Đồ án: Cải thiện điều kiện vận hành nút giao Ngã tư Phú Nhuận - ĐH GTVT TPHCM

Tải full đồ án tốt nghiệp cải tạo nút giao Ngã tư Phú Nhuận. Tài liệu phân tích hiện trạng, mô phỏng và đề xuất các phương án cải tạo chi tiết.

• Tác giả: Huynh Khac Tin
• Người hướng dẫn: ThS. Doan Hong Duc
• Trường học: Trường Đại học Giao thông Vận tải TP Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Quy hoạch và Thiết kế Công trình Giao thông
• Đề tài: Cải thiện Điều kiện Vận hành Nút giao Ngã tư Phú Nhuận
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về Đồ án Cải tạo Nút giao Ngã tư Phú Nhuận

Đồ án cải tạo nút giao Ngã tư Phú Nhuận là một dự án nghiên cứu toàn diện nhằm cải thiện điều kiện vận hành tại một trong những nút giao thông quan trọng của thành phố Hồ Chí Minh. Được thực hiện bởi sinh viên Huỳnh Khắc Tín từ Trường Đại học Giao Thông Vận Tải TPHCM dưới hướng dẫn của ThS Đoàn Hồng Đức, đồ án này kết hợp lý thuyết chuyên sâu với khảo sát thực tế. Nút giao Ngã tư Phú Nhuận hiện đang đối mặt với những thách thức về tắc nghẽn giao thông, chiều dài hàng chờ phương tiện và hiệu suất hoạt động không đạt yêu cầu. Đồ án sử dụng các phương pháp tiên tiến như mô phỏng giao thông bằng phần mềm Vissim, phân tích dữ liệu khảo sát chi tiết và đề xuất các phương án cải tạo khả thi. Mục tiêu chính là nâng cao mức phục vụ nút giao, giảm thời gian chờ đợi và tối ưu hóa luồng giao thông cho tất cả người tham gia giao thông.

1.1. Sự cần thiết của dự án cải tạo

Nút giao Ngã tư Phú Nhuận đóng vai trò trung tâm trong mạng lưới giao thông đô thị, nơi giao nhau các tuyến đường chính quan trọng. Với sự phát triển kinh tế nhanh chóng và gia tăng số lượng phương tiện giao thông, nút giao này đang chịu áp lực lớn về công suất. Hiện trạng giao thông cho thấy tình trạng ùn tắc, kéo dài thời gian tập trung giao thông và ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng cuộc sống. Đề xuất cải tạo nâng cấp nút giao là cần thiết để dung nạp lưu lượng giao thông tăng cao, đảm bảo an toàn và hiệu quả vận hành.

1.2. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu

Mục tiêu chính của đồ án là cải thiện điều kiện vận hành thông qua phân tích chi tiết hiện trạng nút giao, đánh giá mức phục vụ hiện tại và đề xuất các phương án cải tạo khả thi. Phạm vi nghiên cứu bao gồm khu vực nút giao ngã tư Phú Nhuận và các đường nhánh kề cận, với tập trung vào các dữ liệu khảo sát giao thông, cấu tạo hình học và tổ chức giao thông hiện tại. Đồ án sử dụng phần mềm mô phỏng Vissim để đánh giá hiệu suất của các phương án đề xuất.

II. Hiện trạng và phân tích Nút giao Ngã tư Phú Nhuận

Hiện trạng nút giao Ngã tư Phú Nhuận thể hiện những vấn đề cấp bách cần giải quyết. Vị trí địa lý của nút giao tại giao điểm các tuyến đường chính trong quận Phú Nhuận, với đặc điểm cơ cấu đô thị đông đúc và mật độ dân số cao, tạo nên áp lực lớn về giao thông. Cấu tạo hình học hiện tại của nút giao bao gồm các ngã rẽ với chiều rộng hạn chế, không đáp ứng nhu cầu luồng giao thông ngày càng tăng. Khảo sát lưu lượng phương tiện thực hiện tại các giờ cao điểm cho thấy mức độ tưới giao thông cao, đặc biệt trong khoảng thời gian 16:30-17:30 là giờ cao điểm chiều. Chương trình điều khiển đèn tín hiệu hiện tại không tối ưu, dẫn đến chiều dài hàng chờ vượt ngưỡng cho phép. Kết quả mô phỏng hiện trạng cho thấy mức phục vụ nút giao đang ở mức độ D hoặc E, không đảm bảo yêu cầu về hiệu suất vận hành.

