Nghiên cứu điều khiển thích ứng đèn tín hiệu giao thông tại các nút giao độc lập

Trên cơ sở phân tích các giải pháp điều khiển đèn tín hiệu giao thông thích ứng đã được áp dụng trên thế giới, đề tài đã lựa chọn giải pháp phù hợp với điều kiện giao thông ở Việt Nam và ứng dụng tính toán thiết kế cho nút giao Dương Đình Nghệ - Trung Kính tại Hà Nội. Kết quả đánh giá cho thấy hệ thống điều khiển tín hiệu giao thông thích ứng đã cải thiện rõ rệt thời gian chờ, vận tốc dòng xe và năng lực thông hành tại nút.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu điều khiển thích ứng đèn tín hiệu giao thông tại các nút giao độc lập TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN THÍCH ỨNG ĐÈN TÍN HIỆU GIAO THÔNG TẠI CÁC NÚT GIAO ĐỘC LẬP Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Tuấn Anh Sinh viên thực hiện: Đoàn Ngọc Tú Lê Văn Khánh Nguyễn Văn Duy Phonesavanh Khankeo Lớp: KTATGT K58 Tóm tắt: Ùn tắc giao thông đô thị đang gây ra những tác động tiêu cực ảnh hưởng lớn đến môi trường, kinh tế, xã hội ở các thành phố lớn như Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh. Nguyên nhân chính dẫn đến hiện tượng ùn tắc kéo dài vào giờ cao điểm tại các nút giao thông có điều khiển bằng đèn tín hiệu là do thời gian đèn được thiết kế cố định theo cung giờ dựa trên dữ liệu giao thông được khảo sát từ trước, không có khả năng thích nghi với những thay đổi liên tục của dòng giao thông. Trên cơ sở phân tích các giải pháp điều khiển đèn tín hiệu giao thông thích ứng đã được áp dụng trên thế giới, đề tài đã lựa chọn giải pháp phù hợp với điều kiện giao thông ở Việt Nam và ứng dụng tính toán thiết kế cho nút giao Dương Đình Nghệ - Trung Kính tại Hà Nội. Kết quả đánh giá cho thấy hệ thống điều khiển tín hiệu giao thông thích ứng đã cải thiện rõ rệt thời gian chờ, vận tốc dòng xe và năng lực thông hành tại nút. Từ khóa: Điều khiển thích ứng, đèn tín hiệu giao thông, nút giao độc lập. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Ùn tắc giao thông là một vấn đề nghiêm trọng ở nhiều thành phố hiện đại trên thế giới. Ùn tắc giao thông đã và đang gây ra nhiều vấn đề và thách thức nghiêm trọng tại các thành phố lớn và đông dân nhất. Việc di chuyển đến các địa điểm khác nhau trong thành phố ngày càng trở nên khó khăn hơn đối với những du khách tham gia giao thông. Do những vấn đề tắc nghẽn này, mọi người mất thời gian, trễ giờ làm. Ùn tắc giao thông ảnh hưởng trực tiếp đến các công ty. Do tắc nghẽn giao thông, người lao động bị giảm năng suất, mất cơ hội giao thương, việc giao hàng bị đình trệ, và do đó chi phí ngày càng tăng. Số lượng phương tiện ngày càng gia tăng gây ra những vấn đề lớn đang gia tăng theo cấp số nhân ở các thành phố đô thị trên khắp thế giới. Các vấn đề gây ra tắc nghẽn giao thông là ô nhiễm, lãng phí thời gian làm việc, căng thẳng do tắc đường và chi phí nhiên liệu. Tất cả những vấn đề này có mối liên hệ với nhau và làm tăng lượng khí thải xe cộ. Do đó, cần liên tục quản Kỷ yếu nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2021 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI lý và kiểm soát ùn tắc. Yếu