Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Sự phát triển của nền kinh tế kéo theo tốc độ gia tăng nhanh chóng của các phương tiện tham gia giao thông, dẫn đến tình trạng ùn tắc giao thông thường xuyên tại các đô thị. Việc ứng dụng hệ thống đèn điều khiển tín hiệu tại các nút giao cắt là một giải pháp nhằm duy trì lưu thông thông suốt. Tuy nhiên, trên thực tế, nhiều tuyến đường có quy hoạch mặt cắt rộng nhưng vẫn xảy ra ách tắc cục bộ do việc bố trí và phối hợp thời gian của các cụm đèn tín hiệu chưa được tối ưu hóa.

Tuyến đường Lê Hồng Phong (thành phố Hải Phòng) là một trục giao thông quan trọng với quy hoạch 4 làn xe, kết nối các khu dân cư đông đúc, trung tâm thương mại, văn phòng và khu vực Sân bay Cát Bi. Tình trạng ùn tắc trên tuyến thường xuyên xảy ra vào các khung giờ cao điểm (buổi sáng khoảng 7h20, buổi trưa khoảng 11h40 và buổi chiều khoảng 17h40), đặc biệt là tại nút giao Cầu vượt Nguyễn Bỉnh Khiêm và các nút giao cắt với hệ thống đường nội bộ. Nhằm giải quyết bài toán điều tiết giao thông đồng bộ trên toàn tuyến, đề tài "Thiết kế hệ thống điều khiển đèn đường theo làn sóng xanh cho tuyến đường Lê Hồng Phong bằng PLC" được thực hiện.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể của đề tài bao gồm:

  1. Tìm hiểu, đánh giá hiện trạng tổ chức giao thông và hạ tầng kỹ thuật tại các nút giao chính trên trục đường Lê Hồng Phong.
  2. Nghiên cứu nguyên lý điều khiển giao thông phối hợp theo phương pháp "làn sóng xanh" (Green Wave / Green Line) nhằm đồng bộ hóa các cụm đèn tín hiệu liền kề.
  3. Nghiên cứu cấu hình phần cứng và tập lệnh lập trình của thiết bị điều khiển logic khả trình PLC Siemens S7-200.
  4. Tính toán, phân bổ chu kỳ thời gian tối ưu cho từng nút giao và xác lập chu kỳ đèn chung cho toàn tuyến đường.
  5. Thiết kế mạch điều khiển, mạch động lực và chế tạo mô hình thực nghiệm trực quan mô phỏng hệ thống điều khiển đèn tín hiệu giao thông theo làn sóng xanh.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống điều khiển tín hiệu đèn giao thông phối hợp liên nút và thiết bị điều khiển lập trình PLC S7-200.
  • Không gian nghiên cứu: Tuyến đường Lê Hồng Phong, thành phố Hải Phòng với các nút giao trọng điểm: Nút giao Lê Hồng Phong – Ngô Gia Tự (khu vực Sân bay Cát Bi), Nút giao Cầu vượt Nguyễn Bỉnh Khiêm, Nút giao Parkson (Lê Hồng Phong – Lô 22), cùng các nút giao cắt đường nội bộ (Đông Khê, Đằng Lâm, Lô 7).
  • Thời gian thực hiện: Đề tài được giao năm 2018 và bảo vệ năm 2019 tại Trường Đại học Dân lập Hải Phòng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đề tài kết hợp giữa lý thuyết điều khiển giao thông đô thị và kỹ thuật điều khiển tự động hóa công nghiệp thông qua các nội dung cốt lõi:

  • Nguyên lý điều khiển đèn giao thông theo "làn sóng xanh" (Green Line): Đây là phương pháp điều khiển liên kết các nút giao thông trên cùng một tuyến đường chính, sắp xếp thời gian bật đèn xanh ở các nút kế tiếp nhau sao cho phương tiện chuyển động với vận tốc thiết kế xác định ($V_t$) khi qua nút thứ nhất sẽ liên tục gặp tín hiệu đèn xanh ở các nút tiếp theo mà không phải dừng lại. Độ lệch pha thời gian ($\Delta t$) giữa hai nút giao liên tiếp có khoảng cách $L$ được tính theo công thức: $$\Delta t = \frac{L}{V_t}$$ Trong đó:
    • $\Delta t$: Thời gian chênh lệch bật đèn xanh giữa hai nút (giây - s).
    • $L$: Khoảng cách giữa hai nút giao (mét - m).
    • $V_t$: Vận tốc trung bình của dòng phương tiện (m/s).
  • Thiết bị điều khiển khả trình PLC Siemens S7-200: Khối vi xử lý CPU 214 kết hợp các module mở rộng, hoạt động theo chu trình quét (scan cycle) khép kín gồm: đọc dữ liệu cổng vào, thực hiện chương trình, truyền thông và kiểm tra lỗi, cập nhật dữ liệu cổng ra. Bộ nhớ S7-200 được phân chia thành 4 vùng chính (Vùng chương trình, Vùng tham số, Vùng dữ liệu, Vùng đối tượng). Các ngôn ngữ lập trình được sử dụng gồm LAD (Ladder Logic) và STL (Statement List).
  • Phương pháp nghiên cứu:
    • Phương pháp thu thập và phân tích dữ liệu thực địa: Đo đạc các thông số hình học (chiều rộng lòng đường, lề đường, khoảng cách vạch đi bộ) và khảo sát mật độ phương tiện tại các khung giờ cao điểm trên đường Lê Hồng Phong.
    • Phương pháp tính toán toán học: Xác định vận tốc dòng xe trung bình ($V_t = 25\text{ km/h} = 6,94\text{ m/s}$), tính toán thời gian di chuyển, quy đổi các đoạn đường có khoảng cách không đồng đều về phân đoạn chuẩn và tính toán chu kỳ đèn chung ($T_{cktb}$).
    • Phương pháp thiết kế và thực nghiệm mô hình: Thiết kế sơ đồ nguyên lý mạch điện (mạch điều khiển, mạch động lực), lập trình thuật toán điều khiển trên phần mềm STEP 7-Micro/WIN và vận hành kiểm chứng trên mô hình phần cứng thu nhỏ.

Thiết kế và triển khai hệ thống

Hệ thống điều khiển được thiết kế theo cấu trúc điều khiển tập trung, sử dụng PLC làm trung tâm xử lý và xuất tín hiệu điều khiển đóng/ngắt các rơle trung gian cấp nguồn cho hệ thống đèn tín hiệu giao thông.

Cấu trúc phần cứng mô hình thực nghiệm

Mô hình thực nghiệm được chế tạo với các kích thước và thông số kỹ thuật cụ thể:

  • Kích thước mô hình: Chiều dài tổng thể $260\text{ cm}$, chiều rộng $60\text{ cm}$.
  • Tỷ lệ không gian: Tỷ lệ khoảng cách giữa các ngã tư trên mô hình mô phỏng theo tỷ lệ thực tế là $1 : 1 : 4$ (tương ứng thực địa: Lô 22 đến Parkson là $300\text{ m}$, Parkson đến Cầu vượt Nguyễn Bỉnh Khiêm là $300\text{ m}$, Cầu vượt Nguyễn Bỉnh Khiêm đến ngã tư Ngô Gia Tự – Lê Hồng Phong là $1200\text{ m}$).
Hạng mục thiết bị Thông số kỹ thuật / Đặc điểm Vai trò trong hệ thống
Bộ điều khiển PLC S7-200 (CPU 214) Nguồn nuôi 24V DC; 14 ngõ vào / 10 ngõ ra logic; bộ nhớ 4KB; 128 Timer; 128 Counter Xử lý logic, chạy chương trình điều khiển thời gian thực và xuất tín hiệu điều khiển theo chu kỳ làn sóng xanh.
Biến áp nguồn Công suất dòng 5A; điện áp vào 220V AC, điện áp ra 24V AC Hạ áp từ lưới điện xoay chiều dân dụng xuống mức điện áp an toàn cho hệ thống.
Bộ chỉnh lưu Chuyển đổi 24V AC thành 24V DC Cung cấp nguồn một chiều ổn định 24V DC cho PLC, cuộn hút rơle và đèn báo.
Rơle trung gian 06 bộ rơle trung gian dùng nguồn điều khiển 24V DC Cách ly mạch điều khiển PLC với mạch tải, trực tiếp đóng cắt nguồn cấp cho các nhóm đèn tín hiệu.
Hệ thống đèn tín hiệu LED Tổng số 48 đèn (gồm 16 đèn xanh, 16 đèn vàng, 16 đèn đỏ) Hiển thị trạng thái giao thông tại các nút ngã tư trên mô hình.