2.1. Vị trí cấu trúc và cơ sở hạ tầng

Nút giao Ngã tư Phú Nhuận nằm tại vị trí chiến l略của quận Phú Nhuận, với cấu trúc đô thị xung quanh bao gồm các khu mua sắm, khách sạn và các tòa nhà cao tầng. Cấu tạo hình học gồm 4 nhánh đường với các làn đường rẽ trái, thẳng và rẽ phải. Hiện tại, hạ tầng giao thông chưa được nâng cấp để đáp ứng nhu cầu lưu lượng giao thông hiện đại, gây ra tình trạng ùn tắc thường xuyên.

2.2. Tổ chức giao thông và đánh giá hiện trạng

Tổ chức giao thông hiện tại sử dụng đèn tín hiệu với chương trình điều khiển cố định, không linh hoạt với nhu cầu giao thông thực tế. Khảo sát phương tiện giao thông cho thấy hỗn hợp các loại xe: ô tô, xe máy, xe buýt và xe tải. Mô phỏng Vissim cho kết quả mức phục vụ kém, chiều dài hàng chờ vượt chuẩn, yêu cầu cải tạo nâng cấp khẩn cấp.

III. Các phương án Cải tạo Nâng cấp đề xuất

Dựa trên phân tích hiện trạng nút giao ngã tư Phú Nhuận và các thách thức giao thông, đồ án đề xuất nhiều phương án cải tạo khác nhau. Phương án 1 tập trung vào cải thiện tổ chức giao thông bằng cách tối ưu hóa chương trình đèn tín hiệu, thêm làn đường riêng cho các hướng rẽ, và áp dụng các biện pháp điều phối giao thông hiện đại. Phương án 2 bao gồm xây dựng cầu vượt để tách riêng dòng giao thông theo chiều dọc, giảm đáng kể các điểm xung đột giao thông. Phương án 3 kết hợp cả hai giải pháp trên với mở rộng nút giao để tạo không gian xây dựng cầu vượt. Mỗi phương án được thiết kế Chi tiết bằng Autocad và có tính toán kỹ thuật đầy đủ, đảm bảo tính khả thi và hiệu quả giao thông. Cơ sở đề xuất các phương án dựa trên nguyên tắc thiết kế nút giao, tiêu chuẩn TCVN 104:2007 về phân loại đường phố trong đô thị, và các yêu cầu về an toàn giao thông.

3.1. Phương án cải tạo dựa trên tổ chức giao thông

Phương án 1 cải tạo tập trung vào tối ưu hóa điều khiển đèn tín hiệu, sử dụng chương trình điều khiển thích ứng với nhu cầu giao thông thực tế. Thêm làn đường riêng cho các hướng rẽ trái, rẽ phải giúp tách riêng dòng giao thông và giảm chiều dài hàng chờ. Đây là giải pháp chi phí thấp nhưng hiệu quả trong ngắn hạn.

3.2. Phương án cải tạo sử dụng cầu vượt

Phương án 2 đề xuất xây dựng cầu vượt để tách riêng dòng giao thông theo chiều dọc, loại bỏ điểm xung đột giao thông phức tạp. Tính toán bề rộng cầu vượt dựa trên lưu lượng giao thông dự báo và tiêu chuẩn kỹ thuật. Giải pháp này hiệu quả dài hạn nhưng yêu cầu đầu tư chi phí cao.

