ENGENHARIA DE TRFEGO Princpios Bsicos 2 TEORIA DO
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. TEORIA DO FLUXO DE TRÁFEGO Eng. Hugo Pietrantonio, Prof. Dr. LEMT/PTR-EPUSP, ADDENDUM
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria do Fluxo de Tráfego VARIÁVEIS DE DEMANDA VARIÁVEIS DE SERVIÇO VARIÁVEIS DE OFERTA RELAÇÕES BÁSICAS GERAIS FLUXO CONTÍNUO FLUXO DESCONTÍNUO CARACTERIZAÇÃO DAS VARIÁVEIS INTERAÇÃO DEMANDA x OFERTA
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Variáveis de Demanda. . . demanda pode ser medida em tráfego (veículos), assim como em transporte (bens ou pessoas) ou atividades (residentes, empregos), . . . mas a demanda de tráfego (assim como a de transportes) divide-se em tráfego de passagem e tráfego local (entradas e saídas). . . a demanda de tráfego (como a de transportes) manifesta-se em todo trajeto de deslocamento (e cada trecho) o que depende da estrutura viária e localização de atividades
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Variáveis de Demanda. . . Demanda por deslocamento volume de tráfego: nº. veículos contados ( ) em uma seção (período T). Volume Horário: NH (veículos na hora). intervalo médio entre passagens de veículos no período ( fluxo de tráfego: taxa de passagem de veículos ( ): ) em uma seção (e período). (veículos/hora ou veículos/segundo) (T=1 h: q=NH v/h)
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Variáveis de Demanda. . . cada sub-período de medição tem um fluxo próprio (diferente de NH ou q. T). intervalo médio entre passagens de veículos no sub-período ( ):
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Variáveis de Demanda. . . demanda: volume, fluxo veículos que passam; demanda veículos que desejam passar; demanda em volume (DH) ou fluxo (Q). limitação de capacidade formação de filas: onde: Q: fluxo de demanda C: capacidade q: fluxo observado Nc: número de chegadas Ns: número de saídas nt: veículos em fila em t
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Variáveis de Demanda. . . demanda = volume + Dfilas DH NH + n. H ou para medir a demanda é preciso observar a evolução das filas: fila = demanda reprimida acumulada período de congestionamento/saturação = Tsobredemanda + Trecuperação: dissipação das filas acumuladas na sobre-demanda (o sistema viário ainda opera com utilização intensa). exemplo: sobre-demanda 2200 v/h, ½ hora, 200. 0, 5 100 veículos ( dissipação da sobre-demanda ( 0): 100/400=0, 25 hora, modelo de fila vertical 1700 v/h, 2000 v/h ), 2000 v/h 2100 v/h, pico: 0, 75 hora : despreza a dimensão horizontal da fila (imprecisão)
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Variáveis de Demanda. . . efeito adicional da dimensão física dos veículos sobre a fila real: considerando a dimensão da fila L, os veículos chegam à fila (“param”) antes da linha de retenção, e a fila máxima seria, portanto: é o fluxo por faixa ( na verdade, é o número de faixas), antes do gargalo (q=Q). (o espaçamento entre veículos na fila, maior que o comprimento dos veículos)! com ou em
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Variáveis de Demanda. . . exemplo: numa via de 2 faixas, um acidente bloqueia 1 das faixas por 15 min no início do congestionamento, o fluxo cai a 1300 v/h e no primeiro minuto forma-se uma fila de cerca de 300 m (~1 v a cada 20 m na fila) obter uma estimativa da demanda e da fila em veículos ao final de 15 minutos - a redução do fluxo decorre da restrição de capacidade com o acidente - a formação de fila indica que a demanda é superior ao fluxo (Q>q) - no primeiro minuto, adotando tem-se (admitindo que a fila é nula antes do acidente) e, no mesmo minuto, considerando tem-se - admitindo antes da fila, - em T=15 min, o excesso de demanda geraria - dada a dimensão horizontal da fila: (note: em 15 min, ; com 2 fxs e ~1 v a cada 20 m, !)
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Variáveis de Demanda. . . Outras demandas volume de tráfego é medida relacionada à demanda por deslocamento. medidas de demanda relacionadas com outras funções da via: circulação, acesso, ambiente urbano, . . . movimentos de estacionamento, acesso/egresso; paradas de estacionamento junto à via; paradas em pontos de ônibus, embarque/desembarque; travessias de pedestres, limites de emissões e ruídos.
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Variáveis de Serviço. . . Velocidade: global = de percurso = direta = O/D: deslocamento origem/destino ou trecho de via (direta global). velocidade de percurso(Vp): descreve melhor as condições de operação nos elementos do sistema viário (velocidade em movimento, incorporando restrições da via e do tráfego). tempo de viagem(tv): descreve melhor desempenho na operação p/usuário L = distância total O/D, separada em direta e de circuitação; Vp = velocidade de percurso; d= atraso total ou dn= em parada, fila. . . velocidade global: relacionada com qualidade de serviço obtida no sistema viário, que também poderia ser medida pelo tempo total de viagem (T). velocidade direta: exclui o efeito da circuitação na distância total O/D, aprimorando a medida de qualidade de serviço.
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Variáveis de Serviço. . . Atraso (demora): atraso parado ou em fila (dp/dn)= tempo perdido em fila; medida usual (geralmente, em segundos). atraso em marcha (em Vp ou Lc): desacelerando e acelerando; com velocidade restringida; em desvio em relação à rota direta, . . . atraso total (d) = tempo real - tempo ideal (critério ambíguo), pode incluir aceleração/desaceleração, desvio em relação ao trajeto normal. . . Vp/Lc atraso regular X sobre-atraso (dr ou ds): separa efeito da demanda regular (em cada tipo de controle) ou aleatoriedade e sobre-demanda. atraso fixo, ou mínimo, X variável, ou de fluxo, (dm ou dq): separa atraso mínimo, que é função da geometria e tipo de controle apenas, do efeito da interação do tráfego (controle, aleatoriedade, sobre-demanda). diversos outros conceitos: atraso parado de controle (d. Pc. . . ) ou congestionamento (d. Pm X d. Pq). atraso em marcha geométrico (d. Mg. . . ) ou de interação (d. Mm X d. Mq).
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . atraso total - conceito mais genérico: atraso total=tempo real - tempo ideal. . . termos de correção do atraso parado para o atraso total na rota: atraso em redução de velocidade: (redução ) atraso de desaceleração/aceleração (velocidade ) - tempo de desaceleração: , aceleração: - e atraso ou , se não há fila parada (somente aumento na densidade de tráfego), medida de atraso depende da definição de velocidade de percurso ! termos de correção do atraso total incluindo circulação (desvio de rota): atraso em desvio da rota direta: (ou com V). VER EXERCÍCIO ATRASOS DE MARCHA
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . medidas pontuais X medidas por trecho: é a extensão ocupada por veículo/faixa z é a extensão da fila, média por faixa contém a correção pelo percurso da extensão horizontal da fila z compatível com medidas instantäneas X medidas médias no período: em geral, hipótese de variação linear da fila é suficiente fila média é a média obtida com a fila inicial e fila final: (caso contrário, dividir período em sub-períodos menores)
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Variáveis de Serviço. . . diagrama espaço-tempo: movimento de um veículo
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Variáveis de Serviço. . . Outras variáveis: fluxo de acesso/egresso (atrasos) movimentos de estacionamento (tempos de busca) paradas em pontos de ônibus (atrasos) tempos de travessia (fluxos de travessia) intrusão social, visual. . . acidentes, conflitos de tráfego, . . . poluição do ar, ruídos. . . pagamentos (tarifas, pedágios, estacionamento, . . . ) custo de viagem (combustível, . . . ).
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Variáveis de Serviço. . . Impedância de viagem (custo generalizado): medida sintética (por viagem): pondera tempo (no veículo, andando, esperando, circulando), e outros atributos como custo, segurança. . equivalente, em geral em unidade monetária ($) : “valor” relativo do tempo ($/h por componente) (também chamado de custo percebido ou desutilidade da viagem). considera os diferentes aspectos (pode ponderar diversas parcelas de tempo e custo de forma distinta ou ser expresso em tempo generalizado). exemplo: tempo de viagem 1, 0 h (0, 5 h parado), desvio padrão de 20% combustível $ 1, 80, estacionamento $ 5, 00, outros $ 1, 00 valor do tempo: 2, 00 $/h custo generalizado: 7, 80 +. 2, 00. 1 h? =$ 9, 80. crítica: custo do usuário para uma viagem, não pondera custos externos do transporte (ruído, poluição, . . . ) e não mede custo econômico ou valor global do serviço obtido (ponderando o número de usuários atendidos). exemplo: custo social.
