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Curso de tecnologia de transportes

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Curso de tecnologia de transportes

  1. 1. CURSO DETECNOLOGIA DOSTRANSPORTESProfessor: Cirineu José da Costa - MScCurso: Tecnologia dos Transportes
  2. 2. Informações Horário  Livro(s)  Segundas e Quartas  Tecnologia de Entrada em sala: Transportes, SETTI e WIDMER, Antes do professor EESC/USP - 2000 Telefone Celular:  Idem, SETTI, Desligado/Mudo EESC/USP -2009  Apostila Prof Computadores: Daroncho Sem redes  Anotações sala desociais/e- aula mails, msg, skype,etc.
  3. 3. Objetivo Geral do Curso  Formar competência em Tecnologia de Transportes e seus avanços decorrentes do refinamento nas tecnologias já existentes e da revisão e viabilização de modos de transportes tradicionais.
  4. 4. Conteúdo Programático1. ENGENHARIA DE TRANSPORTES -O SISTEMA DE TRANSPORTES E A SOCIEDADE -O CAMPO E A NATUREZA DA ENGENHARIA DE TRANSPORTES -DEFINIÇÕES -O CAMPO E A NATUREZA DA ENGENHARIA DE TRANSPORTES -O ENGENHEIRO DE TRANSPORTES -A ENGENHARIA DE TRANSPORTES E A ANÁLISE DE SISTEMAS -A ABORDAGEM SISTÊMICA -EXERCÍCIOS2. COMPONENTES DOS SISTEMAS DE TRANSPORTES -TECNOLOGIAS DE TRANSPORTES -COMPONENTES FUNCIONAIS DOS SISTEMAS DE TRANSPORTES -REDES DE TRANSPORTE -ELEMENTOS DA REDE -ANÁLISE DA REDE -HIERARQUIA E CLASSIFICAÇÃO DE VIAS -EXERCICIOS
  5. 5. Conteúdo Programático3. FLUXO DE VEÍCULOS – INTRODUÇÃO – DIAGRAMA ESPAÇO X TEMPO – HEADWAY E ESPAÇAMENTO (GAP) – COMPORTAMENTO DE UMA CORRENTE DE TRÁFEGO – VOLUME DE TRÁFEGO – VELOCIDADE MÉDIA DE UMA CORRENTE DE TRÁFEGO – CONCENTRAÇÃO (DENSIDADE) DE UMA CORRENTE DE TRÁFEGO – RELAÇÃO FUNDAMENTAL DOS FLUXOS DE TRÁFEGO CONTÍNUO -VELOCIDADE X DENSIDADE -VOLUME X DENSIDADE -VOLUME X VELOCIDADE -VOLUME X DENSIDADE X VELOCIDADE – ANÁLISE DO FLUXO DE VEÍCULO ATRAVÉS DA TEORIA DAS FILAS -DEFINIÇÕES IMPORTANTES E PRÁTICAS -VELOCIDADE DE TRÁFEGO -VELOCIDADE
  6. 6. Conteúdo Programático4. FLUXO DE VEÍCULOS EM INTERSEÇÕES RODOVIÁRIAS -INTRODUÇÃO -CONTROLE DE TRÁFEGO POR SEMÁFOROS -INTERSEÇÕES SEMAFORIZADAS ISOLADAS -ANÁLISE DE CICLOS SATURADOS EM INTERSEÇÕES SEMAFORIZADAS ISOLADAS -DETERMINAÇÃO DO CICLO ÓTIMO DE UM SEMÁFORO -SISTEMAS DE INTERSEÇÕES SEMAFORIZADAS -INTERSEÇÕES NÃO SEMAFORIZADAS5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -INTRODUÇÃO -DEFINIÇÕES -NÍVEL DE SERVIÇO -VOLUME DE SERVIÇO -VELOCIDADE DE PROJETO
  7. 7. Conteúdo Programático6. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -CAPACIDADE DE RODOVIAS COM MÚLTIPLAS FAIXAS DE TRÁFEGO -CAPACIDADE DE RODOVIAS DE FAIXAS MÚLTIPLAS SEM SEPARAÇÃO FÍSICA -CAPACIDADE DE RODOVIAS DE FAIXAS MÚLTIPLAS COM SEPARAÇÃO FÍSICA -CAPACIDADE DE RODOVIAS COM PISTA SIMPLES -FAIXAS ADICIONAIS DE SUBIDA
  8. 8. 1. ENGENHARIA DE TRANSPORTES -O SISTEMA DE TRANSPORTES E A SOCIEDADE O papel dos sistemas de transporte  infraestrutura  desenvolvimento/ sofisticação /mobilidade Influi  local de moradia e trabalho, insumos, bens acabados, lazer, consumo e o acesso à saúde, educação, cultura. Desenvolvimento  grau de sofisticação do sistema de transportes. Um bom sistema de transportes garante o fornecimento de insumos e aumenta o mercado consumidor servido por elas.
  9. 9. 1. ENGENHARIA DE TRANSPORTES -O CAMPO E A NATUREZA DA ENGENHARIA DE TRANSPORTESEngenharia de Transportes  a aplicação nos transportes deprincípios tecnológicos e científicos nas áreas de: planejamento projeto funcional operação administração gerenciamentoA Engenharia de Tráfego  ramo da Engenharia de Transportes planejamento e projeto geométrico de redes viárias, terminais eáreas adjacentes, com o controle de tráfego de veículos nesteslocais e com o seu relacionamento com outras modalidades detransporte (ITE -Institute of Transportation Engineers).
  10. 10. 1. ENGENHARIA DE TRANSPORTES -O CAMPO E A NATUREZA DA ENGENHARIA DE TRANSPORTESO campo e a natureza da Engenharia de Transportes: -Área multidisciplinar  Novo Ramo da Engenharia Civil -Usa conceitos  Economia, Geografia, Pesquisa Operacional,Geopolítica, Planejamento Regional e Urbano, Probabilidade eEstatística, Sociologia e Psicologia. -A especialização de engenheiros civis em transportes acontece, namaior parte dos casos, em nível de pós-graduação; aos alunos degraduação é dada uma visão geral dos problemas abordados em EngenhariaTransportes e das técnicas utilizadas na sua solução. -Exige-se um bom conhecimento das características técnicas deveículos. -Objetivo principal da Engenharia de Transportes  descobrir amelhor combinação possível dos equipamentos (veículos, vias,terminais, etc.) e formas alternativas para operação numa determinadaregião. -Problemas típicos  planejar o desenvolvimento do sistema detransportes de uma região metropolitana  planejar melhorias narede de transporte interurbano de um Estado ou Região.
  11. 11. 1. ENGENHARIA DE TRANSPORTES -O CAMPO E A NATUREZA DA ENGENHARIA DE TRANSPORTESO engenheiro de transportes: -Engenheiros atuando nas mais variadas áreas consideram-se engenheiros de transportes. -Têm-se os engenheiros civis (especializados em rodovias, ferrovias ou portos) que, por estarem envolvidos no projeto de componentes dos sistemas de transportes podem ser classificados como engenheiros de transportes. -Entretanto, existem engenheiros mecânicos, aeronáuticos e navais (incluindo os que projetam veículos) que também se consideram engenheiros de transportes devido ao tipo de atividade que exercem. -Há ainda engenheiros eletrônicos ou de computação que, por estarem envolvidos no controle dos veículos e no projeto e operação de sistemas de comunicação entre veículos, poderiam ser igualmente considerados engenheiros de transportes.
  12. 12. 1. ENGENHARIA DE TRANSPORTES -A ABORDAGEM SISTÊMICAA abordagem sistêmica -A análise de sistemas  estudo de problemas complexos - método científico. -Sistema  grupo de componentes que interagem para desempenhar umatarefa ou atingir um objetivo. (exemplo: rede viária - vias, veículos e terminais). -Subsistema  via, veículos e os terminais. -Meta  o que se deseja atingir  propósito ou função do sistema -O sistema de transporte  sistema  serviço à sociedade -Meta  mobilidade para algum tipo de função econômica, social ou política. -Metas  define-se um ou mais objetivos, que devem ser mensuráveis epassíveis de serem atingidos. Pode ser a implantação de sistemas de transporterodoviário, ferroviário, aéreo ou aquático ou ainda combinações destes que possamprover o grau de mobilidade requerido. -Medidas de eficácia (MDE)  utilizadas para avaliar quanto cada açãoalternativa satisfaz um objetivo. -Medidas de custo (MDC)  benefícios perdidos ou oportunidades nãoutilizadas
  13. 13. 1. ENGENHARIA DE TRANSPORTES -A ABORDAGEM SISTÊMICA A abordagem sistêmica - MDE x MDC  critério padrão  objetivo fixo  mais baixo (ou mais alto)nível de desempenho aceitável. - Valores culturais ou sociais  Valores fundamentais da sociedade incluem odesejo de sobreviver, de se sentir parte de um grupo ou lugar, de ordem e segurança. -Política de ação  princípio que guia o curso escolhido para se atingir umobjetivo. -Definição de políticas de ação  A avaliação do estado de um sistema e adefinição de alternativas para mudança.
  14. 14. 1. ENGENHARIA DE TRANSPORTES -A ABORDAGEM SISTÊMICA-Os passos na análise de um sistema são os seguintes: 1) Reconhecimento dos problemas e valores de uma comunidade: 2) Estabelecimento de metas; 3) Estabelecimento de objetivos; 4) Estabelecimento de critérios e padrões para avaliação das opções; 5) Definição de opções para se atingir os objetivos e metas estabelecidos; 6) Avaliação das opções em termos de eficácia e custos; 7) Questionamento dos objetivos e hipóteses adotados; 8) Exame de novas opções ou modificações nas opções já definidas; 9)Estabelecimento de objetivos ou modificações nos objetivos já definidos; 10) Repetição do processo até que uma solução que satisfaçasimultaneamente os critérios-padrão e conjunto de valores da comunidade seja obtida.
