Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ ba, 20/07/2010 07:00 (GMT+7)

Giải pháp hoàn thiện phương pháp điều khiển giao thông trên nút ở đô thị Việt Nam

1. Đặt vấn đề

Khi thiết kế nút giao thông (NGT) từ việc thiết kế hình học cũng như thiết kế tổ chức và điều khiển giao thông đều nhằm tới mục đích cuốicùng là giảm xung đột để nâng cao khả năng thông hành (KNTH), chống ùn tắc và an toàn giao thông. Nút giao thông điều khiển bằng tín hiệu đèn (ĐKBTHĐ) thì sao? Một hình thức điều khiển rất phổ biếnhiện nay trên thế giới và trong đô thị Việt Nam , với dòng xe hỗn hợp nhiều thành phần nó cực kỳ hiệu quả. Tuy nhiên nó cũng đòi hỏi phải có những giải pháp sử dụng như thế nào, điều khiển như thế nào để phù hợp với đặc thù rất riêng như ở đôthị nước ta? Hiện có nhiều cách thức như điều khiển theo kiểu thích nghi, tối ưu hóa cửa vào, cửa ra của nút… nhưng trong đó cách phân chia pha, xác định thời gian xanh hợp lý cho các pha trên cơ sởchu kỳ tối ưu có ảnh hưởng rất lớn đến KNTH đến hiệu quả sử dụng của nút. Thực tế hiện nay đa số các NGT ĐKBTHĐ ở các đô thị nước ta chưa phát huy được tính hiệu quả và tính hợp lý của nó, trong khi lưu lượng xe, tỷ lệ rẽ xe cho các hướng là hoàn toàn khác nhau nhưng chưacó sự hợp lý pha, thời gian xanh cho các pha, các nhánh dẫn trong cùng một pha, dẫn đến đôi lúc hoặc thường xuyên vẫn xảy ra ùn tắc, gây mất an toàn, tạo cảm giác rất khó chịu khi ra vào nút. Điều đóđã gây ra tổn thất vô cùng lớn về thời gian, tiền của, môi trường sống thậm chí cả tính mạng… Vì vậy rất cần thiết phải hợp lý pha khi điều khiển, hợp lý thời gian xanh trong từng pha và một sốbiện pháp khác… nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng cho các NGT ĐKBTHĐ, góp phần hoàn thiệncách thức điều khiển, đảm bảo an toàn giao thông và tạo lập hình ảnhvăn minh đô thị.

2. Kết quả nghiên cứu

Dựa trên kết quả thực nghiệm quan trắc lưu lượng xe chạy, các cơ sở lý thuyết tính toán điều khiển, tiếp cận và vận dụng hợp lý các kết quả nghiên cứu về giao thông đô thị, về khả năng thông hành của nút của các tác giả trong và ngoài nước làm cơ sở cho các kết quả nghiên cứu của mình.

2.1. Cơ sở lý thuyết lập pha

2.1.1 Pha điều khiển: Là sự phối hợp cácnhịp cơ bản và các nhịp trung gian tiếp theo nhau, là một phần của chu kỳ cho phép một hoặc nhiều luồng xe qua nút trong một thời gian hoặc lặp lại nhiều lần. Việc tách các dòng xung đột theo thờigian gọi là phân pha. Số lượng pha phụ thuộc vào đặc tính của các dòng xung đột và lưu lượng giao thông trên các nhánh dẫn. Số pha càng nhiều các xung đột cànggiảm nhưng tổn thất thời gian do các nhịp trung gian càng lớn và thời gian một chu kỳ càng dài, thời gian chờ đợi lâu tác dụng đến tâm lý người tham gia giao thông dẫn đến dễ phá vỡ quá trình điềukhiển. Tối thiểu một chu kỳ có 2 pha, tối đa 3 (4) pha nếu thấy cần thiết. Thời gian của chu kỳ đèn có ý nghĩa vô cùng quan trọng, thời gian này phải là tối ưu để đảm bảo lượng xe và người quanút là cao nhất. Thời gian xanh, vàng và đỏ phụ thuộc vào thời gian chu kỳ, lưu lượng xe trên đường dẫn, thời gian cần thiết dành cho bộ hành qua đường. Kinh nghiệm các nước T CKmin= 35s,T CKmax= 120s.