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Variáveis de Serviço. . . medida complexa: usualmente necessário detalhar pelo menos Medidas de segurança viária (de trânsito. . . ): sua tipologia e gravidade. . . Acidentes de Trânsito: medida de insegurança. . . (conceito negativo) EVENTO INESPERADO E INDESEJADO QUE ENVOLVE USUÁRIOS (MOTORISTA, PEDESTRE, CICLISTA, MOTOCICLISTA, . . . ) CIRCULANDO NA VIA E QUE PRODUZ DANOS HUMANOS OU MATERIAIS … DECORRENTES DO IMPACTO COM OS VEÍCULOS EM CIRCULAÇÃO. . . (normalmente medido pela frequência de ocorrência no tempo. . . ). Dificuldade de medir: não diretamente observável, usualmente registro policial, grande aleatoriedade, danos múltiplos, de difícil avaliação/longo tempo. . . trivialmente, o inverso da frequência de acidentes é uma medida de segurança (representa o intervalo de tempo entre eventos inseguros. . . ). conceito mais qualitativo: POSSIBILIDADE DE REALIZAR AS ATIVIDADES SEM RISCO E PREOCUPAÇÃO DE ENVOLVER-SE EM ACIDENTES DE TR NSITO (E SEM RISCO DE TER OS DANOS E SEQUELAS DECORRENTES DESTES) a insegurança pode inibir atividades e produzir uma redução de acidentes. . . o desconforto com a insegurança pode estar presente mesmo sem acidentes
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Variáveis de Serviço. . . Medidas de segurança viária (de trânsito. . . ): Tipologia dos Acidentes - SIMPLES (NBR 10697/1989, ANSI D 16. 1 -2007, US-MMUCC, EU-CADa. S, …): COLISÕES: IMPACTO DE DOIS VEICULOS EM MOVIMENTO (ABALROAMENTO) FRONTAIS, frente a frente, na mesma direção, em sentidos opostos TRASEIRAS, frente e traseira, na mesma direção e sentido … inclui também DE RÉ, traseira e traseira ou traseira e frente, com veículo em marcha a ré TRANSVERSAIS, frente e lateral, em direções que se cruzam (angular …) LATERAIS, lateral e lateral, direções paralelas (mesmo sentido ou sentidos opostos) TIPO DE VEÌCULO EM GERAL NÃO É DISTINGUIDO (veículo pesado, moto, bicicleta, …) CHOQUES: COM OBSTÁCULOS FIXOS OU IMOBILIZADOS (VEÍCULOS ESTACIONADOS …) NÃO DEVERIA INCLUIR VEÍCULO PARADO (EMBARQUE/DESEMBARQUE, SEMÁFORO, …) ATROPELAMENTOS: ACIDENTE COM USUÁRIO (PESSOA OU ANIMAL) DESPROTEGIDO … NÃO É USUALMENTE CLASSIFICADO: atropelamento, lançamento frontal, lateral, queda … TAMBÉM: em travessia, no acostamento, em calçada, … morador, trabalhador, … SINGULARES: ACIDENTE SEM COLISÃO, CHOQUE OU ATROPELAMENTO INTERNACIONALMENTE: CAPOTAMENTOS, giro até que o teto toque o solo … colisão entre veículos, TOMBAMENTOS, giro até que a lateral toque o solo … com obstáculo, com QUEDAS, impacto em razão de queda livre do veículo, … pedestre, com ciclista, . . . OUTROS: queda de passageiro, queda de carga, choque com carga, … SAÍDA DE PISTA é outra categoria (pouco definida) eventualmente encontrada - MÚLTIPLO … engavetamento e outros acidentes em sequência … usualmente classificação pelo evento inicial ou pelo evento mais grave …
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Variáveis de Serviço. . . Medidas de segurança viária: Gravidade dos Acidentes - GRAVIDADE DAS VÍTIMAS (. . . MONTANTE DOS DANOS MATERIAIS) ESCALAS DE SEVERIDADE SIMPLIFICADA (F/ABC ou K/ABC, … ou KSI/OI/PDO. . . ) Podem existir critérios F: FATAL, IRRECUPERÁVEL peculiares: exemplo Sp A: INCAPACITANTE … GRAVE - códigos de eventos B: COM HOSPITALIZAÇÃO … MÉDIA operacionais são usados C: SEM HOSPITALIZAÇÃO … LEVE com gravidade implícita ESCALAS DE SEVERIDADE DETALHADAS 01 -acidente fatal; EXIGEM A TIPIFICAÇÃO POR MÉDICOS/PARAMÉDICOS ABNT NBR 6061/1980: (12 NÍVEIS), … 02 -acidente com vítima; 03 -acidente sem vítima; AIS-ABREVIATED INJURY SCALE (13 NÍVEIS), 04 -atropelamento. . . MAIS-MINIMUM ABREVIATED INJURY SCALE (6 NÍVEIS): risco à vida (apud Evans, 2004) 1: ferimento leve (ou apenas eventual … não requer tratamento …) ~0 2: ferimento médio (requer tratamento, ~até fraturas simples …) ~0, 1% 3: ferimento sério (requer maior tratamento mas risco à vida reduzido …) ~0, 8% 4: ferimento severo (tratamento complexo, ~até esmagamento de ossos …) ~7, 9% 5: ferimentos críticos (tratamento intensivo, sobrevivência incerta …) ~58, 4% 6: ferimentos irrecuperáveis (sobrevivência virtualmente impossível ~fatais …) ~100% - GRAVIDADE DOS ACIDENTES (EM GERAL PELA VÍTIMA MAIS GRAVE …) COM VÍTIMA: COM VÍTIMA FATAL, COM VÍTIMA NÃO FATAL (GRAVES, MÉDIAS, LEVES), … SEM VÍTIMA (DANOS À PROPRIEDADE), SIGLA USUAL: PDO, PROPERTY DAMAGE ONLY … DETALHAMENTO TAMBÉM USUAL: F/ABCo, o=PDO (ou MAIS 1 a 6 e 0=PDO) …
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Variáveis de Serviço. . . Medidas de segurança viária (de trânsito. . . ): Métodos e critérios de pesquisa (oficiais) variam entre países (FHWA, LIT, TRL, INRETS. . . não há no Brasil. . . IPT. . . ) Ponderar risco e severidade potencial. . . Conflitos de Tráfego: medida de insegurança mais diretamente observável. . . EVENTOS EM QUE DOIS USUÁRIOS DA VIA OU UM USUÁRIO E UM ELEMENTO DA VIA FICAM EM CURSO DE COLISÃO E UMA MANOBRA EVASIVA TEM DE SER REALIZADA PARA EVITAR O ACIDENTE … (pode-se incluir situações de risco iminente sem manobra evasiva. . . ). Dificuldade de medir: exige pesquisa de campo (para boa parte dos casos poucas horas mas eventualmente alguns dias de observação), exige pesquisadores treinados (identificar conflitos com nível de risco relevante) critério baseado na observação e avaliação de risco na manobra evasiva. . . manobra evasiva em geral é frenagem (mas pode ser desvio ou aceleração. . . ) eventualmente pode faltar a manobra evasiva e haver risco iminente (near-miss) nível de risco relevante: tempo disponível X requerido para manobra evasiva. . . tem de ser distinguidas de manobras usuais no tráfego (como ceder preferência) não exige reação emergencial (quase-acidente tem frequência bem menor. . . ). . .
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Variáveis de Serviço. . . Medidas de segurança viária (de trânsito. . . ): Medida (e relação) pode ser específica de cada contexto , exigindo conceitos e parâmetros específicos de análise. . . Ponderar risco e severidade potencial. . . Medidas Operacionais de Segurança de Tráfego: medidas de oportunidade. . . devem ser diretamente relacionáveis com variáveis de tráfego e de projeto Oportunidades de Manobra: frequência no tempo de situações em que há condições para realizar a manobra com dada margem de segurança. . . Oportunidades de Conflito: frequência no tempo de situações em que há certas condições para ocorrência de conflitos, com nível de risco relevante. . . interesse é possibilidade de relacionar com variáveis de tráfego e de projeto! Medidas Relacionadas ou Indicadoras de (In)Segurança de Tráfego: . . . Correlata se a relação com a (in)segurança é reconhecida mas eventualmente complexa e dependente de outros fatores (como velocidade, transgressão voluntária ou involuntária, etc. . . ) Indicadora se a relação é razoavelmente direta (em cada contexto) e a medida pode ser tomada como um bom índice aproximado (proxy) do nível de (in)segurança relativo (potencial de acidentes). . . idealmente, as medidas (de oportunidades) de conflito de tráfego devem ser indicadoras!