  15. 15. 1. ENGENHARIA DE TRANSPORTES -A ABORDAGEM SISTÊMICA A abordagem sistêmica: -A avaliação das alternativas pode usar métodos matemáticos e modelos tais como análise estatística, otimização, redes, modelos de filas, programação matemática, pesquisa operacional, modelos físicos, etc. -Pode-se simular o desempenho de um novo perfil de asa de uma aeronave em um computador como também se pode medir seu desempenho num túnel de vento. -Modelos matemáticos são utilizados nos casos em que a experimentação com o sistema real é impossível ou muito dispendiosa. -Pode ser mais atrativo usar um modelo reduzido do sistema real, ou mesmo o próprio sistema. -A engenharia usa uma variedade de modelos matemáticos para a solução de problemas.
  16. 16. 1. ENGENHARIA DE TRANSPORTES -A ABORDAGEM SISTÊMICA -No projeto de sistemas de transporte, busca-se definir relações matemáticasque ajudem a esclarecer o funcionamento das várias partes do sistema. Os modelosexprimem relações entre o número de viagens e a localização dos centros de atividadeentre os quais as pessoas desejam se movimentar (por exemplo, de casa para otrabalho) e as características dos serviços de transporte oferecidos, tais como preço dapassagem, tempo de viagem e frequência de uma linha de transporte coletivo. -A modelagem de sistemas de transporte difere dos modelos matemáticoscomumente usados em engenharia porque estes últimos lidam com objetos inanimadosque podem ser facilmente manipulados num laboratório, enquanto que os modelos desistemas de transporte tratam tanto de sistemas socioeconômicos como tecnológicos. -A variabilidade natural do comportamento humano afeta muitos aspectos dosistema de transporte, desde o controle de veículos individuais até as escolhas comrespeito ao destino de viagens e onde as pessoas moram e trabalham. -Fatores de difícil mensuração  grau de ruptura social introduzido numaregião pela construção de uma via elevada aumento dos níveis de ruído e poluiçãoatmosférica, impacto visual, aumentam ainda mais estas dificuldades. -Modelagem de sistemas de transporte apresenta dificuldades que nãoexistem quando se lida com sistemas inanimados. -Apesar disto, os modelos matemáticos são, muitas vezes, a única alternativadisponível para a avaliação de alternativas e, por isso, são largamente usados.
  17. 17. 2. COMPONENTES DOS SISTEMAS DE TRANSPORTES -TECNOLOGIAS DE TRANSPORTES -A função dos sistemas de transporte é permitir que pessoas e bens semovimentem. Uma série de tecnologias, que permitem deslocamentos mais rápidossobre distâncias mais longas, foram desenvolvidas ao longo do tempo pela espéciehumana. -Requisitos de uma tecnologia de transportes: Dar mobilidade ao objeto, isto é, permitir sua movimentação de um ponto a outro; Controlar o deslocamento e a trajetória do objeto através da aplicação de forças de aceleração, desaceleração e direção; Proteger o objeto de deterioração ou dano que possa ser causado pela sua movimentação. -Transporte a pé  andar/correr/nadar  formas naturais de transporte. -Tecnologias de transporte  vento, água, gravidade, eletricidade, magnetismo, energia nuclear
  18. 18. 2. COMPONENTES DOS SISTEMAS DE TRANSPORTES -TECNOLOGIAS DE TRANSPORTES-Formas naturais de movimento: Pessoas ou animais transportando objetos-Técnicas desenvolvidas pelo homem: - Veículos com rodas ou esteiras -Veículos que flutuam no meio -Veículos que geram sustentação aérea ou hidrodinâmica -Veículos que se movem sobre colchão de ar -Veículos que se movem com levitação magnética -Veículos espaciais -Vias que dão mobilidade e controle ao próprio objeto-A maioria dos veículos trafega por caminhos previamente preparados (vias)-O uso de vias (estradas e ferrovias) reduz a potência requerida para a movimentaçãodo veículo, aumenta a sua capacidade de carga e diminui os danos que podem sercausados à carga pelo transporte.
  19. 19. 2. COMPONENTES DOS SISTEMAS DE TRANSPORTES -COMPONENTES FUNCIONAIS -São componentes funcionais dos sistemas de transportes: -Veículos: usados para movimentar pessoas e cargas de um local para outro; -Vias: conexões que unem dois ou mais pontos; -Terminais: os pontos onde as viagens se iniciam e terminam; -Plano de operações: procedimentos usados para se obter um funcionamento adequado e eficaz do sistema de transportes. -Outros: dispositivos de unitização de cargas, as interseções e a força de trabalho.
  20. 20. 2. COMPONENTES DOS SISTEMAS DE TRANSPORTES -COMPONENTES FUNCIONAIS -Vias são projetadas e construídas em função das características dos veículos. -No transporte ferroviário a via controla a trajetória do veículo. -Hidrovias são cursos d’água que pode receber melhoramentos para aumento da profundidade, transposição de desníveis e alargamento.. -Aerovias são demarcadas por rádios-sinalizadores que emitem sinais captados por instrumentos nas aeronaves. -Sistemas de transporte têm a forma de redes de vias interligando vários pontos. -Interseções são componentes importantes do sistema de transporte, exigem algum tipo de controle do fluxo a fim de que não ocorram acidentes. -Terminais são locais onde as viagens começam e terminam. -Transbordo é feito quando mais de uma modalidade de transporte é requerida para a viagem. -Terminais: aeroportos, estações de metrô, ponto de ônibus num bairro residencial. -Plano de operação é o conjunto de procedimentos usados para manter um sistema de transporte operando adequadamente.
  21. 21. 2. COMPONENTES DOS SISTEMAS DE TRANSPORTES -COMPONENTES FUNCIONAIS -Força de trabalho  composta pelas pessoas que operam os veículos esistemas de controle, que administram o sistema de transporte e que constroem, reparamou mantém seus vários componentes.
  22. 22. 2. COMPONENTES DOS SISTEMAS DE TRANSPORTES -REDES DE TRANSPORTE DESCARREGAMENT O DE CONTAINERES ESTACIONAMENTO DE VEÍCULOS VEICULO DESCARREGAMENT O DE VEÍCULOS CONTEINER ESTOQUE DE CONTAINERES OBJETO ENTRADA E SAIDA DO OBJETO CARREGAMENTO DE VBEÍCULOS CARREGAM,ENTO DE CONTAINERES TERMINAL REGRAS DE FUNCIONAMENT VIAS O PLANOS DE OPERAÇÃO INTERSEÇÕES
  23. 23. 2. COMPONENTES DOS SISTEMAS DE TRANSPORTES -REDES DE TRANSPORTE -Os componentes funcionais são: o terminal, as vias, as interseções e os planos de operação. -Terminal  fluxos de objetos, veículos e contêineres -Terminal, vias, os cruzamentos e veículos são operados de acordo com planos operacionais pré-estabelecidos. -Uma rede é uma representação matemática do fluxo de veículos, pessoas e objetos entre pontos servidos por um sistema de transporte.
  24. 24. 2. COMPONENTES DOS SISTEMAS DE TRANSPORTES -REDES DE TRANSPORTE Ferrovia Rodovias 3.Aguanil NÓ2.Claraval ARCO 6.Juruaia 5.Coqueiral 4.Lambari 1.Cana Verde -Uma rede possui arcos e nós. Nós são pontos notáveis no espaço e arcos são as ligações entre os nós. A figura mostra uma rede rodoferroviária.
  25. 25. 2. COMPONENTES DOS SISTEMAS DE TRANSPORTES -REDES DE TRANSPORTE -O diagrama do slide anterior é a representação gráfica da rede que representa o sistema de transporte rodoferroviário servindo essa região. -Cada cidade é um nó e cada ligação rodoferroviária é um arco. -Um arco pode conter fluxo de veículos nos dois sentidos ou apenas em um sentido. Neste último caso, diz-se que ele é um arco direcionado. -Cada nó é identificado por um número, e cada arco, pelo par de nós por ele ligado. Desta forma, Cana Verde é o nó 1, Claraval, o nó 2, e assim por diante, como mostra a Tabela 3. A ligação entre Claraval e Aguanil, o arco 2-3, é um arco bidirecional; o arco 3-4 (Aguanil e Lambari) é um arco unidirecional.
  26. 26. 2. COMPONENTES DOS SISTEMAS DE TRANSPORTES -REDES DE TRANSPORTE 3 6 5 2 4 1 REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DA REDE RODOFERROVIÁRIA
  27. 27. 2. COMPONENTES DOS SISTEMAS DE TRANSPORTES -REDES DE TRANSPORTE REPRESENTAÇÃO MATRICIAL DE UMA REDE ORIGE DESTINO M 1 2 3 4 5 6 1 0 1 0 0 0 0 2 1 0 1 0 1 0 3 0 1 0 1 0 1 4 0 0 1 0 0 1 5 0 1 0 0 0 1 6 0 0 1 1 1 0
  28. 28. 2. COMPONENTES DOS SISTEMAS DE TRANSPORTES -REDES DE TRANSPORTE 4 4 3 31 1 2 2 CRUZAMENTO DE 2 VIAS DE MÃO DUPLA
  29. 29. 2. COMPONENTES DOS SISTEMAS DE TRANSPORTES -REDES DE TRANSPORTEANÁLISE DA REDE Um sistema de transporte é representado como uma rede que descreve oscomponentes individuais do sistema e seu relacionamento com alguma característicaimportantes deste. Algumas das mais importantes características dos sistemas são:tempo de viagem e custos. 3 2 9 1 5 13 5 12 5 15 8 8 12 27 10 10 5 13 24 12 11 5 42 14 25 10 19 8 23 27 16 21 19 10 5 11 21 20 22 4 4 5 17 15 11 18 24 4 5 15 7 6 5A Figura acima ilustra a rede metropolitana. Como pode ser visto tanto as interseçõesquanto as cidades estão numeradas e nos arcos que ligam estas, está anotado o tempomédio de viagem (em minutos) entre um ponto e outro. Por exemplo, a viagem do nó1 para o nó 8 será feita através dos arcos (1;10), (10:24), (24:23) e (23:8) e o tempode viagem será = 5 + 10 + 25 + 10 = 50 min.
