Curso de tecnologia de transportes

CURSO DE
TECNOLOGIA DOS
TRANSPORTES
Professor: Cirineu José da Costa - MSc
Curso: Tecnologia dos Transportes

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 de
sociais/e- aula
mails, msg, skype,
etc.

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.

Conteúdo Programático
1. ENGENHARIA DE TRANSPORTES
-O SISTEMA DE TRANSPORTES E A SOCIEDADE
-O CAMPO E A NATUREZA DA ENGENHARIA DE TRANSPORTES
-DEFINIÇÕES
-O ENGENHEIRO DE TRANSPORTES
-A ENGENHARIA DE TRANSPORTES E A ANÁLISE DE SISTEMAS
-A ABORDAGEM SISTÊMICA
-EXERCÍCIOS
2. 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

3. 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

4. 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 SEMAFORIZADAS
5. CAPACIDADE DAS RODOVIAS
-INTRODUÇÃO
-DEFINIÇÕES
-NÍVEL DE SERVIÇO
-VOLUME DE SERVIÇO
-VELOCIDADE DE PROJETO

-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

-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.


Engenharia de Transportes  a aplicação nos transportes de
princípios tecnológicos e científicos nas áreas de:
planejamento
projeto funcional
operação
administração
gerenciamento

A Engenharia de Tráfego  ramo da Engenharia de Transportes 
planejamento e projeto geométrico de redes viárias, terminais e
áreas adjacentes, com o controle de tráfego de veículos nestes
locais e com o seu relacionamento com outras modalidades de
transporte (ITE -Institute of Transportation Engineers).


O 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 e
Estatística, Sociologia e Psicologia.
-A especialização de engenheiros civis em transportes acontece, na
maior parte dos casos, em nível de pós-graduação; aos alunos de
graduação é dada uma visão geral dos problemas abordados em Engenharia
Transportes e das técnicas utilizadas na sua solução.
-Exige-se um bom conhecimento das características técnicas de
veículos.
-Objetivo principal da Engenharia de Transportes  descobrir a
melhor combinação possível dos equipamentos (veículos, vias,
terminais, etc.) e formas alternativas para operação numa determinada
região.
-Problemas típicos  planejar o desenvolvimento do sistema de
transportes de uma região metropolitana  planejar melhorias na
rede de transporte interurbano de um Estado ou Região.


O 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.


A abordagem sistêmica
-A análise de sistemas  estudo de problemas complexos - método científico.
-Sistema  grupo de componentes que interagem para desempenhar uma
tarefa 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 e
passíveis de serem atingidos. Pode ser a implantação de sistemas de transporte
rodoviário, ferroviário, aéreo ou aquático ou ainda combinações destes que possam
prover o grau de mobilidade requerido.
-Medidas de eficácia (MDE)  utilizadas para avaliar quanto cada ação
alternativa satisfaz um objetivo.
-Medidas de custo (MDC)  benefícios perdidos ou oportunidades não
utilizadas


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 o
desejo 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 um
objetivo.
-Definição de políticas de ação  A avaliação do estado de um sistema e a
definição de alternativas para mudança.


-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 satisfaça
simultaneamente os critérios-padrão e conjunto de valores da comunidade seja obtida.


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.


-No projeto de sistemas de transporte, busca-se definir relações matemáticas
que ajudem a esclarecer o funcionamento das várias partes do sistema. Os modelos
exprimem relações entre o número de viagens e a localização dos centros de atividade
entre os quais as pessoas desejam se movimentar (por exemplo, de casa para o
trabalho) e as características dos serviços de transporte oferecidos, tais como preço da
passagem, tempo de viagem e frequência de uma linha de transporte coletivo.
-A modelagem de sistemas de transporte difere dos modelos matemáticos
comumente usados em engenharia porque estes últimos lidam com objetos inanimados
que podem ser facilmente manipulados num laboratório, enquanto que os modelos de
sistemas de transporte tratam tanto de sistemas socioeconômicos como tecnológicos.
-A variabilidade natural do comportamento humano afeta muitos aspectos do
sistema de transporte, desde o controle de veículos individuais até as escolhas com
respeito ao destino de viagens e onde as pessoas moram e trabalham.
-Fatores de difícil mensuração  grau de ruptura social introduzido numa
região pela construção de uma via elevada aumento dos níveis de ruído e poluição
atmosférica, impacto visual, aumentam ainda mais estas dificuldades.
-Modelagem de sistemas de transporte apresenta dificuldades que não
existem quando se lida com sistemas inanimados.
-Apesar disto, os modelos matemáticos são, muitas vezes, a única alternativa
disponível para a avaliação de alternativas e, por isso, são largamente usados.


