Tổng quan nghiên cứu

Tỉnh An Giang, nằm trong vùng kinh tế trọng điểm đồng bằng sông Cửu Long, có diện tích tự nhiên khoảng 3.537 km² và dân số gần 2,16 triệu người, chiếm 2,4% dân số cả nước. Thành phố Long Xuyên, trung tâm chính trị, kinh tế và văn hóa của tỉnh, là điểm nút giao thông quan trọng với lưu lượng phương tiện lớn, đặc biệt tại nút giao đèn bốn ngọn trên quốc lộ 91. Nút giao này thường xuyên xảy ra ùn tắc giao thông và tai nạn, ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu quả vận tải và an toàn giao thông.

Mục tiêu nghiên cứu là phân tích hiện trạng tổ chức giao thông tại nút giao đèn bốn ngọn, đánh giá khả năng thông hành và đề xuất các giải pháp tổ chức giao thông tối ưu nhằm giảm ùn tắc và tai nạn, nâng cao an toàn và hiệu quả giao thông. Nghiên cứu tập trung khảo sát thực tế tại nút giao, sử dụng phần mềm mô phỏng VISSIM để đánh giá các phương án tổ chức giao thông, với phạm vi nghiên cứu tại thành phố Long Xuyên, tỉnh An Giang, trong giai đoạn năm 2019 và dự báo đến năm 2030.

Ý nghĩa nghiên cứu thể hiện qua việc cải thiện khả năng thông hành, giảm thiểu thời gian chờ đợi và ùn tắc, góp phần phát triển kinh tế - xã hội địa phương, đồng thời nâng cao an toàn giao thông tại một trong những nút giao trọng điểm của tỉnh.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

  • Khả năng thông hành (KNTH): Được định nghĩa là suất dòng lớn nhất theo giờ mà phương tiện có thể lưu thông qua một vị trí trong điều kiện lý tưởng. Hệ số sử dụng khả năng thông hành (v/c) là tỷ số giữa lưu lượng thực tế và khả năng thông hành, dùng để đánh giá mức phục vụ (Level of Service - LOS) của nút giao, phân thành 6 cấp từ A (tốt nhất) đến F (kém nhất).

  • Mô hình nút giao cùng mức: Phân loại các loại nút giao như nút giao đơn giản, nút giao mở rộng, nút giao có đảo dẫn hướng, nút vòng xuyến và nút giao đặc biệt. Mỗi loại có đặc điểm riêng về khả năng thông hành và mức độ phức tạp.

  • Mô hình mô phỏng vi mô VISSIM: Phần mềm mô phỏng giao thông vi mô được sử dụng để mô phỏng dòng xe hỗn hợp, đánh giá các phương án tổ chức giao thông tại nút giao dựa trên dữ liệu thực tế và dự báo lưu lượng.

Các khái niệm chính bao gồm: hệ số sử dụng khả năng thông hành, mức phục vụ LOS, thời gian trễ và thời gian chờ đợi tại nút giao, lưu lượng giao thông, và các chỉ tiêu đánh giá an toàn giao thông.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Thu thập số liệu thực tế qua khảo sát, quan trắc lưu lượng xe tại nút giao đèn bốn ngọn trong giờ cao điểm năm 2019; dữ liệu kinh tế xã hội và hạ tầng giao thông tỉnh An Giang; tài liệu chuyên ngành và các nghiên cứu liên quan.

  • Phương pháp phân tích: Sử dụng phương pháp thống kê mô tả để phân tích lưu lượng, vận tốc và thời gian chờ đợi; áp dụng lý thuyết tính toán khả năng thông hành để đánh giá mức phục vụ hiện tại và dự báo; mô phỏng vi mô bằng phần mềm VISSIM để đánh giá các kịch bản tổ chức giao thông.

  • Timeline nghiên cứu: Khảo sát thực địa và thu thập số liệu trong năm 2019; phân tích và mô phỏng các phương án tổ chức giao thông trong cùng năm; dự báo và đề xuất giải pháp đến năm 2030.

  • Cỡ mẫu và chọn mẫu: Lưu lượng xe được đếm tại các thời điểm giờ cao điểm trong ngày, đảm bảo đại diện cho các loại phương tiện và hướng giao thông chính tại nút.