  30. 30. 2. COMPONENTES DOS SISTEMAS DE TRANSPORTES -REDES DE TRANSPORTE TABELA PARA CÁLCULO DO CAMINHO MÍNIMO PARTINDO DO NÓ 1 NÓ ANTERIO TEMPO NÓ ANTERIO TEMPO R R 1 0 0 14 13 26 10 1 5 2 13 26 11 1 12 20 11 27 12 1 13 19 20 31 24 10 15 21 20 31 13 12 21 22 24 34 9 24 23 18 21 36
  31. 31. 2. COMPONENTES DOS SISTEMAS DE TRANSPORTES -REDES DE TRANSPORTE MATRIZ DE CAMINHO MÍNIMO PARA OS NÓS DE 1 A 9 CHEGANDO NO NÓ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 P A 1 0 26 58 75 65 46 44 50 23 R T 2 26 0 42 81 71 52 50 75 48 I N 3 58 42 0 52 62 74 80 107 80 D 4 75 81 52 0 20 54 65 94 90 O 5 65 71 62 20 0 44 55 84 80 D O 6 46 52 74 54 44 0 36 65 61 N 7 44 50 80 65 55 36 0 55 51 Ó 8 50 75 107 94 84 65 55 0 43 9 23 48 80 90 88 61 51 43 0
  32. 32. 2. COMPONENTES DOS SISTEMAS DE TRANSPORTES -HIERARQUIA E CLASSIFICAÇÃO DE VIASA classificação de sistemas de transporte em diferentes classes funcionais é útil para oentendimento da complexidade do sistema total de transporte.Exemplo de deslocamento: 1. Um trecho a pé do local de trabalho até o estacionamento do veículo (calçada); 2. Primeiro trecho de carro em via local até uma via coletora; 3. Segundo trecho de carro em via coletora que vai até uma via arterial; 4. Terceiro trecho de carro por numa via arterial que cruza a via coletora; 5. Quarto trecho de carro pela pista de transição da via arterial para a autoestrada; 6. Quinto trecho de carro realizado na autoestrada.
  33. 33. 2. COMPONENTES DOS SISTEMAS DE TRANSPORTES -HIERARQUIA E CLASSIFICAÇÃO DE VIAS VIA COLETORA VIA ARTERIAL VIA LOCAL TRANSIÇÃO AUTO ESTRADA
  34. 34. 2. COMPONENTES DOS SISTEMAS DE TRANSPORTES -HIERARQUIA E CLASSIFICAÇÃO DE VIAS MOBILIDADE ARTERIAIS COLETORAS ACESSIBILIDADE LOCAIS
  35. 35. 2. COMPONENTES DOS SISTEMAS DE TRANSPORTES -EXERCICIOS DE FIXAÇÃO1. Identifique os componentes funcionais das seguintes modalidades esistemas de transporte (veículo, terminal, via, plano de operações, tráfego,interseções, etc.): a. Metrô b. Táxi c. Ônibus interurbano d. Caminhão transportando verduras da área rural para a urbana e. Avião f. Rede de abastecimento de água g. Navio
  36. 36. 2. COMPONENTES DOS SISTEMAS DE TRANSPORTES -EXERCICIOS DE FIXAÇÃO2. Numa interseção de duas avenidas de mão dupla, onde são permitidos todos os tiposde conversões foram realizadas as medidas de fluxo na hora-pico indicadas na tabela.Descreva o problema utilizando a representação de fluxo em redes, através dasnotações gráfica e matricial.
  37. 37. 3. FLUXO DE VEÍCULOS -INTRODUÇÃOAté aqui estudamos o movimento de veículos individuais ao longo de uma via,ignorando-se quaisquer restrições ao movimento que não aquelas impostas pelascaracterísticas de locomoção do veículo ou restrições da via sobre a qual ele circula.Contudo, em quase todos os sistemas de transporte, o movimento de um veículo éafetado pela presença de outros veículos que compartilham a mesma via e odesempenho de cada veículo é limitado pela corrente de tráfego, podendo ficar aquémdo ótimo.Conforme aumenta o volume de tráfego de uma via, a velocidade média dos veículosque a utilizam se reduz; ou seja, a qualidade do serviço de transporte oferecido,conhecida como o nível de serviço da via se reduz.Denomina-se capacidade de uma via o maior volume de tráfego que ela pode suportarsem que o nível de serviço fique abaixo de um padrão predeterminado.A capacidade e o nível de serviço de uma via estão diretamente relacionados com aforma de controle dos fluxos de tráfego.Vamos estudar o fluxo de veículos em vias, o controle destes fluxos e a capacidade dasvias.
  38. 38. 3. FLUXO DE VEÍCULOS -O DIAGRAMA ESPAÇO X TEMPOUma das ferramentas mais úteis para a análise de fluxos de veículos é o diagramaespaço-tempo. O diagrama espaço-tempo é nada mais que um gráfico XY onde aposição de cada veículo, ao longo de uma via, é plotada. O eixo das abscissasrepresenta o tempo e o das ordenadas, a distância – ou seja, a localização do veículo navia. Usualmente, num diagrama espaço-tempo estão representadas as trajetórias devários veículos, como mostra o diagrama da figura abaixo: Distancia (Km) 1 2 3 4 Y Z dB t e d mínimos GAP 5 X dA HEADWA Y t1 t2 Tempo(min)
  39. 39. 3. FLUXO DE VEÍCULOS -O DIAGRAMA ESPAÇO X TEMPOO diagrama espaço-tempo mostra as trajetórias de um conjunto de trens operando numtrecho de via.A separação vertical (GAP) entre trajetórias num dado instante (por exemplo, t1)mostra a distância entre trens sucessivos.A separação horizontal (HEADWAY) entre trajetórias sucessivas num determinado ponto(por exemplo, dA) indica o intervalo de tempo entre uma composição e outra.As regras de controle de tráfego ferroviário requerem uma separação mínima entretrens sucessivos de dois blocos (segmentos de via).Um diagrama espaço-tempo permite identificar a velocidade instantânea de cada veículoem qualquer ponto da sua trajetória.Considere a velocidade instantânea do trem 3 no ponto X (ao passar pela estação A),que é a derivada da trajetória em X, v3(X) = dS(X )/dtSe este trem continuasse a viajar nesta velocidade constante, ele chegaria à estação Bno tempo indicado por Y. Entretanto, pode-se ver que logo após passar pelo ponto X, otrem 3 reduz sua velocidade, indo passar pela estação B somente no ponto Z, levandopara isto (t2 – t1) minutos para viajar os (dB – dA) km que separam as duas estações.O trem 4 passa pela estação A numa velocidade superior à do trem 3 e mantém estavelocidade até que, para respeitar a distância de separação mínima entre trens (dmin),reduz sua velocidade e passa a viajar à mesma velocidade do trem 3. Isto faz com quea separação temporal entre as duas composições também seja a mínima permitida,tmin.
  40. 40. 3. FLUXO DE VEÍCULOS -HEADWAY E ESPAÇAMENTO (GAP)Pode-se usar o diagrama espaço-tempo para definir dois parâmetros degrande importância para a caracterização dos fluxos de veículos: o headwaye o espaçamento (GAP).O headway é o intervalo de tempo que decorre entre a passagem de doisveículos sucessivo, normalmente medido em função da passagem da rodadianteira ou do pára-choque dianteiro dos veículos por uma seção decontrole.No diagrama espaço x tempo o headway entre trens sucessivos é o intervalode tempo (eixo horizontal) que separa as suas trajetórias.Note-se que o headway varia, conforme variam as velocidades dos trens.O espaçamento (GAP) é definido como a distância entre veículos sucessivosmedida de um ponto de referência comum nos veículos, normalmente opara-choque dianteiro ou as rodas dianteiras.No diagrama espaço-tempo em estudo o espaçamento (GAP) entre trenssucessivos é a distância (eixo vertical) que separa as suas trajetórias. Note-se que o espaçamento (GAP) também varia ao longo das trajetórias, emfunção da variação das velocidades dos trens.
  41. 41. 3. FLUXO DE VEÍCULOS -COMPORTAMENTO DE UMA CORRENTE DE TRÁFEGOTransporte rodoviário  controle menos centralizado dos fluxos de veículos.Motorista decide  velocidade, a rota, a posição no espaço, etc.  controles menosrígido que os aviões ou trens.O estudo do fluxo de veículos rodoviários é tratado por um ramo especializado daEngenharia de Transportes, a Engenharia de Tráfego. Vamos tomar contato com osconceitos básicos da modelagem das correntes de tráfego, que é um dos assuntos maisimportantes dentro da Engenharia de Tráfego.Corrente de tráfego  um número de veículos que viajam por uma via.O comportamento desta corrente de tráfego, apesar de serem função docomportamento de cada carro, é distinto e tem propriedades diferentes daquelas dosveículos que fazem parte da corrente.Estudo das correntes de tráfego  forma macroscópica  ignorando o que acontececom cada carro individualmente.
  42. 42. 3. FLUXO DE VEÍCULOS -COMPORTAMENTO DE UMA CORRENTE DE TRÁFEGOFluxo de uma corrente de tráfego numa rodovia  contínuo ou interrompido.Um fluxo de tráfego contínuo é aquele em que não existem interrupções periódicas nacorrente de tráfego  autoestradas e outras vias com acesso limitado.Os fluxos de tráfego interrompidos são encontrados nos trechos de vias onde existemdispositivos que interrompem o fluxo de veículo periodicamente.O fluxo depende da interação entre os veículos e também do intervalo entre asinterrupções do tráfego.Os parâmetros que caracterizam uma corrente de tráfego:Os parâmetros macroscópicos representam características do fluxo de veículos como umtodo: o volume, a velocidade e a densidade.Os parâmetros microscópicos caracterizam o comportamento de veículos individuaisdentro do fluxo, em relação aos outros veículos que compõem a corrente.