-A função dos sistemas de transporte é permitir que pessoas e bens se
movimentem. Uma série de tecnologias, que permitem deslocamentos mais rápidos
sobre distâncias mais longas, foram desenvolvidas ao longo do tempo pela espécie
humana.
-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


-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 movimentação
do veículo, aumenta a sua capacidade de carga e diminui os danos que podem ser
causados à carga pelo transporte.

-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.


-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.


-Força de trabalho  composta pelas pessoas que operam os veículos e
sistemas de
controle, que administram o sistema de transporte e que constroem, reparam
ou
mantém seus vários componentes.


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


-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.


Ferrovia Rodovias
3.Aguanil

NÓ

2.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.


-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.


3 6

5

2
4

1
REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DA REDE RODOFERROVIÁRIA


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


4 4

3
3
1
1

2

2

CRUZAMENTO DE 2 VIAS DE MÃO DUPLA


ANÁLISE DA REDE
Um sistema de transporte é representado como uma rede que descreve os
componentes individuais do sistema e seu relacionamento com alguma característica
importantes 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 5

A Figura acima ilustra a rede metropolitana. Como pode ser visto tanto as interseções
quanto as cidades estão numeradas e nos arcos que ligam estas, está anotado o tempo
médio de viagem (em minutos) entre um ponto e outro. Por exemplo, a viagem do nó
1 para o nó 8 será feita através dos arcos (1;10), (10:24), (24:23) e (23:8) e o tempo
de viagem será = 5 + 10 + 25 + 10 = 50 min.


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


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


A classificação de sistemas de transporte em diferentes classes funcionais é útil para o
entendimento 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.


VIA COLETORA

VIA ARTERIAL
VIA LOCAL

TRANSIÇÃO

AUTO ESTRADA


MOBILIDADE
ARTERIAIS

COLETORAS

ACESSIBILIDADE
LOCAIS

-EXERCICIOS DE FIXAÇÃO

1. Identifique os componentes funcionais das seguintes modalidades e
sistemas 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

-EXERCICIOS DE FIXAÇÃO

2. Numa interseção de duas avenidas de mão dupla, onde são permitidos todos os tipos
de conversões foram realizadas as medidas de fluxo na hora-pico indicadas na tabela.
Descreva o problema utilizando a representação de fluxo em redes, através das
notações gráfica e matricial.

-INTRODUÇÃO

Até aqui estudamos o movimento de veículos individuais ao longo de uma via,
ignorando-se quaisquer restrições ao movimento que não aquelas impostas pelas
características 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 é
afetado pela presença de outros veículos que compartilham a mesma via e o
desempenho de cada veículo é limitado pela corrente de tráfego, podendo ficar aquém
do ótimo.
Conforme aumenta o volume de tráfego de uma via, a velocidade média dos veículos
que 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 suportar
sem 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 a
forma de controle dos fluxos de tráfego.
Vamos estudar o fluxo de veículos em vias, o controle destes fluxos e a capacidade das
vias.

-O DIAGRAMA ESPAÇO X TEMPO

Uma das ferramentas mais úteis para a análise de fluxos de veículos é o diagrama
espaço-tempo. O diagrama espaço-tempo é nada mais que um gráfico XY onde a
posição de cada veículo, ao longo de uma via, é plotada. O eixo das abscissas
representa o tempo e o das ordenadas, a distância – ou seja, a localização do veículo na
via. Usualmente, num diagrama espaço-tempo estão representadas as trajetórias de
vários 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)

-O DIAGRAMA ESPAÇO X TEMPO

O diagrama espaço-tempo mostra as trajetórias de um conjunto de trens operando num
trecho 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 entre
trens sucessivos de dois blocos (segmentos de via).
Um diagrama espaço-tempo permite identificar a velocidade instantânea de cada veículo
em 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 )/dt
Se este trem continuasse a viajar nesta velocidade constante, ele chegaria à estação B
no tempo indicado por Y. Entretanto, pode-se ver que logo após passar pelo ponto X, o
trem 3 reduz sua velocidade, indo passar pela estação B somente no ponto Z, levando
para 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 esta
velocidade 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 que
a separação temporal entre as duas composições também seja a mínima permitida,
tmin.

-HEADWAY E ESPAÇAMENTO (GAP)

Pode-se usar o diagrama espaço-tempo para definir dois parâmetros de
grande importância para a caracterização dos fluxos de veículos: o headway
e o espaçamento (GAP).
O headway é o intervalo de tempo que decorre entre a passagem de dois
veículos sucessivo, normalmente medido em função da passagem da roda
dianteira ou do pára-choque dianteiro dos veículos por uma seção de
controle.
No diagrama espaço x tempo o headway entre trens sucessivos é o intervalo
de 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 sucessivos
medida de um ponto de referência comum nos veículos, normalmente o
para-choque dianteiro ou as rodas dianteiras.
No diagrama espaço-tempo em estudo o espaçamento (GAP) entre trens
sucessivos é a distância (eixo vertical) que separa as suas trajetórias. Note-
se que o espaçamento (GAP) também varia ao longo das trajetórias, em
função da variação das velocidades dos trens.

