Lý thuyết dòng xe, từ quan điểm vvs đến quan điểm hcm và những vấn đề của dòng hỗn hợp - hỗn loạn ở Việt Nam

 

 

Số Bản tin:số 11 năm 2012

Tác giả:TS. Đào Huy Hoàng

Giám đốc Trung tâm Đào tạo và Thông tin
Viện khoa học và công nghệ GTVT

 

 

I. NỘI DUNG

Việc phát triển sản xuất ôtô đã kéo theo hậu quả tăng đáng kể lưu lượng giao thông trên các đường ôtô đặc biệt ở các khu vực tiếp cận với các thành phố lớn. Trên hàng loạt tuyến đường ôtô, cường độ chuyển động tăng lên dẫn đến việc giảm tốc độ và khả năng thông hành của đường.

Trong thực tế, chúng ta tiếp xúc không chỉ với một con đường thuần nhất mà với cả con đường mà đặc điểm của nó luôn thay đổi và có thể ở các đoạn đường khác nhau sẽ có các trị số khả năng thông hành khác nhau. Trong trường hợp này khả năng thông hành của đường cần phải được xác định bằng khả năng thông qua nhỏ nhất trên con đường nằm ở một đoạn nào đó. Có nghĩa khả năng thông hành của đường được xác định bằng khả năng thông hành của các vị trí thắt hẹp của đường nếu như nghĩa “vị trí thắt hẹp” được hiểu dưới góc độ bất kỳ đoạn đường nào mà ở đó khả năng thông hành bị giảm.

Trong trường hợp chung thì “vị trí thắt hẹp” có thể được xác định như là nguồn dự trữ khan hiếm. Đối với dòng giao thông vị trí thắt hẹp được xem xét như là đoạn đường ôtô mà khả năng thông hành của nó thấp hơn so trực tiếp với đoạn đường trước nó. Việc giảm khả năng thông hành có thể là do các nguyên nhân khác nhau ví dụ như là do giảm số làn xe, thu hẹp phần xe chạy của đường mà không thay đổi số làn chuyển động, do tình trạng mặt đường ôtô không đạt yêu cầu, do xuất hiện các giao cắt v.v…

Việc xuất hiện các vị trí hẹp trên đường ôtô đã dẫn tới nhiều bất lợi như: tăng tổn thất về thời gian của dòng giao thông, tăng thiệt hại của các tổ chức liên quan có sử dụng đường ôtô (khó khăn trong việc vận tải các thực phẩm nhanh hỏng, tăng chi phí bảo dưỡng vận tải ôtô và nhiều điều khác nữa…)

Thực tế chính các đường ôtô thường là các vị trí hẹp trong kinh tế, bản thân trên các con đường ôtô có nhiều vị trí hẹp đến nỗi nó tạo nên cảm tưởng các đường ôtô chính là được hình thành từ các vị trí thắt hẹp dày đặc liên tục.

Vì vậy sự phân tích tổn thất do các vị trí thắt hẹp mang lại và các biện pháp nhằm xóa bỏ những tổn thất này xứng đáng được đặc biệt chú ý không chỉ đối với các nhà nghiên cứu mà cả các chuyên gia trong lĩnh vực lý thuyết dòng giao thông.

Sự tác động tiêu cực của các vị trí thắt hẹp được thực hiện thông qua các dòng giao thông. Nếu như trên các đường ôtô có các vị trí thắt hẹp mà cường độ chuyển động thấp thì hậu quả tiêu cực của các vị trí thắt hẹp sẽ ít. Đương nhiên  nếu cường độ chuyển động tăng thì các hậu quả tiêu cực của các vị trí này cũng sẽ tăng đột biến.

Các nghiên cứu thực nghiệm về các dòng giao thông thực tế và các mô hình toán học chuyển động đã đưa đến việc xuất hiện lý thuyết dòng giao thông. Theo đó các vị trí hẹp cần được nghiên cứu cùng với sự trợ giúp của lý thuyết dòng giao thông.

Có các mô hình khác nhau về chuyển động của dòng ôtô như sau:

- Động lực học giản đơn;

- Mô hình xe bám xe;

- Thủy động học (và khí động học);

- Năng lượng;

- Xác suất.

- …

Việc phân tích các vị trí thắt hẹp và các vấn đề liên quan đến chúng trong khuôn khổ các mô hình khác nhau rất có ý nghĩa.

