tính toán năng lực v thời gian thông qua
cho đon tu đờng sắt nhẹ h nội h đông

TS. Nguyễn Văn Chuyên
Bộ môn Đầu máy - Toa xe
Khoa Cơ khí - Trờng Đại học GTVT

Tóm tắt: Tuyến đờng sắt trên cao H Nội - H Đông đợc nh nớc đầu t sẽ triển khai
trong thời gian tới. Để có thể lựa chọn đợc mật độ v thnh phần đon tu, cần tính toán năng
lực v thời gian thông qua. Đây l một quá trình rất khó khăn, cần phải thống kê v tính toán
chính xác.
Summary: The overhead railway Ha Noi - Ha Dong will be implemented in the near
furture. To decide density and components of a train, we work out its transporting capacity and
working time. This is a difficult process so we have to collect data and caculate precisely.

i. đặt vấn đề
Tuyến đờng sắt Hà Nội - Hà Đông là tuyến đờng sắt nhẹ, đợc xây dựng có đoạn trên
mặt đất, có đoạn dới lòng đất và có đoạn trên cao, hoàn toàn cách ly với các phơng tiện giao
thông khác. Đây là loại hình giao thông giao cắt không gian, bảo đảm tốc độ nhanh. Do loại
hình giao thông đặc biệt nh vậy nên giãn cách các đoàn tàu có thể rất ngắn. Chúng ta cần
phải xác định năng lực vận tải trên cơ sở tần suất và thành phần đoàn tàu để có thể đạt đợc
hiệu quả vận tải cao.
ii. nội dung
1. Những đặc trng chủ yếu của giao thông đờng sắt nhẹ
Do đặc điểm kỹ thuật và phạm vi sử dụng, sự phân loại giao thông đờng sắt nhẹ rất khác
nhau, chẳng hạn nh: nớc Đức, lấy việc cải tạo tàu điện truyền thống ở các giai đoạn khác
nhau để chia đờng sắt nhẹ ra 4 cấp: cấp I là tàu điện bánh sắt truyền thống đợc hiện đại hoá
toàn bộ tuyến đờng nằm trên mặt đất, chỉ có tuyến mới xây dựng mới đặt băng hàng cách ly.
Cấp Il là phần đờng chạy qua thành phố thì đợc xây dựng trên cao hoặc ngầm dới đất, phần
đờng ngoại ô thì chạy trên đê cạn, nhằm tạo giao cắt không gian với các phơng tiện giao

* Đờng ray
Đờng ray thờng dùng theo tiêu chuẩn quốc gia, để duy tu bảo dỡng thuận tiện và sự
quản lý thống nhất với các hình thức giao thông đờng sắt thành phố khác.
Trên tuyến dùng ray 50kg/m, trừ đoạn cong ra, đều dùng ray không mối nối, nhằm nâng
cao chất lợng chạy tàu, giảm nhỏ tiếng ồn.
* Toa xe
Toa xe đờng sắt nhẹ phân thành: toa 4 trục, toa 6 trục một khớp và toa 8 trục hai khớp.
Mỗi loại còn chia ra: toa hai buồng lái, toa một buồng lái và toa không buồng lái. Tất cả các loại
toa đều là toa động lực: Toa xe đờng sắt nhẹ, có thể chạy độc lập, cũng có thể nối kết chạy
thành đoàn. Trung Quốc thờng dùng toa 6 trục một khớp hai buồng lái, mô tơ điện kéo một
chiều. Khi kết nối thành đoàn, nhiều nhất là 4 toa.