-COMPORTAMENTO DE UMA CORRENTE DE TRÁFEGO

Transporte rodoviário  controle menos centralizado dos fluxos de veículos.

Motorista decide  velocidade, a rota, a posição no espaço, etc.  controles menos
rígido que os aviões ou trens.

O estudo do fluxo de veículos rodoviários é tratado por um ramo especializado da
Engenharia de Transportes, a Engenharia de Tráfego. Vamos tomar contato com os
conceitos básicos da modelagem das correntes de tráfego, que é um dos assuntos mais
importantes 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 do
comportamento de cada carro, é distinto e tem propriedades diferentes daquelas dos
veículos que fazem parte da corrente.

Estudo das correntes de tráfego  forma macroscópica  ignorando o que acontece
com cada carro individualmente.

-COMPORTAMENTO DE UMA CORRENTE DE TRÁFEGO

Fluxo de uma corrente de tráfego numa rodovia  contínuo ou interrompido.
Um fluxo de tráfego contínuo é aquele em que não existem interrupções periódicas na
corrente de tráfego  autoestradas e outras vias com acesso limitado.

Os fluxos de tráfego interrompidos são encontrados nos trechos de vias onde existem
dispositivos que interrompem o fluxo de veículo periodicamente.

O fluxo depende da interação entre os veículos e também do intervalo entre as
interrupções do tráfego.

Os parâmetros que caracterizam uma corrente de tráfego:

Os parâmetros macroscópicos representam características do fluxo de veículos como um
todo: o volume, a velocidade e a densidade.

Os parâmetros microscópicos caracterizam o comportamento de veículos individuais
dentro do fluxo, em relação aos outros veículos que compõem a corrente.

-VOLUME DE TRÁFEGO



-VELOCIDADE MÉDIA DE UMA CORRENTE DE TRÁFEGO



-VELOCIDADE MÉDIA DE UMA CORRENTE DE TRÁFEGO

Exemplo: Seja um trecho de 1,5 km e os tempos abaixo:

Veiculo Tempo Gasto Velocidade

1 2,6 min _________ km/h

2 2,5 min _________ km/h

3 2,4 min _________ km/h

4 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 de
veículos numa via.
As velocidades médias no tempo estão relacionadas apenas ao número de
veículos passando por uma seção de controle.

-CONCENTRAÇÃO (DENSIDADE) DE UMA CORRENTE DE TRÁFEGO



-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

-RELAÇÃO FUNDAMENTAL DOS FLUXOS DE TRÁFEGO CONTÍNUO



MODELO VELOCIDADE X DENSIDADE

A observação da relação entre densidade e velocidade de um fluxo de tráfego é a
forma mais simples de se iniciar o desenvolvimento de um modelo básico que explique
as 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 próxima
de 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 de
operação não é afetada pela presença de outros veículos.

Conforme aumenta o número de veículos na via, a densidade cresce e as velocidades de
operação de cada veículo diminuem, já que a presença de mais veículos requer algumas
manobras e maior cautela por parte dos motoristas.

Se o número de veículos na via continuar crescendo, ela se tornará tão congestionada
que o tráfego irá parar (u = 0) e a densidade será determinada pelo comprimento físico
dos veículos e dos espaços deixados entre eles. Esta condição de alta concentração é
chamada de densidade de congestionamento, kj.

MODELO VELOCIDADE X DENSIDADE



kj
Concentração

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


Trabalhando com as fórmulas:




Observando-se o gráfico anterior, podemos notar que para qualquer outro valor do
volume que não seja o máximo teremos dois valores de concentração: um menor que
km e outro maior que km. Isto significa que uma certa via pode operar a um volume de
tráfego 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 os
motoristas 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.

MODELO VOLUME X VELOCIDADE



velocidade

volume

RELAÇÕES ENTRE VELOCIDADE, VOLUME E DENSIDADE

velocidade
velocidade

concentração volume

EXEMPLO



-ANÁLISE DO FLUXO DE VEÍCULO ATRAVÉS DA TEORIA DAS FILAS

Um fenômeno facilmente observável na circulação viária é a formação de filas em interseções e em
pontos de estrangulamento nas vias. Estas filas ou congestionamentos são um dos problemas mais
constantes enfrentados pelos engenheiros de transportes, responsáveis por uma parcela
considerável do tempo total de viagem, além de também serem um dos fatores mais preponderantes
na redução do nível de serviço das vias.
A formação de filas não é uma exclusividade dos sistemas de transporte, como qualquer pessoa que
vive numa sociedade moderna sabe: pode-se encontrar filas em bancos, linhas de fabricação e
montagem, sistemas de computadores, hospitais, centrais telefônicas, etc. Os sistemas de filas têm
sido exaustivamente estudados com o objetivo de mitigar os problemas inerentes a eles, o que levou
à 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 associação
com a Teoria das Filas para analisar o comportamento dos fluxos de veículos nos pontos de
estrangulamento, 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.


