Ứng dụng mô hình Cube voyager đánh giá quy hoạch giao thông khu kinh tế Nam Phú Yên - Huỳnh Gia Hoàng

16 Journal of Transportation Science and Technology, Vol 21, Nov 2016 ỨNG DỤNG MÔ HÌNH CUBE VOYAGER ĐÁNH GIÁ QUY HOẠCH GIAO THÔNG KHU KINH TẾ NAM PHÚ YÊN APPLICATION OF CUBE VOYAGER MODELS TO ASSESS TRANSPORT MASTERPLAN OF SOUTH PHU YEN ECONOMIC ZONE HuỳnhGia Hoàng1, NguyễnQuốc Hiển2 1Sở Giao thông vận tải Phú Yên 2Trường ĐH Giaothôngvậntải TP. HCM Tóm tắt: Từ trước đến nay, phần lớn nội dung công tác quy hoạch giao thông thường dựa theo một số tiêu chí chung mà không xét đến các điều kiện cụ thể về sự thay đổi cơ cấu kinh tế và thay đổi về quy hoạch sử dụng đất. Công tác dự báo nhu cầu giao thông, phương tiện vận tải cho tương lai thường dựa trên các chỉ số tăng trưởng bình quân hàng năm như mức độ tăng dân số hay tổng sản phẩm quốc nội. Thực tế nhu cầu phát triển giao thông và phát triển kinh tế - xã hội phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau. Gần đây, ở các quốc gia phát triển, mô hình giao thông đã được sử dụng tương đối rộng rãi nhằm dự báo và đánh giá nhu cầu giao thông của các khu vực với những con số tính toán khách quan, cụ thể. Bài báo này giới thiệu quá trình xây dựng mô hình giao thông với phần mềm Cube Voyager để đánh giá quy hoạch giao thông khu vực kinh tế Nam Phú Yên theo các kịch bản kinh tế khác nhau của tỉnh. Từ khóa: Cube Voyager, mô hình giao thông, quy hoạch giao thông khu Kinh tế Nam Phú Yên. Abstract: Until recently, most of the transport planning work are normally based on some general criteria but to the specific conditions of the change in economic structure and land use development. Traffic demand forecast and vehicle growth are often calculated following the broad index such as the growing rate of population or GDP. In the reality, traffic demand depends on various different factors. In recent years, in developed countries, transport models have been widely used to forecast and evaluate the traffic demand of a particular area with explicit calculation and specific outcomes. This paper presents the process of developing transport model with the application of Cube Voyager software to assess the transportmaster plan of Nam Phu Yen Economic Zone in accordance to the three different economic development scenario of the province. Keyword: Cube Voyager, transport model, Southern Phu Yen economic zone transport masterplan. 1. Giới thiệu 1.1. Khu kinh tế Nam Phú Yên Khu kinh tế Nam Phú Yên là vùng trọng điểm kinh tế phía Nam tỉnh Phú Yên được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt quy hoạch chung tại quyết định số 1712/QĐ-TTg ngày 23/10/2009. Theo đó, Khu kinh tế có diện tích 20.730 ha (hình 1). Định hướng phát triển của khu Kinh tế Nam Phú Yên được xác định là: - Trung tâm giao thương quốc tế, là cửa ngõ hướng biển của vùng Tây Nguyên và các tỉnh Nam Lào, Đông Bắc Camphuchia, Thái Lan. - Là trung tâm công nghiệp, cảng biển, dịch vụ, đô thị của khu vực Duyên hải Nam Trung Bộ. - Là trung tâm kinh tế, địa bàn đột phá của tỉnh Phú Yên, có hạ tầng đô thị hiện đại làm động lực phát triển kinh tế xã hội của dải ven biển miền trung, có vai trò đầu tàu lôi kéo các vùng khác phát triển. Hiện nay, tỉnh Phú Yên đang tổ chức lập quy hoạch điều chỉnh phát triển kinh tế xã hội tỉnh Phú Yên đến năm 2020, tầm nhìn 2030. Theo đó, tỉnh Phú Yên