Áp dụng nguyên lý "dòng chảy của nước" để giảm ùn tắc

Lượng phương tiện giao thông tăng, trong khi đường giao thông không mở rộng, cũng giống như một căn phòng nhỏ mà trong đó người sử dụng đã chất đầy các vật dụng cá nhân và vẫn muốn tiếp tục chất thêm vào đó.

Khi nói đến ùn tắc giao thông, có người cho rằng đó là do cơ sở hạ tầng đường bộ yếu kém không đáp ứng đủ nhu cầu, vì đường phố hẹp. Tuy nhiên, qua nhiều tin tức báo chí, tôi nhận thấy rằng, không chỉ đường nhỏ 4 làn xe bị ùn tắc, mà có nhiều tuyến đường 6-8 làn xe vẫn ùn tắc. Thế nên, đường phố nội đô quy hoạch mặt đường rộng bao nhiêu làn xe được cho là đủ rộng để không bị ùn tắc?

Cũng như một người mua được một căn nhà nhỏ, nhưng họ muốn trong căn nhà có thật đầy đủ tiện nghi, họ đã mua sắm rất nhiều vật dụng, chất kín cả căn phòng. Họ vẫn thấy hài lòng về tài sản của họ tuy có chật hẹp một tí, họ sẽ tìm cách xoay trở để cùng sống với nó.

Đường giao thông cũng không khác chi một căn phòng, nó đã nhỏ thì ta phải biết xoay trở để sống hài hòa cùng nó, chứ không thể xúi hàng xóm đập bỏ căn nhà nhỏ đó mà xây nên một căn to hơn khi họ không có đủ tài chính. Lớn bao nhiêu thì đủ? Câu trả lời đó được trả lời tùy vào quan điểm, tùy vào mục đích sử dụng của mỗi người. Nếu chỉ đủ rộng để hết ùn tắc vào giờ cao điểm, mà lãng phí vào giờ thấp điểm dẫn đến chạy xe quá tốc độ, bão đêm, trộm cướp... thì có nên rót kinh phí để giải phóng mặt bằng và mở rộng mặt đường hay không?

Giải pháp nào giúp một căn nhà nhỏ, vẫn đầy đủ tiện nghi nhưng thay gì sống trong khung cảnh chật hẹp, nay sẽ có một không gian khác, rộng rãi hơn nhưng cũng chỉ với diện tích ấy?

Đó là chúng ta sẽ phải sắp xếp lại các vật dụng, vật dụng nào đã cũ ít dùng hoặc không dùng đến, chúng ta đóng thùng và đưa nó vào một vùng không gian khác. Tương tự chúng ta cũng sẽ sắp xếp lại các phương tiện tham gia giao thông trên các tuyến đường thường xuyên gây ùn tắc.

Phương tiện giao thông tham gia giao thông trên đường cũng giống như dòng nước chảy trên một con suối, ta có thể gọi là dòng chảy giao thông. Khi dòng chảy đang lưu thông, nếu có vật cản trên đường, dòng chảy sẽ co hẹp lại, càng nhiều vật cản thì dòng chảy càng co hẹp dần, dẫn đến lưu lượng chảy yếu, nếu vật cản quá nhiều và quá lớn sẽ dẫn đến tắc dòng. Như vậy, nhiệm vụ của chúng ta là khai thông dòng chảy.

Nếu trên đường phố, lượng xe gắn máy chiếm đa số so với ô tô và xe bus công cộng thì đó cũng giống như là dòng chảy chính của dòng chảy giao thông; ô tô và xe buýt khi đó sẽ giống như các hòn sỏi, tảng đá cản đường dòng chảy của xe gắn máy. Chúng ta cần khai thông dòng chảy, sắp đặt lại dòng chảy của xe gắn máy và dòng chảy của ô tô, xe buýt.{1}