O padrão de chegadas pode ser determinado por um modelo de chegadas determinísticas ou por um
modelo 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 exponencial
negativo.

O padrão de partidas  seção de controle headways entre veículos que passam por um
semáforo.

Os padrões de partidas mais comuns são o determinístico (headways constantes) e o exponencial
negativo (headways aleatórios, distribuídos de acordo com uma exponencial).

Um terceiro aspecto importante  número de canais de atendimento
Nos sistemas de filas em interseções rodoviárias ou em trechos de vias, o número de canais é quase
sempre 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 o
caso de uma praça de pedágio.


O 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 é
PEPS (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 o
primeiro 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 um
número, separados por barras, que indicam o processo de chegadas, o processo de atendimento e o
número de canais. A letra D é usada para representar headways de chegada e de partida
determinísticos.
Portanto, D /D /1 é a notação de uma fila aonde os veículos chegam à seção de controle a intervalos
iguais e constantes e partem da seção de controle a intervalos iguais e constantes, através de um
único canal. Note que a notação D/D/1 não Implica que o headway médio de chegada seja igual ao
headway médio de partida.
Para os casos onde os headways são distribuídos exponencialmente, usa-se a letra M: M/M/1 é a
notação de uma fila onde tanto os headways de chegada como os de partida seguem uma
distribuição exponencial negativa e existe apenas um canal de atendimento. Usa-se a notação M/D/1
para indicar um sistema de filas onde os headways de chegada se distribuem exponencialmente, os
headways de partida são determinísticos e há um único canal de atendimento.


Volume de tráfego
O volume ou fluxo de uma corrente de tráfego rodoviário é o número de veículos que passam por
uma seção específica de via durante um certo período de tempo. O volume de tráfego é uma variável
importante para o projeto da via e dos sistemas de controle de tráfego. Os seguintes termos são
usados 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 durante
um ano. O volume anual é usado para análise de acidentes, estudos econômicos para a
implantação de pedágios, e também para estudar as tendências futuras de variação do
volume de tráfego. O volume diário médio anual (VDMA) é o volume anual dividido pelo número de
dias no ano.
Volume diário: é o número de veículos que passam por uma seção durante um dia. O
volume diário médio (VDM) de uma via é o número total de veículos que trafegam pelo
trecho em estudo durante um certo período de tempo dividido pelo número de dias do
período de estudo. O volume diário médio varia dentro da semana, do mês e do ano. O
volume diário médio é usado para avaliar a distribuição de tráfego em um sistema viário, para
medir a demanda de uma via, e para a programação de melhorias.


Volume horário: é o número de veículos passando por uma seção de via durante uma
hora. O volume horário máximo anual é o volume da hora mais congestionada do ano. O volume
da n-ésima hora é um volume horário que só é ultrapassado ou atingido durante n horas
em cada ano. Por exemplo, o volume da trigésima hora é um volume de tráfego que só é
igualado ou atingido durante 30 horas em um ano. Normalmente, o volume da trigésima hora é
definido como sendo o volume horário de projeto; isto é, os estudos de capacidade das
vias, o projeto geométrico e o projeto dos sistemas de controle de tráfego baseiam-se neste
valor.
Velocidade
A 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, em
engenharia de tráfego [Denatran, 1978]:
Velocidade de projeto: é a maior velocidade com que um veículo pode percorrer uma
via em condições de segurança. É ela que determina o projeto geométrico da via: raios de curvas
horizontais e verticais, superelevações e distâncias de visibilidade.
Velocidade de operação: é a mais alta velocidade com que um veículo pode trafegar
numa via sem exceder a velocidade de projeto.
Velocidade de percurso: é a velocidade observada em um determinado trecho da via, e
depende das condições da via, do trânsito, do veículo, do motorista, das condições meteorológicas e
da sinalização.
Velocidade instantânea: é a velocidade de um dado veículo num certo instante, como
por exemplo, a velocidade medida através de um radar.

-INTRODUÇÃO

As interseções são pontos críticos no sistema viário, pois possuem um grande potencial para causar
congestionamentos que vão afetar o desempenho global do sistema de forma significativa. As
interseções 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 se
cruzam. 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 no
Código Brasileiro de Trânsito (art. 29, item III) define o direito de passagem, como sendo a situação
que:
“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 circulando
por 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 grande
importância, está além dos objetivos do nosso curso.