xác định một trong những giải pháp đột phá là: “Tập trung khai thác thế mạnh của cảng Bãi Gốc, cảng Vũng Rô, phát triển khu Kinh tế Nam Phú Yên thành động lực phát triển của tỉnh, là khu vực để phát triển các dịch vụ hỗ trợ liên kết với thành phố Tuy Hoà và khu kinh tế Vân Phong – tỉnh Khánh Hòa". TẠP CHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI, SỐ 21-11/2016 17 Hình 1. Phú Yên và khu kinh tế Nam Phú Yên. 1.2. Quy hoạch giao thông khu kinh tế Nam Phú Yên Quy hoạch giao thông vận tải có tính quyết định đến quá trình phát triển kinh tế - xã hội. Tuy nhiên, việc phát triển cơ sở hạ tầng giao thông đòi hỏi nguồn tài chính lớn, tiêu tốn nhiều thời gian ảnh hưởng đến việc sử dụng đất, điều kiện xã hội và môi trường. Do vậy, vấn đề đặt ra là cần nghiên cứu, rà soát, đánh giá lại hệ thống mạng lưới giao thông của khu Kinh tế Nam Phú Yên hiện tại và khả năng phục vụ trong tương lai để từ đó có những chiến lược đầu tư phát triển phù hợp với từng giai đoạn phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh. Hình 2. Mô hình dự báo phương pháp 4 bước trong Cube Voyager. 2. Mô hình dự báo nhu cầu giao thông 2.1. Phần mềm Cube Voyager Mô hình Cube Voyager là mô hình dự báo nhu cầu giao thông, đã được sử dụng rộng rãi nhiều nước trên thế giới. Những năm gần đây, ở Việt Nam, các mô hình giao thông đã bắt đầu được ứng dụng thực tế tại một số dự án lớn cho giao thông đô thị. Điển hình là các dự án có vốn ODA như: Quy hoạch giao thông Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh của JICA hay cập nhật của ADB. Mô hình Cube Voyager sử dụng lý thuyết mô hình bốn bước để tính toán mô hình hóa dòng giao thông theo các kịch bản khác nhau của mạng lưới giao thông, quy hoạch sử dụng đất, những thay đổi về kinh tế, xã hội,. Hiệu quả khi sử dụng Cube Voyager là thiết lập mô hình trực tiếp lên máy tính và chạy mô phỏng, giúp giảm thời gian tính toán, và có nhiều kịch bản lựa chọn cho giao thông trong tương lai. Hình 2 thể hiện sơ đồ bốn bước của mô hình gồm: Bước 1: Phát sinh hành trình: Mô hình này dự báo và xác định số lượng lượt đi lại xuất phát trong vùng phân tích. Bước 2: Phân phối hành trình: Sau khi dự báo được nhu cầu đi lại phát sinh trong vùng phân tích, mục tiêu tiếp theo là phải xác định được những hành trình này đi đâu trong số các hành trình xuất phát từ một điểm đi và đến nhiều điểm đến. Bước 3: Phân chia phương thức: Sau khi hoàn thành công tác phân phối hành trình, công việc tiếp theo là phải xác định được phương thức đi lại bằng phương tiện nào sẽ được sử dụng. Bước 4: Ấn định tuyến đường: Đây là giai đoạn cuối cùng sau khi xác định phương 18 Journal of Transportation Science and Technology, Vol 21, Nov 2016 thức phân chia, mục đích là phải xác định được tuyến đường nào (cho mỗi phương thức) được sử dụng cho những hành trình từ điểm đi đến điểm đến. 2.2. Xây dựng mô hình 2.2.1. Phân vùng giao thông Khu vực nội vùng (Internal Zone) được chia thành mười một vùng theo khu vực phỏng vấn hộ dân. Khu vực ngoại vùng (External Zone) được chia theo ranh giới của khu vực tiếp giáp và căn tứ theo hướng tiệp cận của từng khu vực theo các tuyến đường chính. Khu vực ngoại vùng được chia với tám vùng. Theo các hướng tiếp cận vào khu vực nghiên cứu của các tuyến Quốc lộ 1, Quốc lộ 25, Quốc lộ 29. 