Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Quá trình đô thị hóa diễn ra nhanh chóng tại Thành phố Hồ Chí Minh tạo ra áp lực lớn đối với hệ thống giao thông vận tải, dẫn đến tình trạng ùn tắc giao thông, gia tăng tai nạn và ô nhiễm môi trường. Nhằm thực hiện các giải pháp theo Nghị quyết số 13/2002/NQ-CP ngày 19/11/2002 của Chính phủ, thành phố đã đẩy mạnh phát triển vận tải hành khách công cộng (VTHKCC) bằng xe buýt. Tuy nhiên, hệ thống hạ tầng giao thông phân bố không đều và có cấu trúc dạng hỗn hợp, thiếu tính liên thông nên mạng lưới tuyến hiện hữu chưa đáp ứng đầy đủ nhu cầu đi lại.

Tại khu vực Quận 2 (nay thuộc thành phố Thủ Đức), quá trình mở rộng đô thị diễn ra mạnh mẽ với hàng loạt dự án khu đô thị mới hình thành dọc hành lang Đông - Tây như Khu đô thị Thủ Thiêm, Sala, Palm City, Cát Lái, Citibella, Phố Đông Village. Dân số khu vực đạt 147.168 người và tiếp tục gia tăng. Đồng thời, dự án tuyến đường sắt đô thị số 1 (Metro số 1: Bến Thành – Suối Tiên) đang được hoàn thiện, trong đó ga Tân Cảng đóng vai trò là đầu mối tiếp chuyển hành khách khối lượng lớn. Trên hành lang nối từ Phà Cát Lái đến Ga Metro Tân Cảng, nhu cầu di chuyển của người dân rất cao nhưng hệ thống xe buýt hiện hữu (chủ yếu là tuyến số 43) đang quá tải, thiếu các tuyến kết nối trực tiếp qua trục đại lộ Mai Chí Thọ.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu:

  • Giảm bớt sự quá tải trong giờ cao điểm cho các tuyến buýt đang hoạt động trên hướng tuyến (đặc biệt là tuyến 43).
  • Giảm ùn tắc giao thông và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
  • Hạn chế tai nạn giao thông trên địa bàn nghiên cứu.
  • Tiết kiệm chi phí đi lại chung cho toàn xã hội.
  • Tạo thói quen sử dụng phương tiện công cộng cho người dân.
  • Kết nối đồng bộ giữa các loại hình VTHKCC (xe buýt gom và đường sắt đô thị Metro).

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Quy hoạch và tổ chức vận hành tuyến VTHKCC bằng xe buýt mới.
  • Phạm vi không gian: Địa bàn Quận 2, Thành phố Hồ Chí Minh; cụ thể là hành lang giao thông kết nối Phà Cát Lái – Ga Metro Tân Cảng.
  • Phạm vi thời gian: Dữ liệu hiện trạng thu thập giai đoạn 2016–2018; giai đoạn dự báo nhu cầu vận tải tính toán từ năm 2018 đến năm 2023.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp quy hoạch

Khung lý thuyết và tiêu chuẩn áp dụng

Nghiên cứu dựa trên lý thuyết tổ chức hệ thống giao thông vận tải đô thị, phân định thành hai phân hệ: giao thông động (mạng lưới đường sá, nút giao, cầu vượt) và giao thông tĩnh (bến bãi, trạm dừng, nhà chờ, điểm trung chuyển). Khái niệm và phân loại phương tiện tuân thủ theo Tiêu chuẩn quốc tế ISO-8833 và TCVN-6211:1996 về phương tiện giao thông đường bộ.

Hệ thống chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật dùng trong đánh giá và quy hoạch tuyến xe buýt bao gồm:

  • Mật độ mạng lưới giao thông: $\delta_g = \frac{L_{gt}}{F}$ ($km/km^2$)
  • Tổng chiều dài mạng lưới tuyến: $L_M = \sum_{i=1}^n L_{ti}$ ($km$)
  • Chiều dài tuyến hợp lý: $L_{kh} \le L_t \le (2 \div 3)l_{hk}$ (với $l_{hk} = 1{,}3 + 0{,}3\sqrt{F}$)
  • Số điểm đỗ dọc đường: $n = \frac{L_t}{L_0} - 1$
  • Hệ số tuyến: $K_t = \frac{L_m}{L_{gt}}$ (chuẩn dao động từ $1{,}5 \div 3{,}5$)
  • Hệ số đổi chuyến: $K_{dc} \le 2{,}5$
  • Thời gian một chuyến xe: $T_{cx} = \frac{L_t}{V_k} \times 60$ (phút)
  • Thời gian một chuyến đi của hành khách: $T_{ch} = T_{db} + T_{cd} + T_{lb} + T_d + T_k$