O primeiro semáforo que utilizou luzes coloridas para controlar o fluxo de veículos foi instalado em
Londres em 1868.
James Hoge inventou o semáforo elétrico em 1913, sendo que Cleveland (EUA) foi a primeira cidade
a instalar esta invenção.
Este dispositivo foi o precursor do semáforo de três cores, que se tornou popular durante a década
de 20 nos Estados Unidos.
A partir do invento de Hoge, os sinais luminosos passaram a ser cada vez mais usados: Salt Lake
City teve a primeira instalação de semáforos interconectados em 1917;
O sistema de progressão semafórica foi proposto em 1922 e os primeiros semáforos atuados pelo
tráfego 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 os
semáforos são equipados com micro controladores e se comunicam com um computador central via
modem.
As interseções semaforizadas podem ser isoladas, isto é, localizadas a tal distância umas das
outras que um semáforo não interfere na operação do semáforo seguinte, ou podem estar
controladas como um sistema, onde os semáforos são operados de forma coordenada.





O 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 esses
veículos e se a fila para entrar na interseção nunca terminasse. O fluxo de saturação é o volume que
corresponde ao headway mínimo observado entre os veículos que partem da fila formada por um
semáforo.

Cruzamento de duas vias de mão única, controlado por semáforo


O 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 as
aproximações. O tempo de verde efetivo é o tempo efetivamente disponível para os veículos
atravessarem a interseção.
O tempo de verde efetivo é dado por: g =G+ A- p
Onde:
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 à
mudança da indicação semafórica e o tempo necessário para os veículos que estão no cruzamento
liberarem 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 pode
ser calculado por:
r=c–g É a diferença entre o tempo de ciclo (c) e o tempo de verde efetivo (g).


Partidas  xt
Número de veículos acumulados

Chegadas  xt

Tempo
r g
c


Partidas  xt
Chegadas  xt
Número de veículos acumulados

Wtotal = ∆1- ∆2

r

g

c

Tempo


Exercício:
Considere uma aproximação de um cruzamento equipado com um semáforo de tempo fixo, cujo
tempo de ciclo é 80 sego A indicação de verde para esta aproximação tem 25 seg; o tempo de
amarelo é 3 seg e o tempo perdido por ciclo é 4 seg. O fluxo de saturação desta aproximação é de
2.800 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 seg

Partida = fluxo saturação = 2.800 veículos/hora = xt

Chegada = volume de tráfego = 600 veículos/hora = xt

Fórmulas: tempo de verde efetivo é dado por: g =G+ A- p

vermelho efetivo, r, é dado por: r = c – g

-ANÁLISE DE CICLOS SATURADOS EM INTERSEÇÕES
SEMAFORIZADAS ISOLADAS



-ANÁLISE DE CICLOS SATURADOS EM INTERSEÇÕES
SEMAFORIZADAS ISOLADAS

O exemplo a seguir mostra como a aplicação de um modelo D/D/1 permite estudar um pequeno
período de saturação com duração de três ciclos.
r g r g r g

23-

19-


Como 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 alterar
significativamente 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 há
chegadas.
O uso de detectores nos cruzamentos permite que o sinal seja atuado pelo tráfego, o que pode
reduzir 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.





EXERCICIO:
Um determinado cruzamento é controlado por um semáforo de tempo fixo. Não são permitidas
conversões; as duas vias têm mão dupla de direção e o semáforo tem duas fases. As aproximações
1 (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 em
cada ciclo pode ser suposto nulo e o fluxo de saturação em todas as aproximações pode ser
considerado 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 de
verde e vermelho efetivos que devem ser alocados a cada fase para que a espera veicular total na
interseção seja mínima


Numa via arterial as interseções controladas por semáforos estão normalmente próximas umas das
outras 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-se
que os carros têm headways muito pequenos e movem-se num pelotão. À medida que estes
veículos viajam uma distância crescente pela via o pelotão se dissolve, já que os veículos de melhor
desempenho ou conduzidos por motoristas mais agressivos têm velocidade maior. Se a distância
entre o primeiro sinal e o segundo não for muito grande (menos de 300 m), os carros mais rápidos
não conseguem se afastar, já que esta pequena distância é viajada num tempo muito pequeno e os
carros chegam ao segundo sinal ainda formando um grupo compacto.
Idealmente o segundo semáforo deveria ser operado de tal maneira que o tempo de verde efetivo
estivesse se iniciando no instante em que o líder do pelotão estiver chegando ao cruzamento, de tal
forma que o progresso do pelotão não fosse interrompido ao longo da via. Desta forma, um carro
trafegando pela via teoricamente nunca teria que parar após encontrar um sinal verde. Este processo
é denominado "onda verde" ou sistema progressivo de coordenação de semáforos. A obtenção de
um sistema progressivo depende da escolha correta do "offset" ou defasagem, que é o tempo que
decorre entre o início do verde efetivo do primeiro sinal e o início do verde efetivo do n-ésimo
semáforo na via arterial. A determinação do offset de cada semáforo depende da velocidade da
corrente de tráfego e da distância que separa os dois sinais.
O offset pode ser determinado por:





Enquanto que os modelos determinísticos do tipo D/D/1 se aplicam satisfatoriamente a cruzamentos
controlados por semáforo, as interseções não semaforizadas (controladas por sinal de parada
obrigatória ou preferencial à frente, ou ainda sem controle) só podem ser analisadas através de
modelos estocásticos, porque estes modelos devem necessariamente ser capazes de representar o
comportamento dos motoristas em cruzamentos deste tipo: decidir quando o intervalo na corrente de
veículos permite cruzar a via principal com segurança.
Considere um cruzamento como o mostrado na Figura abaixo, onde veículos vindos pela via
secundária devem esperar um intervalo adequado para cruzar o fluxo de tráfego da via principal. É
possível supor que existe um intervalo crítico ∆t, correspondente ao menor intervalo de tempo no
tráfego da via principal que permite que um carro da via secundária cruze o fluxo preferencial. Se
toda vez que o intervalo t na corrente prioritária satisfizer a condição t ≥ ∆t significar que um veículo
da via secundária pode cruzar a via principal, é possível determinar a capacidade deste cruzamento
calculando-se o número de veículos que conseguem cruzar o fluxo principal durante os intervalos
que ocorrem em uma hora.




-INTRODUÇÃO

Capacidade de uma via  advento do automóvel  preocupação.
A capacidade de vias envolve seres humanos que são sensíveis à qualidade do serviço que está
sendo 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 serviço
foram determinados por técnicos de reconhecida capacidade, que também estabeleceram a
metodologia para determinação da capacidade e dos níveis de serviço. Os critérios e a metodologia
para 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 de
vias com fluxo interrompido' (por exemplo, vias arteriais com semáforos), pois o comportamento do
tráfego 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 o
assunto de forma um tanto quanto simplificada, pois o estudo da capacidade de rodovias é um
campo tão amplo que, em várias universidades, existem disciplinas totalmente dedicadas a ele.

-DEFINIÇÕES

Capacidade
A capacidade de uma via é o número máximo de veículos que são capazes de passar por
um dado trecho de rodovia em um sentido (ou em ambos os sentidos numa rodovia de
pista simples com duas ou três faixas de tráfego) durante um certo período de tempo
sob condições dominantes da via e do tráfego. A capacidade é normalmente definida
como 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 serviço
O nível de serviço de uma via é uma medida qualitativa do efeito de um conjunto de
fatores que influem na velocidade e densidade do fluxo de tráfego. Neste conjunto de
fatores incluem-se: velocidade e tempo de viagem, interrupções no tráfego, liberdade
de manobras, segurança, conforto para condução de veículos, conveniência, e custos
operacionais.

-DEFINIÇÕES

A Figura abaixo exibe estes níveis de serviço, superpondo as áreas dos níveis de serviço
(A a F) no gráfico da função velocidade versus volume.

-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.

-DEFINIÇÕES

-NÍVEIS DE SERVIÇO

CARACATERIZAÇÃO DE NÍVEIS DE SERVIÇO:

Nível de Serviço A: Descreve a condição de
fluxo livre em rodovias de boas características
técnicas. Há pequena ou nenhuma restrição de
manobra devido à presença de outros veículos e
os motoristas podem manter as velocidades que
desejarem com pequeno ou nenhum
retardamento. Nível de conforto excelente.



Nível de Serviço B: Corresponde à condição de
fluxo estável, em que os motoristas começam a
sofrer restrições pela ação dos demais veículos,
mas ainda têm razoável liberdade de escolha
de velocidade e faixa de circulação. O nível de
conforto ainda é alto, porém é menor que o nível
A.



Nível de Serviço C: Situa-se ainda na faixa do
fluxo estável, mas as velocidades e as
possibilidades de manobra são mais
estreitamente condicionadas pelos volumes
mais elevados. A participação em pelotões
(veículos trafegando agrupados) passa de 50%
exigindo maior atenção nas ultrapassagens.



Nível de Serviço D: Alta densidade no limite da
zona de fluxo estável. Os motoristas contam
com pequena liberdade de movimento e muita
dificuldade de manter velocidades elevadas. A
participação em pelotões chega a 75% do
tempo e o conforto sentido pelo motorista é
bastante afetado.



Nível de Serviço E: É considerado o nível de
capacidade da rodovia. Fluxo instável e com
valores acima de 75% para a participação em
pelotões. As possibilidades de ultrapassagem
são bastante limitadas. Operações bruscas
como freadas podem interromper o fluxo da
rodovia momentaneamente.



Nível de Serviço F: Fluxo forçado. Ocorre a
formação de filas e congestionamento. É
comum observar-se velocidades de operação
nulas ou quase nulas.


