Tài liệu Ảnh hưởng của tai nạn giao thông và yếu tố hình học của đường đến an toàn giao thông

Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Tr-êng §¹i häc giao th«ng vËn t¶i NguyÔn QUANG PHÚC Chuyªn ®Ò ®-êng TAI N¹N giao th«ng Vµ ¶NH H-ëng Cña c¸c yÕu tè h×nh häc ®-êng ®Õn an toµn giao th«ng REVIEWED By Nguyen Quang Phuc at 9:32 pm, 10/21/07 Hµ néi, 2007 NguyÔn Quang Phóc Chuyªn ®Ò ®-êng Ch-¬ng 1 – N¨ng lùc phôc vô vµ ®¸nh gi¸ n¨ng lùc phôc vô cña ®-êng « t« 1.1 nh÷ng kh¸i niÖm khi nghiªn cøu n¨ng lùc phôc vô cña ®-êng « t«. 1.1.1 Năng lực thông hành (xe/h, xe/nđ): Nă ng lực thông hành (khảnăng thông xe) là sốlượng xe lớn nhấ t đi qua một mặ t cắt nào đó của tuyế n đường trong một đơn vịthời gian với một điều kiện đường và điều kiệ n giao thông nhấ t đị nh (giảthiế t theo mô hình tính hoặ c thực tế)  Năng lực thông hành lý thuyế t (xe/h): Năng lực thông hành lý thuyế t là sốlượng xe thông qua một làn xe trong một đơn vịthời gian (giờ) ởđiều kiện đường lý tưởng xác đị nh theo mô hình tính toán nhấ t đị nh. Nă ng lực thông hành lý thuyế t không xét đến chấ t lượng giao thông. Năng lực thông hành lý thuyết củ a mỗi làn xe của đường ô tô cao tốc 4 làn xe thường bằng 1500 – 2000 xe/h.  Năng lực thông hành thực tế : Năng lực thông hành thực tếlà sốxe lớn nhất có thểthông qua một mặ t cắ t ngang đường trong một đơn vịthời gian ởđiều kiệ n thời tiếtthuậ n lợi, có xem xét đế n điều kiện thực tếvềđiều kiện đường, vềchấ t lượng giao thông (tốc độ xe, thời gian chờ, tình trạng dòng xe)  Năng lực thông hành thiế t kế : Năng lực thông hành thiế t kếlà năng lực thông hành tương ứng với mức phục vụmà thực tếchấp nhận được. 1.1.2 Mật độxe (xe/km): Mật độxe: Là sốlượng phương tiện đang chạy trên một đơn vịchiề u dài quãng đường tạ i một thời điểm nhấ t đị nh (một mặ t cắt thời gian), đơn vịtính là phương tiện/km, được xác đị nh trên toàn bộphần xe chạ y hoặ c trên mỗi làn đường. M D L ( xe/km) (1.1) Trong đó: D : mậ t độdòng xe (xe/km) M : là sốlượng xe (xe) L : chiề u dài dòng xe (km) Tr-êng §¹i häc GTVT hµ néi 8 Chuyªn ®Ò ®-êng NguyÔn Quang Phóc 1.1.3 Quan hệgiữa vận tố c (V), lưu lượng (N) và mật độ(D): Ở đây ta xem xét mối quan hệgiữa các đặ c tính cơbả n của dòng xe là lưu lượng, mật độvà vậ n tốc. Trong đó, lưu lượng nói lên nhu cầu chuyển dị ch củ a phương tiện, mậ t độđạ i diện cho tính tập trung của dòng xe, và vậ n tốc nói lên trình độtiện nghi hay chấ t lượng của dòng. - Quan hệgiữa mậtđộvà vận tốc xe chạy trên đường Khi D  0 xe có thểchạy với vận tốc tối đa theo đặ c tính động lực Vm  Vf . Với Vf là vậ n tốc xe chạ y được theo đặc tính động lực và điề u kiệ n trên đường. Khi mậ t độD tăng thì vận tốc giảm Mậ t độđạt được giá trịtối đa nế u các xe đứng yên, có nghĩ a là: Vm  0 , D  Dmax . Hình 1.1 Quan hệgiữa vận tốc và mật độxe trên đường - Quan hệgiữa mật đ ộvà lưu lượng xe Trên biể u đồhình 1.2a) thểhiện quan hệgiữa N ~ D, ta thấ y rõ lưu lượng xe tăng lên (khảnă ng thông qua tăng) khi mậ t độtăng, tạ i điể m cực đại có Nmax và DN-max, nhưng khi D tiế p tụ c tăng thì N giả m xuống. Trên biể uđ ồhình 1.2b) thểhiện quan hệgiữa N ~ V và có 5 khu vực tương ứng với 5 mức độphụ c vụkhác nhau từA-F. Tr-êng §¹i häc GTVT hµ néi 9 NguyÔn Quang Phóc Chuyªn ®Ò ®-êng N (xe/h) N (xe/h) Nmax Ni Nmax Di DN-max Dj a) MËt ®é D VN-max b) VËn tèc V Hình 1.2 Biểu đồquan hệlưu lượng xe và mật độxe 1.1.4 Mức phục vụ- LOS Mức phục vụ(LOS-Level of Service) là thước đo chấ t lượng mô tảcác điều kiện vậ n hành trong một dòng giao thông và được chấp nhậ n bởi người tham gia giao thông. Mức phục vụhay mức độgiao thông thuậ n tiệ n được đặc trưng bằng 3 chỉ tiêu dưới đây : 1) Hệsốsửdụng năng lực