Khi đến các điểm giao nhau, đèn xanh bật sáng được phép lưu thông, cả 2 chiều chuyển động ngược nhau của dòng chảy đồng thời đều rẽ trái, đều đi thẳng và đều được quẹo phải sẽ tạo nên sự xung đột giao thông. Với mật độ lưu thông ít, phương tiện sẽ không gây ra xung đột, hoặc chỉ là xung đột nhỏ do các phương tiện đan chéo nhau. Với mật độ lưu thông nhiều sẽ dẫn đến những xung đột lớn chặn dòng chảy của nhau, từ đó làm giảm lưu lượng dòng chảy, xung đột dòng chảy càng lớn sẽ dẫn đến tắc nghẽn nghiêm trọng. Nhiệm vụ của chúng ta là khai thông dòng chảy, tránh xung đột dòng chảy. {2}

Đường 2 chiều, một bên là làn đi lên và một bên là làn đi xuống, chúng được ngăn cách nhau bởi vạch kẻ phân làn, hoặc các con lươn, rào chắn,..v.v…. Cả 2 làn chạy song song nhau nhưng ngược hướng nhau. Mở rộng hơn, có 2 đường 2 chiều song song nhau được ngăn cách bởi một dãy phố, cả 2 đường này có 4 làn đường chạy song song nhau và ngược hướng nhau. Cả 2 đường đều bị ùn tắc giao thông vào giờ cao điểm. Nhiệm vụ của chúng ta là khai thông dòng chảy, tránh xung đột dòng chảy. {3}

Để khai thông dòng chảy giao thông bị xung đột, ta sẽ hoán đổi và sắp xếp lại các dòng chảy {1}, {2}, {3} theo giờ cao điểm để tránh xung đột dòng chảy giao thông.

Khi đến giờ cao điểm, nếu gọi buổi sáng từ 6h00 - 9h00 là giờ cao điểm ùn tắc hướng vào nội thành (đi làm), chiều từ 16h00 - 19h00 là giờ cao điểm ùn tắc hướng ra ngoại thành (về nhà), đồng nghĩa đến giờ dòng chảy giao thông bị xung đột.

Nếu trên một khu dân cư có 2 tuyến đường 2 chiều, 10 làn xe chạy song song nhau như hình trên. Ta sẽ xử lý dòng chảy {3} như sau:

- Vào giờ cao điểm hướng vào nội thành từ 6h00 - 9h00, ta sẽ hoán đổi 10 làn xe của 2 đường 2 chiều trở thành 10 làn xe của 1 đường 2 chiều ngăn cách bởi dãy phố (thay cho rào chắn và con lươn), với 8 làn hướng vào nội thành và 2 làn hướng ra ngoại thành (hình minh họa)

- Vào giờ cao điểm hướng ra ngoại thành từ 16h - 18h, ta sẽ hoán đổi 10 làn xe của 2 đường 2 chiều trở thành 10 làn xe của 1 đường 2 chiều ngăn cách bởi dãy phố (thay cho rào chắn và con lươn), với 8 làn hướng ra ngoại thành và 2 làn hướng vào nội thành. (hình minh họa).

Cao điểm buổi chiều, ưu tiên lưu lượng đi ra ngoại thành (về nhà)

Nếu trên một tuyến đường mà cả hướng vào và hướng ra đều bị ùn tắc thường xuyên, và điểm xung đột dòng chảy thường xảy ra tại các điểm giao nhau trên đường {2}, ta sẽ có hướng khai thông dòng chảy như sau:

Vạch trắng đến vạch đỏ là khoảng trống dừng xe 2 bánh, từ vạch đỏ trở về sau là điểm dừng xe 4 bánh, và điểm dừng trả hoặc rước khách nằm ngoài vùng dừng chờ tín hiệu đèn giao thông của các phương tiện.

- Điểm giao nhau tại ngã 4, khi đèn xanh bật sáng cả hai chiều di chuyển ngược nhau đều được tiếp tục di chuyển. Tại đây sẽ xuất hiện 3 nhánh của dòng chảy chính: rẽ trái, đi thẳng và rẽ phải. Như vậy ta cần tách biệt giữa nhánh rẽ trái và nhánh đi thẳng, vì 2 nhánh này gây ra sự xung đột ngược chiều nhau, cản 2 dòng chảy của nhau.