* Bến đỗ
Căn cứ vị trí tuyến đờng, điều kiện địa hình, yêu cầu tổ chức chạy tàu và lu lợng hành
khách lên xuống đợc quyết định vị trí, hình thức và quy mô bến đỗ.
Vị trí bến đỗ, trớc hết xét đến các điểm có khách lên xuống tơng đối tập trung nh: ga
đờng sắt chính tuyến, sân bay, bến cảng, các trung tâm thơng mại, vui chơi giải trí, các công
sở, nhà máy, trờng học, bệnh viện và các điểm chuyển đổi phơng tiện giao thông
Hình thức kiến trúc bến đỗ phải phù hợp cảnh quan đô thị. Không cách bến đỗ trung bình
1000m là tốt nhất, vùng ngoại ô có thể dài hơn, trong nội thành có thể ngắn hơn.
* Hệ thống cấp điện
Hệ thống cấp điện phải an toàn và tin cậy, đây là điều kiện tiên quyết đợc bảo đảm cho
hành khách và trình tự vận hành
bình thờng của đoàn tàu. Hệ thống
cấp điện cho giao thông đờng sắt
thành phố nói chung, đờng sắt nhẹ
nói riêng phải thuộc hệ thống phụ tải
cấp I của quốc gia, hơn thế còn phải
do hai đờng nguồn cung cấp, trong
đó một đờng phải là đờng cấp chuyên dùng, nhằm bảo đảm cấp điện liên tục.

; gia tốc khi hãm từ tốc độ 80 km/h ữ 0 km/h: a = 1 m/s
2
. Từ đó xác định
thời gian và khoảng cách tăng tốc và giảm tốc tại các ga đón và trả khách theo bảng 1.
Sau khi tăng tốc và giảm tốc đoàn tàu đạt tốc độ cao ngay, sơ bộ có thể biểu thị khả năng
phát huy tốc độ trong một khu gian nh hình 1:
trong hình 1:
t
k
- Thời gian khởi hành tăng
tốc từ 0 ữ 40 km/h.
S
k
- Quãng đờng cần thiết
để tăng tốc từ 0 ữ 40 km/h.
t
h
- Thời gian hãm từ tốc độ
80 km/h ữ 0 km/h.
S
h
- Quãng đờng hãm giảm
tốc từ 80 km/h ữ 0 km/h.
t
v
- Thời gian vận hành với
tốc độ định mức cho phép.
S
v
- Quãng đờng vận hành

v

t
h
S
h

Khoản
g
cách của 1 khu
g
ian
Hình 1. Biểu đồ quan hệ tốc độ, thời gian,
khoảng cách vận hnh cho một ga

Hình 2. Biểu đồ V =

(s) tuyến H Nội - H Đông
Dựa vào giá trị gia tốc giảm tốc và khoảng cách giữa các ga, tính đợc thời gian cần thiết
để đoàn tàu đi hết từng khu gian, từ đó tính đợc thời gian đoàn tàu đi hết một quay vòng, số
liệu theo bảng 2, 3:

Bảng 2
Thời gian (giây)
Ga Khoảng cách (m)
t
k
+ t
h
t

10 Bệnh Viện La Khê 990 69,13 30
11 La Khê - Văn Khê 1160 76,78 30
12 Văn Khê - Vành đai 4 1470 90,73 30
Tổng cộng 12.870 m 874,14 giây 360 giây
Dựa vào kết quả bảng 2, bảng 3 ta vẽ đợc đồ thị t = f(s).

Hình 3. Biểu đồ t = (s) tuyến H Nội - H Đông

Tổng thời gian đoàn tàu chạy từ ga Cát Linh đến ga Hà Đông có kể tới 5% dự phòng:
t = 1234,14 + 1234,14*5% = 1295,85 giây 21 phút.
Để ý tới thời gian quay đầu đoàn tàu chuyển làn đờng và quay vòng tại ga đầu mối, thời
gian cần thiết để thực hiện 1 quay vòng là:
TQV = (21 + 6)*2 = 54 phút = 0,9 giờ
Căn cứ vào quy chuẩn thiết kế các đoàn tàu Metro chạy trên đờng 1435, đây là khổ
đờng chọn cho tuyến Hà nội - Hà Đông và quy chuẩn tính toán khung giới hạn toa tầu tính
đợc số lợng hành khách cho một toa tầu và kích thớc toa tầu biểu thị ở bảng 4 và bảng 5.
Bảng 4. Xác định số hnh khách trong 1 đon tu
Lợng khách trên mỗi toa
Điều kiện chuyên chở
Toa có động cơ M Toa có buồng lái TC
Tổng số khách ở 4 toa
Khách ngồi 42 36 156
Khách đứng 6 ngời/1m
2
245 230 950
Khách đứng 9 ngời/1m
2
367 345 1424
Nếu đứng 6 ngời/m
2