SEGURANÇA VIÁRIA - Princípios Básicos 2. Teoria: Variáveis de Serviço. . . MEDIDAS OPERACIONAIS DE (IN)SEGURANÇA - DIRETAMENTE OBSERVÁVEIS DURANTE A OCORRËNCIA (NA OPERAÇÃO) - SENSÍVEL ÀS VARIÁVEIS (E MODELOS) DE PROJETO E DE OPERAÇÃO • CONCEITOS GERAIS DE MEDIDAS OPERACIONAIS DE SEGURANÇA: - OPORTUNIDADE DE MANOBRA (EXISTËNCIA DE CERTAS PRÉ-CONDIÇÕES PARA REALIZAR A MANOBRA COM UM NÍVEL DE SEGURANÇA REQUERIDO. . . OU ACEITO, NUMA VISÃO MAIS DESCRITIVA. . . ) COMO BRECHAS OU ESTÁGIOS ADEQUADAS PARA TRAVESSIA … - OPORTUNIDADE DE CONFLITO (EXISTËNCIA DE CERTAS PRÉ-CONDIÇÕES PARA OCORRÊNCIA DE UM CONFLITO COM UM NÍVEL DE RISCO RELEVANTE. . . OU PERCEPTíVEL, NUMA VISÃO MAIS DESCRITIVA. . . ) COMO TRAVESSIAS DIANTE DE VEíCULOS EM APROXIMAÇÃO … • ALÉM DE OBSERVÁVEIS, AS MEDIDAS OPERACIONAIS DE SEGURANÇA SÃO DEFINIDAS DE FORMA A PERMITIR DESENVOLVER MODELOS DE PREVISÃO (ADEQUADOS) DA FREQUËNCIA, GRAVIDADE - POTENCIAL DE ACIDENTE (EXISTËNCIA DE OPORTUNIDADES DE CONFLITO COM MAIOR EXIGÊNCIA DE ATUAÇÃO PARA EVITAR O ACIDENTES. . . OU COM RISCO RELEVANTE DE FALHA NA MANOBRA EVASIVA, NUMA VISÃO MAIS DESCRITIVA. . . ) COMO EVENTOS COM TEMPO DE REAÇÃO REDUZIDO OU SITUAÇÕES COMPLEXAS ONDE O ERRO HUMANO É MAIS PROVÁVEL … - POTENCIAL DE DANO, FERIMENTO, SEQUELA, FATALIDADE (RESULTA DO ACIDENTE. . . FUNÇÃO DA VELOCIDADE DE IMPACTO. . . RIGIDEZ NO IMPACTO. . . SOCORRO AO ACIDENTE. . . )
SEGURANÇA VIÁRIA - Princípios Básicos 2. Teoria: Variáveis de Serviço. . . MEDIDAS OPERACIONAIS DE (IN)SEGURANÇA - MODELOS DE PREVISÃO DE OPORTUNIDADES DE CONFLITO DE TRÁFEGO - MODELOS DE PREVISÃO DO POTENCIAL DE ACIDENTES, FERIMENTOS E FATALIDADES. . . total • PREVISÃO DE OPORTUNIDADES DE CONFLITO: Nível de Risco - FORMA DIRETA: - FORMA INVERSA: i: initial maneuver; k: condition (flow in queue, intergreen. . . ); j: arriving maneuver; k: condition… Qi: total flow of maneuver i; pik: fraction in condition k; Qj: of maneuver j; pjk: in condition k… p. Rik: probability of maneuver i, k being in exposure (Tei); p. Rjk: of maneuver j, k in exposure (Tfj)… pijk: probability of a conflicting arrival of flow j (Qj); pjik: of interference generated by flow i (Qi)… p. Oijk: probability of other factors for relevant risk (lack of visibility, free arrival, delayed reaction, . . . ) - DEVEM PRODUZIR A MESMA ESTIMATIVA, SOB HIPÓTESES CONSISTENTES. . . • PREVISÃO DO POTENCIAL DE ACIDENTES, FERIMENTOS, FATALIDADES: tempo de reação<tempo disponível=>velocidade de impacto. . . Pr[ferimento], Pr[fatalidade], . . .
SEGURANÇA VIÁRIA - Princípios Básicos 2. Teoria: Variáveis de Serviço. . . ACIDENTES DE TR NSITO: FATORES CONTRIBUINTES PARA A GRAVIDADE DOS ACIDENTES (E DAS VÍTIMAS) … VELOCIDADE (RELATIVA) DE IMPACTO MAIOR NAS COLISÕES FRONTAIS. . . DEPOIS TRANSVERSAIS OU COM OBSTÁCULOS … MENOS NAS COLISÕES TRASEIRAS. . . AINDA MENOR NAS COLISÕES LATERAIS … MAS: PERDA DE CONTROLE DO VEÍCULO, LANÇAMENTO DOS OCUPANTES, PEDESTRES … DELTA V, DESACELERAÇÃO NO IMPACTO (PRIMEIRO ACIDENTE. . . ) IMPACTO ABRUPTO´, ELEMENTO RÍGIDO: GRANDE REDUÇÃO DE B, DESACELERAÇÃO EXTENSÃO DO IMPACTO: FASE DE COMPRESSÃO (IMPACTO TOTALx. PARCIAL. . . ABSORÇÃOx. REDIREÇÃO. . . ) E RESTITUIÇÃO DO IMPACTO … ESFORÇOS TRANSMITIDOS ÀS VÍTIMAS (SEGUNDO ACIDENTES. . . ) TRANSMISSÃO DA DESACELERAÇÃO AOS OCUPANTES (MAIS EXTENSÃO, MENOS FORÇA. . . ) CONTROLE DO REDIRECIONAMENTO DOS VEÍCULOS CONTROLE DO REDIRECIONAMENTO DOS OCUPANTES (IMPACTO COM SOLO/ENTORNO. . . ) A VELOCIDADE É UM FATOR DETERMINANTE EM QUASE TODOS OS ASPECTOS ! FATORES CONTRIBUINTES PARA A GRAVIDADE DOS CONFLITOS (RISCO DE ACIDENTE …) TEMPO DE REAÇÃO DISPONÍVEL: DIFICULDADE DE PERCEPÇÃO E ATUAÇÃO … ESTADO DE ATENÇÃO, EXPECTATIVA/FAMILIARIDADE, SOLICITAÇÕES CONCORRENTES … COMPLEXIDADE DA SITUAÇÃO OU REAÇÃO: DIFICULDADE DE JULGAMENTO OU EVASÃO. . . PROPENSÃO A ERROS NA PERCEPÇÃO/ATUAÇÃO, AÇÃO TARDIA. . . MAIOR IMPACTO … TAMBÉM TEM A VELOCIDADE COMO FATOR IMPORTANTE (MAS OUTROS FATORES. . . ) !
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Variáveis de Oferta. . . Capacidade: máximo fluxo que pode normalmente atravessar uma seção em condições existentes de tráfego, geometria e controle, num dado período. onde é o intervalo mínimo (média para os diferentes tipos de veículos). variações: geometria da via: nº de faixas, largura, rampa, curvatura; condições locais: tipo de motorista, interferências (pedestres, estacionamento); composição de tráfego: tipo de veículo, movimentos; controle de tráfego: sinalizações (prioridade, semáforos), fluxos conflitantes; outros: acidentes e outros eventos, fatores climáticos como chuva, neblina, . . . capacidade real = f(capacidade ideal, correção para fatores intervenientes) condições ideais condições locais
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Variáveis de Oferta. . . Velocidade de fluxo livre (VFL): velocidade média de operação dos veículos de uma via, num dado período, ao utilizar a via sem tráfego na via própria, nas condições existentes de geometria e de controle de tráfego. , onde é a velocidade livre de percurso da via; , onde é a velocidade de operação desejada do tráfego; . cada tipo de veículo tem velocidades de fluxo livre específicas, função de suas características operacionais. fatores que reduzem a capacidade podem também reduzir velocidade de fluxo livre (exemplo: semáforos) mas não há relação direta entre os efeitos.
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Variáveis de Oferta. . . efeito da geometria da via: largura das faixas, presença de obstruções laterais; no. de faixas (no mesmo sentido, no sentido oposto); extensão de declive ou aclive (local e trecho anterior); raio de curvatura, presença de sobre-elevação e sobre-largura; visibilidade disponível em trechos de via ou interseções. efeito do controle de tráfego: densidade de cruzamentos semaforizados (repartição do tempo); densidade de conversões à esquerda permitidas (em semáforos ou não); densidade de cruzamentos não semaforizados (prioridade ou não); densidade de veículos estacionados (e manobras de estacionamento); densidade de paradas de coletivos (e manobras de paradas); densidade e freqüência de travessias de pedestres e outros usos locais; densidade de redutores de velocidade (eletrônicos, físicos, . . . );
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Variáveis de Oferta. . . Capacidade viária: máximo atendimento à função deslocamento. menor ou igual à capacidade de tráfego da via (restrições econômicas, ambientais, urbanísticas. . . ) Outras capacidades: capacidade para estacionamento (vagas em lotes privados, estacionamentos privados e públicos, em faixas da via); capacidade para armazenamento de filas de veículos no tráfego; capacidade para abrigar veículos parados (acostamentos, baias); capacidade paradas junto às vias (servir passageiros); capacidade das paradas de coletivos (servir passageiros); capacidade para travessias de pedestres, . . . são fatores interferentes na capacidade de tráfego (para deslocamento) podem limitar a capacidade viária (restringir função deslocamento).
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Variáveis de Oferta. . . Outras variáveis de oferta: liberdade de acesso dos lotes às vias (restringido, só à direita, total); liberdade de circulação (retornos, conversões, mãos de direção), . . . Curvas de operação (cada variável, em todos os regimes de operação): curvas de atraso nas vias de acesso ou travessias de pedestres curvas de emissão de poluentes do ar ou de ruído. . . tipo de tráfego!
