CHƯƠNG 3 ĐÈN TÍN HIỆU GIAO THÔNG
1. KHÁI NIỆM CƠ BẢN
1.1 KHÁIQUÁT
Hệ thống đèn tín hiệu giao thông đƣợc lắp đặt để làm tăng an toàn giao thông và chất lƣợng dòng xe.
Điều khiển đèn tín hiệu giao thông thực chất là quản lý giao thông ở trong mạng lưới đường, dọc theo các trục đường, hoặc tại những nút giao thông. Nó là một công cụ quan trọng trong khái niệm quản lý giao thông ở mức độ cao, trong đó những giải pháp làm tăng tốc độ giao thông công cộng, hướng dẫn an toàn cho người đi bộ và đi xe đạp, nhóm các dòng xe cơ giới trên tuyến, ... phải tương thích với nhau. Như là một nhân tố động, điều khiển đèn tín hiệu giao thông là một cấu thành quan trọng trong quản lý giao thông.
Từ khi hệ thống tín hiệu giao thông can thiệp trực tiếp vào giao thông bằng việc lần lƣợt cho dừng hoặc đi đối với các dòng giao thông có chung vùng xung đột, chúng phải đƣợc thiết kế, thực hiện, và điều hành một cách kỹ lƣỡng.
Một dự án của hệ thống đèn tín hiệu bao gồm việc thiết kế kỹ thuật đường và nút giao, thiết kế và tính toán chương trình tín hiệu, mô tả kỹ thuật điều khiển, cũng như sự tích hợp của chúng trong các mạng điều khiển khác.
Đường, giao thông trên đường, và tín hiệu giao thông phải tương thích với nhau như một thể thống nhất.
Việc thiết kế đường (như sự phân chia làn ở nhánh nút, bố trí hàng chờ cho xe máy ở phía trước ...), hướng dẫn giao thông cho người đi bộ và đi xe đạp, và tín hiệu hóa cho từng dòng giao thông phải đƣợc kết hợp với nhau nhằm đảm bảo điều kiện tiên quyết về an toàn giao thông trong mọi điều kiện điều hành và lưu lượng xe.
1.2 CHỈTIÊUSỬDỤNGĐÈNTÍNHIỆUVÀNHỮNGKẾTQUẢĐẠTĐƢỢC 1.2.1 An toàn giao thông
Việc lắp đặt hệ thống đèn tín hiệu cần phải được xem xét khi tai nạn giao thông thường xuyên (hoặc dự đoán sẽ xảy ra) có thể đƣợc ngăn chặn bằng điều khiển đèn tín hiệu, hoặc khi những giải pháp khác (như hạn chế tốc độ, cấm vượt, hoặc những trợ giúp cho người đi bộ và đi xe đạp) đã chứng tỏ kém hiệu quả và không khả quan.
Những đặc điểm đáng chú ý của những tai nạn có thể đƣợc chia làm các nhóm nhƣ sau:
- Nhóm tai nạn chiếm tỉ lệ cao
do lưu lượng giao thông lớn, hoặc do tốc độ giao thông trên các đường chính quá cao,
do hạn chế tầm nhìn, hoặc do ƣu tiên không rõ ràng tại nút giao thông,
do không đủ khả năng thông qua.
- Nhóm tai nạn giữa xe rẽ trái và xe đi thẳng ngƣợc chiều,
- Nhóm tai nạn giữa xe cơ giới với người đi bộ và đi xe đạp trên đường ngang qua nút.
Hệ thống đèn tín hiệu phải được lắp đặt mà không cần quan tâm đến lưu lượng người qua lại hoặc các tình huống tai nạn nếu: có những đối tượng cần quan tâm đặc biệt (như người già, người khuyết tật, và trẻ em); có những người qua đường thường xuyên; không có đường ngang cho người đi bộ trong khoảng cách hợp lý.
Hệ thống đèn tín hiệu cũng có thể đƣợc lắp đặt khi có những yêu cầu đặc biệt dành cho xe cảnh sát, xe cứu thương, và các loại xe khẩn cấp khác.