2.2.2. Xây dựng mạng lưới đường Dựa vào dữ liệu về các tuyến đường nội vùng như: Tên tuyến đường, điểm đầu, điểm cuối, bề rộng, khả năng thông hành, vận tốc lưu thông. Các đường kết nối từ tâm “nội vùng” kết nối với các nút giao cắt gần nhất. 2.2.3. Mô hình phát sinh và thu hút chuyến đi Mô hình phát sinh (P) và thu hút (A) chuyến đi được xây dựng là các hàm hồi quy tuyến tính ba biến với các biến là số lượng dân số, số lượng lao động và số lượng học sinh sinh viên chỉ áp dụng cho các khu vực nội vùng. Các chuyến đi phát sinh, thu hút liên vùng được căn cứ theo các dữ liệu đếm xe, lượng hàng hóa của từng khu vực, từ đó đưa ra các dữ liệu phù hợp phục vụ cho mô hình tính toán. 2.2.4. Mô hình phân bổ chuyến đi Sử dụng mô hình phân phối hấp dẫn, nhằm xác định số hành trình đi lại giữa điểm xuất phát và điểm đến như là một hàm số về thuộc tính đi - đến và chi phí đi lại giữa chúng. 2.2.5. Mô hình phân chia phương thức Trong phạm vi khu vực nghiên cứu, các phương thức di chuyển chủ yếu của nhu cầu đi lại chỉ có phương tiện cá nhân phương tiện giao thông công cộng không đáng kể. 2.2.6. Ấn định tuyến đường Sử dụng phương pháp năng lực giới hạn: Vận tốc và lưu lượng có mối quan hệ chặt chẽ với nhau. Khi lưu lượng tăng tới năng lực, thì tốc độ trung bình của dòng giao thông sẽ giảm. Mối quan hệ giữa thời gian đi lại và lưu lượng xe, thời gian đi lại tăng tỷ lệ thuận cùng với lưu lượng. 2.3. Kiểm toán mô hình Mô hình cơ sở thiết lập ở năm 2015, toàn bộ khu kinh tế Nam Phú Yên ở trạng thái đang xây dựng và chỉ một phần nhỏ các khu công nghiệp đang hoạt động. Kịch bản năm cơ sở được thiết lập nhằm kiểm định độ chính xác của mô hình. Thông số kiểm định sử dụng là lưu lượng đếm xe ở các vị trí cửa ngõ đã thu thập. Kết quả dự báo và lưu lượng đếm xe được thể hiện dưới bảng 1: Bảng 1. Kết quả so sánh lưu lượng xe giữa mô hình và thực tế. Hướng Tên đường Lưu lượng đếm xe giờ cao điểm Lưu lượng mô hình giờ cao điểm Số lượng sai số Tỷ lệ sai số Hướng Gia Lai - Phú Yên Quốc lộ 25 667 635 32 4,7% Hướng Phú Yên - Gia Lai 660 693 -33 -5,1% Hướng Đắk Lắk - Phú Yên Quốc lộ 29 361 324 37 10,4% Hướng Phú Yên - Đắk Lắk 360 324 36 10,0% Hướng Bình Định - Phú Yên Quốc lộ 1 2480 2509 -29 -1,2% Hướng Phú Yên - Bình Định 2417 2414 3 0,1% Hướng Phú Yên - Nha Trang Quốc lộ 1 2475 2489 -14 -0,6% Hướng Nha Trang - Phú Yên 2753 2768 -15 -0,5% Kết quả kiểm toán mô hình cho thấy lưu lượng xe con quy đổi (PCU) năm cơ sở 2015 được thiết lập tương đối chính xác. Kết quả sai số lưu lượng PCU dưới 50 PCU trong giờ cao điểm, sai số lớn nhất ờ mức 10% lưu lượng, sai số thấp nhất ở mức 0,1% nên chấp nhận được. Do vậy có thể kết luận là mô hình đảm bảo đủ tin cậy để phục vụ cho công tác đánh giá các kịch bản khác nhau. 3. Đánh giá theo các kịch bản TẠP CHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI, SỐ 21-11/2016 19 3.1. Các kịch bản phát triển kinh tế Trên cơ sở điều chỉnh quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội tỉnh Phú Yên đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2030, có ba kịch bản tăng trưởng được xem xét (bảng 2). Do nền kinh tế tỉnh Phú Yên ở quy mô khá nhỏ, do vậy các kịch bản phát triển phụ thuộc nhiều vào khả năng hoàn thành của các dự án động lực trên địa bàn tỉnh đóng góp cho tăng trưởng. Trong đó, Dự án nhà máy lọc hóa dầu Vũng Rô, thuộc khu Kinh tế Nam Phú Yên được xem là yếu tố then chốt của các kịch bản phát triển kinh tế. Bảng 2.Tổng hợp các kịch bản phát