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Variáveis de Oferta. . . Condições de Oferta: fluxo contínuo (ou ininterrupto): condições de operação determinadas por fatores "internos" à corrente de tráfego. condições de operação resultam somente da interação entre veículos na corrente de tráfego; corrente de tráfego com prioridade, sem interrupções “externas”. fluxo descontínuo (ou interrompido): condições de operação determinadas por fatores “externos” à corrente de tráfego. interrupções periódicas do fluxo causadas por semáforos ou outras correntes de tráfego prioritárias; condições de operação influenciadas pelo ritmo das interrupções; interrupções: usualmente ocorrem nas interseções (em nível).
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Variáveis de Oferta. . . regimes de operação: níveis de interação entre oferta e demanda. fluxo livre (demanda Q C); congestionamento (demanda Q C); saturação (filas, demanda Q C); super-saturação (demanda Q C) (interferência das filas). capacidade para fluxo contínuo ( ): é a capacidade máxima da via, dada a sua característica física e o tipo de tráfego que utiliza a via. a capacidade para fluxo contínuo não corresponde à saturação ! saturação: qualidade de operação ruim (gargalo, fila = V baixa) perda do potencial de capacidade de tráfego da via. não há recuperação imediata no tráfego após ocorrência de saturação. . .
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Variáveis de Oferta. . . capacidade para fluxo descontínuo ( ): é a capacidade máxima da via considerando a influência de fatores externos que interrompem sua operação (periodicamente. . . ). a capacidade para fluxo descontínuo corresponde à saturação ! interrupções: tempo bloqueado formação de filas (gera fila) tempo disponível dissipação das filas operação normal se fluxo de saturação: fluxo que escoa livremente a partir de uma fila contínua com 100% do tempo disponível para o movimento. , onde é o intervalo de saturação (Fluxo de Saturação: veículos/tempo disponível) capacidade: função dos tempos disponível e perdido saturação: qualidade de operação ruim (mas fluxo igual à capacidade) super-saturação: filas em um elemento bloqueiam a operação de outros (perda de capacidade em função do bloqueio).
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Variáveis de Oferta. . . Nível de serviço: medida qualitativa relativa às condições de operação do tráfego do ponto de vista dos usuários, considerando influência de outros usuários; influência das interrupções; estabilidade da operação. A fluxo livre, manobra livre; B restrições iniciais ao usuário; C vigilância constante; D importância de acidentes, tempo de recuperação; E movimento uniforme, limite de fluxo; F “demanda” > capacidade. em geral, os níveis de serviço podem ser relacionados com um dado limite do nível de utilização da capacidade. "volume" de serviço: máximo fluxo que pode ser acomodado dentro de cada nível de serviço (A a E): .
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Variáveis de Oferta. . . Critérios de Nível de Serviço: medidas de eficácia: critério (mensurável em condições reais e previsível em condições de projeto) que caracteriza o nível de serviço.
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Caracterização das Variáveis. . . Caráter aleatório do tráfego: distribuição dos intervalos (ou espaçamentos) entre chegadas intervalo médio: , onde q é a taxa média de chegadas; mas há intervalos (H) maiores e menores que o intervalo médio; formulações equivalentes podem ser utilizadas para variáveis de separação espacial (ao invés de temporal), sendo neste caso mais usual a análise por faixa (com densidade por faixa ) ! outros aspectos distribuição dos tempos de viagem; distribuição de tipos de veículos no tráfego ou em filas; distribuição do no. de veículos nos pelotões; distribuição dos intervalos/espaçamentos entre pelotões; distribuição de volumes horários/diários, acidentes de trânsito, . . . VER EXERCÍCIO TIPOS DE CHEGADAS
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Caracterização das Variáveis. . . distribuição dos intervalos entre chegadas intervalo médio: , onde q é a taxa média de chegadas; H: intervalo entre chegadas (variável aleatória) nº de chegadas (intervalos) num período de duração T: . modelo usual: distribuição exponencial dos intervalos entre chegadas distribuição de Poisson das chegadas com , (chegadas no período T) probabilidade de nenhuma chegada: , onde portanto, distribuição exponencial dos intervalos, com versão discreta: distribuição geométrica: ( )
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Caracterização das Variáveis. . . Hipóteses implícitas no modelo usual: críticas: fluxo médio constante (q); chegadas independentes; Pr(de 1 chegada em t) ~ q. t; Pr(mais de 1 chegada em t) ~ 0. período longo q pode não ser constante ; existência de pelotões na corrente de tráfego; separação mínima (t) não há nova chegada se t t;
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Caracterização das Variáveis. . . distribuição de Cowan para os intervalos entre chegadas efeito de pelotões próximo a semáforos ou quando o tráfego é pesado; efeito da separação mínima com uma única faixa e tráfego pesado. proporção q. L dos veículos tem brecha (H-t) com distribuição exponencial proporção q. P=(1 - q. L) restante: pelotão com H=t (uniforme) portanto, H tem distribuição mista, onde: D tem distribuição determinística P [D=t]= 1 e P[D t]= 0, E tem distribuição exponencial f. P[E=t]= F= (E+t): a distribuição de Cowan dos intervalos é , e H= q. L. (E+t) + (1 - q. L). D
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Caracterização das Variáveis. . . Exemplo: pedestre tem de atravessar uma via com fluxo médio q=900 v/h e tempo de travessia é de 8 seg. Admitindo uma corrente de tráfego poissoniana, qual a probabilidade de ter um intervalo para travessia com uma margem de segurança de 3 seg? - poissoniana: , distribuição exponencial de intervalos - intervalo adequado: e (~1 em 16 !) Quantas oportunidades de travessia adequadas ocorrem por hora? - o número total de intervalos médio em uma hora é - o número de oportunidades adequadas é (~1/minuto) Qual a chance de ter um intervalo de travessia com segurança inadequada? - admitindo que a travessia ocorre quando H>8 seg, - apenas 6, 4% tem segurança adequada, portanto Se o pedestre tem prioridade e atravessa a via, qual a probabilidade de uma chegada conflitante veicular durante seu tempo de travessia? - probabilidade de conflito:
SEGURANÇA VIÁRIA - Princípios Básicos 2. Teoria: Variáveis de Serviço. . . Medida de Segurança: pedestre tem de atravessar uma via com fluxo médio q=900 v/h e tempo de travessia é de 8 seg. Fluxo de pedestres na travessia: qped=400 ped/h (picos, 10% dia) Quantas oportunidades de conflito relevantes ocorrem por hora? - travessia aleatória (ou confiante): - travessia em brechas: Quais fatores reduzem a probabilidade de manobra evasiva eficaz? - métrica geral: t. reação<t. disponível=f[visibilidade, velocidade, expectativa, . . . ] Qual a medida do potencial de acidentes na travessia? - acidente=Oportunidade. Conflito(CO)&Falha. Evasão(EF). . . Quais fatores afetam a severidade potencial dos acidentes no local? - severidade=f[ V]=f[Vinicial, Vimpacto, Krigidez]. . . Qual a medida do potencial de ferimento e fatalidade? fatores aleatórios. . . probabilidade de ferimento e fatalidade
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Caracterização das Variáveis. . . distribuição derivada: diversas outras variáveis exibem aleatoriedade. . . mas devem obedecer a relações diversas (físicas, contábeis, etc. . . ) a distribuição de uma variável e as relações válidas determinam (ou pelo menos restringem) a forma das distribuições derivadas. . . distribuição de Poisson das chegadas: distribuição de intervalos exponencial distribuição da probabilidade de chegada em intervalos (fluxo uniforme) probabilidade de chegar no intervalo H: com qualquer distribuição de intervalos (derivada de ) exemplo: chegadas poissonianas e intervalos exponenciais, tem-se (derivada de ) distribuição da probabilidade de tempo residual (lag) t (fluxo uniforme)
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Caracterização das Variáveis. . . distribuição dos tipos de chegada (tipo de veículo, manobra, . . . ): dada a proporção pi do tipo de veículo i considerado no fluxo de tráfego - se o tráfego geral é poissoniano c/m=q. T, o tipo i é também c/mi=pi. q. T; (tipos independentes) - se é dado o total n no período, a distribuição básica de ni é binomial; (generalização multinomial) - a distribuição básica de k veículos do tipo i em sequência é geométrica. (soma de sequências: Pascal) - se k tem de ser menor que n, a distribuição geométrica é truncada. (soma de sequências: numérica) exemplo: Q=1800 v/h (0, 5 v/s), 5% à esquerda e 20% pesados (10 m; leves 6 m) ciclo=90 seg; verde 60 seg; baia de conversão com 2 vagas (12 m) - P[até 2 na baia]? m=0, 05*0, 5*90=2, 25; P=Po[0]+Po[1]+Po[2]=0, 609 - P[2 e bloqueio]? P=1 -Pl*Pl=1 -0, 80*0, 80=0, 36 (36%), 2=(leve, leve) não - n[só leve, primeiros 20 s]? Admita nmáx=2. nméd=2. 0, 5. 20=20 chegadas p=1 -0, 05=0, 95, P[até 20]=1 -0, 95^20=0, 64 e E[n]=0, 95/0, 05*0, 64=12, 2 v
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Caracterização das Variáveis. . . distribuição de tempos de viagem (e velocidades): função de diferenças entre motoristas (velocidade desejada) e veículos. distribuição de fluxo em A e B x distribuição de tempo de viagem AB: saídas de A. . . tempos de viagem (velocidades). . . chegadas em B. . . fluxo em A. . . tempos de viagem (velocidades). . . fluxo em B. . . não há relações gerais, simples, exceto em casos particulares. V uniforme (t uniforme) => mesma distribuição (deslocada) chegadas independentes (tráfego leve) => distribuição poissoniana caso mais geral: depende das condições de tráfego entre A e B. . .