Tính toán tham số và giải pháp chia đoạn đồng bộ

Để đồng bộ hóa các nút giao có khoảng cách không bằng nhau, tác giả đề xuất giải pháp chia đều đoạn đường dài $1200\text{ m}$ (từ Cầu vượt Nguyễn Bỉnh Khiêm đến nút Ngô Gia Tự) thành 4 phân đoạn chuẩn, mỗi phân đoạn dài $300\text{ m}$. Kết hợp với hai đoạn $300\text{ m}$ phía trước (Lô 22 – Parkson và Parkson – Cầu Vượt), toàn tuyến được quy chuẩn thành các đoạn đồng nhất $300\text{ m}$.

Thời gian phương tiện di chuyển trung bình qua mỗi phân đoạn $300\text{ m}$ với vận tốc $V_t = 6,94\text{ m/s}$ là: $$S_{ttb} = \frac{300}{6,94} \approx 44\text{ s}$$

Đoạn tuyến giao thông Khoảng cách $L$ (m) Vận tốc $V_t$ (m/s) Độ lệch thời gian $\Delta t$ (s)
Lô 22 – Parkson 300 6,94 44
Parkson – Cầu Vượt Nguyễn Bỉnh Khiêm 300 6,94 44
Cầu Vượt – Ngô Gia Tự 1200 6,94 174 (gồm 4 đoạn $\times 44\text{s}$)

Chu kỳ điều khiển chung toàn tuyến ($T_{cktb}$) được xác định dựa trên trung bình cộng chu kỳ độc lập của 4 nút giao thông chính có lưu lượng lớn:

  • Thời gian đèn xanh trung bình hướng 1 (trục Lê Hồng Phong): $T_{x1} = \frac{28 + 32 + 24 + 30}{4} = 28,5\text{ s}$.
  • Thời gian đèn xanh trung bình hướng 2 (trục cắt ngang): $T_{x2} = \frac{18 + 24 + 18 + 16}{4} = 19\text{ s}$.
  • Chu kỳ đèn chung: $T_{cktb} = \frac{52 + 52 + 48 + 52}{4} = 51\text{ s}$.

Phân bổ thời gian chu kỳ cài đặt cho hệ thống:

  • Hướng 1 (Trục ưu tiên Lê Hồng Phong): Đèn Xanh ($T_{xanh1}$) = 29s (tính toán lý thuyết $27,5\text{s}$), Đèn Vàng ($T_{vang1}$) = 3s (tính toán $2,91\text{s}$), Đèn Đỏ ($T_{do1}$) = 19s.
  • Hướng 2 (Trục phụ cắt ngang): Đèn Xanh ($T_{xanh2}$) = 20s (tính toán lý thuyết $19\text{s}$), Đèn Vàng ($T_{vang2}$) = 3s, Đèn Đỏ ($T_{do2}$) = 28s.
  • Tổng chu kỳ chung: $T_{ck} = 51\text{ s}$.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Các nút giao thông tuyến đường Lê Hồng Phong

