ENGENHARIA DE TR

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ENGENHARIA DE TRÁFEGO- Princípios Básicos

• 4. FLUXO DESCONTÍNUO - MÉTODOS DE ANÁLISE
• Eng.Hugo Pietrantonio, Prof.Dr.LEMT/PTR-EPUSP,
  ADDENDUM

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Fluxo Contínuo

• ELEMENTOS QUE OPERAM EM FLUXO DESCONTÍNUO
• CONTROLE DE TRÁFEGO EM FLUXO DESCONTÍNUO
• INTERSEÇÕES NÃO SEMAFORIZADAS
• INTERSEÇÕES SEMAFORIZADAS
• CORREDORES ARTERIAIS

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Fluxo Descontínuo Elementos ...

• condições operacionais determinadas por fatores
  "externos" à corrente de tráfego (semáforos,
  outras correntes de tráfego prioritárias) que
  causam interrupções periódicas do fluxo (podem
  afetar grande extensão da via).
• Interseções são os locais onde normalmente estão
  presentes os fatores que causam Interrupções e
  podem dominar as condições de tráfego à montante
  atrasos.
• (segundo o U.S.HCM 2000, para espaçamentos até
  3,6 km)
• Outros Elementos
• - Rotatórias de pequeno diâmetro
• - Travessias de pedestres

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Fluxo Descontínuo Elementos ...

• Fluxo interrompido (nd no. de pontos de
  atraso ou demora no trajeto L)
• V velocidade de percurso média (diferente de
  média global)
• função das características da via arterial
  (fora das filas) é pouco afetada pelo fluxo de
  tráfego !
• atraso médio por veículo (global
  em veículos-hora)
• função das condições de demanda e oferta nas
  vias, do tipo de interseção e de controle de
  tráfego
• tipos regular fixo ou variável, de
  controle/fluxo, geométrico ... sobre-atraso
  aleatoriedade e sobre-demanda.
• número médio de paradas por veículo
  desaceleração/aceleração afeta consumo de
  combustível, emissão de poluentes (
  probabilidade de parar k vezes) (taxa de
  paradas global )
• atraso parado ( ) ou tempo dispendido em
  filas ( , atraso total)

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Fluxo Descontínuo Elementos ...

• Interseções definições básicas
• aproximação (chegada) cada trecho de via que
  chega à interseção
• afastamento (saída) cada trecho de via que sai
  da interseção
• movimento (manobra) cada origem/destino de
  veículos ou pedestres.
• corrente de tráfego conjunto de movimentos de
  uma aproximação.
• - deve-se considerar os veículos e também os
  pedestres, ciclistas ...
• - os conflitos entre manobras são mais comuns em
  interseções
• - preferência no uso da via segundo a
  sinalização de controle de tráfego

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Fluxo Descontínuo Elementos ...

• Conflitos em interseções há conflito quando dois
  ou mais veículos procuram ocupar o mesmo espaço
  da via num mesmo instante.
• - relevância dos conflitos é função dos volumes
  de tráfego nos movimentos conflitantes
  (capacidade e desempenho dependem de brechas
  adequadas no fluxo conflitante)
• - outros fatores relevantes são n. ligações, n.
  de faixas, n. de mãos de direção, tipo de
  interseção e de controle de tráfego
• - periculosidade do conflito é função da
  intervisibilidade entre os movimentos
  conflitantes e da velocidade relativa de impacto
  (VRI).
• Tipos de Controle de Tráfego

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Fluxo Descontínuo Controle ...

• Tipos de Controle de Tráfego em Interseções
• Regras gerais de prioridade sem sinalização
  regulamentadora no local
• -cruzamento Brasil, têm prioridade os fluxos que
  vêm da direita
• Brasil, UVC/EUA prioridade ao fluxo vindo da
  face interna (nearsidelado interno, oposto à
  posição do motorista no veículo).
• UK, Austrália prioridade ao fluxo vindo da
  face externa (offsidelado externo, do
  motorista).
• -quem muda para via deve dar prioridade aos
  demais fluxos.
• - CTB/1997 quem entra em rodovias ou rotatórias
  deve dar prioridade.
• - ainda existem situações ambíguas, pelo menos do
  ponto de vista legal (exemplo conversões direita
  e esquerda opostas, ...)
• - pedestres no Brasil, a lei é ambígua e, ainda
  assim, desrespeitada !?! (exemplo preferência
  do pedestre diante de conversões ...)

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Fluxo Descontínuo Controle ...