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Caracterização das Variáveis. . . distribuição de tempos de viagem x fluxo de tráfego: fluxo em A. . . tempos de viagem (velocidades). . . fluxo em B. . . dispersão de pelotões: também função da variação nos tempos de viagem. ocorre quando tráfego é inicialmente escoado da interseção em pelotão (pequeno espaçamento entre veículos, usualmente a partir de uma fila). atenuação de pelotões: de forma inversa, ao longo de uma fila com pelotões.
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Caracterização das Variáveis. . . modelo de dispersão de tráfego de Robertson: perfil cíclico de tráfego usual em vias arteriais (dominadas por semáforos, condição estacionária) hipótese de Seldon: distribuição quase-geométrica dos tempos de viagem. modelo simplificado: tempo de viagem discreto (em passos, 1 seg ou mais) então com modelo de Robertson: (equação recursiva que permite determinar o perfil de chegadas adiante).
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . Equação de Continuidade de Tráfego: conservação da quantidade de veículos na corrente de tráfego (relação entre q e V) ! volume ou fluxo de tráfego (q): intervalo h=1/q ; velocidade (V): média, espacial ou temporal. regime estacionário, seção uniforme, corrente homogênea: intervalo : todos os X veículos (mesmo o mais distante) passarão por A. !! K=X/L: densidade de veículos no trecho considerado (Veículos/km) ; densidade de tráfego (K): espaçamento e=1/K.
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . Velocidade de tráfego velocidades pontuais: de um veículo em uma seção (ou pequeno L antes da seção). Medida local e específica para um veículo fontes de variações: tipo de veículo (tecnologia, relação peso/potência); tipo de motorista (motivo da viagem, . . . ); via e geometria (rampa, curvatura, . . . ); volume e composição do tráfego; clima (controle do veículo, visibilidade).
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . distribuições das velocidades puntuais no tráfego: onde: =velocidade média =velocidade p/ 15% inferior (V ) =velocidade p/ 15% superior (V + ) =desvio padrão de V. média temporal: das velocidades dos veículos que passam por uma seção S ( ) em um período de tempo T. média espacial: das velocidades dos veículos que ocupam um trecho L em ( ) um instante t. a relação entre estas velocidades médias é ( ). VER EXERCÍCIO CIRCUITO
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . tráfego geral (regime estacionário): trecho de extensão L, período de observação T; veículo com velocidade vi permanece um tempo volume: N veículos em proporção pi na velocidade vi ; no trecho; probabilidade de observar um veículo num instante do período T é número médio de veículos no trecho: número médio de veículos com velocidade vi é : . onde: é densidade de veículos no trecho L média no período T. é o fluxo de veículos no período T, médio no trecho L. ;
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . diagrama espaço-tempo: tráfego geral onde: T = duração do período de observação (s) L = extensão do trecho observado (t) NT(s) = nº de veículos que passaram no período T pela seção S NTL = n de veículos passando ou que passaram no trecho L em T XL(t) = nº de veículos que estão no trecho L no instante t XLT = n de veículos que estão ou estiveram no trecho L em T
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . conceitos generalizados: tráfego geral velocidade média temporal ( pois ): e, se , então é a média aritmética das velocidades individuais.
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . velocidade média espacial ( e, se ): , então é a média harmônica das velocidades individuais. velocidade média do tráfego é a velocidade média espacial: (média aritmética dos veículos percorrendo um trecho em um instante ou média harmônica dos veículos passando por uma seção em um período) VER EXERCÍCIO OBSERVADOR EM MOVIMENTO *
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . equação de continuidade: (estacionária) com a velocidade média espacial incorpora o tempo que os veículos permanecem no sistema viário ! regime transiente (trecho elementar): ou
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . representação simplificada: correntes subsidiárias (Wardrop, 1952) , corrente de tráfego i (veículos com velocidade ) permite deduzir grande parte das relações válidas de forma simplificada: média espacial média harmônica temporal e aplicação: fluxo de ultrapassagem em v/h/km por trecho de via (Walker, 1946) ou simplicidade ilusória porque velocidades dependem da interação entre correntes característica das correntes de tráfego: velocidade livre (sem interação)
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . equação de continuidade: conservação do no. de veículos. . . (estacionária) vale em um sistema de referência móvel: velocidade relativa: V+/-vo fluxo relativo: direção normal=(passam-passados); contrária=cruzam método do carro flutuante: passam=passados. . . V=vo ! método do observador em movimento: 2 medições (em geral: a e c) (passam-passados) (cruzam)
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Variáveis de Demanda. . . exemplo: numa via de 2 faixas, a faixa direita escoa 1300 v/h com velocidade razoavelmente homogênea de 50 km/h e a faixa da esquerda escoa 1000 v/h com velocidade razoavelmente homogênea de 80 km/h. . . obter a densidade de tráfego em cada faixa e a densidade de tráfego na via e verificar a relação entre fluxo de tráfego e velocidade na via (2 faixas) - densidade de tráfego na faixa direita: densidade de tráfego na faixa esquerda: densidade de tráfego na via (2 faixas): - o fluxo total escoado na via (2 faixas): equação de continuidade: (velocidade média) média temporal: média espacial: =V! (média harmônica: ) qual o fluxo na faixa lateral visto pelos veículos de cada uma das faixas? direita: (1 cada 9, 6 s) esquerda: p/trás!
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . Atraso parado, em filas atraso parado total (em veículos-hora): “fila” ( n[t] ): "chegadas"- "saídas" “atraso” dn[t]= : . . (atraso também com modelo de fila vertical: dn[i]=tn[i]. . . ) atraso acumulado: (em veículos. hora). (modelo de fila horizontal e )
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . relação entre atraso parado e fila (médios): em regime “estacionário” e ! (fluxo médio no período ) em regime transiente: por veículo: de cada veículo i que chegou no período T ( ) por período: de veículos parados no intervalo k do período T ( atraso para um veículo que chega em fila medidas podem ser diferentes dentro do período (normalmente são. . . )! ) ( : constante), fixo
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . medidas pontuais X medidas por trecho: é a extensão ocupada por veículo/faixa é o no. de faixas da fila (V antes da fila) simples se qn=C constante (sem Vn e z da fila média por faixa) contém a correção pelo percurso da extensão horizontal da fila z medidas instantäneas X medidas médias no período: padrões de formação e dissipação de fila podem variar: - redução de demanda após o pico (=redução da fila a partir do final). . . - aumento da capacidade após o pico (=redução da fila do início). . . correção simplificada:
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . exemplo: numa via de 2 faixas, um acidente bloqueia 1 das faixas por 15 min no início do congestionamento, o fluxo cai a 1300 v/h e no primeiro minuto forma-se uma fila de cerca de 300 m (~1 v a cada 20 m na fila) obter o atraso do veículo que chega a fila nesse instante ou posteriormente. . . - a redução do fluxo decorre da restrição de capacidade com o acidente - no primeiro minuto, adotando tem-se (admitindo que a fila é nula antes do acidente) - o fluxo escoado na fila foi estimado em - portanto, o tempo na fila é (efeito do acidente) e admitindo antes da fila, o atraso na fila é - posteriormente a análise é semelhante mas, quando a fila começa a ser dissipada, a fila no instante de chegada não é a percorrida pelo veículo ! (note: , portanto !)
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . Fluxo Contínuo: Equação Fundamental do Tráfego. . . falta relação comportamental! Variáveis: . . . interação na corrente de tráfego. . . diferentes velocidades desejadas q (fluxo), V (velocidade), K (densidade) não são independentes. nível microscópico: espaçamento observado velocidade observada freqüência com que os veículos são encontrados no tráfego; dificuldade de ultrapassagem dos veículos mais lentos; possibilidade de escolher a própria velocidade; seguimento; espaçamento mínimo admitido; percepção de segurança. (abordagem das primeiras teorias, usada em modelos de simulação) : comportamento do carro-seguidor. . . muito mais a explicar: velocidades desejadas, acelerações. . . mudanças de faixa (obrigatórias, opcionais) seguimento ou (ultra)passagem. . .