  43. 43. 3. FLUXO DE VEÍCULOS -VOLUME DE TRÁFEGO
  44. 44. 3. FLUXO DE VEÍCULOS -VOLUME DE TRÁFEGO
  45. 45. 3. FLUXO DE VEÍCULOS -VOLUME DE TRÁFEGO
  46. 46. 3. FLUXO DE VEÍCULOS -VELOCIDADE MÉDIA DE UMA CORRENTE DE TRÁFEGO
  47. 47. 3. FLUXO DE VEÍCULOS -VELOCIDADE MÉDIA DE UMA CORRENTE DE TRÁFEGO
  48. 48. 3. FLUXO DE VEÍCULOS -VELOCIDADE MÉDIA DE UMA CORRENTE DE TRÁFEGOExemplo: Seja um trecho de 1,5 km e os tempos abaixo:Veiculo Tempo Gasto Velocidade1 2,6 min _________ km/h2 2,5 min _________ km/h3 2,4 min _________ km/h4 2,2 min _________ km/hA velocidade média no tempo é sempre superior à velocidade média no espaço,serão iguais quando todos os veículos trafegarem com a mesma velocidade.As velocidades médias no espaço estão relacionadas com a densidade deveículos numa via.As velocidades médias no tempo estão relacionadas apenas ao número deveículos passando por uma seção de controle.
  49. 49. 3. FLUXO DE VEÍCULOS -CONCENTRAÇÃO (DENSIDADE) DE UMA CORRENTE DE TRÁFEGO
  50. 50. 3. FLUXO DE VEÍCULOS -CONCENTRAÇÃO (DENSIDADE) DE UMA CORRENTE DE TRÁFEGO Espaço(km) 4,4min 1 2 3 4 2,6min d2 2,5min 1,5 km 2,4min 2,2min d1 Tempo (minuto)Exercício: Calcule a densidade do fluxo de tráfego representado no diagrama espaço-tempo acima
  51. 51. 3. FLUXO DE VEÍCULOS -CONCENTRAÇÃO (DENSIDADE) DE UMA CORRENTE DE TRÁFEGO
  52. 52. 3. FLUXO DE VEÍCULOS -RELAÇÃO FUNDAMENTAL DOS FLUXOS DE TRÁFEGO CONTÍNUO
  53. 53. 3. FLUXO DE VEÍCULOS -RELAÇÃO FUNDAMENTAL DOS FLUXOS DE TRÁFEGO CONTÍNUO MODELO VELOCIDADE X DENSIDADEA observação da relação entre densidade e velocidade de um fluxo de tráfego é aforma mais simples de se iniciar o desenvolvimento de um modelo básico que expliqueas relações entre as características de um fluxo contínuo de veículos.Imaginando-se um via onde só existe um único veículo, a densidade do fluxo é próximade zero e este veículo pode viajar com a velocidade que seu motorista desejar,possivelmente a velocidade máxima permitida.Esta velocidade é chamada de velocidade de fluxo livre, uf, já que a velocidade deoperação não é afetada pela presença de outros veículos.Conforme aumenta o número de veículos na via, a densidade cresce e as velocidades deoperação de cada veículo diminuem, já que a presença de mais veículos requer algumasmanobras e maior cautela por parte dos motoristas.Se o número de veículos na via continuar crescendo, ela se tornará tão congestionadaque o tráfego irá parar (u = 0) e a densidade será determinada pelo comprimento físicodos veículos e dos espaços deixados entre eles. Esta condição de alta concentração échamada de densidade de congestionamento, kj.
  54. 54. 3. FLUXO DE VEÍCULOS -RELAÇÃO FUNDAMENTAL DOS FLUXOS DE TRÁFEGO CONTÍNUO MODELO VELOCIDADE X DENSIDADE kj Concentração
  55. 55. 3. FLUXO DE VEÍCULOS -RELAÇÃO FUNDAMENTAL DOS FLUXOS DE TRÁFEGO CONTÍNUO MODELO VOLUME X DENSIDADE
  56. 56. 3. FLUXO DE VEÍCULOS -RELAÇÃO FUNDAMENTAL DOS FLUXOS DE TRÁFEGO CONTÍNUO MODELO VOLUME X DENSIDADE Uf Volume Ui’ Umédia A Figura ao lado ilustra o aspecto geral da função anterior. Um ponto desta qmax função é digno de nota: o ponto de fluxo máximo, Ui’’ qmax, que representa o maior volume de tráfego qi que pode ser suportado pela via. Este volume é chamado de capacidade de fluxo de tráfego ou, mais comumente, capacidade da via. Concentração Ki’ kmédia Ki’’ Kf
  57. 57. 3. FLUXO DE VEÍCULOS -RELAÇÃO FUNDAMENTAL DOS FLUXOS DE TRÁFEGO CONTÍNUO MODELO VOLUME X DENSIDADETrabalhando com as fórmulas:
  58. 58. 3. FLUXO DE VEÍCULOS -RELAÇÃO FUNDAMENTAL DOS FLUXOS DE TRÁFEGO CONTÍNUO MODELO VOLUME X DENSIDADEObservando-se o gráfico anterior, podemos notar que para qualquer outro valor dovolume que não seja o máximo teremos dois valores de concentração: um menor quekm e outro maior que km. Isto significa que uma certa via pode operar a um volume detráfego q1, menor que a capacidade em duas situações: -uma onde o volume passando pela seção de controle é pequeno devido ao baixo número de veículos; -outra onde o volume passando pela via é baixo devido ao congestionamento existente.No primeiro caso, a velocidade média da corrente de tráfego é alta (u’1 > um), pois osmotoristas têm liberdade para escolherem a velocidade de operação dos seus carros.No segundo caso, a velocidade é baixa (u”1< um), pois, estando a via congestionada,os motoristas são obrigados a reduzir a velocidade.
  59. 59. 3. FLUXO DE VEÍCULOS -RELAÇÃO FUNDAMENTAL DOS FLUXOS DE TRÁFEGO CONTÍNUO MODELO VOLUME X VELOCIDADE velocidade volume
  60. 60. 3. FLUXO DE VEÍCULOS -RELAÇÃO FUNDAMENTAL DOS FLUXOS DE TRÁFEGO CONTÍNUO RELAÇÕES ENTRE VELOCIDADE, VOLUME E DENSIDADE velocidade velocidade concentração volume
  61. 61. 3. FLUXO DE VEÍCULOS -RELAÇÃO FUNDAMENTAL DOS FLUXOS DE TRÁFEGO CONTÍNUO EXEMPLO
  62. 62. 3. FLUXO DE VEÍCULOS -ANÁLISE DO FLUXO DE VEÍCULO ATRAVÉS DA TEORIA DAS FILASUm fenômeno facilmente observável na circulação viária é a formação de filas em interseções e empontos de estrangulamento nas vias. Estas filas ou congestionamentos são um dos problemas maisconstantes enfrentados pelos engenheiros de transportes, responsáveis por uma parcelaconsiderável do tempo total de viagem, além de também serem um dos fatores mais preponderantesna redução do nível de serviço das vias.A formação de filas não é uma exclusividade dos sistemas de transporte, como qualquer pessoa quevive numa sociedade moderna sabe: pode-se encontrar filas em bancos, linhas de fabricação emontagem, sistemas de computadores, hospitais, centrais telefônicas, etc. Os sistemas de filas têmsido exaustivamente estudados com o objetivo de mitigar os problemas inerentes a eles, o que levouà criação de um corpo de conhecimento considerável, conhecido como Teoria das Filas.Os modelos de fluxo de veículos apresentados no item anterior podem ser usados em associaçãocom a Teoria das Filas para analisar o comportamento dos fluxos de veículos nos pontos deestrangulamento, permitindo avaliar a eficiência dos dispositivos e alterações projetados.Um modelo de filas é determinado pelos seguintes parâmetros: - Padrão de chegadas; -Padrão de partidas; -Número de faixas de tráfego (canais de atendimento); -Disciplina da fila.
  63. 63. 3. FLUXO DE VEÍCULOS -ANÁLISE DO FLUXO DE VEÍCULO ATRAVÉS DA TEORIA DAS FILASO padrão de chegadas pode ser determinado por um modelo de chegadas determinísticas ou por ummodelo aleatório ou randômico que obedecem a uma distribuição de Poisson.Se determinística  os headways entre veículos são sempre iguais.Se poissonianas  os headways são distribuídos de acordo com uma distribuição exponencialnegativo.O padrão de partidas  seção de controle headways entre veículos que passam por umsemáforo.Os padrões de partidas mais comuns são o determinístico (headways constantes) e o exponencialnegativo (headways aleatórios, distribuídos de acordo com uma exponencial).Um terceiro aspecto importante  número de canais de atendimentoNos sistemas de filas em interseções rodoviárias ou em trechos de vias, o número de canais é quasesempre unitário, representando uma faixa de tráfego ou um conjunto de faixas de tráfego.Contudo, pode-se encontrar várias situações onde o número de canais é maior que um, como é ocaso de uma praça de pedágio.
  64. 64. 3. FLUXO DE VEÍCULOS -ANÁLISE DO FLUXO DE VEÍCULO ATRAVÉS DA TEORIA DAS FILASO último fator que define um sistema de filas é a disciplina da fila.Quando os clientes são atendidos na ordem em que chegam ao sistema, diz-se que a disciplina éPEPS (primeiro que entra, primeiro que sai) ou FIFO (do inglês "first in, first out").Se os fregueses são atendidos na ordem inversa das chegadas, isto é, o último que chega é oprimeiro a ser atendido, a disciplina é chamada UEPS ou, em inglês, LIFO ("last in, first out").Para os sistemas de filas encontrados no tráfego rodoviário, a disciplina PEPS é a mais comum.Tradicionalmente, o sistema de notação dos modelos de fila é composto por duas letras e umnúmero, separados por barras, que indicam o processo de chegadas, o processo de atendimento e onúmero de canais. A letra D é usada para representar headways de chegada e de partidadeterminísticos.Portanto, D /D /1 é a notação de uma fila aonde os veículos chegam à seção de controle a intervalosiguais e constantes e partem da seção de controle a intervalos iguais e constantes, através de umúnico canal. Note que a notação D/D/1 não Implica que o headway médio de chegada seja igual aoheadway médio de partida.Para os casos onde os headways são distribuídos exponencialmente, usa-se a letra M: M/M/1 é anotação de uma fila onde tanto os headways de chegada como os de partida seguem umadistribuição exponencial negativa e existe apenas um canal de atendimento. Usa-se a notação M/D/1para indicar um sistema de filas onde os headways de chegada se distribuem exponencialmente, osheadways de partida são determinísticos e há um único canal de atendimento.
