng pháp nhѭ trên cho ÿӃn nút cuӕi cùng. TiӃp tөc thay ÿәi chu kǤ và thӵc hiӋn lҥi cho tҩt các các nút trên và cuӕi cùng chӑn ra chu kǤ, vұn tӕc, ÿӝ lùi và các chӍ tiêu khác thoҧÿLӅu kiӋn bài toán ÿһt ra là tӕt nhҩt. Âäö aïn täút nghiãûp Khoa xáy dæûng cáöu âæåìng SVTH: Tráön Trung Viãût Låïp 02X3C Trang 53 *Tóm tҳt quá trình tính toán: %˱ͣc1: gi̫ thi͇t chu kǤÿèn C (Cmin<C<Co). %˱ͣc2:gi̫ thi͇t t͙c ÿ͡ V, ÿ͡ lùi L cho nút (i). %˱ͣc3: gi̫ thi͇t -0,2Tx<D(i) <0,2Tx ;-0,2Tx<D¶(i)<0,2Tx. %˱ͣc4: tính D(i+1) và D¶(i+1) theo (2.3.1) và(2.3.2) ÿ͛ng thͥi ki͋m tra ÿL͉u ki͏n (2.3.9) và (2.3.10). %˱ͣc5: tính các ch͑ tiêu v͉ thͥi gian chͥ và t͝ng s͙ xe chͥ t̩i nút theo (2.3.13)==>(2.3.16). %˱ͣc6: thay ÿ͝i ÿ͡ lùi L ; D(i) và D¶(i) ÿ͋ ch͕n ra D(i+1) và D¶(i+1) min nh̭t. %˱ͣc7:sau khi ch͕n ÿ˱ͫc ÿ͡i lùi và b͉ r͡ng băng xanh t͙t nh̭t cho c̿p nút (i),(i+1) ta ḽy D(i+1) và D¶(i+1), ÿ͋ tính cho nút ti͇p theo theo trình t͹ tͳ b˱ͣc 2 ÿ͇n E˱ͣc 6 và ti͇n hành cho ÿ͇n nút sau cùng. %˱ͣc7:ti͇p tͭc thay ÿ͝i V r͛i thay ÿ͝i C và thͱc hi͏n các b˱ͣc nh˱ trên cho ÿ͇n khi ta ch͕n ra ÿ˱ͫc chu kǤÿèn hͫp lý ,v̵n t͙c dòng xe và ÿ͡ lùi giͷa các nút sao cho b͉ r͡ng băng xanh là lͣn nh̭t. Trên ÿây là trình tӵ tính toán cho trѭӡng hӧp V=const. Ĉӕi vӟi trѭӡng hӧp thӭ hai bài toán ÿһt ra vұn tӕc giӳa hai hѭӟng khác nhau và không ÿәi thì các bѭӟc tính toán cNJng nhѭ trên nhѭng ӣ E˱ͣc 6 ta không thay ÿәi V. Ĉӕi vӟi trѭӡng hӧp thӭ 3 cӫa bài toán (V#const) thì tҥi E˱ͣc 6 ta chӍ thay ÿәi V cho tӯng nút . *L ˱u ý: c ác tr˱ͥng hͫp trên ta ÿ͉u xét vͣi ÿL͉u ki͏n dòng xe trên h˱ͣng ngang nh͗ h˯n trên h˱ͣng chính. N͇u trên tuy͇n có m͡t s͙ nút nào ÿó mà l˱u l˱ͫng dòng trên nhánh ngang lͣn h˯n trên nhánh chính thì sau khi tính toán liên k͇t xong ta ÿi phân pha l̩i cho nút ÿó và l úc này ÿ͡ lùi t̩i nút này là: L’(i+1,i)=L(i+1,i) + absD(i+1) -N͇u D(i+1)*D’(