Chương này tập trung khảo sát hiện trạng hạ tầng và tổ chức giao thông tại từng nút giao cụ thể trên tuyến đường Lê Hồng Phong:

  • Nút giao Lê Hồng Phong – Ngô Gia Tự (Sân bay Cát Bi – Lê Hồng Phong – Ngô Gia Tự): Mặt đường phía Lê Hồng Phong rộng 40–45m, Ngô Gia Tự rộng 20m. Khoảng cách giữa 2 vạch đi bộ theo trục Lê Hồng Phong là 43m, theo trục Ngô Gia Tự là 20m. Do hình học ngã tư không đối xứng và lưu lượng chênh lệch lớn, hệ thống được thiết kế thêm đèn báo phụ cho phép rẽ phải khi đèn đỏ phía đường Ngô Gia Tự (mắc song song với đèn đỏ hướng Ngô Gia Tự) để tránh ùn ứ. Khu vực này tập trung đông dân cư do gần sân bay Cát Bi, chợ Cát Bi và nhiều trường học các cấp.
  • Nút giao Cầu vượt Nguyễn Bỉnh Khiêm (Lê Hồng Phong – Nguyễn Bỉnh Khiêm): Nút giao có vòng xuyến lớn và đường cắt rẽ phải độc lập không chịu điều khiển của đèn tín hiệu. Chiều rộng mặt đường hai phía đạt 40–45m, lề đường trung bình 20m, vạch đi bộ 40m. Các phương tiện xe tải, xe container trọng tải trên 15 tấn từ cảng Hải Phòng và xe đi thẳng trục Nguyễn Bỉnh Khiêm chủ yếu lưu thông trên cầu vượt, giúp giảm áp lực đáng kể cho nút giao bên dưới. Nút được trang bị 4 cột đèn tín hiệu cao 3,8m.
  • Nút giao Parkson (Lê Hồng Phong – Lô 22): Mặt đường Lê Hồng Phong rộng 40–45m, đường nội bộ Lô 22 và Lô 7 rộng 20m, lề đường 10m. Làn xe máy tại nút hẹp, tập trung nhiều trung tâm thương mại, văn phòng nên đèn phụ rẽ phải được bố trí mắc song song với đèn đỏ hướng Lê Hồng Phong.
  • Các nút giao khác: Các nút giao Đông Khê, Đằng Lâm, Lô 22 và Sân bay Cát Bi có cấu trúc giao cắt giữa trục chính 4 làn với đường nội bộ 2 làn, lưu lượng xe tương đương và ít xảy ra ách tắc hơn.
  • Mục tiêu thiết kế làn sóng xanh: Thiết lập mối liên kết điều khiển tập trung nhằm tối ưu hóa việc lưu thông liên tục qua các nút giao, giảm chi phí thời gian và nhiên liệu cho xã hội.

Chương 2: Ứng dụng PLC xây dựng hệ thống điều khiển tín hiệu đèn giao thông theo làn đèn xanh

Nội dung chương trình bày nền tảng lý thuyết điều khiển tự động và phương pháp tính toán thời gian:

  • Khảo sát thiết bị PLC Siemens S7-200: Phân tích đặc tính dòng CPU 212 và CPU 214. Khối CPU 214 có 14 cổng vào logic, 10 cổng ra logic, khả năng mở rộng 7 module, bộ nhớ chương trình EEPROM 4KB (2048 từ đơn), 128 bộ định thời Timer (chia 3 loại độ phân giải 1ms, 10ms, 100ms), 128 bộ đếm Counter (đếm tiến CTU, đếm tiến/lùi CTUD), 688 bit nhớ đặc biệt SM, 3 bộ đếm tốc độ cao (2KHz và 7KHz), tích hợp đồng hồ thời gian thực và duy trì bộ nhớ 190 giờ khi mất điện nguồn. Cổng truyền thông nối tiếp RS-485 chuẩn 9 chân hỗ trợ giao thức PPI tốc độ 9600 baud.
  • Tập lệnh và phương pháp lập trình: Phân tích cú pháp và nguyên lý thực thi của các lệnh tiếp điểm logic Boolean (A, AN, O, ON), lệnh ghi/xóa giá trị (SET/RESET), lệnh tiếp điểm đặc biệt chuyển tiếp sườn xung (P, N), lệnh so sánh (byte, word, double word), lệnh điều khiển luồng (JMP, CALL) và các lệnh can thiệp vòng quét (MEND, STOP).
  • Nguyên tắc hoạt động đèn giao thông tại một ngã tư: Phân tích trạng thái vận hành đối xứng giữa hai hướng giao thông chính - phụ và giản đồ thời gian chi tiết của các pha đèn (Đỏ, Vàng, Xanh) kết hợp đèn tín hiệu dành cho người đi bộ.
  • Phương pháp tính toán và thiết lập làn sóng xanh: Phân tích đồ thị thời gian - khoảng cách, giải quyết bất cập khi các nút có khoảng cách không đều bằng phương pháp phân chia đoạn hình học chuẩn và tổng hợp số liệu tính chu kỳ đèn chung $51\text{ s}$ cho tuyến đường.

Chương 3: Mô hình điều khiển tín hiệu đèn giao thông theo làn đèn xanh tuyến đường Lê Hồng Phong

Chương cuối tập trung vào việc hiện thực hóa giải pháp thông qua mô hình thực nghiệm:

  • Thuyết minh phần cứng: Mô tả chi tiết cách lựa chọn và đấu nối PLC S7-200, biến áp cách ly hạ áp 220V/24V công suất 5A, mạch cầu chỉnh lưu AC/DC 24V, 6 rơle trung gian 24V DC và 48 đèn chỉ thị LED.
  • Quy mô mô hình: Thiết kế sa bàn mô hình kích thước $260\text{ cm} \times 60\text{ cm}$ theo đúng tỷ lệ khoảng cách $1:1:4$ mô phỏng các nút giao Lô 22, Parkson, Cầu vượt Nguyễn Bỉnh Khiêm và Ngô Gia Tự.
  • Xây dựng chương trình điều khiển: Lập sơ đồ khối thuật toán và viết mã điều khiển trên phần mềm STEP 7-Micro/WIN, nạp xuống PLC và chạy mô phỏng kiểm chứng chu kỳ điều khiển phối hợp làn sóng xanh.

Kết quả và đóng góp

Đề tài đã hoàn thành các mục tiêu kỹ thuật đặt ra và đạt được các kết quả cụ thể:

Kết quả tính toán và thông số kỹ thuật

Hệ thống điều khiển làn sóng xanh cho tuyến đường Lê Hồng Phong đã được xác lập bộ thông số vận hành hoàn chỉnh:

  • Vận tốc lưu thông đồng bộ thiết kế: $V_t = 25\text{ km/h} \approx 6,94\text{ m/s}$.
  • Chu kỳ điều khiển toàn tuyến: $T_{ck} = 51\text{ s}$.
  • Thời gian trễ pha giữa hai nút giao liên tiếp cự ly $300\text{ m}$: $\Delta t = 44\text{ s}$.
  • Phân bổ pha đèn trục chính Lê Hồng Phong: Đèn Xanh $= 29\text{ s}$ ($27,5\text{ s}$ tính toán), Đèn Vàng $= 3\text{ s}$ ($2,91\text{ s}$ tính toán), Đèn Đỏ $= 19\text{ s}$.
  • Phân bổ pha đèn trục cắt ngang: Đèn Xanh $= 20\text{ s}$ ($19\text{ s}$ tính toán), Đèn Vàng $= 3\text{ s}$, Đèn Đỏ $= 28\text{ s}$.