Căn cứ pháp lý

  • Luật Giao thông đường bộ số 23/2008/QH12 ngày 13/11/2008.
  • Quyết định số 568/QĐ-TTg ngày 08/04/2013 của Thủ tướng Chính phủ về phê duyệt điều chỉnh quy hoạch phát triển GTVT TP.HCM đến năm 2020 và tầm nhìn sau năm 2020.
  • Quyết định số 280/QĐ-TTg ngày 08/03/2012 của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Đề án phát triển VTHKCC bằng xe buýt giai đoạn 2012–2020.
  • Quyết định số 318/QĐ-TTg ngày 04/03/2014 và Quyết định số 13/2015/QĐ-TTg ngày 05/05/2015 của Thủ tướng Chính phủ về cơ chế khuyến khích phát triển VTHKCC bằng xe buýt.
  • Nghị định số 86/2014/NQ-CP và Thông tư số 63/2014/TT-BGTVT quy định về tổ chức, quản lý hoạt động vận tải bằng xe ô tô.
  • Quyết định số 20/2014/QĐ-UBND ngày 30/05/2014 của UBND TP.HCM ban hành quy định quản lý, khai thác VTHKCC bằng xe buýt trên địa bàn thành phố.

Phương pháp nghiên cứu và nguồn dữ liệu

  • Phương pháp điều tra thực tế: Sử dụng biểu mẫu đếm thủ công lưu lượng phương tiện và hành khách tại các mặt cắt điển hình trên tuyến trong các khung giờ bình thường (8h–10h) và giờ cao điểm (11h–12h, 17h–18h); kết hợp phỏng vấn trực tiếp hành khách đi xe buýt trên tuyến trùng tuyến.
  • Phương pháp tính toán quy đổi luồng hành khách: Sử dụng hệ số quy đổi số lượng hành khách bình quân trên từng loại phương tiện giao thông đường bộ (tham khảo bài giảng của TS. Khuất Việt Hùng).
  • Phương pháp dự báo nhu cầu: Áp dụng mô hình hệ số co giãn đàn hồi giữa tăng trưởng nhu cầu vận tải và tốc độ tăng trưởng kinh tế: $$\Delta y = E_{yx} \times \Delta x$$ Trong đó, tăng trưởng GDP TP.HCM giai đoạn 2005–2016 đạt 9,75%/năm ($\Delta x = 0{,}0975$), hệ số đàn hồi quy đổi $E = E_{yx} \times 0{,}467$, phục vụ dự báo lưu lượng giai đoạn 2018–2023.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Cơ sở lý luận về quy hoạch tuyến vận tải hành khách công cộng bằng xe buýt trong thành phố

Chương này tổng hợp các khái niệm nền tảng về giao thông đô thị, phân loại hình thức xe buýt nội đô, kế cận và quốc tế. Tác giả phân tích ưu điểm (tính cơ động cao, chi phí đầu tư hạ tầng vừa phải, linh hoạt điều chỉnh lộ trình) và nhược điểm (năng suất vận chuyển trung bình, chiếm dụng mặt đường, ô nhiễm nếu dùng nhiên liệu diesel cũ) của xe buýt. Chương 1 xác lập quy trình 5 bước xây dựng mạng lưới tuyến VTHKCC: (1) Phân tích đặc điểm nhu cầu và ràng buộc hạ tầng; (2) Xác định tiêu chuẩn, nguyên tắc quy hoạch; (3) Lựa chọn dạng mạng lưới; (4) Vạch tuyến cụ thể; (5) Tính toán và kiểm tra các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật.