Phương pháp kết hợp giữa lý thuyết, thực nghiệm và mô phỏng giúp đánh giá toàn diện và đề xuất giải pháp phù hợp với điều kiện thực tế.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Lưu lượng giao thông lớn và ùn tắc nghiêm trọng: Lưu lượng xe qua nút giao đèn bốn ngọn năm 2019 đạt khoảng 3.500 xe/giờ trong giờ cao điểm, vượt quá khả năng thông hành tối đa của nút (khoảng 3.000 xe/giờ), dẫn đến hệ số sử dụng khả năng thông hành (v/c) trên 1,0, tương ứng mức phục vụ LOS F, tức là dòng giao thông hoàn toàn mất ổn định và xảy ra tắc nghẽn.

  2. Tổ chức giao thông hiện tại không phù hợp: Nút giao hiện được tổ chức theo mô hình vòng xuyến tự điều chỉnh, với nhiều điểm giao cắt và dòng xe hỗn hợp, gây phức tạp và giảm khả năng thông hành. Thời gian chờ trung bình tại nút lên đến 120 giây, cao hơn 50% so với tiêu chuẩn an toàn và hiệu quả.

  3. Mô phỏng các phương án tổ chức giao thông: Ba kịch bản được mô phỏng bằng VISSIM gồm: (i) duy trì đèn tín hiệu hiện tại, (ii) xây dựng cầu vượt, (iii) kết hợp cầu vượt và hầm chui. Kết quả cho thấy phương án cầu vượt giảm thời gian chờ trung bình xuống còn 45 giây, tăng khả năng thông hành lên 25% so với hiện trạng; phương án kết hợp cầu vượt và hầm chui cải thiện khả năng thông hành lên đến 40%, giảm ùn tắc rõ rệt.

  4. Dự báo lưu lượng đến năm 2030: Lưu lượng xe dự báo tăng khoảng 30-40% so với năm 2019, nếu không có giải pháp tổ chức giao thông phù hợp, tình trạng ùn tắc và tai nạn sẽ nghiêm trọng hơn, làm giảm hiệu quả vận tải và an toàn giao thông.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của ùn tắc là do lưu lượng xe vượt quá khả năng thông hành của nút giao cùng mức, kết hợp với tổ chức giao thông hiện tại phức tạp, nhiều điểm giao cắt và dòng xe hỗn hợp. So với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, việc áp dụng mô hình cầu vượt và hầm chui tại các nút giao có lưu lượng lớn đã được chứng minh hiệu quả trong việc giảm ùn tắc và tai nạn.

Dữ liệu mô phỏng có thể được trình bày qua biểu đồ thời gian chờ trung bình và biểu đồ hệ số sử dụng khả năng thông hành theo từng kịch bản, giúp minh họa rõ ràng hiệu quả các giải pháp đề xuất. Kết quả nghiên cứu góp phần nâng cao hiểu biết về tổ chức giao thông tại nút giao phức tạp, đồng thời cung cấp cơ sở khoa học cho các quyết định đầu tư và quản lý giao thông tại thành phố Long Xuyên.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Xây dựng cầu vượt tại nút giao đèn bốn ngọn: Giảm điểm giao cắt cùng mức, tăng khả năng thông hành lên ít nhất 25%, giảm thời gian chờ trung bình xuống dưới 60 giây. Thời gian thực hiện dự kiến 3-5 năm, do UBND tỉnh và Sở Giao thông Vận tải chủ trì.

  2. Thiết kế và xây dựng hầm chui kết hợp cầu vượt: Tăng cường khả năng lưu thông cho các hướng ưu tiên, giảm ùn tắc và tai nạn giao thông. Mục tiêu đạt mức phục vụ LOS C hoặc tốt hơn vào năm 2030. Thời gian thực hiện 5-7 năm, phối hợp giữa các cơ quan quản lý và nhà đầu tư.

  3. Cải tiến hệ thống đèn tín hiệu giao thông: Tối ưu hóa chu kỳ đèn, phân bổ thời gian hợp lý cho các hướng, giảm thời gian chờ đèn xuống dưới 45 giây trong giai đoạn trước khi hoàn thành các công trình lớn. Thực hiện trong 1-2 năm, do Sở Giao thông Vận tải và Trung tâm Quản lý giao thông thành phố Long Xuyên.

  4. Tăng cường quản lý và phân luồng giao thông: Áp dụng các biện pháp phân luồng, điều tiết giao thông trong giờ cao điểm, kết hợp với tuyên truyền nâng cao ý thức người tham gia giao thông. Mục tiêu giảm tai nạn giao thông tại nút xuống dưới 5% mỗi năm. Thực hiện liên tục, do Công an giao thông và chính quyền địa phương phối hợp.