triển. Kịch bản 1 Kịch bản 2 Kịch bản 3 Khi nhà máy lọc dầu chưa hoạt động Khi nhà máy lọc dầu hoàn thành và phát huy 50% công suất Khi nhà máy lọc dầu hoàn thành và phát huy 70% công suất Đóng góp vào phát triển kinh tế - KKT Nam Phú Yên hoạt động 20% Đóng góp vào phát triển kinh tế chung – Thúc đẩy KKT Nam Phú Yên hoạt động 70% công suất Đóng góp vào phát triển kinh tế chung – Thúc đẩy KKT Nam Phú Yên hoạt động 90% công suất Tăng trưởng kinh tế 8% Tăng trưởng kinh tế 16,5% Tăng trưởng kinh tế 17,5% 3.2. Phương pháp đánh giá Trên cơ sở các kịch bản tăng trưởng kinh tế, mô hình được xây dựng cho 3 kịch bản đánh giá tương ứng với các kịch bản phát triển. Tiến hành thu thập các dữ liệu về dân số, lao động, học sinh sinh viên (không thay đổi qua các kịch bản kinh tế, dữ liệu lao động đến khu vực lấy theo quy hoạch chung khu kinh tế Nam Phú Yên). 3.3. Kết quả đánh giá 3.3.1. Kịch bản 1 Hình 3 thể hiện kết quả dự báo lưu lượng PCU nội vùng phân bổ trên hầu hết trên tất cả các tuyến đường trên địa bàn. Chiều rộng của các đường màu xanh thể hiện lưu lượng (PCU/h) của các tuyến đường trong tương lai. Lưu lượng PCU của toàn khu vực tập trung chủ yếu ở các tuyến đường chính. Lưu lượng này chịu ảnh hưởng rất nhiều từ các chuyến đi liên vùng, ở vị trí là tuyến chính như cao tốc Bắc Nam, Quốc Lộ 1, Quốc lộ 25, Quốc lộ 29. Hình 3. Lưu lượng PCU khu vực nghiên cứu kịch bản 1. Với kịch bản này, Kinh tế Nam Phú Yên chưa thu hút được nhiều đầu tư, công suất hoạt động mới chỉ đạt 20% khả năng vận hành. Lưu lượng giao thông qua khu vực chủ yếu là từ các hướng trục Bắc – Nam, Đông – Tây trên các tuyến trục chính cao tốc Bắc Nam, Quốc lộ 1, Quốc lộ 25, Quốc lộ 29. Kết quả tính toán cũng cho thấy, khả năng thông hành trên từng tuyến đường tương đối ổn định, mức độ phục vụ nằm trong ngưỡng an toàn, lưu thông bình thường. 3.3.2. Kịch bản 2 Lưu lượng PCU nội vùng được phân bổ trên hầu hết trên tất cả các tuyến đường trong khu vực. Lưu lượng vẫn tập trung lớn ở những tuyến đường chính kết nối tâm các Zone nội vùng với nhau. Lưu lượng này phát sinh chủ yếu do người dân trong nội vùng sử dụng đi lại như các tuyến trục Đường Nguyễn Tất Thành, Quốc lộ 29, Phước Tân - Bãi Ngà.... Mật độ lưu lượng giao thông bắt đầu tăng dân, nguyên nhân chủ yếu do Khu kinh tế Nam Phú Yên đi vào hoạt động và thu hút mạnh nhu cầu đầu tư, công suất hoạt động lên đến 70% khả năng vận hành. Kết quả tính toán cho thấy, khả năng thông hành trên từng tuyến đường nằm trong ngưỡng an toàn, lưu thông bình thường, chưa xuất hiện ùn tắc giao thông. Tuy nhiên, mật độ giao thông gia tăng không chỉ của khu vực mà còn gia tăng của cảng mạng lưới giao thông khu vực. 3.3.3. Kịch bản 3 Lưu lượng PCU nội vùng vẫn phân bổ trên hầu hết tất cả các tuyến đường trong khu 20 Journal of Transportation Science and Technology, Vol 21, Nov 2016 vực. Lưu lượng vẫn tập trung lớn ở những tuyến đường chính kết nối tâm các vùng với nhau. Lưu lượng này phát sinh chủ yếu tập trung ở các tuyến trục đường như Nguyễn Tất Thành, Quốc lộ 29, Phước Tân - Bãi Ngà.... Tuy nhiên, mật độ lưu lượng giao thông trong khu vực bắt đầu tăng. Lưu lượng PCU đi lại trong khu vực: Với việc công suất vận hành khu vực Khu kinh tế đạt 90% khả năng dẫn đến nhu cầu giao thông trong khu vực tăng cao. Lưu lượng giao thông trong khu vực chủ yếu là từ các hướng trục Bắc – Nam, Đông – Tây trên