là 950 hành khách đi
một chiều. Với mật độ 9 ngời/m
2
là 1424 hành khách.
Số lợng đoàn tầu Metro yêu cầu để hoàn thành kế hoạch vận chuyển hành khách trong
giai đoạn đầu là 11 đôi tàu/1giờ.
Đoàn Metro làm việc từ 5 giờ đến 22 giờ (17 giờ liên tục), giờ cao điểm là các giờ: 6 - 7;
7 - 8; 8 - 9; 16 - 17; 17 - 18; 18 - 19 (tổng là 6 giờ). Trong các giờ không cao điểm ta chỉ lấy
bằng 60% so với giờ cao điểm. Căn cứ vào lợng hành khách có thể biên chế đoàn tàu cho các

thời kỳ 2005-2007, 2010, 2020 theo bảng 6.
Bảng 6. Số đôi tu trong 1 giờ
Các thời kỳ
Số đôi tàu/giờ
2005 - 2007 2010 2020
Số lợng cần thiết để hoàn thành khối lợng vận tải hành
khách
9 17 25
Số lợng yêu cầu giờ cao điểm 11 20 30
Số lợng yêu cầu giờ khôngcao điểm 7 12 18
Trên cơ sở bảng 6 ta sẽ tính đợc năng lực vận chuyển của đoàn tàu Metro trong một ngày
trong giai đoạn đầu 2005 - 2007, 2010 và 2020 biểu thị qua các bảng 7, 8, 9.
Bảng 7. Năng lực vận chuyển của đon tu trong giai đoạn 2005-2007
Giờ bắt
đầu
Giờ kết
thúc
Gin cách
(phút)
Chuyến/giờ/tuyến

05 : 00 06 : 00 5 12 11.400 17.088
06 : 00 07 : 00 4 20 19.000 28.480
07 : 00 08 : 00 4 20 19.000 28.480
08 : 00 09 : 00 5 20 19.000 28.480
09 : 00 10 : 00 7 12 11.400 17.088
10 : 00 11 : 00 7 12 11.400 17.088
11 : 00 12 : 00 7 12 11.400 17.088
12 : 00 13 : 00 7 12 11.400 17.088
13 : 00 14 : 00 7 12 11.400 17.088
14 : 00 15 : 00 7 12 11.400 17.088
15 : 00 16 : 00 4 12 11.400 17.088
16 : 00 17 : 00 4 20 19.000 28.480
17 : 00 18 : 00 4 20 19.000 28.480
18 : 00 19 : 00 5 20 19.000 28.480
19 : 00 20 : 00 7 12 11.400 17.088
20 : 00 21 : 00 10 12 11.400 17.088
21 : 00 22 : 00 10 12 11.400 17.088
Tổng cộng 204 193.800 290.496

Bảng 9. Năng lực vận chuyển của đon tu trong giai đoạn 2020
Giờ bắt
đầu
Giờ kết
thúc
Gin cách
(phút)
Chuyến/giờ/tuyến
Năng lực
(ngời)
Khả năng

56789101112131415161718192021

Ngời
Năng lực
Khả năng
giờ
Hình 4. Năng lực vận chuyển hnh khách ở giai đoạn 2005-2007

0
5.000
10.000
15.000
20.000
25.000
30.000
56789101112131415161718192021
Series2
Series1

Ngời
giờ
Năng lực
Khả năng

Hình 5. Năng lực vận chuyển hnh khách ở giai đoạn 2010
0
5.000
10.000
15.000
20.000