IV. Mô phỏng Đánh giá và Lựa chọn Phương án Tối ưu

Mô phỏng giao thông bằng phần mềm Vissim là công cụ quan trọng để đánh giá hiệu suất của các phương án đề xuất. Dữ liệu đầu vào cho mô phỏng bao gồm lưu lượng giao thông khảo sát thực tế, hệ số xe con quy đổi theo TCVN 104:2007, cấu tạo hình học nút giao và chương trình điều khiển đèn tín hiệu. Kết quả mô phỏng cho các phương án cho thấy sự cải thiện đáng kể về mức phục vụ nút giao, giảm thời gian chờ đợi, chiều dài hàng chờ và độ trễ giao thông. Đánh giá các phương án dựa trên nhiều tiêu chí: năng lực vận hành, chi phí đầu tư, tác động môi trường, an toàn giao thông và tính khả thi thực hiện. Bảng so sánh chi tiết các phương án cung cấp cơ sở để lựa chọn phương án tối ưu nhất. Phương án được chọn là giải pháp cân bằng tốt giữa hiệu quả giao thông, chi phí và tính thực hiện được trong điều kiện thực tế của thành phố Hồ Chí Minh.

4.1. Quy trình mô phỏng và các chỉ tiêu đánh giá

Mô phỏng Vissim được thực hiện với dữ liệu khảo sát chi tiết: lưu lượng giao thông theo các giờ, thành phần giao thông, hành vi lái xe. Tiêu chuẩn đánh giá mức phục vụ nút giao bao gồm thời gian chờ, chiều dài hàng chờ, độ trễ giao thông. Các chỉ tiêu này được so sánh trước và sau cải tạo để đánh giá hiệu quả.

4.2. Lựa chọn phương án tối ưu và khuyến nghị

Phương án được lựa chọn là tối ưu sau khi đánh giá toàn diện các tiêu chí. Kết quả mô phỏng phương án cuối cùng cho thấy cải thiện đáng kể: mức phục vụ nâng lên mức B/C, giảm thời gian chờ 30-40%, hạn chế ùn tắc giao thông. Kiến nghị là thực hiện cải tạo trong tương lai gần để giảm tắc nghẽn và cải thiện chất lượng giao thông cho cộng đồng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU GVHD: Th.S ĐOÀN HỒNG ĐỨC 1.4 Phương pháp nghiên cứu  Sử dụng phương pháp thu thập dữ liệu, xử lý tính toán bằng phần mềm Excel, vẽ bằng phần mềm AutoCad đối với các dữ liệu hiện trạng thu thập được từ thực tế hoặc dữ liệu quá khứ.  Nghiên cứu lý thuyết tính toán điều khiển bằng tín hiệu giao thông để áp dụng vào nút giao cụ thể ở Tp.Hồ Chí Minh.  Nghiên cứu phần mềm mô phỏng vi mô VISSIM để mổ phỏng, phân tích những phương án tổ chức giao thông.  Nghiên cứu cải tạo kích thước hình học tại nút giao ngã tư Phú Nhuận.5 Căn cứ pháp lí  Tiêu chuẩn thiết kế đường đô thị TCXDVN 104: 2007;  Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054: 2005;  Quy chuẩn kỹ thuật Quốc Gia về báo hiệu đường bộ QCVN 41: 2012/BGTVT  Quy hoạch chung xây dựng thành phố Hồ Chí Minh đến năm 2025;  Quy hoạch phát triển GTVT thành phố Hồ Chí Minh đến năm 2020, tầm nhìn sau năm 2020;  Quy hoạch chi tiết các Tuyến vành đai, các Tuyến đường trên cao, các Tuyến đường sắt đô thị thành phố Hồ Chí Minh.