thông hành Z - Khi đánh giá một dựán thiế t kếđường hoặ c khi chọn mức độphục vụTK : N Z  tk N max v c hoặ c Z (1.2) Trong đó : Ntk – lưu lượng xe thiế t kế; Nmax – nă ng lực thông hành thực tếlớn nhấ t trong điề u kiện chuẩn; (v – volume; c – capacity) Khi Z lớn thì mậ t độxe chạy trên đường (sốxe/1km đường) sẽcàng lớn (đường càng đầ y xe), sựcả n trởlẫ n nhau khi chạy xe sẽcàng lớn và mức độ giao thông thuậ n tiện sẽgiả m đi và ngược lạ i, khi Z nhỏthì giao thông càng thuậ n tiện. 2) Tốc độhành trình trung bình Vtb hoặc hệsốtốc độv V v  tb V0 Vtb V0 .N (1.3) Trong đó : V tb : Tốc độtrung bình của dòng xe (km/h) V 0 : Tốc độmột ô tô đơn chiế c chạ y tựdo trên đường (km/h) N : Lưu lượng xe chạy thực tếtheo hai hướng (xe/giờ) α: Hệsốgiảm tốc độtuỳtheo cơcấu dòng xe (0,008-0,016) Tr-êng §¹i häc GTVT hµ néi 10 NguyÔn Quang Phóc Chuyªn ®Ò ®-êng 3) Tỷlệthờigian xe chạy bịcả n trở(Percent Time Delay) Là tỷlệphần trăm trung bình thời gian của tấ t cảcác xe bịcả n trởtrong khi chạy trong nhóm do không có khảnăng vượt nhau Chỉtiêu này thực tếrấ t khó xác đị nh, thực tếngười ta dùng 2 chỉtiêu Z và Vtb đểđánh giá mức độgiao thông thuậ n tiện. Dựa vào các chỉtiêu nói trên AASHTO đã đánh giá chấ t lượng mức độphụ c vụvà hiệu quảkhai thác đường vềmặtkinh tếtheo 6 mức khác nhau. H×nh 1.3 C¸c møc ®é phôc vô khai th¸c ®-êng « t« Tr-êng §¹i häc GTVT hµ néi 11 Chuyªn ®Ò ®-êng NguyÔn Quang Phóc - Mức A : là mức có chất lượng phụ c vụcao nhất, lái xe có thểđiề u khiển xe chạy với tốc đ ộmong muốn và với tâm lý thoả i mái. Xe chạy tựdo, yêu cầ u vượt xe thấ p hơn khảnăng cho vượt rấ t nhiều. Kinh tếđường không hiệu quả(đầu tưtốn kém nhưng ít xe chạy) - Mức B : Trên đường có sựhình thành 3 – 4 nhóm xe. Yêu cầu vượt xe tương đương với khảnă ng cho vượt; xe chạ y có phần bịgò bó. Kinh tế đường ít hiệu quả . Tóm lạidòng xe vẫ n còn tựdo nhưng tốc độbắtđầu có phần hạ n chế . - Mức C : Trên đường xuất hiện các nhóm xe nối đuôi nhau. Khảnă ng vượt xe bịgiảm đáng kể . Tâm lý lái xe căng thẳng và bịhạ n chếtrong việc lựa chọn tốc độriêng cho mình. Dòng xe ổn đị nh, kinh tếđường có hiệ u quả. - Mức D : Hình thành các nhóm xe với quy mô trung bình 5 – 10 xe. Việ c vượt xe trởnên vô cùng khó khăn. Dòng xe tiế p cận trạ ng thái không ổn đị nh. Lái xe ít có khảnă ng tựdo vậ n hành, tâm lý căng thẳ ng, kinh tế đường còn hiệu quả - Mức E : Hình thành các nhóm xe kéo dài. Thực sựkhông có khảnăng vượt, lưu lượng xe đạ t tới trịsốnă ng lực thông hành thực tếlớn nhấ t. Dòng xe không ổn đị nh (có thểbịdừng xe trong thời gian ngắn). Chi phí vận doanh lớn, kinh tếđường không hiệ u quả. - Mức F : Dòng xe bão hoà, lưu lượng xe chạy vượt quá năng lực cho phép. Dòng xe cưỡng bức dễbịùn tắ c. Kinh tếđường không hiệu quả . Do vậ y, đối với các đường thiế t kếmới, nâng cấ p cải tạ o thì cầ n đảm bả oở cuối thời kỳtính toán, chỉđược ởmức C hoặ c mức D. Bả ng 1.1 Mức phục vụthiế t kếtheo hướng dẫn của AASHTO Lo¹i vïng vµ møc phôc vô thÝch hîp §-êng ngoµi ®« thÞ Lo¹i ®-êng §« thÞ vµ §ång Ngo¹i « §åi Nói b»ng Cao tèc (Freeway) B B C C §-êng chÝnh (Arterial) B B C C C C D C §-êng gom (Collector) §-êng ®Þa ph-¬ng D D D D (Local) Tr-êng §¹i häc GTVT hµ néi 12 NguyÔn Quang Phóc Chuyªn ®Ò ®-êng 1.2 X¸c ®Þnh n¨ng lùc th«ng hµnh cña ®-êng Những khái niệm vềnă ng lực thông hành và mức phục vụcủa đường đã được trình bày ởtrên, ởđây chúng ta nghiên cứu các mô hình và phương pháp tính năng lực thông hành phổbiế n hiện nay. 1.2.1 Mô hình động lực học đơn giản Mô hình động lực học đơn giả n thường dùng đ ểtính năng lực thông hành lý thuyế t của một làn xe. Theo phương pháp này, người ta quan niệ m trên một làn xe, dòng xe chỉcó một loại (xe