  5. Phát triển hệ thống giao thông công cộng và vận tải hành khách: Khuyến khích sử dụng xe buýt, giảm phương tiện cá nhân qua nút giao, góp phần giảm tải cho nút giao. Mở rộng mạng lưới xe buýt trong 3-5 năm tới, do Sở Giao thông Vận tải và các đơn vị vận tải thực hiện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý giao thông và quy hoạch đô thị: Sử dụng kết quả nghiên cứu để lập kế hoạch phát triển hạ tầng giao thông, tổ chức giao thông tại các nút giao phức tạp, nâng cao hiệu quả quản lý và vận hành hệ thống giao thông.

  2. Các nhà đầu tư và doanh nghiệp xây dựng hạ tầng giao thông: Tham khảo các giải pháp kỹ thuật và mô phỏng để thiết kế, thi công các công trình cầu vượt, hầm chui phù hợp với điều kiện thực tế, đảm bảo hiệu quả đầu tư.

  3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành kỹ thuật giao thông: Học tập phương pháp nghiên cứu, mô hình lý thuyết và ứng dụng phần mềm mô phỏng VISSIM trong đánh giá và đề xuất giải pháp tổ chức giao thông.

  4. Cơ quan công an và an toàn giao thông: Áp dụng các khuyến nghị về tổ chức giao thông và phân luồng để giảm thiểu tai nạn giao thông, nâng cao an toàn cho người tham gia giao thông tại các nút giao trọng điểm.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao nút giao đèn bốn ngọn lại thường xuyên ùn tắc?
    Do lưu lượng xe vượt quá khả năng thông hành của nút cùng mức, kết hợp tổ chức giao thông phức tạp với nhiều điểm giao cắt, dẫn đến tắc nghẽn và thời gian chờ đèn kéo dài.

  2. Phần mềm VISSIM được sử dụng như thế nào trong nghiên cứu?
    VISSIM mô phỏng vi mô dòng xe hỗn hợp tại nút giao, đánh giá hiệu quả các phương án tổ chức giao thông dựa trên dữ liệu thực tế và dự báo lưu lượng, giúp lựa chọn giải pháp tối ưu.

  3. Các giải pháp đề xuất có thể giảm thời gian chờ đèn bao nhiêu?
    Phương án cầu vượt và hầm chui có thể giảm thời gian chờ trung bình từ 120 giây xuống còn khoảng 45-60 giây, cải thiện đáng kể khả năng thông hành.

  4. Lưu lượng giao thông dự báo tăng như thế nào đến năm 2030?
    Dự báo lưu lượng tăng khoảng 30-40% so với năm 2019, nếu không có giải pháp phù hợp, ùn tắc và tai nạn sẽ gia tăng nghiêm trọng.

  5. Ai là chủ thể thực hiện các giải pháp tổ chức giao thông?
    Chủ yếu là UBND tỉnh, Sở Giao thông Vận tải, các đơn vị xây dựng hạ tầng, công an giao thông và chính quyền địa phương phối hợp thực hiện.

Kết luận

  • Nút giao đèn bốn ngọn tại thành phố Long Xuyên đang trong tình trạng quá tải với hệ số sử dụng khả năng thông hành vượt 1,0, gây ùn tắc nghiêm trọng.
  • Tổ chức giao thông hiện tại theo mô hình vòng xuyến không đáp ứng được lưu lượng ngày càng tăng, dẫn đến thời gian chờ đèn trung bình lên đến 120 giây.
  • Mô phỏng bằng phần mềm VISSIM cho thấy phương án cầu vượt và hầm chui kết hợp có hiệu quả cao trong việc giảm ùn tắc và nâng cao khả năng thông hành.
  • Dự báo lưu lượng giao thông đến năm 2030 tăng 30-40%, đòi hỏi phải triển khai các giải pháp tổ chức giao thông đồng bộ và kịp thời.
  • Khuyến nghị xây dựng cầu vượt, hầm chui, cải tiến hệ thống đèn tín hiệu và tăng cường quản lý giao thông nhằm đảm bảo an toàn và hiệu quả giao thông tại nút.

Tiếp theo, cần triển khai các bước khảo sát chi tiết, thiết kế kỹ thuật và huy động nguồn lực để thực hiện các giải pháp đề xuất, đồng thời theo dõi, đánh giá hiệu quả sau khi áp dụng. Đề nghị các cơ quan liên quan phối hợp chặt chẽ để hiện thực hóa các khuyến nghị nhằm phát triển giao thông bền vững tại thành phố Long Xuyên.