Tùy theo từng điều kiện cụ thể có thể sử dụng phương pháp điều khiển như sau: Điều khiển bằng tay, điều khiển tự động tại nút độc lập với chu kỳ cứng hoặc mềm (điều khiển thích nghi), điều khiển tự động phối hợp trên một tuyến phố, điều khiển tự động phối hợp trên mạng lưới của vùng.

2.1.2 Trượt pha hay lệch pha:Là hình thức điều khiển mà trong đó một pha xanh được “cắt sớm” hoặc “mở muộn” hoặc “mở muộn và cắt sớm”. Hình thức điều khiển này tận dụng được thời gian xanh, giảm đi đáng kể lượng xung đột tại nút, tránh điều khiển theo chu kỳ ba pha (pha rẽ trái). Tuy nhiên, nếu vận dụng cách thức điều khiển không phù hợp sẽ làm cho quá trình điều khiển phức tạp, gây ra ảnh hưởng tâm lý cho người tham gia giao thông khi ra vào nút, dẫn đến việc điều khiển không hiệu quả và không hợp lý…

“Trượt pha” (lệch pha) ưu tiên cho “dòng xe rẽ trái”:

Pha 1 được chia làm hai giai đoạn. Ở giai đoạn đoạn 1, đèn xanh ở hướng Nam (N) bật mở để cho hướng này thoát hết dòng xe rẽ trái, sau đó mởđèn xanh tiếp: “mở muộn” cho hướng Bắc (B) ở giai đoạn 2. Ưu điểm của phương án một pha xanh “mở muộn” là ít cần chỗ cho các xe rẽ trái vì luồng xe này được ưu tiên đã qua nút.

2.2. Các kết quả nghiên cứu thực nghiệm

2.2.1 Lưu lượng dòng tới và tỷ lệ rẽ trái

- Thành phần dòng xe chủ yếu là xe máy.

           - Tỷ lệ xe rẽ trái, rẽ phải, đi thẳng là rất

khác nhau, nhiều nút có tỷ lệ xe rẽ trái lớn từ 20% đến

54,72 % trong tổng dòng đến trên nhánh dẫn..

           - Lưu lượng xe chạy ở hai nhánh dẫn đối

diện nhau là khác nhau. (Hình 2 và bảng 1)