Đóng góp kỹ thuật của đồ án

  1. Đưa ra phương án chia đều các đoạn đường dài có khoảng cách không đồng đều (đoạn 1200m thành 4 đoạn 300m) để áp dụng thành công mô hình chu kỳ đèn lặp lại theo làn sóng xanh.
  2. Tối ưu hóa việc phân bổ thời gian tín hiệu cho tuyến đường trục chính Lê Hồng Phong, giúp phương tiện di chuyển với vận tốc trung bình $25\text{ km/h}$ không phải dừng chờ đèn đỏ tại các ngã tư kế tiếp.
  3. Chế tạo thành công mô hình vật lý phần cứng tỷ lệ $1:1:4$ ($260\text{ cm} \times 60\text{ cm}$) kết hợp PLC Siemens S7-200 và 48 đèn tín hiệu, minh chứng tính khả thi và độ tin cậy của thuật toán điều khiển.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Dựa trên nội dung nghiên cứu được trình bày trong tài liệu, các hạn chế và định hướng phát triển được xác định như sau:

  • Hạn chế:
    • Chu kỳ thời gian của các pha đèn được thiết lập cố định dựa trên tính toán tối ưu tĩnh theo lưu lượng trung bình. Khi mật độ phương tiện tăng đột biến vượt quá năng lực thông hành gây ùn tắc nghiêm trọng, chu kỳ làn sóng xanh sẽ bị phá vỡ và hệ thống không tự động điều chỉnh thích nghi được mà cần sự can thiệp điều tiết trực tiếp của cảnh sát giao thông.
    • Hiệu quả của mô hình phụ thuộc chặt chẽ vào việc các phương tiện duy trì vận tốc ổn định quanh mức $25\text{ km/h}$. Trong điều kiện dòng giao thông hỗn hợp có sự chênh lệch lớn về tốc độ giữa các loại xe, hiệu quả thông xe sẽ bị suy giảm.
  • Hướng nghiên cứu tiếp:
    • Tích hợp mạng truyền thông công nghiệp (như RS-485, Profibus hoặc Ethernet công nghiệp) để kết nối các bộ điều khiển PLC tại từng nút giao về trung tâm giám sát và điều hành giao thông thành phố.
    • Mở rộng hệ thống bằng cách bổ sung các cảm biến phát hiện phương tiện (vòng từ, camera nhận diện) và module analog để thu thập dữ liệu mật độ xe theo thời gian thực, tiến tới thuật toán điều khiển làn sóng xanh thích nghi linh hoạt.

Giá trị tham khảo

Đồ án tốt nghiệp là tài liệu tham khảo phù hợp cho sinh viên, giảng viên và kỹ sư thuộc các chuyên ngành Điện tự động công nghiệp, Kỹ thuật điều khiển & Tự động hóa và Kỹ thuật giao thông đô thị:

  • Giá trị về mặt phương pháp: Cung cấp quy trình tính toán, thiết lập biểu đồ thời gian và công thức xác định độ lệch pha ($\Delta t = L/V_t$) cho bài toán tổ chức giao thông theo làn sóng xanh trên các tuyến đường đô thị.
  • Giá trị về mặt kỹ thuật phần cứng: Trình bày chi tiết cấu hình phần cứng PLC S7-200 (CPU 214), cấu trúc vùng nhớ, sơ đồ kết nối mạch điều khiển 24V DC qua rơle trung gian đến hệ thống tải công suất.
  • Giá trị về mặt thực nghiệm: Cung cấp mô hình chế tạo thực tế thu nhỏ theo tỷ lệ hình học thực địa, hữu ích cho việc xây dựng các bài thí nghiệm, đồ án môn học hoặc mô hình giảng dạy về hệ thống điều khiển giao thông bằng PLC.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao đồ án xác định chu kỳ đèn chung cho tuyến đường Lê Hồng Phong là 51 giây?
Chu kỳ 51 giây được tính toán dựa trên trung bình cộng chu kỳ hoạt động độc lập của 4 nút giao thông chính có lưu lượng lớn nhất trên tuyến ($T_{cktb} = \frac{52 + 52 + 48 + 52}{4} = 51\text{ s}$). Chu kỳ này tương thích với thời gian phương tiện chạy qua mỗi phân đoạn đường chuẩn 300m ở vận tốc thiết kế $25\text{ km/h}$ ($\approx 44\text{ s}$ cộng thời gian đệm), đảm bảo tính lặp lại của tín hiệu đèn xanh.