• Interseções sem sinalização de preferência
• todas as correntes de tráfego são interrompidas
  (para qualquer fluxo há sempre uma outra
  corrente cruzando que vêm da direita).
• tipos de movimento
• permitidos podem ser realizados quando não
  houver outro veículo com preferência
  (prioritário).
• proibidos não podem ser realizados.
• regulamentação de circulação positiva - sinais
  R25a, b, c, d negativa - sinais R3, R4a,b,
  R5
• - em geral admissível para VDM até 1000 a 1500
  (150 v/hora-pico) menos de 2 colisões
  angulares/ano (ou atropelamentos)
• - problemas segurança - acidentes,
  conflitos capacidade - veículos/hora desem
  penho - atrasos, filas

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Fluxo Descontínuo Controle ...

• Regulamentação de Circulação

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• Interseção com sinalização de prioridade
• somente fluxo secundário é interrompido (fluxo
  principal é contínuo)
• tipos de movimentos
• principais têm preferência no uso da via
  (nessa direção).
• secundários devem dar preferência ao fluxo
  principal.
• proibidos não podem ser realizados.
• há uma hierarquia de prioridade entre os fluxos
  da via principal e secundária
• - fluxos da via principal x fluxos da via
  secundária
• - fluxos de conversão x fluxos diretos em cada
  via
• - via principal fluxos diretos x fluxos de
  pedestres x fluxos de conversão
• - secundária fluxos de pedestres x fluxos
  diretos x fluxos de conversão

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• Objetivo da sinalização de prioridade
• - definição afirmativa de fluxos prioritários-
  reduzir conflitos e acidentes (lateral,
  atropelamentos)- melhorar tráfego para fluxos
  prioritários
• dê preferência em geral VDM até 3000 (300
  v/hora-pico) VSA maior que 15 à 30 km/hr
• pare simples em geral VDM até 8000 (800
  v/hora-pico) VSA menor que 15 à 30
  km/hr aspectos locais de segurança
• cuidados Qp/Qs gt 1,5 a 2,0 geometria
  consistente com prioridade.
• dificuldade regra estática (tráfego varia ao
  longo do dia)

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• Interseção com sinalização semafórica
• programável, mas quase sempre todos os fluxos
  são interrompidos.
• tipos de movimentos
• protegidos movimentos autorizados e
  prioritários em algum estágio.
• permitidos movimentos autorizados mas
  secundários (usando brechas).
• proibidos movimentos não autorizados em nenhum
  estágio do semáforo.
• durante a operação do semáforo, a indicação
  luminosa define movimentos
• autorizados movimentos com operação autorizada
  em um período (verde ...)
• interrompidos movimentos não autorizados em um
  período (vermelho ...)
• (existe um período de entreverdes para segurança
  na mudança de controle)

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• Objetivos da instalação de semáforos reduzir
  conflitos por divisão no tempo reduzir acidentes
  (lateral, atropelamentos) reduzir atrasos para
  fluxos secundários economizar policiamento em
  períodos normais
• Justificativas para implantação de
  semáforos movimentos conflitantes com volume
  grande (VDMgt8000) tráfego principal contínuo
  (semi-atuado) interseções complexas com muitos
  conflitos movimentos conflitantes com grande
  volume de pedestres índice de acidentes altos
  (elimináveis) implantação de movimento
  progressivo controle de áreas congestionadas
  (VgtC) situações locais (visibilidade, ...).
• Condições que dispensam implantação de
  semáforo semáforos próximos formam
  pelotões circulação permite eliminar
  cruzamentos.

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• Análise dos Conflitos em Interseções
• tabela de conflitos assinala somente os
  conflitos de cruzamento (x) e convergência na
  intersecção (c), mas não de divergência ...
  (i.e., apenas conflitos entre correntes de
  tráfego diferentes).
• Movimentos 1 2 3 4 1 - c x - 2 c - - - 3 x
  - - c 4 - - c -

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• diagrama de movimentos concordantes assinala,
  dois a dois, os movimentos não-conflitantes
  (compatíveis, que podem operar juntos)movimentos
  admissíveis condições de conflito aceitáveis.
• - estratégias usuais para reduzir os problemas
  decorrentes dos conflitos definir preferência
  (vias principais e secundárias) separar
  conflitos no espaço (canalização de
  tráfego) separar conflitos no tempo (controle
  semafórico)
• - quando for impossível eliminar todos os
  conflitos (ou desnecessário por serem pouco
  importantes) alguns movimentos podem permanecer
  como movimentos secundários.
• - manobras podem ser decompostas em etapas (se é
  possível acomodar o veículo nas aberturas do
  canteiro intermediário)