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . nível macroscópico: densidade observada velocidade observada hipótese linear (Greenshields): modelo clássico: dois regimes hipóteses mais gerais: exemplo comportamento dinâmico: hipótese dinâmica: : distância de antecipação; (parâmetros: ) (velocidade de equilíbrio) : tempo de reação/ação VER EXERCÍCIO CARRO-SEGUIDOR
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . Diagrama fundamental: considerando a hipótese linear de Greenshields temos: ; uma função quadrática ! máx. Capacidade(C): fluxo máximo (comportamental) em condições normais quando é válida a hipótese linear de Greenshields hipótese não-linear: e as curvas reais, além de não-lineares, são descontínuas (a operação em fluxo normal é qualitativamente diferente da operação em fluxo forçado). em fluxo normal: fluxo máximo C, sem filas e sem restrições adiante. . . em fluxo forçado: fluxo máximo S, com filas e sem restrições adiante. . .
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . Exemplo de curva “real”: (Mc. Shane&Roess, 1990) (notação: S=velocidade, F=fluxo, D=densidade. . . )
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . fluxo normal: operação em condições não saturadas; operação sem a formação de filas (q=Q). fluxo forçado: operação com saturação (‘Congestionamento’) operação nas filas geradas pelos gargalos (C<Q). operação em fluxo forçado: na formação e na dissipação das ‘filas’! dados empíricos indicam que as curvas de desempenho em condições de fluxo normal e forçado não são da mesma natureza e que a velocidade é mais sensível ao nível de utilização quando em fluxo forçado de forma geral ou próximo à capacidade (70 -80% da capacidade) em fluxo normal.
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . instabilidade de operação (regime forçado ou “congestionado”): em regime forçado, pequenos incidentes de operação (flutuações de velocidade ou densidade) fazem a operação do tráfego tender a um ritmo intermitente (de pára-e-anda) perturbação operação estável operação instável , recuperação , pára-e-anda regime forçado (de pára-e-anda) aumenta a ineficiência operacional (mais consumo de combustível, mais emissão de poluentes, . . . )
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . medição da capacidade: observar fluxos máximos medidos dificuldade: não é fácil saber se um fluxo observado corresponde à situação de capacidade(K<30 a 40 v/km/fx, V>40 a 70 km/h) calibrar parâmetros da equação fundamental dificuldade: tem de ser adotada alguma hipótese sobre a forma da relação entre V , K ou q (poucos dados são de C). observar a operação da via ( ) em campo, até superar C(*) dificuldade: a seção não pode ser afetada por gargalos adjacentes; existem os efeitos da instabilidade (capacidade provável). ex. : método da confiabilidade: 15 min/hora em 3 dias, antes do gargalo dia: 1 00/15: 1800 15/30: 1900 30/45: 2000 45/60: 2000 2 1900 2000 !. . . 1900 fila* 3 1800 1900 !. . . 1900 fila* sem fila: n=10; C>1800: 10/10; C>1900: (8 -1)/8; C>2000: (8 -1)/8*(3 -1)/3; . . . 100% 87, 5% 58, 3% limite usual: 95%
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . efeitos da saturação: perda de capacidade de 5%-15% em operação saturada fenômeno das duas capacidades (C fluxo normal > S fluxo forçado)! recuperação não é imediata (dissipação das filas formadas). . . Banks (1990): hipótese ainda controversa. . . HCM-1997: HCM-2000, 2016:
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . efeitos da composição: efeito da heterogeneidade varia de forma importante (especialmente fluxo/densidade de tráfego e regime normal/forçado)! ainda não é claramente compreendido para maior heterogeneidade. . . NCFRP R 31 (2014): Modelo para fluxo misto: incipiente, introduzido no HCM 6 th. Ed, 2016. . .
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . efeito de limites de velocidade: depende do valor do limite imposto: Papageorgiou (2008): VSL em mph, dias claros e dias chuvosos. . .
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . equação de continuidade: (estacionária) conservação do no. de veículos. . . vale em um sistema de referência móvel posição da fila muda no tempo. . . formação e dissipação das filas: final e início da fila em movimento se q. A e q. B tem condições distintas, a fronteira entre A e B se propaga. . . movendo-se com vo: (onda de propagação) w>0 se for para frente w<0 se for para trás w=V se V=(antes/depois) w=0 se estacionária (q=antes/depois). . . formação/dissipação de fila: e fluxos vistos do final e do início da fila: !
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . relação com os modelos de fila vertical e horizontal: fila. . . fila cresce para trás. . . padrões de dissipação de fila e translação espaço-tempo: redução de demanda em aumento de capacidade em dissipação total: input-output
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . Exemplo: via de 2 faixas, Q=2315 v/h, acidente bloqueia 1 fx por 15 min cf=1450 v/h/fx sf=1350 v/h/fx Vs=40 km/h c´f=1400 v/h/fx s´f=1300 v/h/fx V´s=35 km/h
diferente do padrão usual: redução imediata da fila se a demanda diminui (Q”<Cs)! wr de recuperação p/frente ! ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . Exemplo: via de 2 faixas, Q=2315 v/h, acidente bloqueia 1 fx por 15 min cf=1450 v/h/fx Antes: C=2. 1450=2900 v/h>Q=2315 v/h sf=1350 v/h/fx q=Q=2315 v/h=1157 v/h/fx, V=70 km/h, K=2315/70=33 v/km! Vs=40 km/h Depois: C´=1400 v/h<Q=2315 v/h ! Gargalo de capacidade ! q=S´=1300 v/h/fx, V=30 km/h, K=1300/30=43, 3 v/km c´f=1400 v/h/fx s´f=1300 v/h/fx Fila: q=S´=1300 v/h imposto no gargalo V´s=35 km/h mas q=650 v/h/fx, V=15 km/h, K=1300/15=86, 7 v/km! . . . q=S”=2. 1350=2700 v/h sem impedimento adiante! agora q=1350 v/h/fx, V=40 km/h, K=2700/40=67, 5 v/km!
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . Diagrama de Fluxo: - representa o trecho e seus 4000 2600 2000 3600 2000 elementos. . . - representa os períodos típicos 3400 2800 2600 - representa as 3200 3000 3800! 4000 entradas de fluxo - representa as restrições de fluxo 3200! - permite avaliar gargalos existentes 3200 3800! 3800 - permite esboçar evolução das filas - permite representar solução numérica (ou obter solução graficamente. . . )
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . Diagrama de Fluxo: - incorporação de fluxos: . sem saturação brechas: . com saturação com preferência alternada em - separação de fluxos: 4000 2600 2000 3600 2600 3600 4000! 4000 2600 3000 3200 4000! - outros: entrelaçamentos (sem/com saturação), faixas de uso especial/segregadas, . . .
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . mudanças físicas na via. . . incidentes no tráfego. . . modelo de primeira ordem: ajuste imediato, cada x, t. . . (cinemático) LWR (1956) transições abruptas: ondas de choque. . . modelo de segunda ordem: ajustes não são imediatos. . . dinâmica do ajuste ! (cinético) (tempo de reação, distância de antecipação. . . ) hipótese de Payne (1971): e ( euleriana) cinética (condutor, veículo) amortece onda de propagação. . . diversas versões solução/simulação: método de diferenças finitas (ou outro método). . . em t. . . LWR: Godunov. . . CTM. . . LTM. . . GSO: Lax-Friedrichs, Mac. Cormack. . .
