Đề xuất phương thức quản lí giao thông mới

    Đầu tiên xin được nói sơ qua về các vấn đề về giao thông tại Việtnam.

+Sở hữu xe máy tăng một cách nhanh chóng và số lượng người chết vì tai nạn giao thông cũng tăng lên rất nhiều.

+Ùn tắc giao thông là một vấn đề nóng bỏng của xã hội.

+Ngoài ra, ô nhiễm môi trường cũng là vấn đề quan ngại vì mọi người quá quen với việc sử dụng mạng che mặt khi ra đường.

Đầu tiên xin được nói sơ qua về các vấn đề về giao thông tại Việtnam.+Sở hữu xe máy tăng một cách nhanh chóng và số lượng người chết vì tai nạn giao thông cũng tăng lên rất nhiều.+Ùn tắc giao thông là một vấn đề nóng bỏng của xã hội. +Ngoài ra, ô nhiễm môi trường cũng là vấn đề quan ngại vì mọi người quá quen với việc sử dụng mạng che mặt khi ra đường.

Đây là hình ảnh ngã tư Phố Huế giao với Đại Cồ Việt năm 2005. Chúng ta hãy quan sát luồng phương tiện ở một nút giao thông chỉ cách tâm thành phố Hà nội có 2 km. Không hề có trật tự giao thông và tín hiệu giao thông không có. Bạn có thể xem video-clip ngắn về ngã tư này ở địa chỉ:: http://www.metacafe.com/watch/318920/intersection_

at_hanoi_vietnam/

Chúng ta sẽ nhìn kỹ hơn ở mức độ vi mô của luồng giao thông. Hình ảnh dưới đây thu được khi dùng kỹ thuật xử lí ảnh đối với một khoảng thời gian video của video-clip. Ta có thể nhận thấy luồng phương tiện ở nút giao thông và cử động ở các nút giao thông rất phức tạp. Cụ thể là:: Có một số chỗ thì xe chạy nhanh( trên hình ảnh không có vết), một số chỗ thì xe chạy chậm (có vết đen).và còn có một số chỗ thì xe gần như không chạy(thấy rõ hình người) . Ngã tư là nơi lưu thông càng nhiều càng tốt mà lại có nhiều “chướng ngại vật” như vậy thì ta có thể hiểu được rằng tốc độ qua ngã tư là cực kỳ thấp.

Hình ảnh bên phải ghi được ở ngã tư Thái Hà giao Láng Hạ có tín hiệu giao thông nhưng chỉ có 2 chiều. Như ảnh thì chúng ta thấy có sự hình thành thành khối để di chuyển và đâm thẳng vào dòng phương tiện ngược chiều. Do vậy dòng xe chạy thẳng lại phải lượn để tránh. Hành vi của luồng giao thông trở nên khá phức tạp.

Ngoài ra nhìn vào ảnh, chúng ta thấy có khoảng trống rất rộng ở giữa ngã tư mà không được sử dụng. Nếu các phương tiện muốn rẽ trái thì có thể đậu xe ở đây chờ khi có tín hiệu rẽ trái thì quãng đường sẽ ngắn đi do vậy thời gian qua ngã tư sẽ được rút gọn.

Qua phân tích đơn giản trên ta thấy cần phải nghiên cứu về hành vi của người điều khiển xe máy (dưới đây ký hiệu là XM) trong luồng giao thông thì lúc đó ta mới có thể đề xuất được phương án tổ chức giao thông có hiệu quả.

Đây là biểu đồ về tình trạng tham gia giao thông của các phương tiện giao thông. 20 năm sau thì cho dù xe ôtô và bus có tăng lên nhưng tỉ lệ của xe máy vẫn rất là lớn. Vì vậy cùng với sự cơ giới hóa các phương tiện giao thông thì các vấn đề giao thông của Việt nam ngày càng khốc liệt. Và ta có thể kết luận là nếu không có sự đột biến nào thi giao thông Việt nam trong tương lai gần vẫn là giao thông hỗn hợp và việc đưa ra giải pháp tổ chức cho giao thông hỗn hợp trở nên cần hơn bao giờ hết.