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• - algumas vezes é necessário proibir alguns
  movimentos para eliminar os conflitos e tornar a
  operação menos complexa na interseção.
• todos os todas as
• movimentos conversões
• permitidos à esquerda
• proibidas
• - naturalmente é necessário prover itinerários
  alternativos para os usuários que realizam as
  manobras que serão proibidas (desvios,
  retornos,...)
• - pode-se admitir algum grau de interferência
  (redução de V) na via principal ...

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• Canalização de Tráfego definição de trajetórias
  das manobras para separar movimentos conflitantes
  (sinalização horizontal, ilhas e refúgios) para
  reduzir número de pontos de conflito, o risco e
  gravidade de acidentes.
• Ações - desencorajar movimentos proibidos
  (errados)
• - definir claramente as trajetórias corretas
• - geometria consistente com velocidade e
  prioridade
• - eliminar pontos com conflitos importantes
  simultâneos
• - dar visibilidade à sinalização e aos fluxos
  conflitantes
• - separar correntes de tráfego com velocidades
  diferentes
• - prover refúgios para movimentos de pedestres
• VER EXERCÍCIO CANALIZAÇÃO

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• Controle por Semáforos definição de períodos
  sucessivos em que o direito de uso da via é
  alternadamente cedido a grupos de movimentos
  compatíveis ou admissíveis (pouco ou não
  conflitantes).
• Estágio cada intervalo de tempo em que o
  conjunto movimentos autorizados ( ou bloqueados )
  não se altera. Sequência completa ciclo
  semafórico.
• Entreverde intervalo de tempo entre estágios
  sucessivos ( no qual ocorre alteração do
  conjunto de movimentos autorizados e bloqueados)
  - I
• Intervalo de Amarelo aviso da mudança de
  estágio iminente (no caso de pedestres, é
  substituído pela indicação luminosa piscante ...)
  - Ia
• Intervalo de Vermelho de Segurança destinado a
  evitar conflitos entre os veículos de estágios
  sucessivos (Vermelho de Limpeza) - Iv
• Tempos de foco duração real de cada período da
  operação semafórica - g,r,I
• Grupo/Fase Semafórica cada conjunto de
  movimentos comandados por uma mesma sequência de
  indicações luminosas nos estágios do ciclo.
• Grupo de Tráfego os movimentos de um mesmo
  grupo/fase semafórica, que utilizam um dado grupo
  de faixas (de uma mesma aproximação)

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Fluxo Descontínuo Controle ...

• Semáforos controlador semafórico grupos
  focais ...
• Tipos de controladores eletromecânicos ou
  eletrônicos de 2, 3, 8 ou
  fases/estágios de 1 ou planos de
  tráfego isolados ou centralizados
  (comandados por computador).
• Modos de operação Modos de coordenaçãode
  tempos fixos semáforos isoladossemi-atuados
  pelo tráfego coordenação arterialatuados pelo
  tráfego coordenação por área... lógica de
  atuação ... dinâmicos
• Tipos de detetores de passagem, de presença, de
  fila, indutivos, óticos, mecânicos, vídeos.

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• Plano Semafórico define o controle da interseção
  semaforizadaDiagrama de Estágios, Diagrama de
  Tempos (Diagrama de Barras) de cada Plano, Tabela
  de Trocas de Planos (Tabela Horária)
• Diagrama de Estágios mostra osmovimentos
  autorizados ou bloqueados em cada estágio.
• Diagrama de Tempos mostra a alocação do tempo
  às indicações luminosas de cada fase/grupo de
  tráfego
• Tabela de Trocas de Planos define oshorários e
  dias para início da operação de cada plano
  semafórico(programação regular por dia da
  semana, dom., seg., ter., ..., e para datas
  especiais)

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• Plano Semafórico Tabela de Movimento/Estágio,
  Diagrama/Tabela de Movimento dos Grupos, Matriz
  de conflitos e de Entreverdes ...
• Tabela de Movimentos/Estágios mostra os
  movimentos autorizados em cada estágio,
  permitindo identificar fases e grupos focais
  (é suficiente representar grupos/estágio).
• Tabela/Diagrama de Movimento dos Grupos mostra
  uso dos estágios pelas fases semafóricas e
  pelos grupos de tráfego.
• Matriz de Conflitos e de Entreverdes mostra
  conflitos entre fases semafóricas e tempos de
  entreverdes requeridos entre grupos de tráfego
  conflitantes