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . Visão microscópica do fluxo contínuo (ininterrupto, veículo seguidor): modelo de capacidade “máxima”: tráfego distância mínima (segurança): nas frenagens (crítico: parada, se razoável) estacionário ou congruente: mudanças de faixa (~3 seg): : segurança na interação impacto dos veículos automatizados: IVHS x ADS (CAVs, CVIS, . . . ) via-veículo IVHS-Intelligent Vehicle-Highway System (até final dos anos 90 -PR, dec 97): (nas condições. pelotão (autos, 12 m) a 110 km/h: (C>4 x) de tráfego. mudanças de faixa (~2 seg, cada 50 a 60 m, com sobre-posição parcial. . . ) existentes) ADS-Automated Driving System (Connected, Automated, Cooperactive): ? ? . controle automático de marcha (ACC-Automated Cruise Control) em teste IDM-Intelligent Driver Model: uma das estratégias de ACC mais estudadas , b=2, =4 +0, 3% C cada 1% com ACC (máx: +30%)
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . Fluxo Descontínuo/Interrompido interrupções: efeito do tempo de bloqueio sobre a capacidade. . . ciclo: tempo bloqueado ( ): formação de filas ( ) tempo disponível ( ): escoamento em filas ( ) escoamento normal ( ) capacidade para fluxo descontínuo (interrompido): fluxo de saturação: , , intervalo de saturação:
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . Escoamento das filas: (h = a partir do 4 a 6 veículo) perda de eficiência do movimento: início do movimento: (tempo morto) mais fim do movimento: onde: = tempo excedente (tempo morto perda de eficiência na operação) tempo bloqueado formação de filas (não disponível efetivo: tempo disponível efetivo: (menor que ) )
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Caracterização das Variáveis. . . Características de operação com fluxo oposto: - movimentos secundários ocorrem nas brechas entre veículos das correntes de tráfego conflitantes no fluxo prioritário: brecha h no fluxo oposto, preferencial e conflitante (é um movimento prioritário). - brecha crítica, mínima adequada, : função do tempo necessário para realizar a manobra (depende da aceitação de risco na manobra). - havendo fila contínua, os demais veículos passam com um intervalo de seguimento (=intervalo de saturação). - movimentos secundários também competem entre si pelo uso das brechas: - fluxo interferente é um fluxo oposto, que tb é secundário (de outro. . . ) - tempo disponível brecha , adequada - tempo perdido
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Caracterização das Variáveis. . . Capacidade da operação com fluxo oposto: - movimentos secundários nas brechas entre veículos das correntes de tráfego conflitantes no fluxo prioritário: máximo com fila contínua. - Fórmula poissoniana: permite escoar n veículos (discreta) no. médio de ciclos: - Aproximação contínua: (tb poissoniana. . . ) (fórmula de Sielough) - Fórmulas generalizadas: Tanner, Cowan, Troutbeck, . . . - Fórmulas simplificadas: não distinguem ciclos de interrupção. . . (usam interrupção média e atraso médio com teoria de filas)
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Caracterização das Variáveis. . . Características de operação com semáforos: - movimentos controlados pela indicação luminosa (verde+amarelo, vermelho) alternando movimentos autorizados (ou não) nos estágios semafóricos - podem ter temporização fixa (variando por tabela programada por dia/hora) mas com desempenho afetado pelo tráfego movimentos protegidos: operam sem conflitos ou são preferenciais movimentos permitidos: operam conflitos e são secundários (operam nas brechas de um fluxo preferencial, quando autorizados) movimentos com bloqueio: operam de forma distinta mas compartilham as mesmas faixas de tráfego ou usam faixas curtas/baias de conversão - podem ser atuados pelo tráfego (parametrização programada por dia/hora) estágos obrigatórios (sempre executados) ou opcionais (demandados). estágos fixos (sempre mesma duração) ou variaveis (função do tráfego). estágios opcionais ou variáveis requerem detectores de tráfego. . . - além disso, semáforos em corredores/redes são coordenados/sincronizados repartição balanceada com capacidade; sincronização (onda) do verde
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Caracterização das Variáveis. . . Capacidade da operação com semáforos: - movimentos permitidos: fluxo oposto em ( dissipação de fila) tempo perdido inicial (dissipação da fila oposta), e com fluxo oposto - movimentos com bloqueio: diferentes períodos de operação no estágio em g: com proporção p autorizado (q=1 -p se primeiro bloqueia) então passam com ou (referido a g) e - estágios demandados: se detecção de tráfego (chegada) no “vermelho” (r+ ) probabilidade. . . então (se for obrigatório, basta assumir ) - estágios atuados: nova detecção de tráfego (chegada) na extensão prévia U em : com duração (admitindo então em e ; (dissipação de fila) e com
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . Componentes de atrasos/filas - gargalos: filas/atrasos com chegadas e serviços regulares; só há fila quando Q>C (equilíbrio é transiente). C= capacidade da via QP= demanda de pico QF= demanda após o pico q= fluxo observado n= fila T= duração de sobre demanda = tempo de recuperação desprezando o espaço ocupado pelos veículos (extensão da fila), temos: fila máxima (em t=T) é , atraso máximo é tempo de recuperação é número de veículos afetados: (a partir de Q=Q F<q. F=C, após o pico); . ;
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . - chegadas e partidas aleatórias: situação estacionária h : para intervalo entre chegadas s : para tempos de atendimento exemplo: C=3000 v/h (2 faixas), coef. variação para aproveitar 50% da capacidade para aproveitar 80% da capacidade o atraso pode ser calculado diretamente da relação no primeiro caso (0, 41 v/s) e no segundo caso (0, 66/s) e v (0, 75/faixa) v (4, 8/faixa) seg, seg
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . fórmula estacionária: valores que se desenvolveriam em um período de tempo suficientemente grande para atingir a situação de equilíbrio ( com sobre-demanda, tem de ser utilizada uma fórmula dinâmica (a situação de sobre-demanda não tem uma situação de equilíbrio, pois as filas crescem indefinidamente). não há solução exata: solução aproximada por transformação de coordenadas. . . )
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . análise em regime transiente: sobre-fila = sobre-demanda & aleatoriedade. aproximação por transformação coordenadas: pode ser aplicada recursivamente a períodos sucessivos: fila média: ,
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . análise em regime transiente: sobre-fila = sobre-demanda & aleatoriedade. aproximação por transformação coordenadas: pode ser aplicada recursivamente a períodos sucessivos: fila final:
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . interrupções: filas e atrasos regulares (função do tipo de controle de tráfego), com chegadas regulares e sem sobre-demanda (da sobre-fila). . . uniforme: com fluxo oposto: simplificação (interrupção média) com pelotões: filas regulares mas não uniformes (efeito de semáforos. . . )
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . efeito de pelotões: chegadas regulares mas não uniformes. . . modelo mais simples: qg/qr (adotado a partir do HCM/1997. . . ) q não uniforme: efeito de filas pré-existentes: no início do período n 0; saturação inicial tn 0. . . tb HCM/1997: (efeito em dr. . . ) (pouco validado)
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . Duração da saturação (ts<>td): tempos bloqueados (tb): filas e atrasos localizados fila inicial: (Q uniforme), tempo de dissipação da fila: tempos disponíveis (td): c/semáforos: verde na programação semafórica s/semáforos: brechas nos fluxos prioritários não saturado: sobra tempo disponível após dissipar fila necessidade de tempo disponível: saturado: sobra fila no final do tempo disponível necessidade de tempo disponível: passam veículos
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . estimativa de filas/atrasos totais: modelo com dois componentes - sobre-fila/sobre-atraso: é o efeito da aleatoriedade e sobre-demanda ; (estacionário ou transiente no período T. . . ) sobre-fila/sobre-atraso é função do nível de solicitação da demanda e aleatoriedade no tráfego. . . pode considerar filas pré-existentes ( ) dso: sobre-atraso normal: decorrente da aleatoriedade normal (da demanda). . . dsx: sobre-atraso eventual: eventos de clima, incidentes, demanda excepcional - fila/atraso regular: é o efeito das interrupções, com demanda regular ( ) (isto é, sem aleatoriedade e sem sobre-demanda). fila/atraso regular é função do controle de tráfego, do fluxo em pelotões, . . . pode incluir também o efeito das filas pré-existentes ( ) drc: atraso fixo de controle (q<<C): (depende do tipo de controle e do ciclo de interrupção. . . ) drq: atraso variável de controle (q): (depende também da demanda)
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . modelo Visão microscópica das ondas de interrupção (parada e dissipação): do pelotão chegadas normais: de tráfego intervalo e espaçamento normais intermitente: fila parada: saídas da fila: intervalo e espaçamento de saída onda de parada: desaceleração instante t: cada veículo chega na fila onda de dissipação: aceleração cada veículo parte antes e depois e fica parado antes do anterior depois do anterior até para
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . Formulação Adotada: evolução das filas em fluxo descontínuo Formulação do U. K. TRL: Formulação do U. S. HCM:
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . Exemplos de Aplicação: período pico Q=2300 v/h, T=15 min, depois T=5 min. . . - Cenário 1: C=1300 v/h, bloqueio de 1 de 2 faixas, depois Cs=S=2700 v/h. . . - Cenário 2: S=2600 v/h, interrupção 1 min cada 2 min, depois Q=900 v/h. . . não início da fila com posição fixa? sim
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . efeito da dimensão horizontal da fila: obter atraso da fila corrigida (dn=n/qn) efeito adicional do tempo de dissipação sobre a extensão efetada: considerando que o movimento da fila não é imediato, a extensão máxima atingida ocorre após o início do movimento seria: quando é a capacidade (fluxo) de dissipação das filas (início da fila parada). extensão máxima atingida pela fila: ( : número de faixas) efeito adicional da dinâmica de dissipação sobre a extensão afetada: velocidade de formação (no final) e dissipação (do início): tempo de dissipação: VER EXERCÍCIO ONDAS INTERMITENTES *
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . aumento/redução das filas em fluxo descontínuo:
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . Exemplo: via de 2 faixas, Q=2315 v/h, acidente bloqueia 1 fx por 15 min normal: V=70 km/h, cf=1400 v/h/fx, sf=1350 v/h/fx; acidente: sf=1300 v/h/fx ou agente de trânsito: interrompe 1 min e libera 1 min, 2 fxs (S=2600 v/h) - sem agente de trânsito: - com agente de trânsito:
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . Exemplo: via de 2 faixas, Q=2315 v/h, acidente bloqueia 1 fx por 15 min normal: V=70 km/h, cf=1400 v/h/fx, sf=1350 v/h/fx; acidente: sf=1300 v/h/fx ou agente de trânsito: interrompe 1 min e libera 1 min, 2 fxs (S=2600 v/h) - sem agente de trânsito: fluxo contínuo (1 fx), - com agente de trânsito: fluxo descontínuo (2 fxs)
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . Exemplo: via de 2 faixas, Q=2315 v/h, acidente bloqueia 1 fx por 15 min normal: V=70 km/h, cf=1400 v/h/fx, sf=1350 v/h/fx; acidente: sf=1300 v/h/fx ou agente de trânsito: interrompe 1 min e libera 1 min, 2 fxs (S=2600 v/h) - dissipação da fila, sem agente de trânsito: Cs=2700 v/h. . . - dissipação da fila, com agente de trânsito: js=75%, Qs=900 v/h. . .