con) chạy cùng một tốc độv (m/s) cách nhau mộtcựly an toàn tốithiểu d (m) đểđảm bả o an toàn. Công thức xác đị nh năng lực thông hành: 3600v 1000V Nlth   , xe / h d d Trong đó: (1.4) N lth – khảnă ng thông xe lý thuyế t lớn nhấ t của một làn xe, xe/h; V – tốc độxe chạy cho cảdòng xe, km/h; d - khoảng cách tối thiểu giữa hai xe, còn gọi là khổđộng học củ a dòng xe. Giá trịcủa khổđộng học d còn rấtphân tán, cụthể: - Nhóm thứnhất: của các tác giảGreenshields, Svante, Đađenkốp quan niệm d gồm có chiều dài xe lx, chiề u dài xe chạy trong lúc kị p phả n ứng tâm lý lpưvà mộ t đoạ n dựtrữl0 - Nhóm thứhai : của các tác giảBerman, Saar, Birulia, Alison... với d còn bao gồm thêm mộtchiều dài hãm xe S h (xem hình 1.4) d = lpư+Sh +lo +lx (1.5) v l pu Sh d l0 lx Hình 1.4 Khổđộng học của xe theo Berman, Saar, Birulia, Alison... Trong đó: lpu – chiề u dài xe chạy được trong thời gian người lái xe phản ứng tâm lý, lpu = V/3,6 (m); Sh – chiề u dài đường mà xe đi được trong quá trình hãm phanh, K.V 2 Sh  254 i  Tr-êng §¹i häc GTVT hµ néi 13 NguyÔn Quang Phóc Chuyªn ®Ò ®-êng l0 – cựly an toàn, 5 – 10m; lx – chiề u dài xe, m; Do đó: 1000 V , xe / h V K.V 2  l l 3,6 254 i  0 x Nlth  (1.6) - Nhóm thứba : của các tác giảPhixenson, Elide... với d còn bao gồm thêm vào mộtđoạn bằ ng hiệu chiều dài hãm xe giữa hai xe Sh2-Sh1. - Nhóm thứtư: chủtrương xác đị nh d bằ ng thực nghiệ m Vì d là hàm bậ c 2 của V nên khi lậ p quan hệgiữa V và N ta thấ y ứng với một tốc độnào đó thì sẽcho khảnă ng thông xe là lớn nhấ t, khi tốc độxe chạy tăng lên hoặc giả m xuống đề u làm cho khảnă ng thông xe giảm theo khoả ng tốc độứng với năng lực thông xe lớn nhấ t vào khoảng 40-60 km/h. Cực trịcủa N theo nhóm 1 là không tồn tạ i, đây là một điề u không hợp lý, theo nhóm 2, cực trịlà 2700 xe/h, nhóm 3 là 1060 xe/h và nhóm 4 là 1600 xe/h [15] 1.2.2 Quan điểm của Nga: Trường phái Nga tính toán năng lực thông hành thực tếbằ ng cách đưa vào các hệsốchiế t giảm tùy thuộc vào các điề u kiện thực tế. 15 Ntt N max K i (xe/h) (1.7) i1 Với Nmax khảnă ng thông xe thực tếlớn nhấ t được đềnghịNmax=2000xe/h/làn với 15 hệsốchiếtgiả m K phụthuộc vào điề u kiệ n thực tếnhưsau: Bảng 1.2 HệsốK 1 kểtới chiề u rộng phần xe chạy TrịsốK 1 khi phần xe chạy có Chiề u rộng làn xe, (m) Nhiều làn xe 2 làn xe <3 3,5 ≥3,75 0,90 0,96 1,00 Bảng 1.3 HệsốK 2 kểtới chiề u rộng lềđường TrịsốK 2 Chiề u rộng lề, Chiề u rộng lề, (m) (m) 1,00 2,00 3,75 0,97 1,50 3,00 0,92 2,50 Tr-êng §¹i häc GTVT hµ néi 0,85 0,80 1,00 TrịsốK 2 0,80 0,70 14 NguyÔn Quang Phóc Chuyªn ®Ò ®-êng Bảng 1.4 HệsốK3 kểtới độthoáng ngang Cựly từmép Nhiễu có ởmột bên đường Nhiễ u ởcảhai bên đường phần xe chạy HệsốK3 khi chiề u rộng làn xe (m) tới chướng ngại vật ởtrên 3,75 3,50 3,00 3,75 3,50 3,00 lềđường (m) 2,50 1,00 1,00 0,98 1,00 0,98 0,96 2,00 0,99 0,99 0,95 0,98 0,97 0,93 1,50 0,97 0,95 0,94 0,96 0,93 0,91 1,00 0,95 0,90 0,87 0,91 0,88 0,85 0,50 0,92 0,83 0,80 0,88 0,78 0,75 0,00 0,85 0,78 0,75 0,82 0,73 0,70 Bảng 1.5 HệsốK4 kểtới ảnh hưởng của xe tảivà xe kéo moóc Tỷlệsốxe có HệsốK4 khi tỷlệxe tảinhẹvà xe tảitrung (%) kéo moóc 10 20 50 60 70 (%) 1 0,99 0,98 0,94 0,90 0,86 5 0,97 0,96 0,91 0,88 0,84 10 0,95 0,93 0,88 0,85 0,81 15 0,92 0,90 0,85 0,82 0,78 20 0,90 0,87 0,82 0,79 0,76 25 0,87 0,84 0,79 0,76 0,73 30 0,84 0,81 0,76 0,72 0,70 Dốc dọc (%) 2 3 4 5 6 7 Bảng 1.6 HệsốK 5 kểtới ảnh hưởng của dốc dọc Chiề u dài HệsốK5 khi sốxe kéo moóc trong dòng xe (%) dốc (m) 2 5 10 15 200 500 800 200 500 800 200 500 800 200 500 800 200 500 800 200 300 Tr-êng §¹i häc GTVT hµ néi 0,98 0,97 0,96 0,96 0,95 0,93 0,93 0,91 0,88 0,90 0,86 0,82 0,83 0,77 0,70 0,75 0,63 0,97 0,94 0,92 0,95 0,93 0,90 0,90 