2. Đồ án xử lý vấn đề khoảng cách không đồng đều giữa các nút giao (đoạn Cầu vượt Nguyễn Bỉnh Khiêm – Ngô Gia Tự dài 1200m) bằng cách nào?
Tác giả đề xuất giải pháp chia đều đoạn đường $1200\text{ m}$ thành 4 phân đoạn chuẩn dài $300\text{ m}$ (coi như có các nút giao quy chuẩn cách đều). Khi đó, thời gian xe chạy qua mỗi phân đoạn là đồng nhất ($S_{ttb} = 44\text{ s}$), cho phép duy trì chu kỳ làn sóng xanh đồng bộ với các đoạn $300\text{ m}$ khác trên toàn tuyến.

3. Phần cứng mô hình thực nghiệm bao gồm những thiết bị chính nào?
Mô hình có kích thước $260\text{ cm} \times 60\text{ cm}$, bao gồm: 01 bộ điều khiển PLC Siemens S7-200 (CPU 214, nguồn 24V DC), 01 biến áp nguồn 5A (220V AC sang 24V AC), 01 bộ chỉnh lưu (sang 24V DC), 06 rơle trung gian 24V DC và 48 đèn tín hiệu LED (16 xanh, 16 vàng, 16 đỏ) bố trí tại các ngã tư mô phỏng theo tỷ lệ khoảng cách $1 : 1 : 4$.

4. Tại các nút giao Lê Hồng Phong – Ngô Gia Tự và Parkson, hệ thống đèn được thiết kế đặc thù như thế nào để giảm ùn tắc?
Tại các nút này, mặt đường nhánh hoặc làn xe máy hẹp dẫn đến nguy cơ dồn ứ phương tiện. Đồ án thiết kế thêm đèn báo phụ cho phép rẽ phải khi có tín hiệu đèn đỏ, được đấu nối mắc song song với đèn đỏ của hướng tương ứng, giúp giải tỏa dòng xe rẽ phải liên tục.

5. Khi xảy ra ùn tắc giao thông nghiêm trọng vượt quá công suất tính toán, hệ thống xử lý như thế nào?
Do thời gian chu kỳ cài đặt là giá trị cố định tối ưu theo tính toán lý thuyết, khi lượng phương tiện vượt mức gây quá tải cục bộ làm phá vỡ chu kỳ làn sóng xanh, hệ thống điều khiển PLC cố định không thể tự điều tiết mà bắt buộc phải sử dụng các biện pháp phân luồng, điều hành trực tiếp của lực lượng cảnh sát giao thông.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Nguyễn Trung Kiên đã giải quyết trọn vẹn bài toán điều khiển tín hiệu đèn giao thông theo phương pháp làn sóng xanh cho trục đường Lê Hồng Phong (Hải Phòng) bằng thiết bị PLC Siemens S7-200. Bằng việc phân tích hiện trạng giao thông thực địa, đề tài đã đề xuất giải pháp chia đoạn đồng bộ và xác lập chu kỳ vận hành chung 51 giây tối ưu cho dòng phương tiện di chuyển ở vận tốc 25 km/h. Mô hình thực nghiệm phần cứng được thiết kế và chế tạo hoàn chỉnh đã kiểm chứng thành công tính khả thi của giải pháp điều khiển, mở ra hướng ứng dụng hiệu quả trong việc giảm thiểu ùn tắc giao thông tại các tuyến đường đô thị.