  65. 65. 3. FLUXO DE VEÍCULOS -DEFINIÇÕES IMPORTANTES E PRÁTICASVolume de tráfegoO volume ou fluxo de uma corrente de tráfego rodoviário é o número de veículos que passam poruma seção específica de via durante um certo período de tempo. O volume de tráfego é uma variávelimportante para o projeto da via e dos sistemas de controle de tráfego. Os seguintes termos sãousados costumeiramente para se referir ao volume de tráfego de uma via [Denatran, 1978]: Volume anual: é o número de veículos que passam por um trecho de uma via duranteum ano. O volume anual é usado para análise de acidentes, estudos econômicos para aimplantação de pedágios, e também para estudar as tendências futuras de variação dovolume de tráfego. O volume diário médio anual (VDMA) é o volume anual dividido pelo número dedias no ano. Volume diário: é o número de veículos que passam por uma seção durante um dia. Ovolume diário médio (VDM) de uma via é o número total de veículos que trafegam pelotrecho em estudo durante um certo período de tempo dividido pelo número de dias doperíodo de estudo. O volume diário médio varia dentro da semana, do mês e do ano. Ovolume diário médio é usado para avaliar a distribuição de tráfego em um sistema viário, paramedir a demanda de uma via, e para a programação de melhorias.
  66. 66. 3. FLUXO DE VEÍCULOS -DEFINIÇÕES IMPORTANTES E PRÁTICAS Volume horário: é o número de veículos passando por uma seção de via durante umahora. O volume horário máximo anual é o volume da hora mais congestionada do ano. O volumeda n-ésima hora é um volume horário que só é ultrapassado ou atingido durante n horasem cada ano. Por exemplo, o volume da trigésima hora é um volume de tráfego que só éigualado ou atingido durante 30 horas em um ano. Normalmente, o volume da trigésima hora édefinido como sendo o volume horário de projeto; isto é, os estudos de capacidade dasvias, o projeto geométrico e o projeto dos sistemas de controle de tráfego baseiam-se nestevalor.VelocidadeA velocidade média é a razão entre o espaço percorrido e o tempo gasto para percorrê-lo e,geralmente, é expressa em [km/h]. Os seguintes termos são usados ara se referir à velocidade, emengenharia de tráfego [Denatran, 1978]: Velocidade de projeto: é a maior velocidade com que um veículo pode percorrer umavia em condições de segurança. É ela que determina o projeto geométrico da via: raios de curvashorizontais e verticais, superelevações e distâncias de visibilidade. Velocidade de operação: é a mais alta velocidade com que um veículo pode trafegarnuma via sem exceder a velocidade de projeto. Velocidade de percurso: é a velocidade observada em um determinado trecho da via, edepende das condições da via, do trânsito, do veículo, do motorista, das condições meteorológicas eda sinalização. Velocidade instantânea: é a velocidade de um dado veículo num certo instante, comopor exemplo, a velocidade medida através de um radar.
  67. 67. 4. FLUXO DE VEÍCULOS EM INTERSEÇÕES RODOVIÁRIAS -INTRODUÇÃOAs interseções são pontos críticos no sistema viário, pois possuem um grande potencial para causarcongestionamentos que vão afetar o desempenho global do sistema de forma significativa. Asinterseções podem ser divididas em: A. Controladas por semáforos; B. Controladas por sinal de parada obrigatória; C. Não controladas.Nas interseções semaforizadas, o direito de passagem é alternado para cada uma das vias que secruzam. Nas interseções controladas por sinal "PARE", o direito de passagem é da via preferencial.Nas interseções não controladas, o capítulo que trata das normas gerais de circulação e conduta noCódigo Brasileiro de Trânsito (art. 29, item III) define o direito de passagem, como sendo a situaçãoque:“III – quando veículos, transitando por fluxos que se cruzem, se aproximarem de local não sinalizado,terá preferência de passagem: a) no caso de apenas um fluxo ser proveniente de rodovia, aquele que estiver circulandopor ela; b) no caso de rotatória, aquele que estiver circulando por ela; c) nos demais casos, o que vier pela direita do condutor;”A definição do tipo de controle mais adequado para cada interseção, ainda que de grandeimportância, está além dos objetivos do nosso curso.
  68. 68. 4. FLUXO DE VEÍCULOS EM INTERSEÇÕES RODOVIÁRIAS -CONTROLE DE TRÁFEGO POR SEMÁFOROSO primeiro semáforo que utilizou luzes coloridas para controlar o fluxo de veículos foi instalado emLondres em 1868.James Hoge inventou o semáforo elétrico em 1913, sendo que Cleveland (EUA) foi a primeira cidadea instalar esta invenção.Este dispositivo foi o precursor do semáforo de três cores, que se tornou popular durante a décadade 20 nos Estados Unidos.A partir do invento de Hoge, os sinais luminosos passaram a ser cada vez mais usados: Salt LakeCity teve a primeira instalação de semáforos interconectados em 1917;O sistema de progressão semafórica foi proposto em 1922 e os primeiros semáforos atuados pelotráfego foram instalados em New Haven, East Norfolk e Baltimore em 1928.Hoje em dia, a microinformática também fez avanços no campo do controle de tráfego e ossemáforos são equipados com micro controladores e se comunicam com um computador central viamodem.As interseções semaforizadas podem ser isoladas, isto é, localizadas a tal distância umas dasoutras que um semáforo não interfere na operação do semáforo seguinte, ou podem estarcontroladas como um sistema, onde os semáforos são operados de forma coordenada.
  69. 69. 4. FLUXO DE VEÍCULOS EM INTERSEÇÕES RODOVIÁRIAS -CONTROLE DE TRÁFEGO POR SEMÁFOROS
  70. 70. 4. FLUXO DE VEÍCULOS EM INTERSEÇÕES RODOVIÁRIAS -CONTROLE DE TRÁFEGO POR SEMÁFOROSO fluxo de saturação, s, de uma aproximação é o volume máximo que pode passar pela interseção,a partir daquela aproximação, se o semáforo permanecesse continuamente aberto para essesveículos e se a fila para entrar na interseção nunca terminasse. O fluxo de saturação é o volume quecorresponde ao headway mínimo observado entre os veículos que partem da fila formada por umsemáforo. Cruzamento de duas vias de mão única, controlado por semáforo
  71. 71. 4. FLUXO DE VEÍCULOS EM INTERSEÇÕES RODOVIÁRIAS -CONTROLE DE TRÁFEGO POR SEMÁFOROSO comprimento do ciclo semafórico, c, é o intervalo de tempo necessário para completar um ciclo,que é uma sequência completa de indicações semafóricas (vermelho, verde, amarelo) para todas asaproximações. O tempo de verde efetivo é o tempo efetivamente disponível para os veículosatravessarem a interseção.O tempo de verde efetivo é dado por: g =G+ A- pOnde: G = tempo durante o qual a luz verde está acesa [s]; A = tempo durante o qual a luz amarela está acesa [s]; p = tempo perdido no início do verde e no final do amarelo [s].O período de tempo perdido em cada ciclo, p, é causado pela demora de os motoristas reagirem àmudança da indicação semafórica e o tempo necessário para os veículos que estão no cruzamentoliberarem completamente a interseção [Denatran, 1979].Estes tempos podem ser medidos in situ e sua soma é da ordem de 4 segundos.O tempo de vermelho efetivo, r, é o tempo em que os carros não podem cruzar a interseção e podeser calculado por: r=c–g É a diferença entre o tempo de ciclo (c) e o tempo de verde efetivo (g).