Bảng 1. Phân tích tỉ lệ xe rẽ cho các nhánh dẫn ở một số nút giao thông

Các nhánh dẫn

% xe

đi thẳng

% xe

rẽ phải

% xe

rẽ trái

1. Nút Hải Phòng - Ông Ích Khiêm

Hải Phòng - Lê Lợi

35,27

10,01

54,72

Ông Ích Khiêm - Trần Cao Vân

81,05

13,50

5,45

Hải Phòng - Siêu thị

40,00

35,47

24,53

Ông Ích Khiêm - Lê Duẩn

53,64

37,27

9,10

2. Nút Lê Duẩn- Ông Ích Khiêm

Lê Duẩn - Siêu thị

81,02

12,74

6,23

Ông Ích Khiêm - Hải Phòng

73,10

13,80

13,10

Lê Duẩn - Sơn Trà

74,71

12,47

12,82

Ông Ích Khiêm - Hùng Vương

62,95

23,90

13,15

3. Nút Phan Châu Trinh - Hùng Vương

Hùng Vương - Sông Hàn

77,06

16,30

6,64

Lê Lợi - Phan Chu Trinh

82,97

10,44

6,59

Hùng Vương - Hòa Khánh

56,41

41,58

2,01

Phan Chu Trinh - Lê Lợi

81,16

1,52

17,33

4. Nút Quang Trung - Lê Lợi

Lê Lợi - Lê Duẩn

76,67

8,99

14,33

Trần Cao Vân - Quang Trung

61,00

21,24

17,77

Lê Lợi - Lý Tự Trọng

69,95

14,72

15,34

Quang Trung - Trần Cao Vân

73,73

16,04

10,23

5. Nút Hùng Vương - Ngô Gia Tự

Hùng Vương - Siêu thị

67,58

17,70

14,72

Ngô Gia Tự - Núi Thành

71,66

10,17

18,17

Hùng Vương - Sông Hàn

64,82

14,49

20,69

Ngô Gia Tự - Lê Duẩn

71,62

10,74

17,65

6.  Nút Hùng Vương - Lý Thái Tổ

Lý Thái Tổ - Sông Hàn

47,00

22,39

30,61

Hàm Nghi - ra ga

72,42

17,55

10,03

Hùng Vương - Hải vân

77,12

7,17

15,70

Hoàng Hoa Thám - Hàm Nghi

76,99

12,23

10,79

7. Nút Phan Chu Trinh - Lê Đình Dương

Lê Đình Dương - Sông Hàn

62,63

13,81

23,55

PCT. Lê Hồng Phong - Trưng Nữ Vương

77,23

14,10

8,67

Lê Đình Dương - Hải vân

70,55

16,93

12,52

PCT. Trưng Nữ Vương - Lê Hồng Phong

78,29

7,29

14,42

8.  Nút Hoàn Diệu - Lê Đình Dương

Nguyễn Văn Linh - Hoàn Diệu

75,86

23,49

0,65

Lê Đình Dương - Hải Vân

55,58

10,34

34,08

Hoàn Diệu - Nguyễn Văn Linh

85,15

11,37

3,47

Lê Đình Dương - sông Hàn

74,85

1,80

23,36

9.  Nút Lê Duẩn - Hoàng Hoa Thám

Hòa Khánh - Sông Hàn

69,29

12,65

18,06

Hoàng Hoa Thám (từ ga Đà Nẵng)

65,35

0,08

10,64

Lê Duẩn - Hòa Khánh

83,08

6,28

34,57

Hoàng Hoa Thám đến ga Đà Nẵng

60,95

33,31

5,74

10. Nút Hùng Vương - Ông Ích Khiêm

Ông Ích Khiêm đối diện chợ Cồn

63,87

21,15

14,98

Sông Hàn - Hải vân

71,32

16,44

12,24

Ông Ích Khiêm bên hông chợ Cồn

60,29

20,34

19,37

Hải Vân - Sông Hàn

61,91

20,66

17,43

11. Nút Lê Duẩn - Lê Lợi

Lê Duẩn - Sông Hàn

86,82

10,12

3,06

Lê Lợi đến trường Phan Chu Trinh

64,43

16,26

19,31

Sông Hàn - Hải Vân

82,34

11,17

6,48

Lê Lợi (trường Phan Chu Trinh)

65,65

10,80

23,56

12. Nút Hùng Vương - Trần Phú

Hùng Vương - Sông Hàn

66,70

31,40

1,90

Trần Phú - Cầu NV Trỗi

85,69

8,01

6,30

Hùng Vương - Siêu thị

67,95

4,27

27,79

13.  Nút Ông Ích Đường - Cách Mạng Tháng 8

Cách mạng tháng 8 - Hòa Cầm

46,61

6,58

46,81

Trường học - Ông Ích Đường

55,13

27,40

17,46

Hòa Cầm - Cách mạng Tháng 8

71,34

25,99

2,67

Ông Ích Đường - Trường học

15,42

70,84

13,74

14. Nút Điện Biên Phủ - Hà Huy Tập

Điện Biên Phủ - Hòa Khánh

84,22

7,72

8,06

Hà Huy Tập đi sân bay

19,07

51,66

29,27

Điện Biên Phủ - Siêu thị

78,14

5,31

16,55

Hà Huy Tập đi Trần Cao Vân

65,64

21,85

12,51

2.1.2. Tính toán “Trượt pha” và xây dựng miền thiết kế trượt pha

Các nút giao thông điều khiển bằng tín hiệu đèn ở Thành phố Đà Nẵng được thiết kế theo kiểu 2 pha đối xứng với thời gian chu kỳ và thời gian các tín hiệu trong 1 pha trung bình như sau: t x= 25-35 (s), t v= 23-35 (s), T CK= 54-68 (s)