SVTH: HUỲNH KHẮC TÍN MSSV: 135109068 Trang 3 CHƯƠNG 2: HIỆN TRẠNG TỔNG QUAN KHU VỰC NÚT GIAO NGÃ TƯ PHÚ NHUẬN GVHD: Th.S ĐOÀN HỒNG ĐỨC CHƯƠNG 2: HIỆN TRẠNG TỔNG QUAN KHU VỰC NÚT GIAO NGÃ TƯ PHÚ NHUẬN 2.1 Cơ sở lí thuyết của đề tài 2.1 Quy hoạch mạng lưới giao thông đô thị 2. Khái niệm mạng lưới giao thông Mạng lưới giao thông: là tập hợp các tuyến đường, các công trình và các cơ sở hạ tầng khác để phục vụ cho việc di chuyển hàng hóa và hành khách trong thành phố được thuận tiện thông suốt, nhanh chống an toàn và đạt hiệu quả cao.1: Các mạng lưới giao thông minh họa. Mạng lưới giao thông là tập hợp của nhiều tuyến đường giao thông cùng mức hay khác mức, có chức năng khác nhau tạo thành một mạng lưới giao thông hoàn chỉnh nhằm phục vụ cho nhu cầu giao thông tương ứng. Quy hoạch giao thông là xây dựng cơ sở hạ tầng giao thông phục vụ cho nhu cầu đi lại trong tương lai.

Mục đích của quy hoạch giao thông nhằm phân tích những yếu kém của hệ thống giao thông hiện tại; đánh giá nhu cầu lưu thông trong tương lai để đưa ra giải pháp đi lại nhanh chống, tiện lợi và an toàn. Tập trung vào các vấn đề như: SVTH: HUỲNH KHẮC TÍN MSSV: 135109068 Trang 4 CHƯƠNG 2: HIỆN TRẠNG TỔNG QUAN KHU VỰC NÚT GIAO NGÃ TƯ PHÚ NHUẬN GVHD: Th.S ĐOÀN HỒNG ĐỨC nhu cầu giao thông trong tương lai; mối quan hệ giữa những hệ thống giao thông, các tiện ích thông hành vận chuyển hàng hóa, việc sử dụng đất, các hoạt động kinh tế xã hội, những ảnh hưởng đến kinh tế, xã hội của những vùng lận cận, môi trường xung quanh của phương án quy hoạch đề nghị, những yêu cầu về tài chính, đồng thuận của các cấp cơ quan và người dân đối với phương án đề nghị… Mạng lưới đường phố trong đô thị phải phù hợp với quy hoạch xây dựng đã được duyệt và phải phối hợp quy hoạch xây dựng các công trình hạ tầng với nhau để tránh lãng phí trong xây dựng, chồng chéo trong quản lý. Quy hoạch chi tiết xây dựng giao thông : là việc cụ thể hoá nội dung của quy hoạch giao thông đô thị, là cơ sở pháp lý để quản lý xây dựng công trình, cung cấp thông tin, cấp giấy phép xây dựng công trình, giao đất, cho thuê đất để triển khai các dự án đầu tư xây dựng công trình. Quy hoạch giao thông đô thị là việc tổ chức không gian đô thị, các công trình hạ tầng kỹ thuật, hạ tầng xã hội đô thị phù hợp với quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội, quy hoạch phát triển ngành, bảo đảm quốc phòng, an ninh của từng vùng và của quốc gia trong từng thời kỳ.

Chức năng của mạng lưới đường Mạng lưới giao thông có vai trò phục vụ cho nhu cầu đi lại, phát triển sản xuất , lưu thông hàng hóa của nhân dân thành phố và khách du lịch tham quan, cũng như việc kết nối của thành phố với các vùng phụ cận và những vùng khác của đất nước. Chức năng của mạng lưới đường được hình thành dựa trên chức năng của các tuyến đường tạo nên mạng lưới đường đó. Hai chức năng chính của các tuyến đường là chức năng di chuyển (Movement function) và chức năng tiếp cận (Access function). Chức năng di chuyển (Movement function) giúp cho phương tiện giao thông di chuyển nhanh hơn từ nơi này sang nơi khác, cho phép phương tiện di chuyển với tốc độ cao và ít bị ảnh hưởng bởi những dòng giao thông xung đột.