Các mô hình động lực học giản đơn xem xét các kích thước động lực học của các phương tiện giao thông. Giả thiết rằng các kích thước động lực học của ôtô có dạng đường thẳng phụ thuộc vào chiều dài của ôtô, khoảng cách mà ôtô đi qua trong thời gian phản ứng của lái xe, quãng đường phanh của ôtô sau với ôtô trước v.v. Trong một số trường hợp sự phụ thuộc khoảng cách vào các nhân tố khác nhau được thiết lập trên cơ sở áp dụng các phương pháp thống kê, sử dụng các kết quả quan sát tự nhiên các khoảng cách giữa các ôtô. Các mô hình toán học cơ bản của dòng giao thông là:

Cách tiếp cận thông thường khi nghiên cứu tác động hỗn loạn của các vị trí hẹp đến dòng giao thông và từ các mô hình xác suất phân bố khoảng cách giữa các ôtô chuyển động nối tiếp nhau, bằng các phương pháp lý thuyết phục vụ đám đông đối với các dạng vị trí hẹp nào đó được xem xét như là các kênh phục vụ, các chiều dài trung bình của các đoàn xếp hàng và các cản trở trung bình cuả các ôtô trước khi đi vào vị trí hẹp trong các đề xuất khác nhau đối với định luật phân bố thời gian chuyến đi của ôtô theo vị trí hẹp trên đường. Khi đó số làn thay đổi như là trước khi đi vào vị trí hẹp cũng như chính tại vị trí hẹp của đường ôtô.

Trên các đường ôtô thường gặp các đoạn mà khả năng thông qua của chúng thấp hơn so với khả năng thông qua của các đoạn tiếp giáp với chúng. Một trong những dạng vị trí hẹp là đoạn đường mà ở đó đang tiến hành sửa chữa. Khi tổ chức chuyển động bố trí các biển báo cần cho việc thông báo về các đường tránh hoặc qua tại các vị trí đang tiến hành sửa chữa, vận tốc theo quy luật không cần phải thấp hơn 40km/h vì khi đó còn có thể giữ được khả năng thông qua tối ưu của đường đang được sửa chữa, nhưng trong thực tế vận tốc chuyển động của các phương tiện giao thông hạn chế ở mức 15 km/h thậm chí là 5km/h. Cách giải quyết này là hoàn toàn vô căn cứ và thực tế dẫn tới việc các lái xe không tuân theo các giới hạn đã được lập ra.

Giới hạn vận tốc chuyển động thấp nhất 40km/h đã thu được bằng con đường thực nghiệm. Trước kia xuất phát từ mô hình xác suất của dòng giao thông, bằng các phương pháp lý thuyết phục vụ đám đông đã thu được các đánh giá sự phụ thuộc của vận tốc chuyển động theo vị trí hẹp vào cường độ các dòng đi đến và vào chiều dài của vị trí hẹp.

Đặc biệt nếu cường độ chuyển động theo một làn là 200 ôtô trong 1h còn chiều dài của vị trí hẹp là 140m thì vận tốc đi qua theo vị trí hẹp đó phải hơn 50km/h.

Hơn thế nữa vấn đề xác định ảnh hưởng của vùng vị trí hẹp vẫn còn là vấn đề mở. Chúng ta đã được biết đến những cố gắng riêng xác định chiều dài của khu vực ảnh hưởng của vị trí hẹp đối với dòng giao thông bằng con đường thực nghiệm. Còn về sự phân tích lý thuyết chiều dài khu vực ảnh hưởng thì nó cũng không được tiến hành trong khuôn khổ mô hình xác suất mà cũng không trong mô hình khí ga và mô hình động lực học.

Điều này được giải thích bằng các tình tiết sau: Mô hình lý thuyết miêu tả được tương đối dòng giao thông tại các đoạn đường ôtô không có vị trí hẹp không thể không thay đổi khi tiến gần tới vị trí hẹp bởi vì đồng thời các đặc tính khác nhau của dòng giao thông cũng thay đổi thành ra phải thay đổi các mô hình hoặc trong khuôn khổ mô hình trước và thay thể cả các thông số của mô hình phụ thuộc vào sự thay đổi của các đặc trưng dòng giao thông.

Vấn đề cải biến của các mô hình trên cùng một đoạn đường ôtô phụ thuộc vào thay đổi cường độ của dòng giao thông đã được nghiên cứu.

Vấn đề cải biến các mô hình phát sinh cả khi dòng giao thông tiến gần đến vị trí hẹp. Đoạn đường ở đó mô hình mới miêu tả được dòng giao thông chính xác hơn so với đoạn trước cũng xác định được khu vực ảnh hưởng của vị trí hẹp.

Khu vực ảnh hưởng của vị trí hẹp còn gắn chặt với một vấn đề nữa là gắn với việc ô nhiễm môi trường. Việc tăng dân số và phương tiện sản xuất đã đưa đến việc tăng đột biến sử dụng vận tải ôtô. Tốc độ mà cùng với nó những thứ gây ô nhiễm thải vào khí quyển trong các vùng có mật độ dân số cao thực sự đã vượt quá tốc độ làm sạch tự nhiên của khí quyển. Một trong những phương pháp xác định khu vực ảnh hưởng của vị trí hẹp là nghiên cứu sự phụ thuộc tập trung thải chất độc hại do vận tải ôtô trước khi đi vào vị trí hẹp. Mô hình xác suất tổng quát chuyển động của các dãy ôtô khi sử dụng các phương pháp tổ chức giao thông đường bộ cho phép điều hòa hiệu quả mức độ ô nhiễm trong khu vực tiếp giáp với vị trí hẹp.