Quay lại một chút về bối cảnh yếu tố xã hội và ý thức thì ta thấy :: Ý thức chấp hành giao thông kém và một phần là do từ địa phương du nhập khi nhập cư.

Như ta được biết thì tỉ lệ diện tích dành cho giao thông rất hạn chế(trên dưới 10% trong khi đó các nước đang phát triển là 25%) dẫn đến sự hạn chế của hệ thống đường sá cũng như bãi đỗ xe , chưa chuẩn hóa luật giao thông và chế tài đối với vi phạm…Ý thức kém của người lái XM sẽ thành ý thức kém của người lái ô-tô và lúc đó hiểm họa tai nạn giao thông và các vấn đề giao thông trở nên trầm trọng hơn. Do đó ta có thể nói rằng :: Chưa chuẩn bị sẵn sàng cho xã hội ôtô. Bên cạnh đó thì đường nội đô cũng như đường trong các khu dân cư ngắn và hẹp nên phương tiện khả thi nhất là xe máy. Sứ mệnh XM vẫn còn lâu và cần chấn chính lại luật GT và ý thức chấp hành ở đô thị cũng như địa phương:: Cần có chính sách khả thi và phổ cập cao.

Với các phân tích trên thì nghiên cứu có 2 mục đích chính là ::

+Nghiên cứu hành vi chuyển động 2 chiều của xe máy( phương tiện chủ yếu của giao thông hỗn hợp)

+Đề xuất phương án giải quyết hữu hiệu cho giao thông hỗn hợp.

Để phân tích chuyển động 2 chiều của xe máy, phải thu thập dữ liệu chuyển động của xe máy và số hóa vị trí của phương tiện tại từng thời khắc bất kỳ. Phương pháp nghiên cứu là sử dụng máy quay kỹ thuật số và ghi hình (video) các ngã tư để xử lí. Đối tượng quay là:

+một ngã tư không có tín hiệu giao thông.(Phố Huế giao Đại Cồ Việt)

+một ngã tư có tín hiệu giao thông 2 pha.(Láng Hạ giao Thái Hà)

Với video-clip quay được thì cứ 0.2 giây thì lấy ra một ảnh và trace vị trí của các phương tiện giao thông trên hình ảnh. Và kết quả là thu thập được khoảng 110 nghìn điểm ảnh. Sau đó bằng phương pháp biến hình không gian với hệ thống điểm chuẩn đã được đo đạc trước khi quay (dùng máy toàn đạc để trắc địa), trả về vị trí thực trong không gian 3 chiều thật, sau đó tiến hành xử lí smooth quỹ đạo chuyển động của các phương tiện giao thông và từ đó tính vị trí, vận tốc, gia tốc ,…

Dưới đây là kết quả xử lí kỹ thuật ảnh để lấy ra các điểm chuẩn đã dán từ trước.

Giả thuyết về nguyên lý hành động của người điều khiển phương tiện giao thông:: Người lái xe bao giờ cũng muốn được an toàn và thoải mái khi lái xe nên khi lái xe sẽ tạo cho mình một khoảng không gian riêng (personal-space:: ký tắt là PS) . Khi có sự biến thiên vận tốc thì có sự biến thiên về khoảng không gian này. Khi PS có sự tăng đột biến thì sẽ có chuyển biến trong hành vi lái xe. PS phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tuổi, giới tính, loại xe,… rất khó xác định trong video-clip nên trong nghiên cứu, tôi sử dụng khái niệm không gian chiếm hữu (occupancy :: ký tắt là OCC) để thay thế.

Đầu tiên lấy vị trí đầu người lái xe là chất điểm và dùng phương pháp chia cắt vonoroie (dựng đường trung trực qua 2 chất điểm và trong tam giác thì 3 đường trung trực gặp nhau tại 1 điểm) và ta có được OCC trong không gian 2 chiều như trong hình trên. Giả thiết là không gian giữa 2 chất điểm được chia đều cho 2 chất điểm.