- Trước khi đến điểm giao nhau, tất cả phương tiện muốn rẽ trái thì phải đi vào làn đường bên trái, xe gắn máy dừng trước xe ô tô và xe buýt (nếu có đèn đỏ). Tất cả phương tiện muốn đi thẳng và rẽ phải thì phải đi vào làn đường bên phải, xe gắn máy dừng trước xe ô tô và xe buýt (nếu có đèn đỏ).

- Nếu chủ phương tiện tham gia giao thông muốn dừng để trả khách hoặc đón khách, thì phải dừng phía sau phạm vi dừng chờ đèn tín hiệu giao thông này (phía sau vạch đỏ). Cấm tất cả phương tiện tham gia giao thông dừng hoặc đỗ mà không chờ đèn tín hiệu trong phạm vi giới hạn, gần điểm giao nhau (từ 30m - 100m), tùy độ dài giữa khoản cách 2 điểm giao nhau, nằm trong phạm vi điểm dừng chờ đèn tín hiệu giao thông của các phương tiện. Vì những phương tiện dừng và đỗ nằm gần điểm giao nhau này chính là vật cản dòng chảy của các phương tiện khác.

Với cách khai thông dòng chảy như trên và áp dụng mô hình 20-20-20-20, cùng “hệ thống đèn tín hiệu cảnh báo sớm ùn tắc giao thông” sẽ góp phần khắc phục tình trạng tắc đường như hiện nay.

20 giây đi thẳng với cặp trục ngược chiều nhau: DC - BA, và hướng rẽ phải
20 giây hướng rẽ trái với cặp chéo ngược chiều nhau: DB - BD.
20 giây đi thẳng với cặp trục ngược chiều nhau: AD - CB, và rẽ phải.
20 giây rẽ trái với cặp chéo ngược chiều nhau: AC - CA.

Với nguyên tắc này, người tham gia giao thông khi đến giao lộ ngã tư sẽ luôn có 20 giây để tiếp tục di chuyển rẽ trái, hoặc 20 giây để đi thẳng và 60 giây dừng chờ. Trong thời gian dừng xe chờ 60 giây này, người tham gia giao thông có thể tắt máy xe để giảm khí thải gây hiệu ứng nhà kính ra môi trường, tiết kiệm nhiên liệu và gia tăng giá trị kinh tế.

Hệ thống đèn tín hiệu cảnh báo sớm ùn tắc giao thông

Tại các đoạn đường giao nhau, trên các cột đèn giao thông hiện hữu, rất cần lắp đặt thêm một đèn tín hiệu cảnh báo sớm ùn tắc giao thông.

Như chúng ta thường thấy, tại vỉa hè các góc ngã tư bên tay phải người tham gia giao thông luôn có 1 cột đèn tín hiệu. 4 góc ngã tư (A, B, C, D) là 4 cột đèn, tại các điểm cột này chúng ta sẽ lắp đặt thêm 4 đèn cảnh báo sớm ùn tắc giao thông.

Vào giờ cao điểm, một người tham gia giao thông di chuyển theo hướng CB, khi đến giao lộ tại điểm C, người tham gia giao thông thấy tín hiệu đèn cảnh báo sớm ùn tắc giao thông tại vị trí C đang bật sáng. Khi đó người tham gia giao thông có thể không muốn tiếp tục đi thẳng, nhằm tránh điểm ùn tắc phía trước, họ sẽ chọn nhánh rẽ trái hoặc rẽ phải để tiếp tục hành trình. Tuy nhiên, vào lúc này, người tham gia giao thông không biết nên rẽ hướng nào để đoạn đường sắp di chuyển sẽ không bị ùn tắc. Khi đó:

Muốn biết phía trước đoạn đường rẽ Phải (hướng DC) có bị ùn tắc hay không, người tham gia giao thông sẽ nhìn sang cột đèn tín hiệu tại điểm D để được hướng dẫn cảnh báo. Nếu đèn cảnh báo tại điểm D bật sáng, thì đoạn đường phía trước, khi rẽ Phải đang bị ùn tắc. Ngược lại, nếu tại điểm D đèn cảnh báo không bật sáng thì phía trước đoạn đường rẽ Phải không bị ùn tắc, an toàn để di chuyển.