tố chính liên quan đến việc kiểm soát ùn tắc bao gồm tăng cường cơ sở hạ tầng đường bộ hoặc giảm số lượng phương tiện. Tuy nhiên, trong thế giới toàn cầu hóa ngày nay, không gian có sẵn cho cơ sở hạ tầng rất khó tìm và việc giảm số lượng phương tiện ngày càng tăng là điều không thể. Do đó, quản lý nhu cầu có thể tối đa hóa lượng xe thông qua các điều kiện tắc nghẽn. Trong số nhiều định nghĩa về tắc nghẽn, định nghĩa trong số đó được nêu là, thời gian di chuyển hoặc độ trễ vượt quá thời gian phát sinh thông thường trong điều kiện di chuyển nhẹ hoặc lưu thông tự do. Phương pháp điều khiển giao thông bằng đèn tín hiệu truyền thống với thời gian đèn cố định vẫn đang được áp dụng phổ biến ở Việt Nam và nhiều nước khác trên thế giới. Tuy nhiên do nhu cầu đi lại của người dân tại các thành phố lớn tăng cao, việc điều khiển bằng đèn tín hiệu giao thông truyền thống đã dần để lộ ra những bất cập. Điều khiển giao thông bằng đèn tín hiệu cố định phụ thuộc nhiều vào điều tra quá khứ (ví dụ: đếm xe, điều tra lưu lượng để thiết kế pha đèn hợp lý) tuy nhiên bất kể một thay đổi nào đó (ví dụ: thời tiết, ngày lễ tết,…) sẽ làm thay đổi rất nhiều lưu lượng giao thông qua nút so với số liệu đã điều tra trước đó. Vì thế pha đèn cố định không phải lúc nào cũng phù hợp với tình trạng giao thông tại nút. Từ những bất cập trên, nhiều trường đại học, viện khoa học ở các quốc gia trên thế giới đã nghiên cứu và đưa ra những công nghệ điều khiển tín hiệu thích ứng nhằm cải thiện tình trạng ùn tắc giao thông một cách hiệu quả. Đề tài giới thiệu và phân tích các công nghệ điều khiển đèn tín hiệu giao thông thích ứng đã được áp dụng trên thế giới, từ đó lựa chọn giải pháp phù hợp để ứng dụng khắc phục tình trạng ùng tắc giao thông cho nút giao Dương Đình Nghệ - Trung Kính trên địa bàn Hà Nội. Kết quả đánh giá cho thấy hệ thống điều khiển tín hiệu giao thông thích ứng đã cải thiện rõ rệt thời gian chờ, vận tốc dòng xe và năng lực thông hành tại nút. 2. CÔNG NGHỆ ĐIỀU KHIỂN TÍN HIỆU GIAO THÔNG THÍCH ỨNG 2.1. Khái niệm về công nghệ điều khiển tín hiệu giao thông thích ứng Thời gian tín hiệu giao thông bất hợp lý góp phần gây ra tắc nghẽn và chậm trễ giao thông. Các hệ thống tín hiệu thông thường sử dụng lịch trình định thời tín hiệu hàng ngày được lập trình trước. Công nghệ điều khiển tín hiệu thích ứng điều chỉnh thời gian của đèn đỏ, vàng và xanh để phù hợp với các mô hình giao thông đang thay đổi và giảm bớt tắc nghẽn giao thông. Những lợi ích chính của công nghệ điều khiển tín hiệu thích ứng so với các hệ thống tín hiệu thông thường là nó có thể: - Liên tục phân phối thời gian đèn xanh một cách công bằng cho tất cả các chuyển động của giao thông Kỷ yếu nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2021 2 TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - Cải thiện độ tin cậy của thời gian di chuyển bằng cách di chuyển dần các phương tiện qua đèn xanh - Giảm tắc nghẽn bằng cách tạo dòng chảy thông suốt hơn - Kéo dài hiệu quả của thời gian tín hiệu giao thông 2.2. Thuật toán điều khiển hẹn giờ dự đoán lưu lượng thích ứng (APTTCA) ▪ Kiến trúc hệ thố ...