Phơng pháp tính toán năng lực
của nút giao thông điều khiển đèn tín hiệu

ThS. đỗ quốc cờng
Bộ môn Đờng ôtô v sân bay
Khoa Công trình - Trờng Đại học GTVT

Tóm tắt:: Bi báo ny đa ra một phơng pháp tính năng lực của nút giao thông điều
khiển đèn tín hiệu, v góp phần vo việc xây dựng tiêu chuẩn thiết kế của loại hình nút giao
thông ny.
Summary: This article proposes a calculating method for capacity of signalized
intersections, contributing to building standards in designing signalized intersections.
i. đặt vấn đề
Hiện nay, tại các thành phố ở nớc ta,
đặc biệt là các thành phố lớn nh: Hà Nội,
Thành phố Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Hải
Phòng, đã và đang ứng dụng kỹ thuật điều
khiển giao thông tại nút giao bằng đèn tín
hiệu. Qua quá trình sử dụng, ngời quản lý và
tham gia giao thông đã thấy đợc những u
việt của chúng. Tuy nhiên, với mục tiêu nâng
cao năng lực và chất lợng giao thông tại nút
thì cần có một phơng pháp tính phù hợp với
điều kiện đờng và giao thông thực tế tại nút
đó. Hiện tại, Bộ Giao thông Vận tải cha ban
hành tiêu chuẩn thiết kế điều khiển giao thông
tại nút bằng đèn tín hiệu, vì vậy công tác thiết
kế đối với các công ty t vấn trong thực tế gặp
nhiều khó khăn. Trong phạm vi bài báo này,
tôi giới thiệu một phơng pháp tính toán điều


i
) và các yếu tố hình học của nút.
Các bớc tiếp theo là:
- Quyết định mẫu pha tín hiệu.
- Tính toán mức dòng bão hoà của mỗi
nhánh , tỉ lệ dòng ở mỗi nhánh nút
( ) trong từng pha (j là chỉ số nhánh
nút, i là chỉ số pha). Trong đó là lu lợng
thiết kế của nhánh nút j trong pha i, còn là
mức dòng bão hoà của nhánh nút tơng ứng.
Độ bão hoà của pha (
i
S
j
i
j
i
j
i
S/q=
j
i
q
j
i
S
i

) là tỉ lệ dòng lớn nhất
trong pha đó. Đối với dòng xe rẽ trái thì tỉ lệ

i
=
- Chu kì tín hiệu đợc tính bằng cách sử
dụng công thức dới đây, ở đó L là thời gian
mất mát trong 1 chu kì và
là độ bão hoà
của nút.

+
=
1
5L5.1
C
(2)
Tuy nhiên, giá trị đạt đợc từ công thức
(2) thờng quá lớn so với thực tế. Trong
trờng hợp đó, chu kì ngắn hơn đợc áp dụng.
Miễn là nó lớn hơn giá trị nhận đợc từ công
thức (3) dới đây, sự cản trở ở nút sẽ không
quá gay gắt. Tuy nhiên, chú ý giá trị nhận
đợc từ công thức (3) không phải lúc nào cũng
nhỏ hơn giá trị đạt đợc từ công thức (2). Khi
giá trị đạt đợc từ những công thức đó lớn hơn
nhiều so với giá trị thích hợp, chu kì dài nhất
và thực tế 120s sẽ đợc xem xét.