Muốn biết phía trước đoạn đường rẽ Trái (hướng BA) có bị ùn tắc hay không, người tham gia giao thông sẽ nhìn sang cột đèn tín hiệu tại điểm B để được hướng dẫn cảnh báo. Nếu đèn cảnh báo tại điểm B bật sáng, thì đoạn đường phía trước, khi rẽ Trái đang bị ùn tắc. Ngược lại, nếu tại điểm B đèn cảnh báo không bật sáng thì phía trước đoạn đường rẽ Trái không bị ùn tắc, an toàn để di chuyển.

Giải pháp "cảnh báo sớm ùn tắc giao thông", tức là khi mới phát sinh ùn tắc, đèn tín hiệu này sẽ được bật lên để người & phương tiện tham gia giao thông không đổ về nơi bị ùn tắc, gây ùn tắc lớn, nghiêm trọng và kéo dài. Nếu hạn chế được lượng người đổ về điểm ùn tắc càng sớm, thì tại điểm ùn tắc có thể giãn dần tình trạng tắc, từ đó điểm ùn tắc sớm được thông thoáng.

Khi chúng ta bóc tách và giải quyết được vấn đề {2} và {3}, sắp đặt lại vị trí của xe ô tô và xe buýt tách khỏi dòng chảy của xe 2 bánh, sẽ giúp chúng ta giải quyết được dòng chảy chính của xe gắn máy {1} khi tham gia giao thông vào giờ cao điểm. Khi các phương tiện tham gia giao thông muốn rẽ trái hoặc đi thẳng đã có làn riêng, vị trí điểm dừng chờ tín hiệu đèn giao thông không cản dòng chảy xe gắn máy, thì lưu lượng xe gắn máy sẽ thoát qua 3 nhánh rẽ trái, đi thẳng và rẽ phải rất nhanh chóng. Từ đó giảm xung đột tắc dòng chảy, có thể chỉ xảy ra ùn (di chuyển chậm) chứ không tắc, vì dòng chảy đã có các nhánh chảy ổn định không gây xung đột nhau, không cản dòng chảy của nhau.

Việc phân làn 2 đường 2 chiều thành đường 1 đường 2 chiều chỉ nên biến đổi khi vào khung giờ cao điểm, giờ thấp điểm chúng vẫn là những đường 2 chiều lưu thông bình thường. Khi một dòng chảy từ nơi có thể tích lớn chảy qua nơi có thể tích nhỏ (nút thắt) sẽ dẫn đến lưu lượng bị giảm, từ đó dẫn đến ùn, ùn lâu dẫn đến tắc. Như vậy cần phải hoán đổi ngược lại thành chiều đi từ thể tích nhỏ sang thể tích lớn để tăng lưu lượng dòng chảy, thoát ùn.

Ý thức tham gia giao thông của mỗi người dân là điều cần thiết, tuy nhiên đây không hẳn là nơi gây ra lỗi, cũng không phải lỗi do cơ sở hạ tầng. Cũng như một dòng suối đang chảy, nếu người chủ dòng suối thêm vào đó những vật cản, thì dòng chảy sẽ chậm lại, lưu lượng ít hơn, nếu có quá nhiều vật cản, dòng suối sẽ có nguy cơ bị tắc nghẽn. Ở đây ta không thể đổ lỗi cho dòng suối không có ‘ý thức’ chảy, mà phần lỗi nằm ở người chủ vì đã không có biện pháp khai thông, hoặc điều tiết dòng chảy hợp lý để dẫn đến ùn, tắc và nghẽn nghiêm trọng. Mở rộng thêm diện tích mặt đường rộng ra, nhưng đồng thời cũng đặt vào đó nhiều vật cản hơn gây xung đột dòng chảy, thì liệu rằng….. Mở rộng dòng chảy có là điều hợp lý? Rộng đến bao nhiêu thì đủ?