0,88 0,85 0,85 0,80 0,76 0,77 0,71 0,63 0,68 0,55 0,94 0,92 0,90 0,93 0,91 0,88 0,86 0,83 0,80 0,80 0,75 0,71 0,70 0,64 0,53 0,60 0,48 0,89 0,87 0,84 0,86 0,83 0,80 0,80 0,76 0,72 0,74 0,70 0,64 0,63 0,55 0,47 0,55 0,41 15 NguyÔn Quang Phóc Chuyªn ®Ò ®-êng Bảng 1.7 HệsốK6 kểtới ảnh hưởng của tầm nhìn Chiề u dài tầm TrịsốK 6 Chiề u dài tầm TrịsốK 6 nhìn (m) nhìn (m) < 50 0,69 150-200 0,90 50-100 0,73 250-350 0,98 100-150 0,84 > 350 1,00 Bảng 1.8 HệsốK 7 kểtới bán kính đường cong nằm Bán kính đường TrịsốK 7 Bán kính đường TrịsốK 7 cong nằm (m) cong nằm (m) < 100 0,85 450-600 0,99 100-250 0,90 > 600 1,00 250-450 0,96 Bảng 1.9 HệsốK 8 kểtới sựhạn chếtốc độ Tốc độhạn chế TrịsốK 8 Tốc độhạn chế (km/h) (km/h) 10 0,44 40 20 0,76 50 30 0,88 60 TrịsốK 8 0,96 0,98 1,00 Bảng 1.10 HệsốK9 kểtới ảnh hưởng của nút giao thông Đường nốivào Giao cắt Lượng xe rẽ HệsốK9 khi chiều rộng phần xe chạy trên đường chính (m) trái (%) 7,00 7,50 10,50 7,00 7,50 0 20 40 60 80 Nút đơn giản 0,97 0,98 1,00 0,94 0,95 0,85 0,87 0,92 0,82 0,83 0,73 0,75 0,83 0,70 0,71 0,60 0,62 0,75 0,57 0,58 0,45 0,47 0,72 0,41 0,41 Có phân luồng từng bộphận bằng đả o an toàn, không có đường cong chuyển tiế p 1,00 1,00 1,00 0,98 0,99 0,97 0,98 1,00 0,97 0,98 0,93 0,94 0,97 0,91 0,92 0,87 0,88 0,93 0,84 0,85 0,87 0,88 0,92 0,84 0,85 0-60 80 Phân luồng hoàn toàn, 1,00 1,00 1,00 0,98 0,99 0,95 0 20 40 60 80 1,00 0,97 Tr-êng §¹i häc GTVT hµ néi 1,00 0,97 10,50 0,98 0,91 0,82 0,73 0,70 1,00 0,99 0,97 0,93 0,92 1,00 0,98 16 NguyÔn Quang Phóc Chuyªn ®Ò ®-êng Bảng 1.11 HệsốK 10 kểtới tình trạng của lềđường HệsốK 10 Loạihình gia cốvà tình Loạihình gia cốvà tình trạng của lềđường trạng của lềđường Mặ t đường cấ p cao 1,00 Không gia cố,khô ráo Gia cốđá dă m 0,99 Ẩm và bẩ n Thề m cỏ 0,95 Bảng 1.12 HệsốK11 kểtới loại mặt đường HệsốK 11 Loạilớp mặt Loạilớp mặt Bê tông nhựa nhám Bê tông nhựa nhẵ n Bê tông xi mă ng lắp ghép Lát đá Mặ t đường đấ t cứng Mặ t đường đấ t mề m 1,00 0,91 0,86 HệsốK 10 0,90 0,45 HệsốK 11 0,42 0,90 0,1-0,3 Bảng 1.13 HệsốK12 kểtới vịtrí các công trình trên đường HệsốK 12 Vịtrí chỗnghỉ , trạm xăng, chỗđỗxe so với phần xe chạy Hoàn toàn cách ly, có đường rẽriêng Hoàn toàn cách ly, có đường nối mởrộng Hoàn toàn cách ly, không có làn xe nối Không cách ly 1,00 0,98 0,80 0,64 Bảng 1.14 HệsốK 13 kểtới sựphân làn xe trên phần xe chạy HệsốK 13 Phương pháp tổchức giao thông Vạch tim đường Vạch tim đường và vạ ch đị nh hướng Vạch kép ởtim đường Có biể n báo hạ n chếtốc độ Có biể n chỉlàn xe 1,02 1,05 1,12 K13=K8 1,10 Bảng 1.15 HệsốK14 kểtới sựhiệ n diệ n của đường cong chuyể n tiế p rẽxe HệsốK 14 cho làn xe Loại đường cong chuyể n Cường độxe trên đường tiếp chuyể n tốc rẽso với cường độxe Bên phải Bên trái trên đường trục (%) Làn xe chuyể n tiế p tách khỏi phầ n xe chạ y chính Loạithông thường Không có đường cong chuyể n tiế p Tr-êng §¹i häc GTVT hµ néi 10-15 25-40 10-15 25-40 10-25 25-40 0,95 0,90 0,88 0,83 0,80 0,75 1,00 0,95 0,95 0,90 0,90 0,80 17 NguyÔn Quang Phóc Chuyªn ®Ò ®-êng Tỷlệsốxe bus (%) 1 5 10 15 20 30 Bảng 1.16 HệsốK15 kểtới thành phần dòng xe HệsốK 15 khi sốxe con chiế m (%) 70 0,82 0,80 0,77 0,75 0,73 0,70 50 0,76 0,75 0,73 0,71 0,69 0,66 40 0,74 0,72 0,71 0,69 0,68 0,64 30 0,72 0,71 0,69 0,67 0,66 0,63 20 0,70 0,69 0,67 0,66 0,64 0,61 10 0,68 0,66 0,65 0,64 0,62 0,60 1.2.3 Quan điểm của HCM [17,15]: Theo quan điể m củ a HCM (nhóm tác giảHighway Capacity Manual) năng lực thông hành là sốxe hợp lý thông qua được một mặ t cắ t, một đoạ n tuyến trong điề u kiện phổbiến vềđường và vềdòng xe trong cùng một đơn vịthời gian. 1. Năng lực thông hành của đường 2 làn xe: Nă ng lực thông hành của đường 2 làn xe (đường