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WBA0814_v1.0 Princípios da engenharia de tráfego Conceitos básicos da engenharia de tráfego Introdução à engenharia de tráfego e seus principais objetivos Bloco 1 Renata Onzi Campeol O que é engenharia de tráfego? • Subconjunto da engenharia de transportes. • É o lugar da engenharia de transporte que lida com o planejamento, projeto geométrico e operações de tráfego de estradas, ruas, rodovias, suas redes, terminais, terrenos adjacentes e relações com outros modos de transporte (PANDE; WOLSHON, 2016). Objetivo principal • Proporcionar a movimentação segura, eficiente e conveniente de pessoas e mercadorias. Figura 1 - Transporte de pessoas e mercadorias Fonte: Alfribeiro/iStock.com. • Tratar de problemas que envolvem fatores físicos e humanos e sua interação com o meio ambiente. Tráfego ≠ trânsito • Trânsito: deslocamento, em geral, de pessoas e/ou veículos. • Tráfego: compreende a definição de vias e os deslocamentos de pessoas, mercadorias ou veículos, por meios apropriados de forma ordenada. Pilares dos sistemas de tráfego Figura 2 - Pilares dos sistemas de tráfego Fonte: elaborada pela autora. Tráfego. Engenharia. Fiscalização.Educação. Conceitos básicos da engenharia de tráfego Elementos dos sistemas de tráfego (usuários, veículos e vias) Bloco 2 Renata Onzi Campeol Elementos dos sistemas de tráfego • Usuários. • Veículos. • Via. Fonte: deberarr/iStock.com. Figura 3 – Elementos dos sistemas de tráfego Usuários • Os usuários dos sistemas de tráfego são os ocupantes de veículos, sejam eles motorizados ou não, e pedestres. • O usuário de um sistema de tráfego pode ser analisado como um sistema que recebe um estímulo (entrada) e produz uma reação (saída). Entrada λ Saída Figura 4 – Diagrama de um sistema Fonte: elaborada pela autora. PIEV Tempo entre o estímulo e a reação do usuário (λ). Depende de quatro parcelas: • Perception (percepção). • Identification ou intellection (identificação). • Emotion ou judgment (decisão). • Volition ou reaction (ação). Para um desempenho satisfatório dos sistemas de tráfego, é importante que o tempo entre o estímulo e a reação do usuário, ou seja, o tempo de PIEV, seja minimizado e, em paralelo, o tempo disponível para a reação seja maximizado. Importância do PIEV O conhecimento do PIEV é importante por ser ele um dos fatores fundamentais na determinação de parâmetros de projeto, como: • Distância segura de parada. • Velocidade segura de aproximação em interseções. • Tempo necessário de amarelo ou vermelho total para esvaziar a área de conflito de uma interseção etc. Veículos Os sistemas de tráfego incluem todos os tipos de veículos motorizados ou não (automóveis, caminhões, motocicletas, bicicletas, patinetes etc.). Pela grande variação nos tipos de veículos, a maioria dos estudos de tráfego adota uma unidade veicular padrão chamada de unidade de carro de passeio (ucp). Tipo de Veículo Descrição Fator de Equivalência VP Veículos leves. 1,0 CO Caminhões e ônibus convencionais. 1,5 SR/RE Semi-reboques/reboques. 2,0 M Motocicleta. 1,0 B Bicicletas. 0,5 SI Sem informação. 1,1 Tabela 1 – Fator de equivalência para ucp Fonte: adaptada de DNIT (2006). Veículos • Campo de visão. • Obrigatoriedade de freios ABS. Via • É o espaço destinado à circulação. • É definida como conjunto estruturado de vias que servem a uma determinada região, sendo conhecido como sistema viário e tem como funções básicas assegurar mobilidade e acessibilidade ao usuário. • Vias urbanas: são situações em meio urbano em que, ao longo da sua extensão, são observados imóveis edificados. • Vias rurais: são as estradas (vias rurais não pavimentadas) e as rodovias (vias rurais pavimentadas), podendo ser municipais, estaduais e federais. Vias urbanas • Trânsito rápido - 80 km/h. • Via arterial – 60 km/h. • Via coletora – 40 km/h. • Via local – 30 km/h. Figura 5 – Tipo de via Fonte: cifotart/iStock.com. Figura 7 – Tipos