Một bài toán so sánh trước và sau khi đổi giờ

Theo thống kê dân số Hà Nội có khoảng 7 triệu người, có khoảng 1134 nút giao thông, thường xuyên có 90 điểm ùn tắc giao thông. Trong năm học 2011-2012, thành phố Hà Nội có khoảng 350.000 học sinh mầm non, 500.000 học sinh bậc tiểu học, 320.000 học sinh THCS và 230.000 học sinh THPT. Ngoài ra còn có gần 478.900 sinh viên các trường đại học và cao đẳng trong nội thành, trong đó nhiều nhất tại các quận Cầu Giấy và Đống Đa với 13 trường mỗi quận, 2 quận Thanh Xuân và Hai Bà Trưng 6 trường/quận. Cùng với đó là số lượng công chức hưởng lương ngân sách, trong đó các cơ quan Trung ương có 202.966 người, công chức TP Hà Nội có 152.294 người.

Sử dụng cách tính đơn giản để so sánh qua lại (không thể hiện sự chính xác tuyệt đối) sẽ cho chúng ta một cái nhìn khác biệt.

Trước khi đổi giờ

Đặt giả sử, vào giờ cao điểm thành phố Hà Nội có 60% dân số tham gia giao thông tại 1134 nút giao thông. Khi đó, trung bình số người cùng tham gia giao thông vào giờ cao điểm là: 7.000.000 người x 60% = 4.200.000 người.

Tại mỗi nút giao thông đa phần là đường 2 chiều nên: (4.200.000 / 1134) x 2 = 7.407 người qua lại tại 1 nút giao thông.

Trong khoảng thời gian 16h - 17h30 là thời điểm cao điểm với 60 phút, ta có lưu lượng người tham gia giao thông trong 1 phút tại 1 nút giao thông là:
7.407 người / 60 phút = 124 người / 1 phút (tại một nút giao thông).

Tại mỗi nút giao thông là đường 2 chiều, như vậy mỗi chiều lưu thông trung bình có: 124 người / 2 = 62 người.

Nếu xảy ra xung đột dòng chảy, chiều vào ngoại thành cản dòng ra ngoại thành trong 3 phút, khi đó dòng người sẽ đổ về tại một nút giao thông là 124 x 3 = 372 người, từ đó dẫn đến ùn ứ. Nếu không cắt đứt được sự xung đột giao thông để khai thông dòng chảy cho 320 người này thì nguy cơ dẫn đến tắt dòng chảy trong 5 phút kế tiếp là có thêm 620 người đổ dồn về điểm tắc này, như vậy tại điểm tắc này sẽ có 600 - 800 người. Cứ thế số lượng người đổ dồn về điểm ùn tắc càng ngày càng tăng, trong khi lưu lượng thoát ra là rất ít, dẫn đến ùn tắc kéo dài nhiều giờ liền. Vì khi xảy ra xung đột dòng chảy, trong 1 phút sẽ không còn 124 người được lưu thông nữa, mà con số sẽ rất thấp.

Sau khi đổi giờ

Khi áp dụng thay đổi giờ học, theo ông Nguyễn Hiệp Thống - Chánh văn phòng Sở GD&ĐT Hà Nội: chỉ khoảng trên 510.000 học sinh sẽ bị ảnh hưởng. Như vậy trong khung giờ cao điểm từ 16h30-17h30 sẽ chỉ giảm bớt được một lượng người là:

4.200.000 người - 510.000 người = 3.690.000 người.
(3.690.000 / 1134)*2 = 6,508 người qua lại tại 1 nút giao thông.
6.508 / 60 phút = 108 người qua lại tại 1 nút giao thông trong 1 phút.