ngoài đô thị , xét ởnhững đoạn có mặ t cắ t ngang nề n đường ổn đị nh, có hai chiều xe chạy, mỗichiều có 1 làn xe, không bao gồm những đoạ n có nút giao thông hay các giao cắtcùng mức) là 1700 xcqđ/h cho mỗi chiều xe chạ y. Khảnăng thông xe hầu như không phụthuộc vào sựphân bốxe trên đường, ngoạitrừnhững đoạn đường 2 làn xe kéo dài sẽkhông vượt quá 3200 xcqđ /h cho cảhai nhiều xe chạ y. Với đoạn đường có hai làn xe chiề u dài nhỏ,(ví dụtrên cầu, đoạn đường hầm) thì khảnă ng thông xe có thểđạ t được là 3200 - 3400 xcqđ/h. PhÇn tr¨m thêi gian bÞ c¶n trë (%) E D C B A VËn tèc xe ch¹y trung b×nh (km/h) Hình 1.5 Biể uđ ồtiêu chuẩn mức phụ c vụcủ ađ ường 2 làn xe Tr-êng §¹i häc GTVT hµ néi 18 NguyÔn Quang Phóc Chuyªn ®Ò ®-êng Bảng 1.17 Tiêu chuẩn mức phục vụcủa đường 2 làn xe cấp I LOS Phần trăm thời gian bịcản Vận tốc xe chạy trung bình trở(%) (km/h) A ≤35 > 90 B > 35 - 50 > 80 - 90 C > 50 – 65 > 70 – 80 D > 65 - 80 > 60 - 70 E > 80 ≤60 Chú ý: Mức phục vụF sửdụng khi suấ t dòng vượt quá khảnă ng thông xe củ a đoạn đường phân tích Bảng 1.18 Tiêu chuẩn mức phục vụcủa đ ường 2 làn xe cấp II LOS Phần tră m thời gian bịcản trở(%) A ≤40 B > 40 - 55 C > 55 – 70 D > 70 - 85 E > 85 Chú ý: Mức phục vụF sửdụng khi suấ t dòng vượt quá khảnă ng thông xe củ a đoạn đường phân tích 2. Năng lực thông hành của đ ường nhiề u làn xe: Có thểsửdụ ng bả ng 1.19 đểxác đị nh khảnă ng thông xe cũng nhưmức phục vụ: Bảng 1.19 Tiêu chuẩn mức phục vụcho đ ường nhiề u làn xe FFS (vận Mức phục vụ(LOS) Tiêu chuẩn tốc xe chạy A B C D E tựdo) Mậ t độxe lớn nhất (xe/km/làn) 100 km/h 90 km/h 7 11 16 22 25 Tốc độtrung bình (km/h) 100.0 100.0 98.4 91.5 88.0 Tỷsốv/c lớn nhấ t 0.32 0.50 0.92 1.00 Suấtdòng phụ c vụ lớn nhấ t (xe/giờ/làn) 700 1100 1575 2015 2200 Mậ t độxe lớn nhất (xe/km/làn) 7 11 16 22 26 90.0 90.0 89.8 84.7 80.8 Tốc độtrung bình (km/h) Tr-êng §¹i häc GTVT hµ néi 0.72 19 NguyÔn Quang Phóc Chuyªn ®Ò ®-êng FFS (vận tốc xe chạy tựdo) 80 km/h 70 km/h Tiêu chuẩn Mức phục vụ(LOS) A B C D E Tỷsốv/c lớn nhấ t 0.30 0.47 0.68 0.89 1.00 Suấtdòng phụ c vụ lớn nhấ t (xe/giờ/làn) 630 990 1435 1860 2100 Mậ t độxe lớn nhất (xe/km/làn) 7 11 16 22 27 Tốc độtrung bình (km/h) 80 80 80 77.6 74.1 Tỷsốv/c lớn nhấ t 0.28 0.44 0.64 0.85 1.00 Suấtdòng phụ c vụ lớn nhấ t (xe/giờ/làn) 560 880 1280 1705 2000 Mậ t độxe lớn nhất (xe/km/làn) 7 11 16 22 28 Tốc độtrung bình (km/h) 70 70 70 69.6 67.9 Tỷsốv/c lớn nhấ t 0.26 0.41 0.59 0.81 1.00 Suấtdòng phụ c vụ lớn nhấ t (xe/giờ/làn) 490 770 1120 1530 1900 1.2.4 Phương pháp mô phỏng xác đị nh năng lực thông hành Mô phỏng là việc mô tảlại một quá trình, một hệthống nào đó trong thực tế thông qua một quá trình hay một hệthống khác, có thểlà với qui mô khác và cũng có thểtrên máy tính. Mô phỏng giao thông đã có từrất sớm, vào những nă m 1960 và 1970. Cho đến nay, các mô hình mô phỏng (hay các chương trình mô phỏng) đã có những bước tiến vượt bậ c và đang được áp dụng rộng rãi, nhất là ởcác nước phát triể n và đã thểhiệ n được vai trò nổi bật của mình trong các vấn đềvề quản lý và quy hoạ ch giao thông. Các mô hình mô phỏng nhìn chung đi theo 2 hướng lớn: mô hình mô phỏng vĩmô và mô hình mô phỏng vi mô. 1. Mô hình mô phỏng vĩmô Mô hình mô phỏng vĩmô là mô hình nghiên cứu dựa trên các quan hệtoán học đã được xác đị nh, đúc kế t từcác kết quảnghiên cứu, khả o sát trực tiếp trên những đoạn đường hay tại các vịtrí nút giao thông của một mạ ng lưới đường bộhay giao thông của một khu vực. Trong các mô hình mô phỏng vĩ mô, dòng xe được đơn giả n hoá và được mô hình hoá dựa trên mô hình dòng Tr-êng §¹i häc GTVT hµ néi 20 Chuyªn ®Ò ®-êng NguyÔn Quang Phóc chất lỏng hay dòng chấ t khí. Dựa trên các hệphương