de via Fonte: JaCZhou/iStock.com. Fonte: MichaelWarren/iStock.com. Figura 6 – Tipos de via Vias rurais Fonte: Marcos Assis/iStock.com. Figura 8 – Exemplo de rodovia Fonte: TacioPhilip/iStock.com. Figura 9 – Exemplo de estrada Conceitos básicos da engenharia de tráfego Elementos dos sistemas de tráfego (volume de tráfego, velocidade, densidade, capacidade da via e análise níveis de serviço) Bloco 3 Renata Onzi Campeol Volume de tráfego • A quantidade de veículos que trafegam por determinada via, seção de via ou faixa de tráfego em um determinado espaço de tempo é definido como volume de tráfego ou fluxo de tráfego. • O Volume Diário Médio (VDM) consiste na média dos volumes observados em determinado local em um período de 24 horas. • O indicado é baseado em observações, observadas em um intervalo longo de tempo. Conceitos de VDM • Volume Médio Diário Anual (VMDa): número total de veículos trafegando em um ano dividido por 365. • Volume Médio Diário Mensal (VMDm): número total de veículos trafegando em um mês dividido pelo número de dias do mês, ele é sempre acompanhado pelo nome do mês a que se refere. • Volume Médio Diário Semanal (VMDs): número total de veículos trafegando em uma semana dividido por 7, acompanhado pelo nome do mês a que se refere. É utilizado como uma amostra do VMDm. • Volume Médio Diário em um Dia de Semana (VMDd): número total de veículos trafegando em um dia de semana. Deve ser sempre acompanhado pela indicação do dia de semana e do mês correspondente. Fator de hora pico (FHP) e volume de projeto Em que: FHP = fator hora pico. Vhp = volume da hora pico. V15 max = volume do período da maior quinzena dentro da hora pico. 4 15max VhpFHP V = × FHP varia de 0,25 a 1,00. O volume horário de projeto é fatalmente muito próximo de um dos volumes de pico do ano (entre o 30º e a 100º hora). Velocidade • Velocidade: é a relação entre o espaço percorrido por um veículo e o tempo gasto em percorrê-lo. • Velocidade Percentual N%: é a velocidade abaixo da qual trafegam N% dos veículos. • Velocidade de Fluxo Livre: é a velocidade média dos veículos de uma determinada via, quando apresenta volumes baixos de tráfego e não há imposição de restrições quanto às suas velocidades, nem por interação veicular ou por regulamentação do trânsito. • Velocidade Diretriz ou Velocidade de Projeto: é a velocidade selecionada para fins de projeto, da qual se derivam os valores mínimos de determinadas características físicas diretamente vinculadas à operação e ao movimento dos veículos. • Velocidade de Operação: é a mais alta velocidade com que o veículo pode percorrer uma dada via, atendendo às limitações impostas pelo tráfego, sob condições favoráveis de tempo. Densidade • A densidade é, basicamente, o número de veículos por unidade de comprimento. • A densidade reflete o grau de liberdade de manobra do tráfego, ou seja, ela reflete o grau de proximidade de veículos. Isso, obviamente, só se aplica em fluxos não saturados. FmtDt Vmt = Em que: Dt = densidade (veículo/km). Fmt = fluxo médio no trecho em (veículo/h). Vmt = velocidade média no trecho (km/h). Capacidade da via • A capacidade da via é uma variável de oferta e corresponde ao máximo de fluxo que uma seção ou trecho de via consegue operar em determinado período. • As análises de capacidade são realizadas nos trechos mais críticos da via, ou seja, são consideradas as piores situações. • As vias que operam próximo da sua capacidade são vias com uma densidade alta de veículos, onde são observados congestionamentos e baixas velocidades, o que causa desconfortos no trânsito e piores níveis de serviço para os seus usuários. Análise de níveis de serviço • Nível de Serviço é uma medida qualitativa das condições de operação de uma rodovia. • Metodologia Highway Capacity Manual. • Apesar de ser uma medida qualitativa, o nível de serviço usa critérios objetivos na sua determinação.