Như vậy ta có thể so sánh, trước khi đổi giờ, vào giờ cao điểm từ 16h30 - 17h30 sẽ có lưu lượng 124 người / 1 phút tại một nút giao thông. Sau khi đổi giờ lưu lượng là 108 người qua lại tại 1 nút giao thông. Một con số giảm không đáng kể.

Tuy nhiên, việc thay đổi giờ làm này cũng chỉ giống như thay vì trong khoảng 1 giờ từ 16h30 - 17h30 tôi sẽ xả 4.200.000 mét khối nước, thì nay tôi chặn lại 510.000 mét khối nước để dành xả ra vào lúc 18h00 - 19h30. Nếu xã không kịp 4.200.000 mét khối nước trong 1 giờ và phải kéo dài đến 18h00 thì lượng ùn ứ sẽ trở nên nghiêm trọng khi 510.000 mét khối nước kia lại được bồi thêm một lượng khoảng hơn 200.000 mét khối nữa (phụ huynh rước học sinh).

Như vậy thay đổi giờ làm, giờ học có nguy cơ không giảm được ùn tắc giao thông, mà sẽ làm ùn tắc có nguy cơ kéo dài và lâu hơn (đến sau 19h00), nếu tốp trước bị ùn tắc ở đâu đó. Và một lẽ dĩ nhiên, thay gì lúc trước 4,200,000 mét khối nước đó đều thoát và chảy về nhà, thì nay… Rất nhiều trong số đó lại chảy lòng vòng sang điểm khác, tụ tập và làm phát sinh ùn, tắc tại các điểm mới và kéo dài đến sau 19h.

Sức khỏe của giáo viên, học viên giảm sút dẫn đến không hiệu quả trong việc giảng dạy và tiếp thu bài, ảnh hưởng về mặt giáo dục & đào tạo. Nếu ngành giáo dục bị ảnh hưởng hiện tại, thì trong tương lai chúng ta sẽ gánh hậu quả vì việc này. Đồng thời, thay đổi giờ học, giờ làm sẽ ảnh hưởng đến kinh tế gia đình vì phụ huynh phải tăng tiền cho học sinh ăn chiều, học sinh ăn vặt nơi các hàng, quán không hợp vệ sinh sẽ có nguy cơ gia tăng ngộ độc thực phẩm, các bệnh về dinh dưỡng và tiêu hóa sẽ tăng mạnh trong xã hội. Khi bệnh viện đã không đủ sức chứa, mà lượng bệnh nhân này tăng lên thì khi đó, ngoài việc không giảm được ùn tắc giao thông mà còn dẫn đến ùn tắc khám và chữa bệnh.

Nếu việc thay đổi giờ học và giờ làm lại ảnh hưởng đến nền giáo dục và kinh tế thì điều cần là chúng ta hãy suy nghĩ để tìm cách khai thông lưu lượng dòng chảy đó trong thời gian ngắn, chứ không tìm cách thay đổi giờ làm (kéo dài thời gian). Vì thực tế, việc thay đổi giờ làm và giờ học không làm mất đi hoàn toàn 1 lưu lượng phương tiện tham gia giao thông, mà thay vào đó chỉ là biện pháp kéo giãn thời gian cho cùng một lưu lượng đó mà thôi. Điều này đồng nghĩa, nếu không tập trung khai thông dòng chảy, mà vẫn để các dòng chảy gây xung đột lẫn nhau dẫn đến xảy ra ùn và tắc, thì sẽ chỉ ùn và tắc kéo dài thêm thời gian trên đường phố.

Như vậy, để giảm ùn và tắc giao thông điều chúng ta cần làm là trong một khoảng thời gian ngắn giúp khai thông hết cùng một lưu lượng, chứ không phải kéo dài thêm thời gian chỉ để xử lý chính lưu lượng đó. Vì việc kéo dài thêm thời gian sẽ gây lãng phí thời gian và lãng phí lợi ích kinh tế của xã hội.

Mai Sỹ Xuân Lâm