trình toán học của các mô hình dòng này (Navier-Stokes, Boltzmann) người ta xây dựng các quan hệ toán học cho dòng giao thông với các thông sốtương đương nhưng mang ý nghĩ a đặc trưng cho dòng giao thông, chúng được xác dị nh trên cơsởthực nghiệm. Trong thực tếmô hình hoá dòng giao thông dựa trên mô hình dòng chất lỏng được sửdụng nhiề u nhấ t. Các thông sốcơbả n củ a hệphương trình Navier-Stokes được xem xét đối với dòng giao thông là mật độ, vậ n tốc và lưu lượng. Mô hình mô phỏng vĩmô rấ t giống với các phương pháp nghiên cứu vềdòng giao thông cổđiển. Quá trình giao thông trong mộtvùng hiệ n hành được quan sát dưới góc độvĩmô, tức là xem xét dòng giao thông mộ t cách tổng thể . Tính chấ t của quá trình giao thông là tính chấ t củ a chung của tấ t cảcác phương tiện - tính chất của dòng xe. Tuỳtheo từng giảthiế t mà các tính chất này được thểhiệ n trong mô hình dưới dạ ng các phương trình toán học, các tham số…, nhưng điều quan trọng nhấ t là chúng phả i đảm bả o phương trình liên tục của mô hình mô phỏng vĩmô. Tuy nhiên, do chỉxét quá trình giao thông ởmức độvĩmô nên các yếu tố mang tính chấtchi tiếtcó ả nh hưởng đến quá trình giao thông nhưhành vi củ a mỗi cá nhân điều khiển phương tiện, tính chấ t của từng loại xe… đã không được xét đến. Do vậ y, các mô hình mô phỏng vĩmô thường không thích hợp khi nghiên cứu vềcác quá trình giao thông tạ i những nơi giao nhau hay tạ i các đoạn đường giao thông trong đô thị , nơi mà tính chấ t của từng đốitượng tham gia giao thông có ả nh hưởng lớn đ ến hoạ t động của quá trình giao thông. Điểm quan trọng trong khi xây dựng mô hình vĩmô là việ c áp dụng các phương trình toán học sao cho phù hợp nhấ t với điều kiện giao thông thực tế . Chính vì vậy mà đã có rấtnhiều mô hình mô phỏng vĩmô được áp dụng hiện nay, chẳ ng hạn nhưmô hình mô phỏng vĩmô sửdụng trong HCM, mô hình động họ c, mô hình khí động họ c,.. mỗi tác giả, tương ứng với điề u kiện nghiên cứu thực tiễ n lạ i dựa trên các mô hình cơbản đểxây dựng nên các mô hình mới phù hợp hơn. 2. Mô hình mô phỏng vi mô Vềcơbả n, mô hình mô phỏng vi mô, nhưtên gọi củ a nó, mô tảlạ i hoạ t động củ a quá trình giao thông với mức độchi tiế t cao. Những mô hình thuộc kiểu mô phỏng vi mô được đặ c trưng với việc mô tảtừng phương tiệ n giao thông đồng thời với sựtương tác giữa các đối tượng củ a hệthống giao thông bao gồm các đối tượng đơn lẻđó. Phương tiện giao thông và người điề u khiển phương tiện giao thông được thống nhấ t với nhau trong một đối tượng, và được gọi là đối tượng giao thông. Đối tượng này có những đặ c tính củ a phương tiện giao thông và đồng thời cũng có những đặ c tính củ a người điều khiể n phương tiệ n giao thông đó; ví dụnhưcó phương tiện là xe ô tô con tham gia giao thông, người điều khiể n là người trung niên thì đối tượng sẽcó Tr-êng §¹i häc GTVT hµ néi 21 NguyÔn Quang Phóc Chuyªn ®Ò ®-êng các thuộc tính nhưkích thước là kích thước của xe ô tô con, tốc độlớn nhấ t là 40 km/h (tuỳthuộc vào người điều khiển phương tiện, mặ c dù phương tiện tham gia giao thông có khảnăng đáp ứng cao hơn). Quá trình mô phỏng được tiế n hành bằng cách “ thả ”các đối tượng giao thông vào trong môi trường ảo do máy tính tạo ra (là khu vực cần nghiên cứu được tái hiện lạ i trong máy tính). Với những thuộc tính củ a đốitượng và những quy tắ c đã đ ược xác đị nh trước, các đốitượng giao thông đó sẽhoạ t động theo một quá trình nào đó, và do vậ y sẽtạ o nên hoạ t động giao thông của khu vực cầ n mô phỏng. Ưu điểm nổi bậ t củ a các mô hình mô phỏ ng vi mô so với các mô hình mô phỏng vĩmô là mức độchính xác cao. Do xét đến từng đối tượng đơn lẻnên khảnă ng tích hợp thuộc tính của từng loại đối