Kết quả như trên ở hình bên phải, so sánh đạo hàm OCC với gia tốc ta thấy có sự tương đồng. Khi OCC biên thiên thì gia tốc cũng thay đổi theo tức là có sự biến đổi về hành vi.

Với OCC tìm được theo phương pháp chia cắt vonoroie thì đầu tiên ta phải mã hóa 0-1. Xem hình vẽ dưới đây bên trái. Trục tung là hướng đi của XM tại thời khắc đó. Những điểm nằm trong OCC thì được tính là 1 còn nằm ngoài OCC thì là 0.

Trong 1 khoảng thời gian thì vận tốc thay đổi tương ứng với OCC. Từ đó, ta phân loại các OCC theo từng nhóm vận tốc tính được. Với từng nhóm vận tốc, ta chồng các OCC với nhau (chung gốc và chung các trục) Xem hình vẽ ở góc trên bên phải). Sau đó ta tính tổng cho từng điểm trong hệ tọa độ. Như vậy giả sử với vận tốc X, có 1000 tấm OCC , những điểm nằm gốc tọa độ thì bao giờ cũng là 1 nên sau khi tổng sẽ có giá trị là 1000, còn những điểm nằm xa gốc thì có tổng là 990 , 980….

Kết quả tính toán thể hiện ở ảnh dưới đây cho thấy: (tốc độ 5-6m/s xấp xỉ tốc độ là 20km/h)

+so sánh với khoảng cách an toàn trước sau của xe máy(XM), ta thấy XM chiếm hữu chiều ngang rất nhiều và không thua kém với chiều rộng của làn đường xe ôtô bình thường.

+Còn nếu so sánh với tốc độ đạt được thì chiều rộng của OCC là khá lớn.

Điều này lý giải chuyển động của XM trên đường là chuyển động 2 chiều do sự tương tác giữa các XM (do đó cần OCC lớn). Vì vậy nếu XM chuyển động 1 chiều và đi theo làn thì khoảng cách trái phải sẽ được tiết kiệm. Và luồng giao thông sẽ trở nên rõ nét hơn. Từ đó ta có thể đề xuất cho phương án quản lí tổ chức giao thông mới như hình vẽ dưới đây:: vẫn sử dụng các đường phân chia làn đường cũ, thêm vào đó là các đường phân chia dành cho xe máy như hình vẽ và xe máy vẫn đi chung đường với xe ôtô. Vẫn kế thừa tính hỗn hợp của giao thông hỗn hợp nhưng có thêm tính chỉnh luồng ( nắn luồng ) chứ không phân tách luồng XM và ôtô.

Để chứng minh tính khả thi và hiệu quả của nghiên cứu, tôi đã tiến hành thí nghiệm đi theo làn qua ngã tư như sau. (Địa điểm: trường Đại học Y)

+Giả thuyết là có tín hiệu giao thông rẽ trái và rẽ phải, nên không có sự giao cắt giữa các luồng, cho nên chỉ cần tiến hành đo đạc với luồng đi thẳng

+Chia làn đường có chiều rộng 1m, và thực hiện chay xe từ 1 đến 4 làn

+Tốc độ chạy xe xuất phát và tăng tốc đạt tới vận tốc lần lượt 20km/h (3 lần )、30km/h (3 lần), 35km/h (1 lần), 40km/h (1 lần), tổng cộng là 32 lần xuất phát và đi nối đuôi.

Kết quả sơ bộ cho thấy phương pháp quản lí giao thông mới có hiệu quả rõ nét.

ư

Đây là số lượng xe chạy qua đối với đơn vị chiều ngang của làn đường(tính theo làn 1m). Kết quả cho thấy có thêm sự quản lí tổ chức giao thông thì lưu lượng càng tăng lên. Chỉ nhìn qua, ta cũng có thể nhận ra tính hiệu quả của giải pháp. Ở giây thứ 10 khi kể từ khi đèn xanh được bật thì số lượng xe qua vạch sơn ở hiện tại xấp xỉ 5 xe trong khi thí nghiệm là trên 10 xe.