  72. 72. 4. FLUXO DE VEÍCULOS EM INTERSEÇÕES RODOVIÁRIAS -CONTROLE DE TRÁFEGO POR SEMÁFOROS
  73. 73. 4. FLUXO DE VEÍCULOS EM INTERSEÇÕES RODOVIÁRIAS -CONTROLE DE TRÁFEGO POR SEMÁFOROS Partidas  xtNúmero de veículos acumulados Chegadas  xt Tempo r g c
  74. 74. 4. FLUXO DE VEÍCULOS EM INTERSEÇÕES RODOVIÁRIAS -CONTROLE DE TRÁFEGO POR SEMÁFOROS
  75. 75. 4. FLUXO DE VEÍCULOS EM INTERSEÇÕES RODOVIÁRIAS -CONTROLE DE TRÁFEGO POR SEMÁFOROS Partidas  xt Chegadas  xt Número de veículos acumulados Wtotal = ∆1- ∆2 r g c Tempo
  76. 76. 4. FLUXO DE VEÍCULOS EM INTERSEÇÕES RODOVIÁRIAS -CONTROLE DE TRÁFEGO POR SEMÁFOROS
  77. 77. 4. FLUXO DE VEÍCULOS EM INTERSEÇÕES RODOVIÁRIAS -CONTROLE DE TRÁFEGO POR SEMÁFOROSExercício:Considere uma aproximação de um cruzamento equipado com um semáforo de tempo fixo, cujotempo de ciclo é 80 sego A indicação de verde para esta aproximação tem 25 seg; o tempo deamarelo é 3 seg e o tempo perdido por ciclo é 4 seg. O fluxo de saturação desta aproximação é de2.800 veic./h e o volume de tráfego observado é de 600 veic./h.Dados: c = 80 seg G = 25 seg p = 4 seg a = 3 segPartida = fluxo saturação = 2.800 veículos/hora = xtChegada = volume de tráfego = 600 veículos/hora = xtFórmulas: tempo de verde efetivo é dado por: g =G+ A- p vermelho efetivo, r, é dado por: r = c – g
  78. 78. 4. FLUXO DE VEÍCULOS EM INTERSEÇÕES RODOVIÁRIAS -CONTROLE DE TRÁFEGO POR SEMÁFOROS
  79. 79. 4. FLUXO DE VEÍCULOS EM INTERSEÇÕES RODOVIÁRIAS -CONTROLE DE TRÁFEGO POR SEMÁFOROS
  80. 80. 4. FLUXO DE VEÍCULOS EM INTERSEÇÕES RODOVIÁRIAS -CONTROLE DE TRÁFEGO POR SEMÁFOROS
  81. 81. 4. FLUXO DE VEÍCULOS EM INTERSEÇÕES RODOVIÁRIAS -CONTROLE DE TRÁFEGO POR SEMÁFOROS
  82. 82. 4. FLUXO DE VEÍCULOS EM INTERSEÇÕES RODOVIÁRIAS -CONTROLE DE TRÁFEGO POR SEMÁFOROS
  83. 83. 4. FLUXO DE VEÍCULOS EM INTERSEÇÕES RODOVIÁRIAS -ANÁLISE DE CICLOS SATURADOS EM INTERSEÇÕES SEMAFORIZADAS ISOLADAS
  84. 84. 4. FLUXO DE VEÍCULOS EM INTERSEÇÕES RODOVIÁRIAS -ANÁLISE DE CICLOS SATURADOS EM INTERSEÇÕES SEMAFORIZADAS ISOLADASO exemplo a seguir mostra como a aplicação de um modelo D/D/1 permite estudar um pequenoperíodo de saturação com duração de três ciclos. r g r g r g 23- 19-
  85. 85. 4. FLUXO DE VEÍCULOS EM INTERSEÇÕES RODOVIÁRIAS -ANÁLISE DE CICLOS SATURADOS EM INTERSEÇÕES SEMAFORIZADAS ISOLADAS
  86. 86. 4. FLUXO DE VEÍCULOS EM INTERSEÇÕES RODOVIÁRIAS -ANÁLISE DE CICLOS SATURADOS EM INTERSEÇÕES SEMAFORIZADAS ISOLADAS
  87. 87. 4. FLUXO DE VEÍCULOS EM INTERSEÇÕES RODOVIÁRIAS -ANÁLISE DE CICLOS SATURADOS EM INTERSEÇÕES SEMAFORIZADAS ISOLADAS
  88. 88. 4. FLUXO DE VEÍCULOS EM INTERSEÇÕES RODOVIÁRIAS -DETERMINAÇÃO DO CICLO ÓTIMO DE UM SEMÁFOROComo alocar o tempo de verde efetivo para um cruzamento controlado por um sinal luminoso?Minimizar o número de paradas e otimizar os tempos de espera.Os fatores que dificultam a solução deste problema são: A variabilidade dos padrões de chegadas de veículos aos cruzamentos, que podem se alterarsignificativamente durante períodos de tempo muito curtos;A definição da função objetivo para a minimização.A taxa de chegadas de carros a um sinal luminoso varia num período relativamente curto.Ciclos onde um grande número de veículos chega ao cruzamento e ciclos onde quase não háchegadas.O uso de detectores nos cruzamentos permite que o sinal seja atuado pelo tráfego, o que podereduzir a espera total.Os tempos de verde efetivo podem ser alocados de duas formas: para minimizar a espera ou o número de veículos que param no semáforo para maximizar o bem-estar econômico de todos os viajantes.
  89. 89. 4. FLUXO DE VEÍCULOS EM INTERSEÇÕES RODOVIÁRIAS -DETERMINAÇÃO DO CICLO ÓTIMO DE UM SEMÁFORO
  90. 90. 4. FLUXO DE VEÍCULOS EM INTERSEÇÕES RODOVIÁRIAS -DETERMINAÇÃO DO CICLO ÓTIMO DE UM SEMÁFORO
  91. 91. 4. FLUXO DE VEÍCULOS EM INTERSEÇÕES RODOVIÁRIAS -DETERMINAÇÃO DO CICLO ÓTIMO DE UM SEMÁFORO
  92. 92. 4. FLUXO DE VEÍCULOS EM INTERSEÇÕES RODOVIÁRIAS -DETERMINAÇÃO DO CICLO ÓTIMO DE UM SEMÁFOROEXERCICIO:Um determinado cruzamento é controlado por um semáforo de tempo fixo. Não são permitidasconversões; as duas vias têm mão dupla de direção e o semáforo tem duas fases. As aproximações1 (volume = 720 veic/h) e 3 (volume = 828 veic/h) compartilham a mesma fase; as aproximações 2(volume = 432 veic/h) e 4 (volume = 252 veic/h) compartilham a outra fase. O tempo perdido emcada ciclo pode ser suposto nulo e o fluxo de saturação em todas as aproximações pode serconsiderado de 1.800 veic/h..Calcule: - As taxas de chegada para cada aproximação - A taxa de atendimento - O grau de congestionamento para cada aproximação - A espera veicular total -Sendo o ciclo (c) de 80 seg de duração determine os tempos deverde e vermelho efetivos que devem ser alocados a cada fase para que a espera veicular total nainterseção seja mínima
  93. 93. 4. FLUXO DE VEÍCULOS EM INTERSEÇÕES RODOVIÁRIAS -DETERMINAÇÃO DO CICLO ÓTIMO DE UM SEMÁFORO
  94. 94. 4. FLUXO DE VEÍCULOS EM INTERSEÇÕES RODOVIÁRIAS -DETERMINAÇÃO DO CICLO ÓTIMO DE UM SEMÁFORO
  95. 95. 4. FLUXO DE VEÍCULOS EM INTERSEÇÕES RODOVIÁRIAS -DETERMINAÇÃO DO CICLO ÓTIMO DE UM SEMÁFORO
  96. 96. 4. FLUXO DE VEÍCULOS EM INTERSEÇÕES RODOVIÁRIAS-SISTEMAS DE INTERSEÇÕES SEMAFORIZADASNuma via arterial as interseções controladas por semáforos estão normalmente próximas umas dasoutras e geralmente os semáforos, em tais condições, são estudados conjuntamente.Observando-se uma via onde existem dois semáforos não muito distantes um do outro, percebe-seque os carros têm headways muito pequenos e movem-se num pelotão. À medida que estesveículos viajam uma distância crescente pela via o pelotão se dissolve, já que os veículos de melhordesempenho ou conduzidos por motoristas mais agressivos têm velocidade maior. Se a distânciaentre o primeiro sinal e o segundo não for muito grande (menos de 300 m), os carros mais rápidosnão conseguem se afastar, já que esta pequena distância é viajada num tempo muito pequeno e oscarros chegam ao segundo sinal ainda formando um grupo compacto.Idealmente o segundo semáforo deveria ser operado de tal maneira que o tempo de verde efetivoestivesse se iniciando no instante em que o líder do pelotão estiver chegando ao cruzamento, de talforma que o progresso do pelotão não fosse interrompido ao longo da via. Desta forma, um carrotrafegando pela via teoricamente nunca teria que parar após encontrar um sinal verde. Este processoé denominado "onda verde" ou sistema progressivo de coordenação de semáforos. A obtenção deum sistema progressivo depende da escolha correta do "offset" ou defasagem, que é o tempo quedecorre entre o início do verde efetivo do primeiro sinal e o início do verde efetivo do n-ésimosemáforo na via arterial. A determinação do offset de cada semáforo depende da velocidade dacorrente de tráfego e da distância que separa os dois sinais.O offset pode ser determinado por:
  97. 97. 4. FLUXO DE VEÍCULOS EM INTERSEÇÕES RODOVIÁRIAS-SISTEMAS DE INTERSEÇÕES SEMAFORIZADAS
  98. 98. 4. FLUXO DE VEÍCULOS EM INTERSEÇÕES RODOVIÁRIAS-SISTEMAS DE INTERSEÇÕES SEMAFORIZADAS
  99. 99. 4. FLUXO DE VEÍCULOS EM INTERSEÇÕES RODOVIÁRIAS-INTERSEÇÕES NÃO SEMAFORIZADASEnquanto que os modelos determinísticos do tipo D/D/1 se aplicam satisfatoriamente a cruzamentoscontrolados por semáforo, as interseções não semaforizadas (controladas por sinal de paradaobrigatória ou preferencial à frente, ou ainda sem controle) só podem ser analisadas através demodelos estocásticos, porque estes modelos devem necessariamente ser capazes de representar ocomportamento dos motoristas em cruzamentos deste tipo: decidir quando o intervalo na corrente deveículos permite cruzar a via principal com segurança.Considere um cruzamento como o mostrado na Figura abaixo, onde veículos vindos pela viasecundária devem esperar um intervalo adequado para cruzar o fluxo de tráfego da via principal. Épossível supor que existe um intervalo crítico ∆t, correspondente ao menor intervalo de tempo notráfego da via principal que permite que um carro da via secundária cruze o fluxo preferencial. Setoda vez que o intervalo t na corrente prioritária satisfizer a condição t ≥ ∆t significar que um veículoda via secundária pode cruzar a via principal, é possível determinar a capacidade deste cruzamentocalculando-se o número de veículos que conseguem cruzar o fluxo principal durante os intervalosque ocorrem em uma hora.