tượng được hổtrợtối đ a bên trong mô hình. Đã có những chương trình hỗtrợchi tiế t đế n mức, đặc tính củ a từng loạ i xe con khác nhau cũng được xét đến. Ngoài ra, dựa vào kế t quả củ a quá trình mô phỏng vi mô, người ta còn có thểdẫn xuất ra hàng loạt những yế u tốkhác nhau có liên quan đế n quá trình giao thông (điều mà các mô hình mô phỏng vĩmô không thểlàm được) như: mức độphục vụLOS; mức độô nhiễm vềtiếng ồn, khí thả i; tiêu hao vềnhiên liệu củ a phương tiệ n;… trên đoạ n đường hay cảkhu vực giao thông nghiên cứu. Bảng 1.20 Một sốphần mề m mô phỏng giao thông. STT Tên phần mề m Loại Cơquan xây dựng phần mề m Nước 01 VISSIM vi mô PTV System Đức 02 SimTraffic vi mô Trafficware Mỹ 03 DYNASIM vi mô Dynalogic Pháp 04 PARAMICS vi mô Quadstone Anh 05 FREQ vĩmô California Department of Transportation Mỹ Tr-êng §¹i häc GTVT hµ néi 22 Chuyªn ®Ò ®-êng NguyÔn Quang Phóc Ch-¬ng 2 – Tai n¹n giao th«ng ®-êng bé 2.1 Tai n¹n giao th«ng vµ c¸c chØ tiªu ®¸nh gi¸ møc ®é tai n¹n giao th«ng. Mét trong nh÷ng hËu qu¶ xÊu cña qu¸ tr×nh c¬ giíi ho¸ mµ mäi quèc gia trªn thÕ giíi ®· vµ ®ang tr¶i qua lµ viÖc t¨ng tai n¹n giao th«ng. Theo thèng kª cña WB th× hµng n¨m trªn toµn thÕ giíi cã kho¶ng h¬n mét triÖu ng-êi chÕt, 25-35 triÖu ng-êi bÞ th-¬ng tËt do TNGT. Trong khi t×nh tr¹ng tai n¹n ®-êng bé ®ang ®-îc c¶i thiÖn t¹i c¸c n-íc cã thu nhËp cao th× hÇu hÕt c¸c n-íc ®ang ph¸t triÓn ph¶i ®èi mÆt víi t×nh h×nh ngµy cµng xÊu ®i. Trong lóc tÊt c¶ c¸c n-íc ®Òu cã vÊn ®Ò vÒ giao th«ng vËn t¶i nh- nhau th× chÝnh c¸c n-íc ®ang ph¸t triÓn ph¶i chÞu thiÖt h¹i nhÊt. §Æc biÖt, chÝnh t¹i c¸c n-íc ®ang ph¸t triÓn th× tØ lÖ tai n¹n kh«ng ®-îc kiÓm tra . ChÝnh t¹i c¸c n-íc ®ang ph¸t triÓn th× -u tiªn ®èi víi an toµn giao th«ng l¹i ph¶i nh-êng chç cho c¸c -u tiªn kh¸c tËp trung chñ yÕu vµo viÖc ph¸t triÓn kÕt cÊu h¹ tÇng ®Ó c¶i thiÖn ®i l¹i vµ gi¶i quyÕt yªu cÇu vÒ mét hÖ thèng vËn t¶i c«ng céng tèt h¬n. §Êy lµ nh÷ng so s¸nh chung vµ tæng qu¸t vÒ an toµn giao th«ng ®-êng « t« theo quan ®iÓm hiÖn nay. 2.1.1 ChØ tiªu ®¸nh gi¸ møc ®é an toµn giao th«ng Tiªu chuÈn ®Ó ®¸nh gi¸ tÝnh an toµn giao th«ng cho mét con ®-êng hay mét m¹ng l-íi ®-êng « t« lµ sù xuÊt hiÖn c¸c tai n¹n giao th«ng, ®Æc biÖt lµ c¸c tai n¹n giao th«ng g©y tæn thÊt vÒ ng-êi. An toµn giao th«ng cña mét n-íc hoÆc mét vïng th«ng th-êng ®-îc ®o b»ng tÇn suÊt x¶y ra tai n¹n . C¸c chØ sè thÓ hiÖn lµ sè tai n¹n (chÕt ng-êi,bÞ th-¬ng vµ tæn thÊt tµi s¶n). ChØ sè th«ng th-êng sö dông ®Ó so s¸nh c¸c sè liÖu thèng kª lµ chØ sè “an toµn giao th«ng”. Dùa trªn ®Þnh nghÜa, chØ sè “an toµn giao th«ng” ®-îc tÝnh b»ng sè ng-êi chÕt theo mét ®¬n vÞ sè lÇn ®i l¹i, theo sè ph-¬ng tiÖn ®¨ng ký, hoÆc theo ®¬n vÞ lµ chiÒu dµi cña hÖ thèng ®-êng. C¸c chØ sè nµy ®-îc sö dông bëi v× c¸c tæng sè kh«ng thÓ hiÖn møc ®é hiÓm nguy t-¬ng ®èi cña c¸c nhãm ®iÒu kiÖn kh¸c nhau trªn mét mÆt b»ng chung. TNGT ®· dÉn ®Õn nh÷ng thiÖt h¹i to lín vÒ ng-êi vµ cña c¶i vËt chÊt cña x· héi. Theo tµi liÖu c«ng bè cña Ng©n hµng ph¸t triÓn ch©u ¸ ADB th× hµng n¨m TNGT ë n-íc ta ®· lµm tæn thÊt 885 triÖu USD, ch-a kÓ ph¶i huy ®éng nguån nh©n lùc, thiÕt bÞ rÊt lín cña ngµnh y tÕ ®Ó phôc vô cho viÖc cøu ch÷a, phôc håi chøc n¨ng cho c¸c bÖnh nh©n. NÕu ®em so s¸nh th× sè tiÒn tæn thÊt nµy cßn cao h¬n tæng gi¸ trÞ tiÒn thuèc ®iÒu trÞ cho 84 triÖu ng-êi d©n ViÖt Nam trong n¨m 2005 vµ ®· chiÕm h¬n 5,5% tæng thu ng©n s¸ch cña c¶ n-íc n¨m 2005. Cßn nÕu xÐt tæn thÊt vÒ ng-êi th× mçi n¨m n-íc ta cã ®Õn 12-13 ngµn ng-êi chÕt do TNGT. B×nh qu©n mçi ngµy cã trªn 30 ng-êi chÕt vµ hµng tr¨m ng-êi bÞ th-¬ng. Sè TNGT ®-êng bé hµng n¨m chiÕm ®Õn 96% sè TNGT cña toµn hÖ thèng GTVT ë n-íc ta. Tr-êng §¹i häc GTVT hµ néi 23 