1.2.2 Chất lƣợng dòng giao thông
Chất lượng dòng giao thông trong mạng lưới đường, trong các tiểu khu, và tại các nút giao thông có thể được cải thiện bằng các hệ thống tín hiệu giao thông. Trong nhiều trường hợp, việc lắp đặt hệ thống tín hiệu giao thông có thể tránh được việc mở rộng xây dựng đường.
Chất lƣợng giao thông công cộng và giao thông phi cơ giới cũng có thể đƣợc cải thiện đáng kể bằng các giải pháp ƣu tiên hợp lý của đèn tín hiệu.
Các hệ thống tín hiệu giao thông cũng có thể được sử dụng để hướng dẫn giao thông trong mạng lưới đường theo những tuyến ưu tiên.
Đối với điều khiển „giao thông vào“, hệ thống tín hiệu có thể đƣợc thực hiện để:
- chống quá tải giao thông cho tiểu khu hoặc cho mạng lưới, - đảm bảo ƣu tiên cho giao thông công cộng trong tiểu khu, - giữ cho các đoạn tuyến không bị tắc nghẽn.
1.2.3 Tiêu hao nhiên liệu và khí thải
Về cơ bản, tất cả các giải pháp nhằm làm cho dòng giao thông ổn định với tốc độ cho phép đều làm giảm tiêu hao nhiên liệu, tiếng ồn và ô nhiễm không khí. Việc một số lượng ít phương tiện phải dừng, việc đi qua các nút một cách thông suốt, và sự ảnh hưởng đến việc chọn tuyến đi hợp lý có thể làm giảm tiêu hao nhiên liệu và khí thải. Điều này đặc biệt quan trọng đối với những tiểu khu có lượng người đi bộ, đi xe đạp, và xe cơ giới lớn. Những chương trình tín hiệu thích ứng giao thông cũng góp phần làm giảm tiêu hao nhiên liệu và khí thải.
1.2.4 Cân bằng các mục tiêu xung đột
Những mục tiêu của điều khiển đèn tín hiệu chủ yếu đƣợc xác định bởi nhu cầu, lợi ích, và yêu cầu của những người quản lý, những nhóm người sử dụng đường, những người điều hành, và những cư dân liên quan. Khi những hệ thống tín hiệu giao thông đƣợc kỳ vọng đảm bảo an toàn, nhanh
chóng, thuận tiện cho các dòng giao thông thì các mục tiêu của chúng thường xuyên bị xung đột do các mục tiêu của từng nhóm không thể đƣợc thỏa mãn đồng thời. Thậm chí những mục tiêu về an toàn giao thông, dòng giao thông chất lƣợng cao, ƣu tiên cho giao thông công cộng, giảm thiểu tiêu hao nhiên liệu, và ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường, cũng có thể xảy ra xung đột.
Khi lập kế hoạch thực hiện dự án đèn tín hiệu, tất cả những yêu cầu cơ bản này cần phải đƣợc cân bằng. Thông thường, chỉ những giải pháp phối hợp nhằm cân bằng các mục tiêu xung đột mới có tính khả thi.
1.3 TÍNHIỆUGIAOTHÔNGVÀSỰPHỐIHỢPTÍNHIỆU
Tín hiệu giao thông là tín hiệu ánh sáng. Đối với tín hiệu điều khiển các dòng giao thông tại nút, trên nhánh nút, và trên những vị trí khác của đường, thuật ngữ „thay đổi tín hiệu ánh sáng“ được sử dụng trong luật giao thông đường bộ.