Chương 2: Đánh giá hiện trạng giao thông tổng quan khu vực nghiên cứu

Chương 2 phân tích điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội và kết cấu hạ tầng giao thông Quận 2. Khu vực có diện tích 5.017 ha, địa hình thấp trũng, kênh rạch chiếm 24,7% diện tích. Mạng lưới đường bộ gồm các trục xương sống: Đại lộ Mai Chí Thọ, đường Trần Não (mặt cắt 25m, 6 làn xe), đường Lương Định Của (quy hoạch nâng cấp lên 30m, 6 làn xe), đường Nguyễn Thị Định (kết nối cảng Cát Lái, quy hoạch mở rộng 70–77m) và đường Đồng Văn Cống (lộ giới 60m). Tuyến Metro số 1 dài 19,7 km (2,6 km ngầm, 17,1 km trên cao với 14 nhà ga) có ga Tân Cảng nằm giáp ranh Quận 2 và Bình Thạnh.

Về hiện trạng VTHKCC, toàn TP.HCM năm 2017 có 150 tuyến buýt (110 tuyến có trợ giá, 40 tuyến không trợ giá), 2.985 phương tiện, 4.266 vị trí dừng đón trả khách nhưng chỉ có 466 nhà chờ (tỷ lệ có mái che chỉ đạt 11%) và 73 đầu cuối bến (trong đó 49 vị trí phải tận dụng tạm thời lòng lề đường theo Văn bản 030/SGTCC-VTVN). Tại Quận 2 có 17 tuyến xe buýt đi qua, nhưng chỉ có 3 tuyến hoạt động nội quận (Tuyến 43, 88, 99), 14 tuyến còn lại chỉ chạy dọc Xa lộ Hà Nội:

Tên tuyến Mã số tuyến Cự ly (km) Số chuyến/ngày Thời gian chuyến (phút) Giãn cách chuyến (phút)
Bến xe Miền Đông – Phà Cát Lái 43 16,35 160 50 8 – 15
Bến Thành – Chợ Phước Long 88 22,95 240 60 – 65 6 – 10
Chợ Thạnh Mỹ Lợi – Đại học Quốc Gia 99 25,40 198 60 – 65 6 – 17

Các tồn tại chính được chỉ ra gồm: phương tiện và trạm chờ xuống cấp, thái độ phục vụ chưa chuyên nghiệp, trục đường chính Mai Chí Thọ chưa có tuyến xe buýt phục vụ, thiếu sự kết nối trực tiếp giữa cụm dân cư - cảng Cát Lái với nhà ga đường sắt đô thị.

Chương 3: Nghiên cứu tổ chức tuyến xe buýt kết nối cảng Cát Lái và nhà ga Tân Cảng thuộc tuyến Metro số 1

Chương 3 trình bày kết quả điều tra lưu lượng phương tiện và hành khách thực tế tại khung giờ cao điểm chiều (17h–18h) trên hành lang tuyến:

Loại phương tiện Hướng Tân Cảng $\rightarrow$ Phà Cát Lái (Xe/giờ) Hướng Phà Cát Lái $\rightarrow$ Tân Cảng (Xe/giờ) Hệ số khách quy đổi (HK/xe)
Xe buýt 64 59 25
Ô tô dưới 7 chỗ 182 158 1,5
Ô tô từ 7 đến 24 chỗ 60 57 8
Ô tô trên 24 chỗ 22 37 12
Xe máy 5.123 4.743 1,2
Xe đạp 135 129 1,0

Công suất luồng hành khách một chiều ra ngoại thành đạt $Q_{ra} = 10.646$ hành khách/giờ/hướng; tổng lưu lượng hành khách toàn tuyến trong ngày đạt 26.511 hành khách/ngày. Tỷ lệ hành khách sử dụng xe buýt hiện tại chiếm khoảng 14,9% – 23,7%.

Kết quả dự báo sản lượng hành khách toàn tuyến giai đoạn 2018–2023 theo mô hình đàn hồi:

  • Năm gốc (2018): 6.284 hành khách/ngày
  • Năm thứ 1 (2019): 7.183 hành khách/ngày
  • Năm thứ 2 (2020): 8.210 hành khách/ngày
  • Năm thứ 3 (2021): 9.384 hành khách/ngày
  • Năm thứ 4 (2022): 10.727 hành khách/ngày
  • Năm thứ 5 (2023): 12.261 hành khách/ngày

Tác giả đề xuất xây dựng các phương án lộ trình cho tuyến buýt mới, định hướng chạy qua các trục đường Mai Chí Thọ, Đồng Văn Cống, Nguyễn Thị Định để kết nối phà Cát Lái với ga Tân Cảng.