NguyÔn Quang Phóc Chuyªn ®Ò ®-êng Thèng kª vÒ TNGT ®-êng bé tõ n¨m 1993 ®Õn n¨m 2002 ë n-íc ta hµng n¨m vÉn t¨ng so víi n¨m tr-íc, chØ tõ n¨m 2003 ®Õn nay víi nh÷ng nç lùc kh«ng ngõng cña c¸c c¬ quan h÷u quan nhµ n-íc phèi hîp víi tuyªn truyÒn vËn ®éng toµn d©n th× sè TNGT cã gi¶m nh-ng l¹i kh«ng hÒ gi¶m vÒ møc ®é nghiªm träng, tæn thÊt x¶y ra do tõng vô. Nh÷ng n¨m qua sè ng-êi chÕt v× TNGT ®-êng bé cña n-íc ta t¨ng ®Õn 66% (trong khi c¸c n-íc ASEAN tû lÖ nµy chØ kho¶ng 22%). C¸c TNGT x¶y ra trªn ®-êng Quèc lé chiÕm 46,88%; TØnh lé chiÕm 13,85% vµ trong c¸c ®« thÞ 29,77%. Sè ng-êi chÕt do TNGT ®-êng bé trªn c¶ n-íc 12,500 12,000 11,500 11,000 10,500 10,000 9,500 2002 2003 2004 2005 2006 Sè vô H×nh 2.1 Sè ng-êi chÕt do TNGT tõ n¨m 2002 ®Õn 2006 Theo nh÷ng sè liÖu ®-îc ph©n tÝch trªn, sè ng-êi chÕt do tai n¹n giao th«ng lµ con sè ®¸ng tin cËy h¬n c¶, v× ng-êi ta khã dµn xÕp nhÊt trong sè c¸c vô tai n¹n giao th«ng. V× vËy sè ng-êi chÕt nh- lµ mét chØ tiªu ®iÓn h×nh vÒ an toµn giao th«ng. Ngoµi c¸c tiªu chuÈn ®¸nh gi¸ b»ng sè vô tai n¹n nghiªm träng, sè ng-êi chÕt hay sè ng-êi bÞ th-¬ng, thiÖt h¹i,… chØ tiªu sè tai n¹n/ 1 triÖu xe-km AR (Accident Rate) th-êng ®-îc dïng ®Ó ®¸nh gi¸ t×nh h×nh ATGT trªn c¸c tuyÕn Quèc lé, chØ tiªu nµy th-êng ®-îc sö dông ë ch©u ¢u. 2.1.2 C¸c nguyªn nh©n g©y ra tai n¹n giao th«ng C¸c t¸c gi¶ nghiªn cøu vÒ TNGT ®Òu cã thÓ dÔ dµng thèng nhÊt c¸c nguyªn nh©n chung sau ®©y lµm ph¸t sinh tai n¹n giao th«ng: - Do ng-êi tham gia giao th«ng gåm : C¸c l¸i xe (« t«, m« t«, xe m¸y, xe ®¹p) vµ ng-êi ®i bé. Vµ ®iÒu chóng ta quan t©m nhÊt ®Õn c¸c ®èi t-îng nµy lµ ng-êi ®iÒu khiÓn c¸c ph-¬ng tiÖn giao th«ng c¬ giíi nh- vi ph¹m tèc ®é, tr¸nh v-ît sai, mÖt mái, say r-îu vµ thiÕu chó ý quan s¸t. - YÕu tè ®iÒu kiÖn ®-êng s¸: nh- c¸c tiªu chuÈn h×nh häc, chÊt l-îng mÆt ®-êng, khai th¸c qu¸ t¶i… Tr-êng §¹i häc GTVT hµ néi 24 NguyÔn Quang Phóc Chuyªn ®Ò ®-êng - YÕu tè ph-¬ng tiÖn mµ con ng-êi ®iÒu khiÓn: C¸c thiÕt bÞ kÐm an toµn, hÖ thèng h·m lµm viÖc kh«ng tèt, h- háng ®ét xuÊt, lèp xe qu¸ mßn kh«ng ®ñ søc b¸m víi mÆt ®-êng, xe qu¸ t¶i, qu¸ niªn h¹n sö dông… - §Æc ®iÓm giao th«ng trªn ®-êng nh- nh- tèc ®é xe, mËt ®é xe, thµnh phÇn xe. Theo nhiÒu t¸c gi¶ vÊn ®Ò rÊt ®¸ng l-u ý hiÖn nay lµ xe « t« ch¹y chung víi xe m¸y. Mét nguyªn nh©n chÝnh lµm cho giao th«ng kÐm an toµn. Theo thèng kª ph©n tÝch 1097 vô TNGT ®-êng bé ë n-íc ta vµo n¨m 2003, ñy ban ATGT quèc gia ®· rót ra ®-îc tû lÖ % c¸c nguyªn nh©n nh- h×nh 2.2 C¸c nguyªn nh©n kh¸c 6.65% Kh«ng râ nguyªn nh©n 5.62% TÇm nh×n h¹n chÕ 17.32% Xe thiÕu thiÕt bÞ an toµn 0.82% Ng-êi sö dông ph-¬ng tiÖn 65.21% Ng-êi ®i bé 4.38% Tû lÖ c¸c nguyªn nh©n g©y ra TNGT H×nh 2.2 Tû lÖ c¸c nguyªn nh©n g©y TNGT n¨m 2003 Qua nghiªn cøu ë nhiÒu n-íc nhËn ®-îc r»ng tai n¹n ®-êng bé phô thuéc vµo lo¹i ph-¬ng tiÖn sö dông. Sö dông c¸c ph-¬ng tiÖn giao th«ng c¸ nh©n nh- xe m¸y, xe ®¹p cµng nhiÒu th× tai n¹n cµng t¨ng. §¸nh gi¸ xe m¸y g©y ra kho¶ng 70% tai n¹n giao th«ng, dï lµ tai n¹n chÕt ng-êi, còng lµ ®¸nh gi¸ qu¸ thÊp, nÆng vÒ quy tr¸ch nhiÖm mµ thiÕu sù ph©n tÝch tû mû. RÊt nhiÒu vô do xe « t« tr¸nh xe m¸y mét c¸ch tù ph¸t, g©y ra tai n¹n chÕt ng-êi nh-ng xe m¸y th× v« can. VËy tû lÖ nµy lµ bao nhiªu? Ýt ra nã còng ph¶i b»ng tû lÖ xe m¸y trong ®oµn xe, kho¶ng 85 ®Õn 90%. Con ng-êi ®ãng vai trß quyÕt ®Þnh ®¶m b¶o cho giao th«ng an toµn, nh-ng hä chÞu nh÷ng quy luËt nhÊt ®Þnh khi ®iÒu khiÓn ph-¬ng tiÖn, vÝ dô ch¹y qu¸ tèc ®é, v-ît sai… la tån t¹i ë nhiÒu n-íc kh¸c nhau. NÕu ta lÊy møc ®é nguy hiÓm cña l¸i « t« b»ng 1,0 lµm chuÈn th× møc ®é nguy hiÓm t-¬ng ®èi cña xe m¸y, xe ®¹p sÏ cao h¬n rÊt nhiÒu. Xem h×nh 2.3 Tr-êng §¹i häc GTVT hµ néi 25