Thông thường, tín hiệu cho giao thông cơ giới tuân theo phối hợp tín hiệu: XANH – VÀNG – ĐỎ - XANH. Ở một số thành phố khác trên thế giới, phối hợp tín hiệu XANH – VÀNG – ĐỎ - ĐỎ/VÀNG (1s) – XANH cũng đƣợc sử dụng cho xe cơ giới. Khi hệ thống tín hiệu giao thông chỉ đƣợc kích hoạt đỏ sau một khoảng thời gian dài hoặc khi có nhiều đầu đèn tín hiệu liên tiếp tạo ra sự bối rối cho người sử dụng đường thì sự phối hợp tín hiệu TỐI – VÀNG – ĐỎ - TỐI được chấp nhận. Đối với xe rẽ trái, tín hiệu mũi tên xanh với phối hợp tín hiệu TỐI – XANH – TỐI có thể đƣợc sử dụng ở phía trái sau nút (mũi tên xanh chéo) khi tất cả các dòng giao thông xung đột với nó bị dừng bởi đèn đỏ. Để bật thêm thời gian xanh cho xe rẽ phải, thông thường một đầu đèn tín hiệu 2 bóng với phối hợp tín hiệu TỐI – XANH – VÀNG – TỐI đƣợc sử dụng. Tuy nhiên, trong một số trường hợp chỉ cần bố trí đầu đèn tín hiệu 1 bóng thể hiện mũi tên xanh. Tín hiệu cho xe cơ giới sẽ được sử dụng cho tất cả các phương tiện trên các làn xe nếu không được tín hiệu hóa riêng rẽ. Tín hiệu mũi tên xanh chỉ đƣợc bật khi tất cả các dòng xe xung đột và các dòng xe chung vùng xung đột với nó bị dừng lại.
Nếu không đƣợc tín hiệu chung với xe cơ giới, xe buýt nên dùng tín hiệu riêng, đặc biệt trên các tuyến có lưu lượng xe buýt cao như đường vành đai hoặc đường trục của thành phố.
Đối với tín hiệu riêng cho xe buýt, bóng tín hiệu thể hiện thanh ngang màu trắng sáng đƣợc sử dụng để chỉ thời gian đỏ. Bóng tín hiệu thể hiện thanh dọc đứng màu trắng sáng (hoặc nghiêng về bên trái hoặc về bên phải) đƣợc dùng để chỉ thời gian đèn xanh ƣu tiên dành riêng cho xe buýt qua nút. Tín hiệu sáng trắng hình tam giác ngược (mũi nhọn ở phía dưới) được sử dụng để chỉ thời gian xanh cho xe buýt mà ở đó xe buýt phải nhường đường cho các phương tiện ưu tiên khác được thoát đồng thời (tạm gọi là tín hiệu cho phép).
Bóng tín hiệu thể hiện chấm tròn màu sáng trắng chỉ thời gian chuyển tiếp (thời gian vàng), tức là xe chuẩn bị dừng.
Phối hợp tín hiệu DỪNG – ĐI (tín hiệu cho phép) – DỪNG, và DỪNG – ĐI (tín hiệu cho phép) – CHUẨN BỊ DỪNG – DỪNG đối với xe buýt đƣợc sử dụng.
Các tín hiệu khác có thể đƣợc dùng trong quá trình điều khiển nhƣ tín hiệu đóng cửa xe buýt.
Nếu giao thông cơ giới cắt qua làn xe buýt ở bên phải đường hoặc ở giữa dải phân cách, một đầu đèn tín hiệu 2 bóng với phối hợp tín hiệu TỐI – VÀNG – ĐỎ - TỐI có thể đƣợc sử dụng cho xe cơ giới, và tín hiệu riêng cho xe buýt cũng đƣợc sử dụng. Đầu đèn tín hiệu 2 bóng cho xe cơ giới không đƣợc xem là một phần của tín hiệu đầy đủ.
Tín hiệu cho người đi bộ tuân theo phối hợp XANH – ĐỎ - XANH.
Đầu đèn tín hiệu 3 bóng cho xe đạp tuân theo phối hợp tín hiệu XANH – VÀNG – ĐỎ - XANH.
Tín hiệu vàng nhấp nháy có thể đƣợc sử dụng để thông báo nguy hiểm. Nếu hình vẽ của một loại phương tiện được thể hiện trên bóng đèn vàng nhấp nháy (hình đen trên nền ánh sáng vàng) thì tất cả các loại phương tiện khác phải chú ý và nhường đường cho loại phương tiện này.
Về cơ bản, không cần thiết phải dùng tín hiệu đồng hồ đếm ngược. Tuy nhiên, đối với các chương trình tín hiệu thời gian cố định, khi dùng tín hiệu đếm ngược phải chú ý tới các yếu tố của chương trình tín hiệu nhƣ thời gian đèn vàng, thời gian chuyển pha để loại bỏ những tai nạn tiềm ẩn. Không nên dùng tín hiệu đồng hồ đếm ngƣợc trong thời gian đèn xanh.