    Còn dưới đây là biểu đồ về phân bố tốc độ. Phân bố chuyển về bên phải thì vận tốc trung bình càng lớn. Ở nút giao thông không có tín hiệu giao thông thì tốc độ trung bình là rất kém. Ở nút giao thông có tín hiệu thì do chướng ngại vật ít hơn nên tốc độ có được cải thiện và thấy được hiểu quả của tín hiệu giao thông. Ở thí nghiệm thì chỉ tính riêng với vận tốc thấp nhất là 20km/h thôi cũng đã thấy được sự khác biệt rõ rệt.

    Ai cũng thích đi thẳng , không ai thích đi lượn nhưng vì điều kiện khách quan là có tương tác với các phương tiện khác. Do vậy độ thoải mái cũng là 1 dịch vụ giao thông cần được đánh giá. Với độ thoải mái (ko phải lượn, đánh võng), ta định nghĩa như hình vẽ. Chỉ chú ý đến những cú lượn quá 0.5m so với quỹ đạo thẳng gần đúng. Như vậy quãng đường phải đi thật trong thực tế sẽ dài hơn rất nhiều so với đoạn đường đi thẳng mong muốn.

Như kết quả tính toán trên đây ta thấy, độ lệch, độ lượn và quãng đường gia tăng thì mức độ quản lí càng cao thì thì càng giảm tức là, độ thoải mái càng tăng và như vậy độ thoải mái được cải thiện rõ rệt.

Về ảnh hưởng môi trường ta thấy quãng đường đi được lớn hơn nhiều so với quãng đường mong muốn tức là tốn nhiều năng lượng hơn. Bên cạnh đó việc chạy chậm, gia giảm tốc liên tục (do có sự tương tác của các phương tiện khác) thì luợng xăng tiêu thụ sẽ nhiều hơn và khí thải sẽ độc hại sẽ nhiều hơn do không cháy hết..Do vậy ở gần ngã tư mà tốc độ trung bình càng chậm thì ảnh hưởng đến môi trường càng nhiều.

Ở Hà nội cũng đã sử dụng các vạch hãm tốc(hump). Vạch phân làn xe được thiết kế như sau::Nhật cũng đã ứng dụng rất nhiều ở vạch phân làn lồi lõm và phát ra tiếng kêu khi bị đè lên..

Như vậy thành tích nghiên cứu:: Đầu tiên là đề xuất phương pháp tính toán không gian chiếm dụng OCC vào việc nghiên cứu hành vi của xe máy. Đồng thời từ quan sát thực tế ở các nút giao thông không có tín hiệu cũng như có tín hiệu và thí nghiệm cho thấy hiệu quả của giải pháp trên là rất khả quan.

Hơn nữa từ kết quả tính toán, nghiên cứu đã đề xuất ra được phương pháp quản lí giao thông mới có tính khả thi và tính hiệu quả cao. (Đã được kiểm nghiệm qua thí nghiệm) và tính phổ biến rất cao với chi phí thấp. Nếu nhân rộng được thì ý thức tham gia giao thông của người dân được cải thiện.

Ở Nhật muốn lấy 1 bằng lái xe mất 40 triệu, còn ở VN khoảng 6 triệu. Do vậy chi phí giáo dục nâng cao được ý thức toàn dân rất là lớn. Nếu giải pháp trên được ứng dụng rộng rãi thì chi phí giao dục được giảm thiểu đi nhiều do người dân làm quen với việc đi theo làn xe hàng ngày.

Giải pháp còn phải được nghiên cứu và đánh giá thêm thông qua thí nghiệm thực tế để kiểm nghiệm trước khi nhân rộng. Hy vọng đây cũng là một giải pháp tốt vừa mang tính cụ thể vi mô cũng như vĩ mô, có ứng dụng công nghệ thông tin cao cấp.

Nghiên cứu trên đã nhận được giải thưởng xuất sắc nhất “” của giáo sư Ieda, nguyên Trưởng khoa Giao thông Xây dựng của trường Đại học Tổng hợp Tokyo, chuyên gia hàng đầu của giao thông châu Á. http://nhatban.net/~haiminh/

Hy vọng được đóng góp công sức cho Tổ quốc Việt nam.