Enquadramento em níveis de serviço
(Rodovias de Classe I):


Enquadramento em níveis de serviço (Rodovias de Classe I-GRÁFICO):

-VOLUME DE SERVIÇO

Volume de serviço
O volume de serviço é o número máximo de veículos que podem passar por uma seção de
controle de uma faixa de tráfego ou de uma via em um certo período de tempo, durante
o 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 ou
não, o volume de tráfego se refere a uma direção; para vias de pista simples, com duas
ou três faixas de rolamento, o volume de serviço se refere a ambas as direções.

Velocidade de projeto
A velocidade de projeto é a velocidade selecionada para o projeto geométrico da rodovia, e
é usada para o cálculo dos raios de curva, superelevação e distância de visibilidade, dos
quais depende a operação segura de veículos na rodovia.

-VOLUME DE SERVIÇO

Capacidade de rodovias com múltiplas faixas de tráfego

Numa rodovia com pelo menos quatro faixas de rolamento, o tráfego em uma direção
não interfere com o tráfego na direção oposta, já que normalmente existem duas ou
mais faixas de tráfego em cada direção, o que faz com que as oportunidades para
ultrapassagem independam de espaços na corrente de tráfego oposta. Se existir um
canteiro central ou outro tipo de separação física entre os fluxos de tráfego, as vias são
chamadas de rodovias com separação física.

Se a separação é feita apenas por demarcação no pavimento, usa-se o termo rodovia
sem separação física. O acesso a rodovias com múltiplas faixas de rolamento pode ser
controlado, 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 separação
física entre fluxos e de controle de acesso influi na capacidade da rodovia.

-VOLUME DE SERVIÇO

Capacidade de rodovias de faixas múltiplas sem separação física
O volume de serviço de uma rodovia de várias faixas de tráfego, sem separação física
entre os fluxos de tráfego em cada sentido (isto é, a separação se faz através de faixas
contínuas 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 cada
direção; v/c =razão entre o volume de serviço e capacidade; T = fator de ajuste que
considera a influência de caminhões; W = fator de ajuste que considera a influência da
largura das faixas de tráfego e espaço lateral livre.
O fluxo máximo de veículos que se pode esperar em uma faixa de tráfego de uma
rodovia em condições ideais são 2.000 veic./h. A Equação 40 ajusta este valor básico
levando em consideração a densidade, a composição do tráfego e as características
físicas da rodovia. O termo v c reflete a densidade para cada nível de serviço, conforme
descrito na Tabela 9. Os coeficientes T e W são menores ou iguais à unidade e ajustam
os valores do fluxo ideal em função do volume de caminhões e dos efeitos de
estreitamento de faixas de rodagem e dos acostamentos.

-VOLUME DE SERVIÇO

A Tabela abaixo contém os valores para rodovias com separação física. Os níveis de
serviço são mostrados na primeira coluna. A terceira e quarta colunas mostram,
respectivamente, os valores de velocidade e da razão volume/capacidade (v c) que
definem 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 características
inferiores é necessário manter a concentração em níveis mais baixos.

-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 a
seguir. 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 de
caminhões no fluxo de veículos, PT.
Fatores de equivalência ET, para rodovias com várias faixas de tráfego

-VOLUME DE SERVIÇO

Fatores de equivalência ET, para rodovias com várias faixas de tráfego

-VOLUME DE SERVIÇO



-VOLUME DE SERVIÇO

Estreitamentos na faixa de rolamento, causados tanto por redução da sua largura como
pela redução da largura dos acostamentos também afetam a capacidade da via, já que
provocam uma redução na velocidade dos veículos. O efeito combinado da redução da
largura da faixa de rolamento e do acostamento são incorporados ao cálculo da
capacidade 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 ponte
estreita com um só sentido de tráfego).

-VOLUME DE SERVIÇO

Fatores de ajuste para largura, W, para rodovias de várias faixas de tráfego, sem
separação física

-VOLUME DE SERVIÇO

Exercício:
Deseja-se determinar o número de faixas de rolamento necessárias para a obtenção do
nível 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 é
de 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 da
pista:
Já que o volume de serviço depende do número de faixas, pode-se assumir um valor
para N, com o qual pode-se calcular V através da Equação 40. O volume de serviço
encontrado, 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

-VOLUME DE SERVIÇO

O 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./h

Valor que é maior que o volume da demanda. Então, três faixas de rolamento para
subida garantem um nível de serviço melhor ou igual a C para este trecho da rodovia
em questão.

Capacidade de rodovias de faixas múltiplas com separação física

A capacidade de rodovias de faixas de rolamento múltiplas com separação física
(defensas ou canteiros centrais) é calculada de forma semelhante. As únicas diferenças
residem nas magnitudes dos fatores de ajuste T e W usados no processo.