Các loại đường có chức năng di chuyển cao đó là đường cao tốc, đường quốc lộ, đường phố chính. Chức năng tiếp cận (Access function) giúp cho phương tiện dễ dàng tiếp cận với các điểm đến, phương tiện thường di chuyển với tốc độ thấp ở những đường có chức năng tiếp cận cao. Các loại đường có chức năng tiếp cận cao đó là đường phố gom, đường nội bộ. SVTH: HUỲNH KHẮC TÍN MSSV: 135109068 Trang 5 CHƯƠNG 2: HIỆN TRẠNG TỔNG QUAN KHU VỰC NÚT GIAO NGÃ TƯ PHÚ NHUẬN GVHD: Th.S ĐOÀN HỒNG ĐỨC Hình 2.2: Biểu đồ thể hiện chức năng của các loại đường SVTH: HUỲNH KHẮC TÍN MSSV: 135109068 Trang 6 CHƯƠNG 2: HIỆN TRẠNG TỔNG QUAN KHU VỰC NÚT GIAO NGÃ TƯ PHÚ NHUẬN GVHD: Th.S ĐOÀN HỒNG ĐỨC 2.

Phân loại đường trong đô thị Dưới đây là khung phân loại cơ bản làm công cụ cho quy hoạch xây dựng đô thị. Đường phố có hai chức năng cơ bản: chức năng giao thông và chức năng không gian. Chức năng giao thông được phản ánh đầy đủ qua chất lượng dòng, các chỉ tiêu giao thông như tốc độ, mật độ, hệ số sử dụng đường. Chức năng giao thông được biểu thị bằng hai chức năng phụ đối lập nhau là: cơ động và tiếp cận.

- Loại đường có chức năng cơ động cao thì đòi hỏi phải đạt được tốc độ xe chạy cao. Đây là các đường cấp cao, có lưu lượng xe chạy lớn, chiều dài đường lớn, mật độ xe chạy thấp. - Loại đường có chức năng tiếp cận cao thì không đòi hỏi tốc độ xe chạy cao nhưng phải thuận lợi về tiếp cận với các điểm đi - đến. Theo chức năng giao thông, đường phố được chia thành 4 loại với các đặc trưng của chúng như thể hiện ở bảng 2.1 SVTH: HUỲNH KHẮC TÍN MSSV: 135109068 Trang 7 CHƯƠNG 2: HIỆN TRẠNG TỔNG QUAN KHU VỰC NÚT GIAO NGÃ TƯ PHÚ NHUẬN GVHD: Th.S ĐOÀN HỒNG ĐỨC Bảng 2.1: Phân loại đường phố trong đô thị theo TCVN 104:2007 Tính chất giao thông Ưu tiên Lưu Loại Đường phố rẽ vào STT Chức năng Dòng xe Tính chất lượng đường phố nối liên hệ khu Tốc độ thành dòng xem xét nhà phần 1 Đường cao Có chức năng giao thông cơ động rất cao.

tốc đô thị Phục vụ giao thông có tốc độ cao, giao Không Tất cả 50000 - Không thông liên tục. Đáp ứng lưu lượng và khả gián đoạn, các loại 70000 được Đường cao tốc năng thông hành lớn. Thường phục vụ nối Không Cao và xe ôtô và phép Đường phố chính liền giữa các đô thị lớn, giữa đô thị trung giao cắt rất cao xe môtô Đường vận tải tâm với các trung tâm công nghiệp, bến (hạn chế) cảng, nhà ga lớn, đô thị vệ tinh. 2 Đường phố Có chức năng giao thông cơ động cao chính đô thị SVTH: HUỲNH KHẮC TÍN MSSV: 135109068 Trang 8 CHƯƠNG 2: HIỆN TRẠNG TỔNG QUAN KHU VỰC NÚT GIAO NGÃ TƯ PHÚ NHUẬN GVHD: Th.S ĐOÀN HỒNG ĐỨC a-Đường Phục vụ giao thông tốc độ cao, giao thông Không Tất cả 20000 Không phố chính có ý nghĩa toàn đô thị.