Với điều kiện giao thông đô thị ở Đà Nẵng thông qua các đặc trưng dòng xe như trên, thực hiện “cắt sớm” hay “mở muộn” từ 5-15 (s) là hợp lý. Tính toán với thời gian “cắt sớm” hay “mở muộn” 5s, 10s, 15s ở các NGT có tín hiệu đèn, chu kỳ điều khiển T CK= 54-68 (s), chúng ta có:

Ứng với chu kỳ min

T CKmin= 54s, có:

xanh= 5s,Z = 0,077

xanh= 10s,Z = 0,154

xanh= 15s,Z = 0,232

Ứng với chu kỳ max

T CKmax= 68s, có:

xanh= 5s,Z = 0,064

xanh= 10s,Z = 0,128

  xanh= 15s,Z = 0,192

Nhận thấy rằng, với thời gian “cắt sớm” hay “mở muộn” khoảng từ 5-15 (s) ở các NGT ĐKBTHĐ thì chênh lệch hệ số mức độ phục vụ khoảng Z = 0,2 là hợp lý. Điều này có nghĩa là phải có một nhánh dẫn có ít nhất có hệ số Z = 0,2 và giá trị lớn nhất không thể vượt quá Z = 0,4. Ứng với giá trị ở cả hai nhánh dẫn đều có Z lớn, chênh lệch Z nên lấy bằng 0,07. Ở các NGT ĐKBTHĐ ở đô thị Đà Nẵng, kiến nghị lấy mức chênh lệch = 0,15, Z max= 0,45.

2.3. Các biện pháp khác góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng cho các NGT ĐKBTHĐ ở Thành phố Đà Nẵng hiện nay

Cần nâng cấp hệ thống tín hiệu, xem xét mở rộng làn rẽ phải, cho phép rẽ phải khi đèn đỏ bằng cách đưa vạch bộ hành ra cuối hàng chờ, dịch chuyển dải phân cách cứng để tăng bề rộng nhánh dẫn, gắn công tác thiết kế qui hoạch giao thông với các biện pháp tổ chức và điều khiển giao thông. Vấn đề này ngày nay phải trở thành tiêu chí hàng đầu trong công tác tổ chức qui hoạch, thiết kế, tổ chức và điều khiển giao thông…(Hình 8)

3. Kết luận và kiến nghị

3.1. Kết luận

1. Dòng xe lưu hành trên các nhánh dẫn ở các NGT trong các đô thị Việt Nam nói chung, Thành phố Đà Nẵng nói riêng là dòng xe hỗn hợp với nhiều loại phương tiện giao thông tham gia khác nhau. Tương ứng với mỗi nút, mỗi nhánh dẫn, lưu lượng xe, tỷ lệ rẽ xe là rất khác nhau. Do đó cần hợp lý pha, thời gian xanh cho các pha.

2. Đã nghiên cứu, lựa chọn và áp dụng hình thức điều khiển trượt pha (lệch pha), ba pha cho các NGT ĐKBTHĐ. Kiến nghị áp dụng cho từng trường hợp cụ thể. “Trượt pha” ưu tiên cho dòng xe rẽ trái tránh điều khiển ba pha, khi lưu lượng các nhánh dẫn đối diện nhau là không giống nhau

3. Sử dụng biểu đồ hình 5 và hình 6 để xem xét điều khiển trượt pha cho từng nút giao cụ thể với các hệ số mức độ phục vụ của mỗi nhánh dẫn.

4. Đã xem xét, đề xuất một số giải pháp góp phần hoàn thiện cách thức điều khiển cho các NGT ĐKBTHĐ ở Thành phố Đà Nẵng.

3.2. Kiến nghị

1. Đưa các kết quả nghiên cứu vào áp dụng cho các NGTĐKBTHĐ ở Đà Nẵng.

2. Mở rộng nghiên cứu với các NGT ĐKBTHĐ khác, đặc biệt đối với nút ở các đô thị lớn như Hà Nội, Thành Phố Hồ Chí Minh, nơi có mật độ giao thông cao, tình trạng ùn tắc thường xuyên hơn để xác định hình thức điều khiển cho phù hợp.