-VOLUME DE SERVIÇO

Capacidade de rodovias com pista simples
Os volumes de serviço e capacidades de rodovias de pistas simples são sempre
calculados para ambas as direções de tráfego simultaneamente, sem que se considere a
distribuição direcional do fluxo, porque as manobras de ultrapassagem requerem
intervalos na corrente de tráfego oposta, o que acaba afetando a capacidade. O
procedimento 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 o
volume de serviço e capacidade; T = fator de ajuste que considera a influência de
caminhões; W = fator de ajuste que considera a influência da largura das faixas de
tráfego e espaço lateral livre.

-VOLUME DE SERVIÇO

A capacidade básica de uma rodovia
de pista simples é de 2000 veic./h,
nos dois sentidos. Este valor é
ajustado para o nível de serviço,
composição do tráfego e largura da
via e acostamentos pela Equação
(V = 2.000x(v/c)xTxW).
O valor de v/c depende da velocidade
de projeto, do nível de serviço e da
porcentagem de trechos onde
distância para ultrapassagem seja
maior que 450 m.
A Tabela ao lado fornece os valores
de v/c que se aplicam às rodovias de
pista simples:

-VOLUME DE SERVIÇO

Existem dois processos para se determinar o valor do coeficiente de ajuste para a
composição do tráfego, T.
O primeiro processo é usado para a análise de trechos longos, onde existem rampas de
magnitude aproximadamente igual. O valor do coeficiente T é dado em função da
percentagem de veículos pesados, PT, e do tipo de relevo do terreno por onde passa a
rodovia: 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 sejam
semelhantes. Como uma regra geral, as velocidades de projeto nos vários segmentos que compõem um trecho longo não
devem variar de mais de 20 km/h.

-VOLUME DE SERVIÇO

Fatores de equivalência
de veículos pesados
para trechos
específicos de rodovias
de pista simples

-VOLUME DE SERVIÇO

Fatores de ajuste para composição de tráfego para trechos específicos de
rodovias de pista simples

-VOLUME DE SERVIÇO

A determinação do coeficiente de ajuste W, que leva em consideração a largura das
faixas de rolamento e a distância livre lateral, é feita através da Tabela abaixo, que
apresenta os valores de W para os níveis de serviço B e E. Os valores para os outros
níveis de serviço podem ser interpolados.

-VOLUME DE SERVIÇO

Exercício:
Deseja-se determinar os volumes de serviço correspondentes ao nível de serviço C e à
capacidade de um trecho de uma rodovia de pista simples cuja velocidade de projeto é
de 80 km/h, e na qual existem 40% de oportunidades de ultrapassagem (Oportunidade
de ultrapassagem é a porcentagem de trechos cuja distância de ultrapassagem é ≥450
m. A largura do pavimento é de 6 m e a largura do acostamento é de 0,50 m. O trecho
se localiza numa região de relevo ondulado e 20% do tráfego que usa a via é composto
de 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.

-VOLUME DE SERVIÇO

Para 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)xTxW
V = 2.000 x 0,38 x 0,56 x 0,62 = 264 veic/h

Para 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

-VOLUME DE SERVIÇO

Faixas adicionais de subida
Trechos de rodovias de pista simples em rampas incluindo uma terceira faixa de
rolamento, que funciona como uma faixa adicional de subida para veículos de carga,
podem ser analisados da mesma forma que trechos normais, a menos de pequenas
modificações para levar em consideração os efeitos do aumento das oportunidades de
ultrapassagem e da redução do impacto dos caminhões na corrente de tráfego.
Numa seção com faixa adicional de subida os veículos pesados não têm nenhuma
influência na capacidade da faixa de subida de automóveis, já que todos os caminhões
devem utilizar a faixa de subida. Desta forma, pode-se considerar o trecho como uma
seção normal de via, onde não existem caminhões. Geralmente pode-se usar apenas a
metade da percentagem de caminhões no tráfego quando se seleciona o fator de ajuste
T. Além do mais, como esta metade do volume de caminhões trafega na descida, cada
caminhão é equivalente a dois automóveis, isto é, ET = 2.
Em geral, uma faixa adicional de subida deve existir onde o efeito de veículos lentos faz
com que a capacidade da via fique aquém do mínimo desejado. As faixas adicionais de
subida devem se estender além do final da rampa por uma distância suficiente para
permitir que os caminhões se mesclem com a corrente de automóveis apenas após
atingir uma velocidade adequada.

Procedimentos/Slide da
Palestra
 Adicionar
procedimento aqui
 Etapa 1
 Etapa 2

Gráficos 1
100
90
80
70
60
Primeiro
50
Segundo
40
Third
30
20
10
0
Teste 1 Teste 2 Teste 3 Teste 4

Gráficos 2
Projeto

Item 1
Item 2
Item 3
Item 4

Conclusão
 Adicione suas conclusões aqui.

Questões/Discussões

 Pergunta 1
 Discussão
 Discussão

 Pergunta 2
 Discussão
 Pergunta 3
 Discussão

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