Đáp ứng lưu lượng gián đoạn các loại - 50000 nên trừ chủ yếu và KNTH cao. Nối liền các trung tâm dân trừ nút Cao xe - các khu cư lớn, khu công nghiệp tập trung lớn, các giao thông Tách dân cư công trình cấp đô thị. Đường cao tốc Đường có bố trí riêng có quy phố chính tín hiệu đường, mô lớn b-Đường Phục vụ giao thông liên khu vực có tốc độ Cao và 20000 Đường phố gom giao thông làn xe phố chính khá lớn. Nối liền các khu dân cư tập trung, trung - 30000 điều đạp thứ yếu các khu công nghiệp, trung tâm công cộng bình khiển.

có quy mô liên khu vực. 3 Đường phố Chức năng giao thông cơ động - tiếp cận gom trung gian a-Đường Phục vụ giao thông có ý nghĩa khu vực Đường phố chính Trung Tất cả 10000 Cho phố khu như trong khu nhà ở lớn, các khu vực trong Đường phố gom bình các loại - 20000 Giao phép vực quận. Đường nội bộ xe thông không liên b-Đường Là đường ôtô gom chuyên dùng cho vận Đường cao tốc Chỉ dành Không tục Trung vận tải chuyển hàng hoá trong khu công nghiệp Đường phố chính riêng cho - cho bình tập trung và nối khu công nghiệp đến các Đường phố gom xe tải, xe phép SVTH: HUỲNH KHẮC TÍN MSSV: 135109068 Trang 9 CHƯƠNG 2: HIỆN TRẠNG TỔNG QUAN KHU VỰC NÚT GIAO NGÃ TƯ PHÚ NHUẬN GVHD: Th.S ĐOÀN HỒNG ĐỨC cảng, ga và đường trục chính. c-Đại lộ Là đường có quy mô lớn đảm bảo cân bằng Thấp Tất cả Đường phố chính chức năng giao thông và không gian nhưng và các loại Cho Đường phố gom - đáp ứng chức năng không gian ở mức phục trung xe trừ xe phép Đường nội bộ vụ rất cao.

bình tải 4 Đường phố Có chức năng giao thông tiếp cận cao. nội bộ a-Đường Là đường giao thông liên hệ trong phạm vi Xe con, phố nội bộ phường, đơn vị ở, khu công nghiệp, khu Đường phố gom xe công Thấp Thấp công trình công cộng hay thương mại… Đường nội bộ vụ và xe Giao 2 bánh Được thông gián b-Đường đi Đường chuyên dụng liên hệ trong khu phố - Bộ hành - ưu tiên đoạn bộ nội bộ; đường song song với đường phố chính, đường gom. Đường nội bộ c-Đường xe Thấp Xe đạp - đạp SVTH: HUỲNH KHẮC TÍN MSSV: 135109068 Trang 10 CHƯƠNG 2: HIỆN TRẠNG TỔNG QUAN KHU VỰC NÚT GIAO NGÃ TƯ PHÚ NHUẬN GVHD: Th.S ĐOÀN HỒNG ĐỨC 2. Nguyên tắc quy hoạch mạng lưới đường Mạng lưới giao thông tốt là phải bảo đảm nối liền các khu vực, các điểm thu hút hành khách, khu công nghiệp, công trình công cộng và nhà ở với nhau bằng những hướng gần nhất.

Trong mạng lưới đường, các đường chính có tầm quan trọng nhất vì chúng có thể làm nổi bật ý đồ về quy hoạch chung của mỗi đô thị.