• Seis níveis de serviço são definidos: A, B, C, D, E e F. • O nível A corresponde às melhores condições de operação e o nível de serviço F às piores. Níveis de serviço Figura 10 – Nível de serviço A Fonte: Milos-Muller/iStock.com. Figura 11 – Nível de serviço B Fonte: olrat/iStock.com. Figura 12 – Nível de serviço C Fonte: MarcosMartinezSanchez/iStock.com. Níveis de serviço Figura 13 – Nível de serviço D Fonte: yevtony/iStock.com. Figura 14 – Nível de serviço E Fonte: peeterv/iStock.com. Figura 15 – Nível de serviço F Fonte: 3dan3/iStock.com. Teoria em Prática Bloco 4 Renata Onzi Campeol Reflita sobre a seguinte situação • Nos estudos de tráfego, o levantamento da demanda, ou seja, contagens classificadas de veículos, são uma das informações mais importantes e mais comuns. • Utilizando como referência uma contagem de tráfego realizada entre às 8:00 e às 20:00 em uma determinada via urbana, com dados classificados em intervalos de 15 minutos e tipo de veículo, determine qual a hora de pico (maior volume horário) e o FHP (fator hora pico). Além disso, comente sobre a característica do tráfego (mais ou menos concentrado) com base no resultado do FHP. Contagem classificada de veículos 20 3 23 5 24 8 24 7 23 9 21 8 20 1 20 0 20 3 19 0 19 6 19 1 19 4 19 6 16 6 16 2 15 5 15 6 18 6 19 8 20 1 21 5 20 4 20 6 20 5 21 1 21 9 22 2 23 0 22 8 21 3 19 4 19 4 19 8 21 4 22 5 23 8 23 1 22 7 23 0 22 1 22 0 21 8 22 0 19 9 19 3 15 4 13 4 12 4 0 50 100 150 200 250 300 0 8: 00 - 09 :0 0 0 8: 15 - 09 :1 5 0 8: 30 - 09 :3 0 0 8: 45 - 09 :4 5 0 9: 00 - 10 :0 0 0 9: 15 - 10 :1 5 0 9: 30 - 10 :3 0 0 9: 45 - 10 :4 5 1 0: 00 - 11 :0 0 1 0: 15 - 11 :1 5 1 0: 30 - 11 :3 0 1 0: 45 - 11 :4 5 1 1: 00 - 12 :0 0 1 1: 15 - 12 :1 5 1 1: 30 - 12 :3 0 1 1: 45 - 12 :4 5 1 2: 00 - 13 :0 0 1 2: 15 - 13 :1 5 1 2: 30 - 13 :3 0 1 2: 45 - 13 :4 5 1 3: 00 - 14 :0 0 1 3: 15 - 14 :1 5 1 3: 30 - 14 :3 0 1 3: 45 - 14 :4 5 1 4: 00 - 15 :0 0 1 4: 15 - 15 :1 5 1 4: 30 - 15 :3 0 1 4: 45 - 15 :4 5 1 5: 00 - 16 :0 0 1 5: 15 - 16 :1 5 1 5: 30 - 16 :3 0 1 5: 45 - 16 :4 5 1 6: 00 - 17 :0 0 1 6: 15 - 17 :1 5 1 6: 30 - 17 :3 0 1 6: 45 - 17 :4 5 1 7: 00 - 18 :0 0 1 7: 15 - 18 :1 5 1 7: 30 - 18 :3 0 1 7: 45 - 18 :4 5 1 8: 00 - 19 :0 0 1 8: 15 - 19 :1 5 1 8: 30 - 19 :3 0 1 8: 45 - 19 :4 5 1 9: 00 - 20 :0 0 1 9: 15 - 20 :1 5 1 9: 30 - 20 :3 0 1 9: 45 - 20 :4 5 2 0: 00 - 21 :0 0 Gráfico 1 – Contagem classificada de veículos em ucp Fonte: elaborado pela autora. Norte para a resolução... • Existe uma variação do volume de tráfego ao longo do dia significativa. Entretanto, os horários mais críticos são os com maior volume, considerando intervalos de 15 minutos. • A determinação do FHP tem relação com a hora mais crítica (maior volume) e a distribuição dos 4 intervalos de 15 minutos dentro desta hora. Dica do(a) Professor(a) Bloco 5 Renata Onzi Campeol Dica do(a) Professor(a) • Revista dos Transportes – ANPET. • WRI (World Resources Institute). • ITDP Brasil – Instituto de Políticas de Transporte e Desenvolvimento. Referências DNIT. Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes. Manual de estudos de tráfego. Brasília, DF: IPR 723, 2006. PANDE, A.; WOLSHON, B. Traffic engineering handbook. 7. ed. Washington: ITE, 2016. Bons estudos! Princípios da engenharia de tráfego Conceitos básicos da engenharia de tráfego O que é engenharia de tráfego? Objetivo principal Tráfego ≠ trânsito Pilares dos sistemas de tráfego Conceitos básicos da engenharia de tráfego Elementos dos sistemas de tráfego Usuários PIEV Importância do PIEV Veículos Veículos Via Vias urbanas Vias rurais Conceitos básicos da engenharia de tráfego Volume de tráfego Conceitos de VDM Fator de hora pico (FHP) e volume de projeto Velocidade Densidade Capacidade da via Análise de níveis de serviço Níveis de serviço Níveis de serviço Teoria em Prática Reflita sobre a seguinte situação Contagem classificada de veículos Norte para a resolução... Dica do(a) Professor(a) Dica do(a) Professor(a) Referências Bons estudos!