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . Exemplo: via de 2 faixas, Q=2315 v/h, acidente bloqueia 1 fx por 15 min normal: V=70 km/h, cf=1400 v/h/fx, sf=1350 v/h/fx; acidente: sf=1300 v/h/fx ou agente de trânsito: interrompe 1 min e libera 1 min, 2 fxs (S=2600 v/h) - dissipação da fila, sem agente de trânsito: 15 min. Cs=2700 v/h. . . estimativa ruim porque início da fila não é fixo! - dissipação da fila, com agente de trânsito: 15 min, js=75%, Qs=900 v/h. . . estimativa melhor (início da fila é fixo)! ainda melhor: wn. . .
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Caracterização das Variáveis. . . Composição de Tráfego: por tipo de veículo e tipo de manobra proporção : uso da via: cada tipo de veículo ou movimento "ocupa" a via por um intervalo de tempo diferente: passagem do veículo ( ), passagem&separação ( ) demanda observada demanda equivalente é um fator equivalente para de fluxo (demanda ou capacidade de tráfego) (não reflete outros efeitos como efeito sobre a velocidade de tráfego, . . . ). capacidade da via: cada tipo de veículo ou movimento “escoa" em um intervalo de tempo diferente: capacidade específica ( , 100% com o tipo específico) capacidade observada capacidade compartilhada quando não existe uma forma capaz de representar a interação entre fluxos compostos por diferentes tipos de veículo ou movimento (heterogêneo)
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Caracterização das Variáveis. . . composição com fatores de equivalência por tipo de veículo ou manobra: veículo padrão: i=0 (auto, livre, direto, . . . ), exemplo: 1000 v/h (900 autos e 100 veículos pesados) se evp=3 autos/pesado nas condições dadas, tem-se veq/h isto é, nestas condições, 1000 v/h equivale a 1200 veq/h (naturalmente, 1, 2 veq/v e 0, 8333 v/veq)
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Caracterização das Variáveis. . . em geral, deve-se distinguir o componente intrínseco e extrínseco: componente intrínseco (do próprio veículo): com interferência entre correntes de tráfego, outros veículos são afetados componente extrínseco (efeito sobre outros): (n: fila) portanto: fatores equivalentes normalmente variam com nível de fluxo (fluxo livre, . . . ) unidade do fator equivalente: veículo padrão, referência, equivalente refere-se ao tipo de veículo e manobra padrão, em alguma condição básica de operação (fluxo livre ou de fluxo máximo). exemplo: veq = (auto, fluxo adiante, em fluxo livre, terreno em nível). VER EXERCÍCIO EQUIVALENTE/COMPOSIÇÃO
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Caracterização das Variáveis. . . equivalente tradicional em fluxo: com a abordagem tradicional, cada medida de operação exige um fator de equivalência e um fator de composição de tráfego específico. . . equivalente para densidade de tráfego: (e, de forma similar, para outras variáveis de serviço. . . ) consistência com a equação de continuidade de tráfego:
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Caracterização das Variáveis. . . composição com função de desempenho: método indireto. . . independente de qual conceito de equivalência é utilizado. . . supondo que é possível prever o desempenho para dado tráfego: (para velocidade V ou outra medida qualquer) conceito de equivalência: Método de Huber: fluxo homogêneo q. B ~fluxo misto q. M (proporção p: pesados) pelo critério V (qualquer): Método de Sumner: outro tipo secundário q. S (p: pesados; p: outro tipo. . . ) primeiro utiliza o método de Huber para o tipo principal: depois, mantendo p constante, obtém q. S (pelo mesmo critério, qualquer) (supõe que não se altera pela presença de outro tipo; não é razoável) Métodos usados no HCM: não garantem consistência ou relacionam critérios. . .
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Caracterização das Variáveis. . . composição c/capacidade compartilhada por tipo de veículo e manobra: capacidade específica: capacidade em v/h com 100% de veículos do tipo i (com suas características de operação) no tráfego (razão inversa das capacidades) fórmula de capacidade compartilhada (média harmônica) exemplo: faixa única c/20% de conversões à esquerda (restante à direita) capacidades específicas ve/h e vd/h ( vd/ve) capacidade com uso compartilhado v/h
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Caracterização das Variáveis. . . se o efeito das interrupções de tráfego é homogêneo entre os tipos de veículo, então o mesmo raciocínio pode ser feito com os fluxos de saturação tendo-se: onde (admite como fator equivalente ) mesmos resultados do fator de composição de tráfego, se for usado o fator equivalente dado pela razão inversa das capacidades específicas ! VER EXERCÍCIO CAPACIDADE COMPARTILHADA
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Caracterização das Variáveis. . . composição c/capacidade variável no tempo: por tipo de período. . . capacidade no período k: capacidade em v/h durante o tipo de período k (média harmônica das capacidades) fórmula de capacidade variável: fórmula de capacidade compartilhada: VER EXERCÍCIO CAPACIDADE VARIÁVEL
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . Exemplo: avalie para 1 faixa - capacidade por manobra - capacidade via secundária - como avaliar operação com semáforo para a conversão E 1? - se a via secundária tem 2 faixas, qual a alocação das filas?
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Relações Básicas Gerais. . . Exemplo: avalie para 1 faixa - capacidade por manobra - capacidade via secundária E 1: D 2: E 2: composição na via secundária: (na faixa compartilhada. . . ) com 1 faixa: - como avaliar operação com semáforo para a conversão E 1? períodos de operação: vermelho (C=0), verde saturado (C=0) verde normal (C=CE 1), entreverdes (nf) - se a via secundária tem 2 faixas, qual a alocação das filas? alocação de equilíbrio: atrasos, filas iguais, . . . mais simples: X iguais
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Caracterização das Variáveis. . . Distribuição da demanda: flutuação entre períodos: sistemática, VDMA e curva de utilização (VDMA é o Volume Diário Médio Anual) volume de projeto: e fluxo de projeto: (não superados mais que p horas ou p% do ano) em vias tipicamente urbanas: volume da hora pico em dia útil. maior volume de projeto: melhor operação no pico e menor pico; mas maior ociosidade fora do pico.
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Caracterização das Variáveis. . . flutuação nos sub-períodos: aleatória, volume e fator de pico-hora (FPH). quanto menor a duração do intervalo, maior qmáx e menor FPH. usual: FPH para 15 minutos (5 minutos, eventualmente) função do tipo de elemento da infra-estrutura viária. exemplo: período em 5 minutos em 15 minutos hora 07: 00/05 100 07: 05/10 120 07: 10/15 110 330 07: 15/30 280 07: 30/45 300 07: 45/00 310 1220 v/h, v/h e v/h
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Caracterização das Variáveis. . . variação ao longo da via: perfil de demanda, espacial, nas seções da via direcional ( ): volume direcional de projeto: (quando o VDMA inclui os 2 sentidos sentido dominante). por faixa ( ): volume direcional de projeto por faixa: (volume ou fluxo na faixa i na faixa mais utilizada). VER EXERCÍCIO VOLUME DE PROJETO
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Caracterização das Variáveis. . . desejos (intercâmbios) de viagem: matriz O/D (origem/destino das viagens) é uma representação da demanda independente da escolha de rotas ! na maioria dos casos, pode ser admitida fixa (ao contrário das rotas) ! permite examinar mudanças de circulação, efeitos de equilíbrio, . . .
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Interação Demanda X Oferta. . . distribuição entre rotas alternativas: usuários buscam o melhor nível de serviço (menor impedância), custo generalizado. interação: escolha dos usuários afeta as condições de operação parte da demanda reprimida pode estar em rotas alternativas !
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos 2. Teoria: Interação Demanda X Oferta. . . distribuição entre faixas adjacentes: escolha entre faixas/filas adjacentes: - tempos de serviço (atrasos) iguais ou filas iguais (observável). a igualdade pressupõe que as demais parcelas do custo generalizado são similares, caso contrário, pode haver um diferencial dado. (exemplos: faixa lindeira, faixa com conversão à esquerda, . . . ) - admitir taxas de utilização (X) iguais pode ser um critério aceitável VER EXERCÍCIO PEDÁGIOS alteração da demanda total de viagens: o custo de viagem, considerando as diferentes alternativas, influencia a realização (viabilidade) das atividades individuais. embora a maior parte dos efeitos seja de mudança de rota ou modo de realização da viagem (com auto, ônibus, à pé, . . . ), a supressão de viagens (ou a geração de novas viagens) pode também ocorrer. . . VER EXERCÍCIO ANÁLISE OPERACIONAL *
ENGENHARIA DE TRÁFEGO - Princípios Básicos RETORNAR AO SUMÁRIO GERAL
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