  100. 100. 4. FLUXO DE VEÍCULOS EM INTERSEÇÕES RODOVIÁRIAS-INTERSEÇÕES NÃO SEMAFORIZADAS
  101. 101. 4. FLUXO DE VEÍCULOS EM INTERSEÇÕES RODOVIÁRIAS-INTERSEÇÕES NÃO SEMAFORIZADAS
  102. 102. 4. FLUXO DE VEÍCULOS EM INTERSEÇÕES RODOVIÁRIAS-INTERSEÇÕES NÃO SEMAFORIZADAS
  103. 103. 4. FLUXO DE VEÍCULOS EM INTERSEÇÕES RODOVIÁRIAS-INTERSEÇÕES NÃO SEMAFORIZADAS
  104. 104. 5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -INTRODUÇÃOCapacidade de uma via  advento do automóvel  preocupação.A capacidade de vias envolve seres humanos que são sensíveis à qualidade do serviço que estásendo prestado e que são também capazes de reagir em função disto.Os valores subjetivos usados para a quantificação dos fluxos que caracterizam cada nível de serviçoforam determinados por técnicos de reconhecida capacidade, que também estabeleceram ametodologia para determinação da capacidade e dos níveis de serviço. Os critérios e a metodologiapara a determinação da capacidade de rodovias são apresentados no Highway Capacity Manual,HCM [TRB, 1985], que é a referência fundamental do assunto.A metodologia para determinação do nível de serviço de vias de fluxo contínuo (por exemplo,rodovias rurais ou vias expressas) difere daquela usada para determinação do nível de serviço devias com fluxo interrompido (por exemplo, vias arteriais com semáforos), pois o comportamento dotráfego é completamente diferente em cada um destes ambientes.Nós vamos tratar apenas da determinação do nível de serviço em vias de fluxo contínuo e abordar oassunto de forma um tanto quanto simplificada, pois o estudo da capacidade de rodovias é umcampo tão amplo que, em várias universidades, existem disciplinas totalmente dedicadas a ele.
  105. 105. 5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -DEFINIÇÕESCapacidadeA capacidade de uma via é o número máximo de veículos que são capazes de passar porum dado trecho de rodovia em um sentido (ou em ambos os sentidos numa rodovia depista simples com duas ou três faixas de tráfego) durante um certo período de temposob condições dominantes da via e do tráfego. A capacidade é normalmente definidacomo o volume de serviço no nível de serviço E, conforme definido a seguir.As condições dominantes da via, que são determinadas pela sua estrutura física e que não variam no tempo; do tráfego, que dependem da natureza do tráfego que utiliza a Via e que podem variar.Nível de serviçoO nível de serviço de uma via é uma medida qualitativa do efeito de um conjunto defatores que influem na velocidade e densidade do fluxo de tráfego. Neste conjunto defatores incluem-se: velocidade e tempo de viagem, interrupções no tráfego, liberdadede manobras, segurança, conforto para condução de veículos, conveniência, e custosoperacionais.
  106. 106. 5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -DEFINIÇÕESA Figura abaixo exibe estes níveis de serviço, superpondo as áreas dos níveis de serviço(A a F) no gráfico da função velocidade versus volume.
  107. 107. 5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -DEFINIÇÕES• CLASSIFICAÇÃO QUANTO AS CONDIÇÕES TÉCNICAS: Leva em consideração o tipo de via, nível de serviço, velocidade e relevo:• Região Plana: terreno com baixa variação de cotas (grandes distâncias de visibilidade);• Região Ondulada: terreno com média variação de cotas (frequentes cortes e aterros);• Região Montanhosa: relevo com abruptas variações de relevo.
  108. 108. 5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -DEFINIÇÕES
  109. 109. 5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -NÍVEIS DE SERVIÇOCARACATERIZAÇÃO DE NÍVEIS DE SERVIÇO:Nível de Serviço A: Descreve a condição defluxo livre em rodovias de boas característicastécnicas. Há pequena ou nenhuma restrição demanobra devido à presença de outros veículos eos motoristas podem manter as velocidades quedesejarem com pequeno ou nenhumretardamento. Nível de conforto excelente.
  110. 110. 5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -NÍVEIS DE SERVIÇO
  111. 111. 5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -NÍVEIS DE SERVIÇOCARACATERIZAÇÃO DE NÍVEIS DE SERVIÇO:Nível de Serviço B: Corresponde à condição defluxo estável, em que os motoristas começam asofrer restrições pela ação dos demais veículos,mas ainda têm razoável liberdade de escolhade velocidade e faixa de circulação. O nível deconforto ainda é alto, porém é menor que o nívelA.
  112. 112. 5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -NÍVEIS DE SERVIÇO
  113. 113. 5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -NÍVEIS DE SERVIÇOCARACATERIZAÇÃO DE NÍVEIS DE SERVIÇO:Nível de Serviço C: Situa-se ainda na faixa dofluxo estável, mas as velocidades e aspossibilidades de manobra são maisestreitamente condicionadas pelos volumesmais elevados. A participação em pelotões(veículos trafegando agrupados) passa de 50%exigindo maior atenção nas ultrapassagens.
  114. 114. 5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -NÍVEIS DE SERVIÇO
  115. 115. 5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -NÍVEIS DE SERVIÇOCARACATERIZAÇÃO DE NÍVEIS DE SERVIÇO:Nível de Serviço D: Alta densidade no limite dazona de fluxo estável. Os motoristas contamcom pequena liberdade de movimento e muitadificuldade de manter velocidades elevadas. Aparticipação em pelotões chega a 75% dotempo e o conforto sentido pelo motorista ébastante afetado.
  116. 116. 5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -NÍVEIS DE SERVIÇO
  117. 117. 5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -NÍVEIS DE SERVIÇOCARACATERIZAÇÃO DE NÍVEIS DE SERVIÇO:Nível de Serviço E: É considerado o nível decapacidade da rodovia. Fluxo instável e comvalores acima de 75% para a participação empelotões. As possibilidades de ultrapassagemsão bastante limitadas. Operações bruscascomo freadas podem interromper o fluxo darodovia momentaneamente.
  118. 118. 5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -NÍVEIS DE SERVIÇO
  119. 119. 5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -NÍVEIS DE SERVIÇOCARACATERIZAÇÃO DE NÍVEIS DE SERVIÇO:Nível de Serviço F: Fluxo forçado. Ocorre aformação de filas e congestionamento. Écomum observar-se velocidades de operaçãonulas ou quase nulas.
  120. 120. 5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -NÍVEIS DE SERVIÇO
  121. 121. 5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -NÍVEIS DE SERVIÇOCARACATERIZAÇÃO DE NÍVEIS DE SERVIÇO:Enquadramento em níveis de serviço(Rodovias de Classe I):
  122. 122. 5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -NÍVEIS DE SERVIÇOCARACATERIZAÇÃO DE NÍVEIS DE SERVIÇO:Enquadramento em níveis de serviço (Rodovias de Classe I-GRÁFICO):
  123. 123. 5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -VOLUME DE SERVIÇOVolume de serviçoO volume de serviço é o número máximo de veículos que podem passar por uma seção decontrole de uma faixa de tráfego ou de uma via em um certo período de tempo, duranteo qual as condições de operação são mantidas em um nível de serviço pré-determinado.Para rodovias de quatro ou mais faixas de rolamento, separadas por canteiro central ounão, o volume de tráfego se refere a uma direção; para vias de pista simples, com duasou três faixas de rolamento, o volume de serviço se refere a ambas as direções.Velocidade de projetoA velocidade de projeto é a velocidade selecionada para o projeto geométrico da rodovia, eé usada para o cálculo dos raios de curva, superelevação e distância de visibilidade, dosquais depende a operação segura de veículos na rodovia.
  124. 124. 5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -VOLUME DE SERVIÇOCapacidade de rodovias com múltiplas faixas de tráfegoNuma rodovia com pelo menos quatro faixas de rolamento, o tráfego em uma direçãonão interfere com o tráfego na direção oposta, já que normalmente existem duas oumais faixas de tráfego em cada direção, o que faz com que as oportunidades paraultrapassagem independam de espaços na corrente de tráfego oposta. Se existir umcanteiro central ou outro tipo de separação física entre os fluxos de tráfego, as vias sãochamadas de rodovias com separação física.Se a separação é feita apenas por demarcação no pavimento, usa-se o termo rodoviasem separação física. O acesso a rodovias com múltiplas faixas de rolamento pode sercontrolado, isto é, só ocorrer em dispositivos de entroncamento, ou não ser controlado,isto é pode ocorrer em qualquer ponto ao longo da rodovia. A existência de separaçãofísica entre fluxos e de controle de acesso influi na capacidade da rodovia.
  125. 125. 5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -VOLUME DE SERVIÇOCapacidade de rodovias de faixas múltiplas sem separação físicaO volume de serviço de uma rodovia de várias faixas de tráfego, sem separação físicaentre os fluxos de tráfego em cada sentido (isto é, a separação se faz através de faixascontínuas pintadas no pavimento) é dado por: V = 2.000xNx(v/c)xTxW (Volume de serviço de uma rodovia com faixas múltiplas sem separação física)Onde: V = volume de serviço [veic./h]; N = número de faixas de tráfego em cadadireção; v/c =razão entre o volume de serviço e capacidade; T = fator de ajuste queconsidera a influência de caminhões; W = fator de ajuste que considera a influência dalargura das faixas de tráfego e espaço lateral livre.O fluxo máximo de veículos que se pode esperar em uma faixa de tráfego de umarodovia em condições ideais são 2.000 veic./h. A Equação 40 ajusta este valor básicolevando em consideração a densidade, a composição do tráfego e as característicasfísicas da rodovia. O termo v c reflete a densidade para cada nível de serviço, conformedescrito na Tabela 9. Os coeficientes T e W são menores ou iguais à unidade e ajustamos valores do fluxo ideal em função do volume de caminhões e dos efeitos deestreitamento de faixas de rodagem e dos acostamentos.
  126. 126. 5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -VOLUME DE SERVIÇOA Tabela abaixo contém os valores para rodovias com separação física. Os níveis deserviço são mostrados na primeira coluna. A terceira e quarta colunas mostram,respectivamente, os valores de velocidade e da razão volume/capacidade (v c) quedefinem estes níveis de serviço – note que estas regiões são as definidas na Tabela.A tabela mostra os valores de v/c para velocidades de projeto de 120, 100 e 80 km/h.Quanto menor a velocidade de projeto, mais restritiva é a geometria da via; portanto,para manter a mesma qualidade, ou nível de serviço, nestas vias de característicasinferiores é necessário manter a concentração em níveis mais baixos.