Kết luận chúng ta nhận thấy rằng mô hình hóa hành vi của dòng giao thông trong khuôn khổ của mô hình động lực học xác suất tổng quát tước khi vào vị trí hẹp (trong khu vực ảnh hưởng của vị trí hẹp) cho phép dự báo được tình trạng của dòng giao thông. Cần phải sử dụng các phương pháp đã được soạn thảo khi xây dựng và khai thác hệ thống điều khiển giao thông đường bộ.

II. Quan điểm của VVS trong lý thuyết dòng xe

Từ những năm 60, trên cơ sở các nghiên cứu lý thuyết dòng xe ở Mỹ, Anh, Pháp, Nhật Bản, Úc…., cũng như các nghiên cứu về dòng giao thông và khả năng thông hành ở Liên bang Xô viết như: Burulia A.K., Bavkop V.P., Khorolxi H.P., Smirnov M.P., Keroglu L.A., … Lý thuyết dòng xe theo quan điểm VVS đã ra đời. Năm 1970 cùng với một số tác giả khác đã xuất bản ấn phẩm Khả năng thông hành của đường ô tô (Пропускная способность автомобильных дорог) dành cho các cán bộ - kỹ sư tham gia thiết kế đường ôtô, khai thác đường ô tô và tổ chức giao thông. Trong tài liệu này đã giới thiệu về lý thuyết dòng giao thông và khả năng thông hành của đường ô tô; Các nghiên cứu thực nghiệm về chuyển động của dòng giao thông; Sử dụng mô hình chuyển động của dòng giao thông để đánh giá đặc trưng của dòng và khả năng thông hành của đường ô tô; Đánh giá khả năng thông hành và điều kiện chuyển động trên các yếu tố đường riêng biệt.

Năm 1977 quan điểm về dòng xe của VVS được bộc lộ rõ hơn trong tài liệu Lý thuyết dòng xe trong thiết kế đường và tổ chức giao thông. Các nội dung được nghiên cứu bao gồm: Thiết kế đường theo sự chuyển động của dòng xe nhằm nâng cao hiệu quả làm việc của đường ô tô; Ảnh hưởng của điều kiện đường tới chế độ chuyển động của dòng xe; Cơ sở lý thuyết về sự chuyển động của dòng xe mật độ thấp; Cơ sở lý thuyết về chuyển động của dòng xe mật độ cao; Mô hình hóa chuyển động của dòng xe trong các điều kiện đường; Mô hình hóa chuyển động của dong xe để đánh giá phương án thiết kế đường và hiệu quả của tổ chức giao thông; Thiết kế trắc ngang đường ô tô trên cơ sở dòng xe; Thiết kế bình đồ và trắc dọc có xét tới sự chuyển động của dòng xe; Đánh giá hiệu quả và lựa chọn phương pháp tổ chức giao thông; Đánh giá hiệu quả của giải pháp thiết kế và biện pháp tổ chức giao thông.

Tiếp đó quan điểm về dòng xe của VVS tiếp tục được phát triển ở Nga cũng như đã được phát triển và nghiên cứu thực nghiệm và áp dụng trong điều kiện đặc thù của nhiều nước trên thế giới như: Узбекистан, Литва, Армения, Киргизия, Украина, Грузия, Пакистан, Иордания, САР, Самали, Непал, Lào, Việt Nam.

read more here

____________________________________________________________________________________________

Bình luận(0):

____________________________________________________________________________________________

Gửi bình luận:

Họ và tên.

Email.

Nội dung.


các tin liên quan:


Nghiên cứu đào tạo phát triển nguồn nhân lực quản lý An toàn giao thông ở các địa phương góp phần nâng cao hiệu quả công tác an toàn giao thông trên toàn quốc

Bàn về bổ sung nội dung chương trình đào tạo an toàn giao thông cho lái xe cơ giới đường bộ

Lịch sử tín hiệu giao thông: 1868-2013

Các lợi ích an toàn từ sử dụng hàng rào chuyển tiếp

Giải pháp an toàn khu vực làm việc trên đường cao tốc bận rộn

Cải thiện an toàn cho người đi xe đạp

Vạch kẻ đường phản xạ mới cho người đi bộ qua chỗ giao cắt

Hệ thống cảnh báo tự động cho du khách

Cảm biến gió trên cầu cung cấp sự chắc chắn và an toàn

An toàn trong khu vực làm việc