9.0
L9.0
C

- Sau khi có thời gian chu kì tín hiệu, thời
gian xanh cho mỗi pha đợc tính từ công
thức dới đây:
i
G


=
i
i
x)LC(G
(giá trị đợc làm tròn và tính bằng
giây)
i
G
Với điều kiện thơng số thoả mãn
công thức:
9.0
C/L



1

Tức là thơng số đạt đợc từ công
thức


==
i

i
j
i
=
(xcqđ/h)
Năng lực bão hoà của nút đợc tính nh sau:

=
j
i
CQ
(xcqđ/h)
trong đó:
j
i
C
: năng lực thông hành của nhánh
nút j trong pha thứ i (xcqđ/h)
j
i
S
: mức dòng bão hoà của nhánh nút
tơng ứng (xcqđ/h thời gian xanh hiệu dụng)
G
i
: thời gian đèn xanh có hiệu của pha i
C: thời gian chu kỳ.
2. Kết quả tính toán cho nút giao
thông Kim M - Liễu Giai
Trong khuôn khổ bài báo này, bằng cách

a
Hình 3. Sơ đồ lu lợng xe các hớng (xcqđ/h)
chu kì
Thời gian chờ trung bình
Cmin
Cop
ẫu nhiên xe đến n
g
xe đến đều

b. Mặt bằng nút v mẫu pha thiết kế
C
:

h

ớ
n
g

l
i
ễ
u

g
i
a
D
:

:

h

ớ
n
g

n
g
u
y
ễ
n

c
h
í

t
h
a
n
h
3
3
.
5
3
.

8
.
4
m
1
7
1
.
4
7
.
3
1
5
.
5
9
.
5
l

n

x
e

đ
ạ
p
l

pha 3

Mẫu pha thiết kế
Ghi chú:
Pha 1: Kim Mã đi thẳng, rẽ phải. Cầu
Giấy đi thẳng.
% xe bus
so với
xcqđ
Xe
đạp
Xe
máy
Ô tô
con
Xe
bus
Pha 2: Cầu Giấy và Kim mã rẽ trái.
Hớng rẽ
Pha 3: Liễu Giai đi thẳng, rẽ phải,
rẽ trái. Nguyễn Chí Thanh đi thẳng, rẽ
trái.
10%
Liễu Giai rẽ phải 28% 59% 10% 4%
Liễu Giai đi thẳng 12% 82% 5% 2%
5%
Liễu Giai rẽ trái 12% 72% 11% 4%
11%
c. Kết quả tính
- Tổng thời gian chu kì đèn:

9.0737.0 <
=

(thoả mãn điều khiển bằng tín hiệu)
- Thời gian đèn xanh cho các pha nh
sau:
+ pha 1: 42s
+ pha 2: 17s
+ pha 3: 23s
- Tổng thời gian chuyển pha 18s. Trong
đó:
+ thời gian chuyển pha 6s giữa pha
1 và pha 2.
+ thời gian chuyển pha 6s giữa pha
2 và pha 3.
+ thời gian chuyển pha 6s giữa pha
3 và pha 1.
Tổng khả năng thông qua của nút điều
khiển tín hiệu: 5915 xcqđ/h.
III. Kết luận
5%
Nguyễn Chí Thanh
rẽ phải
10% 83% 6% 2%
6%
Nguyễn Chí Thanh đi
thẳng
12% 83% 4% 2%
11%
Nguyễn Chí Thanh

[1]. Đỗ Bá Chơng, Nguyễn Quang Đạo. Nút giao
thông trên đờng ô tô. Nhà xuất bản giáo dục, năm
2000.
[2]. Bùi Xuân Cậy. Giao thông thành phố và qui
hoạch. Bài giảng cao học, Hà Nội 2000.
[3]. Nguyễn Quang Đạo. Một số vấn đề về giao
thông đô thị. Bài giảng cao học, Hà Nội 2002.
[4]. Phan Cao Thọ. Một số vấn đề về khả năng thông
hành của nút giao thông. Chuyên đề tiến sỹ, Hà Nội
2003.
[5]. Nguyễn Xuân Vinh. Thiết kế nút giao thông và tổ
chức giao thông đô thị. Nhà xuất bản Giao thông vận
tải.
[6]. The Planning and Design of At-Grade
Intersections, Japan Society of Traffic Engineers.
[7]. Transportation Research Board National
Research Council.
[8]. Highway Capacity Manual (HCM) 1994, Edition
third. Washington Public Roads, 1994