  127. 127. 5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -VOLUME DE SERVIÇO a  A velocidade de operação e o valor básico de v/c são medidas independentes do nível de serviço; ambos os limites devem ser satisfeitos na determinação do nível de serviço da via. b  Veículos de passageiros, por hora, por faixa de tráfego, em cada sentido. c  A velocidade de operação para este nível de serviço não pode ser atingida para este valor da velocidade de projeto. d  O valor de v/c pode exceder 1 o que indica sobrecarga do sistema.O cálculo do fator de equivalência do fluxo de caminhões, T, é feito com as Tabelas aseguir. A Tabela dá o número de carros de passageiros equivalentes a um caminhão, ET,para grades de vários comprimentos e magnitudes, em função da percentagem decaminhões no fluxo de veículos, PT.Fatores de equivalência ET, para rodovias com várias faixas de tráfego
  128. 128. 5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -VOLUME DE SERVIÇOFatores de equivalência ET, para rodovias com várias faixas de tráfego
  129. 129. 5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -VOLUME DE SERVIÇO
  130. 130. 5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -VOLUME DE SERVIÇOEstreitamentos na faixa de rolamento, causados tanto por redução da sua largura comopela redução da largura dos acostamentos também afetam a capacidade da via, já queprovocam uma redução na velocidade dos veículos. O efeito combinado da redução dalargura da faixa de rolamento e do acostamento são incorporados ao cálculo dacapacidade através do coeficiente W, cujos valores estão mostrados na Tabela a seguir.Os valores do coeficiente de ajuste dependem da existência de obstrução de um só lado(por ex., a mureta de uma ponte) ou de ambos os lados da via (por exemplo, uma ponteestreita com um só sentido de tráfego).
  131. 131. 5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -VOLUME DE SERVIÇOFatores de ajuste para largura, W, para rodovias de várias faixas de tráfego, semseparação física
  132. 132. 5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -VOLUME DE SERVIÇOExercício:Deseja-se determinar o número de faixas de rolamento necessárias para a obtenção donível de serviço C ao final de uma subida de 1km de comprimento e rampa de 3%,numa rodovia cuja velocidade de projeto é 100 km/h, a largura das faixas de rodagem éde 3,5 m e o volume de tráfego é de 2.030 veic/h (7% dos quais são veículos pesados).A seção transversal da via é tal que existe um muro localizado a 1.5 m da borda dapista:Já que o volume de serviço depende do número de faixas, pode-se assumir um valorpara N, com o qual pode-se calcular V através da Equação 40. O volume de serviçoencontrado, V, pode ser comparado com o volume horário da rodovia em questão.Portanto, fazendo-se N = 2, teremos: v/c = 0,60 (ver Tabela) T = 0,70 (ver Tabela) W = 0,97 (ver Tabela) V = 2.000xNx(v/c)xTxW = 2.000 x 0,60 x 0,70 x 0,97 = 1.630 veic/h
  133. 133. 5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -VOLUME DE SERVIÇOO volume de serviço encontrado é menor que o volume da demanda, 2.030 veic./h;portanto, é necessário aumentar o número de faixas.Adotando-se N = 3, os coeficientes T e W e a razão v/c não variam, então:V 2.000 3 0,60 0,70 0,97 2.444 veic./hValor que é maior que o volume da demanda. Então, três faixas de rolamento parasubida garantem um nível de serviço melhor ou igual a C para este trecho da rodoviaem questão.Capacidade de rodovias de faixas múltiplas com separação físicaA capacidade de rodovias de faixas de rolamento múltiplas com separação física(defensas ou canteiros centrais) é calculada de forma semelhante. As únicas diferençasresidem nas magnitudes dos fatores de ajuste T e W usados no processo.
  134. 134. 5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -VOLUME DE SERVIÇOCapacidade de rodovias com pista simplesOs volumes de serviço e capacidades de rodovias de pistas simples são semprecalculados para ambas as direções de tráfego simultaneamente, sem que se considere adistribuição direcional do fluxo, porque as manobras de ultrapassagem requeremintervalos na corrente de tráfego oposta, o que acaba afetando a capacidade. Oprocedimento para a análise da capacidade de uma via simples é dado pela equação: V = 2.000x(v/c)xTxW (Volume de serviço de uma rodovia de pista simples)Onde: V = volume de serviço, em ambas as direções [veic./h]; v/c = razão entre ovolume de serviço e capacidade; T = fator de ajuste que considera a influência decaminhões; W = fator de ajuste que considera a influência da largura das faixas detráfego e espaço lateral livre.
  135. 135. 5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -VOLUME DE SERVIÇOA capacidade básica de uma rodoviade pista simples é de 2000 veic./h,nos dois sentidos. Este valor éajustado para o nível de serviço,composição do tráfego e largura davia e acostamentos pela Equação(V = 2.000x(v/c)xTxW).O valor de v/c depende da velocidadede projeto, do nível de serviço e daporcentagem de trechos ondedistância para ultrapassagem sejamaior que 450 m.A Tabela ao lado fornece os valoresde v/c que se aplicam às rodovias depista simples:
  136. 136. 5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -VOLUME DE SERVIÇOExistem dois processos para se determinar o valor do coeficiente de ajuste para acomposição do tráfego, T.O primeiro processo é usado para a análise de trechos longos, onde existem rampas demagnitude aproximadamente igual. O valor do coeficiente T é dado em função dapercentagem de veículos pesados, PT, e do tipo de relevo do terreno por onde passa arodovia: plano, ondulado e montanhoso, conforme mostrado a seguir:OBS.: Trechos extensos devem ser subdivididos em trechos menores, ao longo dos quais os elementos de projeto sejamsemelhantes. Como uma regra geral, as velocidades de projeto nos vários segmentos que compõem um trecho longo nãodevem variar de mais de 20 km/h.
  137. 137. 5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -VOLUME DE SERVIÇO
  138. 138. 5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -VOLUME DE SERVIÇOFatores de equivalênciade veículos pesadospara trechosespecíficos de rodoviasde pista simples
  139. 139. 5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -VOLUME DE SERVIÇOFatores de ajuste para composição de tráfego para trechos específicos derodovias de pista simples
  140. 140. 5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -VOLUME DE SERVIÇOA determinação do coeficiente de ajuste W, que leva em consideração a largura dasfaixas de rolamento e a distância livre lateral, é feita através da Tabela abaixo, queapresenta os valores de W para os níveis de serviço B e E. Os valores para os outrosníveis de serviço podem ser interpolados.
  141. 141. 5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -VOLUME DE SERVIÇOExercício:Deseja-se determinar os volumes de serviço correspondentes ao nível de serviço C e àcapacidade de um trecho de uma rodovia de pista simples cuja velocidade de projeto éde 80 km/h, e na qual existem 40% de oportunidades de ultrapassagem (Oportunidadede ultrapassagem é a porcentagem de trechos cuja distância de ultrapassagem é ≥450m. A largura do pavimento é de 6 m e a largura do acostamento é de 0,50 m. O trechose localiza numa região de relevo ondulado e 20% do tráfego que usa a via é compostode caminhões.Dados: -nível de serviço C -velocidade de projeto = 80 km/h -40% de oportunidade de ultrapassagem -largura do pavimento = 6 m -largura acostamento = 0,50m -relevo ondulado -20% do tráfego é de caminhões.
  142. 142. 5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -VOLUME DE SERVIÇOPara o nível de serviço C, tem-se que:v/c = 0,38 (Tabela)T = 0,56 (Tabela)W = 0,62 (interpolado na Tabela)V = 2.000x(v/c)xTxWV = 2.000 x 0,38 x 0,56 x 0,62 = 264 veic/hPara o nível de serviço E, que corresponde à capacidade da via, tem-se:v/c = 1,00 T = 0,56 W = 0,62 (interpolado na Tabela)V= 2.000 x 1,00 x 0,56 x 0,62 = 750 veic/h
  143. 143. 5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS -VOLUME DE SERVIÇOFaixas adicionais de subidaTrechos de rodovias de pista simples em rampas incluindo uma terceira faixa derolamento, que funciona como uma faixa adicional de subida para veículos de carga,podem ser analisados da mesma forma que trechos normais, a menos de pequenasmodificações para levar em consideração os efeitos do aumento das oportunidades deultrapassagem e da redução do impacto dos caminhões na corrente de tráfego.Numa seção com faixa adicional de subida os veículos pesados não têm nenhumainfluência na capacidade da faixa de subida de automóveis, já que todos os caminhõesdevem utilizar a faixa de subida. Desta forma, pode-se considerar o trecho como umaseção normal de via, onde não existem caminhões. Geralmente pode-se usar apenas ametade da percentagem de caminhões no tráfego quando se seleciona o fator de ajusteT. Além do mais, como esta metade do volume de caminhões trafega na descida, cadacaminhão é equivalente a dois automóveis, isto é, ET = 2.Em geral, uma faixa adicional de subida deve existir onde o efeito de veículos lentos fazcom que a capacidade da via fique aquém do mínimo desejado. As faixas adicionais desubida devem se estender além do final da rampa por uma distância suficiente parapermitir que os caminhões se mesclem com a corrente de automóveis apenas apósatingir uma velocidade adequada.
  144. 144. Procedimentos/Slide daPalestra Adicionar procedimento aqui  Etapa 1  Etapa 2
  145. 145. Gráficos 1100 90 80 70 60 Primeiro 50 Segundo 40 Third 30 20 10 0 Teste 1 Teste 2 Teste 3 Teste 4
  146. 146. Gráficos 2 Projeto Item 1 Item 2 Item 3 Item 4
  147. 147. Conclusão Adicione suas conclusões aqui.
  148. 148. Questões/Discussões  Pergunta 1  Discussão  Discussão  Pergunta 2  Discussão  Pergunta 3  Discussão

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