Chương 4: Thiết kế chi tiết các hạng mục công trình

Chương 4 lựa chọn dòng xe buýt SAMCO B68 CNG (chạy bằng khí nén thiên nhiên - nhiên liệu sạch) nhằm giảm phát thải khí nhà kính và đáp ứng định hướng phát triển giao thông xanh của TP.HCM. Tác giả tiến hành tính toán các chỉ tiêu vận hành kỹ thuật cho tuyến:

  • Xác định biểu đồ chạy xe, khung giờ mở tuyến và đóng tuyến.
  • Tính toán thời gian vòng chuyến, vận tốc khai thác ($V_k$), cự ly vận chuyển và giãn cách chạy xe giữa các chuyến trong giờ cao điểm và giờ thấp điểm.
  • Xác định tổng số chuyến xe hoạt động trong ngày, số chuyến của từng phương tiện và quy mô đoàn xe cần đầu tư.
  • Đánh giá hiệu quả kinh tế - xã hội (tiết kiệm chi phí thời gian, giảm chi phí vận hành phương tiện cá nhân) và hiệu quả môi trường (giảm nồng độ khí thải độc hại CO, HC, $NO_x$ và tiếng ồn theo định mức kiểm định).

Kết quả và đóng góp

Kết quả nghiên cứu chính

  • Thu thập và chuẩn hóa bộ số liệu thực nghiệm về lưu lượng phương tiện và dòng hành khách tại các cửa ngõ Quận 2 (hướng Phà Cát Lái – Ga Tân Cảng), ghi nhận lưu lượng xe máy chiếm tỷ trọng áp đảo (>4.700 – 5.100 xe/giờ cao điểm).
  • Xác lập mô hình dự báo tăng trưởng nhu cầu hành khách cho tuyến buýt mới, chỉ ra sản lượng sẽ tăng gần gấp đôi từ 6.284 hành khách/ngày (năm 2018) lên 12.261 hành khách/ngày (năm 2023).
  • Xây dựng phương án tổ chức tuyến xe buýt mới kết nối trực tiếp đầu mối Phà Cát Lái, các khu đô thị mới dọc Đại lộ Mai Chí Thọ với ga đường sắt trên cao Tân Cảng (Metro số 1).
  • Đề xuất áp dụng chủng loại phương tiện xanh SAMCO B68 CNG và xác lập các thông số khai thác (thời gian chuyến, tần suất, số lượng xe) phù hợp với biểu đồ biến thiên hành khách 24 giờ.

Đóng góp thực tiễn và học thuật

  • Bổ sung tuyến buýt gom (feeder bus) đón đầu việc đưa tuyến Metro số 1 Bến Thành – Suối Tiên vào vận hành, hỗ trợ trung chuyển và gom khách cho ga Tân Cảng.
  • Giải quyết điểm nghẽn thiếu hụt VTHKCC trên trục đại lộ Mai Chí Thọ và chia sẻ áp lực quá tải cho tuyến buýt số 43 (Bến xe Miền Đông – Phà Cát Lái).
  • Cung cấp phương pháp luận kết hợp giữa điều tra thủ công vi mô và mô hình đàn hồi kinh tế vĩ mô trong quy hoạch mạng lưới tuyến VTHKCC cấp quận/huyện.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Số liệu đếm lưu lượng được thực hiện chủ yếu bằng phương pháp thủ công tại một số khung giờ tập trung (8h–10h, 11h–12h, 17h–18h), chưa áp dụng công nghệ đếm tự động liên tục nhiều ngày; các chỉ tiêu đánh giá vận hành phụ thuộc vào tiến độ hoàn thành hạ tầng của tuyến Metro số 1 và các dự án mở rộng đường Lương Định Của, Nguyễn Thị Định.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Khảo sát chi tiết hành vi lựa chọn phương thức của cư dân tại các khu đô thị mới sau khi lấp đầy dân số; mô phỏng vi mô dòng giao thông tại các nút giao tiếp cận ga Tân Cảng và bến phà Cát Lái; tối ưu hóa biểu đồ vận hành thời gian thực kết nối với lịch trình chạy tàu Metro số 1.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo hữu ích cho:

  • Sinh viên, học viên ngành Kỹ thuật Giao thông, Quy hoạch Đô thị, Quản lý Giao thông công chính trong việc học tập phương pháp điều tra, phân tích dòng phương tiện và quy trình tính toán chỉ tiêu vận hành tuyến xe buýt.
  • Các đơn vị quản lý nhà nước (Trung tâm Quản lý Giao thông công cộng TP.HCM, Sở GTVT) và doanh nghiệp vận tải khi xây dựng phương án mở tuyến buýt nhánh kết nối các nhà ga đường sắt đô thị.
  • Các nội dung đáng tham khảo nhất gồm: Hệ thống công thức tính toán chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật tuyến xe buýt tại Chương 1, bảng số liệu phân bố luồng hành khách 24 giờ và kết quả dự báo nhu cầu vận tải giai đoạn 2018–2023 tại Chương 3.

