Nghiên cứu ứng dụng bài toán điều khiển giao thông banwjgfb làn sóng xanh trên các trục giao thông chính ở TP 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, v