các tuyến trục chính cao tốc Bắc Nam, Quốc lộ 1, Quốc lộ 25, Quốc lộ 29 đi liên tỉnh. Bên cạnh đó, lưu lượng giao thông ở các tuyến đường kết nối vào các khu cảng Bãi Gốc, các khu công nghiệp tương đối cao. Vì đây là các điểm thu hút một lượng lớn nhu cầu giao thông nên tìm ẩn nguy cơ mất an toàn giao thông. Kết quả tính toán cho thấy, lưu lượng giao thông qua các tuyến đường đang có xu hướng gia tăng. Tuy vậy, vẫn lưu thông tương đối ổn định, mức độ phục vụ của các tuyến đường nằm trong ngưỡng an toàn, lưu thông bình thường, chưa xuất hiện ùn tắc giao thông. Tuy nhiên, với kịch bản này, tìm ẩn nguy cơ về ùn tắt giao thông cục bộ tại các vị trí nút giao trọng điểm giữa các đường chính, các vị trí cửa vào các cổng, các khu công nghiệp. 4. Kết luận Ở Việt Nam, mô hình giao thông bốn bước đã được sử dụng ở một số dự án cho giao thông đô thị. Tuy nhiên, bài báo trình bày ứng dụng phần mềm Cube để xây dựng mô hình giao thông trên cơ sở mối quan hệ tương hỗ giữa các kịch bản kinh tế và nhu cầu giao thông để đánh giá cho các kịch bản phát triển kinh tế của một khu vực, giúp cho công tác quy hoạch mạng lưới giao thông mang tính định lượng tốt hơn, thực tế hơn. Cũng giống như các mô hình bốn bước khác, tác giả đã tiến hành: - Tính toán nhu cầu đi lại của từng vùng trong khu vực. - Phân bổ nhu cầu giữa các vùng với nhau. - Tính toán phân chia phương tiện cho các loại hình giao thông. - Xác đinh lưu lượng giao thông qua mạng lưới đường. Từ kết quả đánh giá quy hoạch mạng lưới giao thông cho 3 kịch bản phát triển kinh tế của Khu vực Nam Phú Yên cho thấy rằng: - Mạng lưới đường quy hoạch của khu vực hoàn toàn đáp ứng được nhu cầu đi lại trong những năm tương lai. - Căn cứ vào lưu lượng xe phân bổ trên từng tuyến đường để xem xét phân kỳ đầu tư, quản lý và khai thác phù hợp với điều kiện phát triển kinh tế xã hội theo từng giai đoạn Tài liệu tham khảo [1] PGS.TS Bùi Xuân Cậy (chủ biên), TS. Mai Hải Đăng, TS. Đỗ Quốc Cường (2012), “Quy hoạch, kỹ thuật và tổ chức giao thông” NXB GTVT. [2] PGS. Ts. Bùi Xuân Cậy, ThS. Đặng Minh Tân, “Nghiên cứu ứng dụng mô hình 4 bước phân tích, dự báo nhu cầu đi lại trong quy hoạch giao thông” Trường Đại học Giao thông vận tải. [3] TS. Trịnh Văn Chính, “Điều tra kinh tế và dự báo nhu cầu giao thông” Trường Đại học Giao thông vận tải Thành phố Hồ Chí Minh. [4] TS. Nguyễn Quốc Hiển, "Bài giảng Quy hoạch mạng lưới đường", Trường Đại học Giao thông Vận tải thành phố Hồ Chí Minh. [5] Báo cáo: “Điều chỉnh quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội tỉnh Phú Yên đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2030”. [6] Báo cáo: "Quy hoạch chung xây dựng Khu kinh tế Nam Phú Yên”, Số 1712/QĐ-TTg, ngày 23/10/2009. [7] Báo cáo: "Quy hoạch phát triển giao thông vận tải tỉnh Phú Yên đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2030”, số 1641/QĐ-UBND, ngày 31/8/2015. [8] Đề án: "chuyển dịch cơ cấu kinh tế tỉnh Phú Yên đến năm 2020”, Số 1533/QĐ-UBND, ngày 10/9/2013. [9] Niêm giám thống kế tỉnh Phú Yên năm 2015 [10] Quy hoạch tổng thể và nghiên cứu khả thi về GTVT đô thị khu vực thành phố Hồ Chí Minh– Houtrans – 2002. [11] Tài liệu hướng dẫn của Cube Voyager - Citilabs [12] TCXDVN 104 - 2007 “Đường đô thị - yêu cầu thiết kế”. Ngày nhận bài: 3/10/2016 Ngày chuyển phản biện: 6/10/2016 Ngày hoàn thành sửa bài: 18/10/2016 Ngày chấp nhận đăng: 27/10/2016