3. Ứng dụng cách tính toán, hình thức điều khiển trượt pha (lệch pha), ba pha vào trong cách điều khiển thích nghi, với các bài toán điều khiển giao thông phối hợp như điều khiển đồng thời, điều khiển “làn sóng xanh”…

4. Xây dựng hoàn thiện chương trình: “Tính toán và phân pha tín hiệu”cho NGT bất kỳ có THĐ, điều khiển theo chu kỳ ba pha, bốn pha…

Xem Thêm

Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.
Ứng dụng công nghệ số toàn diện là nhiệm vụ trọng tâm của VUSTA giai đoạn tới
Ứng dụng công nghệ số toàn diện, xây dựng hệ sinh thái số là bước đi cấp thiết nhằm nâng cao hiệu quả quản trị và phát huy sức mạnh đội ngũ trí thức của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA). Qua đó cho thấy, VUSTA không chỉ bắt kịp xu thế công nghệ mà còn chủ động kiến tạo những giá trị mới, khẳng định vai trò tiên phong của đội ngũ trí thức trong thời đại số.

Tin mới

Thủ tướng Lê Minh Hưng lên đường tham dự Hội nghị cấp cao ASEAN lần thứ 48 tại Philippines
Nhận lời mời của Tổng thống nước Cộng hòa Philippines Ferdinand Romualdez Marcos Jr, Chủ tịch ASEAN năm 2026, ngày 7/5, Thủ tướng Chính phủ nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Lê Minh Hưng dẫn đầu Đoàn đại biểu cấp cao Việt Nam lên đường tham dự Hội nghị cấp cao ASEAN lần thứ 48 tại Cebu, Philippines từ ngày 7 đến 8/5/2026.
Hội Vô tuyến - Điện tử Việt Nam: Điểm tựa khoa học công nghệ gắn với chuyển đổi số quốc gia
Hội Vô tuyến - Điện tử Việt Nam với gần 40 năm phát triển đang thể hiện rõ vai trò tổ tổ chức xã hội - nghề nghiệp uy tín trong lĩnh vực vô tuyến, điện tử, viễn thông, công nghệ thông tin đồng thời đóng góp thực chất vào tiến trình chuyển đổi số quốc gia theo tinh thần Nghị quyết 57-NQ/TW của Bộ Chính trị.
Đầu tư khoa học công nghệ giải quyết điểm nghẽn của ngành Thủy sản Việt Nam
Phát biểu tại Hội nghị khoa học công nghệ thủy sản và kiểm ngư toàn quốc năm 2026, Thứ trưởng Bộ Nông nghiệp và Môi trường Phùng Đức Tiến đã nhấn mạnh sự cần thiết của đổi mới sáng tạo khoa học công nghệ trong giải quyết điểm nghẽn về logistics, môi trường, nâng cao sức cạnh tranh của ngành Thủy sản trong nước.
Chủ tịch VUSTA Phan Xuân Dũng nhận danh hiệu Giáo sư danh dự Đại học Năng lượng Moskva, Liên bang Nga
Sáng 30/4/2026, tại Trường Đại học Năng lượng Moskva, Liên bang Nga (MPEI), TSKH. Phan Xuân Dũng, Chủ tịch VUSTA đã vinh dự đón nhận danh hiệu Giáo sư danh dự của MPEI. Chủ tịch VUSTA Phan Xuân Dũng là công dân đầu tiên của Việt Nam được trao tặng danh hiệu Giáo sư tại MPEI, đứng trong bảng danh dự cùng với các nhà khoa học nổi tiếng trên thế giới.
51 năm thống nhất đất nước: Khơi thông nguồn lực tri thức trong kỷ nguyên mới
Thông tấn xã Việt Nam giới thiệu bài phỏng vấn với Phó Giáo sư, Tiến sĩ Phạm Ngọc Linh, Phó Chủ tịch Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) về vai trò của lực lượng trí thức và những giải pháp đột phá để hiện thực hóa khát vọng hùng cường vào năm 2030 và 2045.