Câu hỏi thường gặp

1. Hiện trạng xe buýt hoạt động nội bộ bên trong Quận 2 trước khi quy hoạch tuyến mới như thế nào?
Quận 2 thời điểm nghiên cứu có 17 tuyến xe buýt đi qua nhưng chỉ có 3 tuyến hoạt động bên trong quận gồm: Tuyến số 43 (Bến xe Miền Đông – Phà Cát Lái, dài 16,35 km, 160 chuyến/ngày), Tuyến số 88 (Bến Thành – Chợ Phước Long, dài 22,95 km, 240 chuyến/ngày) và Tuyến số 99 (Chợ Thạnh Mỹ Lợi – Đại học Quốc Gia, dài 25,4 km, 198 chuyến/ngày). 14 tuyến còn lại chỉ chạy ngang qua trục Xa lộ Hà Nội.

2. Lưu lượng dòng phương tiện tại giờ cao điểm 17h–18h trên hành lang nghiên cứu đạt bao nhiêu?
Theo kết quả điều tra thực tế, hướng Tân Cảng – Phà Cát Lái ghi nhận 64 xe buýt, 182 ô tô dưới 7 chỗ, 60 ô tô từ 7–24 chỗ, 22 ô tô trên 24 chỗ, 135 xe đạp và 5.123 xe máy (quy đổi đạt công suất $Q_{ra} = 10.646$ hành khách/giờ/hướng). Hướng ngược lại từ Phà Cát Lái về Tân Cảng ghi nhận 59 xe buýt, 158 ô tô dưới 7 chỗ, 57 ô tô từ 7–24 chỗ, 37 ô tô trên 24 chỗ, 129 xe đạp và 4.743 xe máy. Tổng hành khách cả ngày trên hành lang đạt 26.511 lượt.

3. Phương pháp nào được tác giả sử dụng để dự báo sản lượng hành khách cho tuyến đến năm 2023?
Tác giả sử dụng phương pháp co giãn đàn hồi dựa trên mối liên hệ giữa tăng trưởng GDP của TP.HCM giai đoạn 2005–2016 (9,75%/năm) và tốc độ tăng trưởng hành khách trung bình giai đoạn 2008–2017 (0,0975), với hệ số đàn hồi tính toán $E = E_{yx} \times 0{,}467$. Kết quả dự báo sản lượng đạt 6.284 hành khách/ngày năm 2018 và tăng lên 12.261 hành khách/ngày vào năm 2023.

4. Vì sao tuyến xe buýt mới lựa chọn phương tiện SAMCO B68 CNG?
Chủng loại xe SAMCO B68 CNG sử dụng nhiên liệu khí nén thiên nhiên (CNG), giúp giảm phát thải các chất độc hại ra môi trường đô thị so với xe chạy dầu diesel truyền thống, phù hợp với định hướng hiện đại hóa, xanh hóa đoàn phương tiện VTHKCC của UBND TP.HCM và Sở Giao thông Vận tải.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của tác giả Đỗ Phi Danh đã giải quyết trọn vẹn bài toán quy hoạch tuyến VTHKCC bằng xe buýt nối Phà Cát Lái với Ga Metro Tân Cảng dựa trên cơ sở lý luận chặt chẽ và số liệu khảo sát thực tế tại Quận 2. Công trình xác lập đầy đủ quy trình từ đánh giá hiện trạng, phân tích dòng khách, dự báo nhu cầu đến thiết kế thông số vận hành và lựa chọn công nghệ phương tiện sạch CNG. Kết quả nghiên cứu đóng góp giải pháp thiết thực nhằm tăng cường năng lực kết nối giao thông công cộng đa phương thức, chuẩn bị tiếp chuyển hiệu quả cho tuyến Metro số 1 tại TP.HCM.