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• Definição de plano semafórico é um dos aspectos
  mais críticos do projeto de uma interseção
  semaforizada.
• diretrizes - o número de estágios deve ser o
  menor possível (de preferência 2) para
  reduzir o tempo perdido
• -o número de movimentos simultâneos e sem
  conflito deve ser máximo, especialmente
  os fluxos maiores e/ou os movimentos da
  mesma aproximação
• - introduzir estágios específicos para
  conversão à esquerda quando o fluxo de
  conversão e/ou o fluxo oposto de veículos
  for excessivo
• - introduzir estágios específicos para
  pedestres quando seu fluxo e/ou o fluxo
  oposto de veículos for excessivo
• - a ordem dos estágios deve ser a que produz
  maior segurança e rendimento na
  interseção
• - a proibição de conversão à esquerda deve ser
  decidida examinando o corredor ou área
  como um todo, provendo itinerários
  adequados aos desejos de viagens com locais
  especiais para conversão.
• VER EXERCÍCIO PLANO SEMAFÓRICO

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• Tratamento para conversões
• - as conversões à direita podem ser eliminadas
  dos semáforos quando seu volume for significativo
  e houver possibilidade de construir uma faixa de
  conversão canalizada (uma pista exclusiva para
  conversão)
• - no Brasil é preciso sinalização semafórica
  específica para qualquer tratamento especial para
  a conversão à direita (existem alguns países onde
  é possível sinalizar a autorização da conversão à
  direita permitida mesmo com indicação de vermelho
  para sua aproximação e outros países em que a
  autorização é a regra normal e é preciso
  sinalizar a proibição nos locais em que for
  insegura), exceto quando a conversão puder ser
  acomodada em pista para conversão canalizada e
  sinalizada.
• - as conversões à esquerda podem ser permitidas
  ou protegidas (é preciso sinalizar a proibição de
  conversão à esquerda em um semáforo e
  aconselhável sinalizar os períodos em que o
  movimento é permitido ou protegido, embora nem
  sempre seja necessário fazê-lo).
• - as faixas/pistas exclusivas para conversão
  devem ser providas quando o fluxo de conversão
  for significativo (evita bloqueio) ou houver
  estágio com fluxo de conversão protegido.

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• - a ordem do estágio com conversão à esquerda
  protegida no ciclo semafórico é uma questão
  importante e controvertida
• conversão principal protegida antes do fluxo
  direto oposto limpa os veículos em espera para
  conversão (evitando bloqueio e aproveitando a
  reação mais rápida dos condutores) opera
  adequadamente com conversão secundária
  permitida (evitando armadilha de segurança)
• conversão principal protegida depois do fluxo
  direto oposto inicia ambos os movimentos
  diretos simultaneamente (evitando
  mal-entendimento e indecisão pelos condutores)
  evita conflitos da conversão protegida com a
  travessia de pedestres paralela (que ocorre
  antes do início da conversão protegida).

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• Tratamento para pedestres
• - concorrente a preferência dos pedestres diante
  dos movimentos de conversão é a regra de controle
  de tráfego vigente quando ambos os movimentos são
  autorizados (apesar de não respeitada como
  deveria ser, ainda é uma situação segura para
  baixos fluxos de conversões)
• - carona o controle semafórico dos fluxos
  veiculares pode garantir que alguns fluxos de
  pedestres naturalmente não tenham conflitos
  durante alguns estágios (exemplo travessias de
  linha de retenção com sentido único)
• - estágio protegido sempre que as condições
  anteriores não ocorrem em condições seguras,
  pode-se interromper fluxos veiculares
  conflitantes para garantir a travessia segura
  para fluxos de pedestres específicos
• - estágio exclusivo pode-se interromper
  simultaneamente todos os fluxos veiculares e, em
  decorrência, atender simultaneamente todos os
  fluxos de pedestres em um único período (de
  duração adequada) esta estratégia somente deixa
  de ser vantajosa quando a duração necessária para
  o período é muito grande e/ou motiva desrespeito
  pelos veículos.

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Fluxo Descontínuo Controle ...

• Tratamento para pedestres
• - a seleção do local seguro para as travessias de
  pedestres (faixas de pedestres) é muito
  importante em princípio, todos os locais de
  travessia devem receber tratamento seguro e a
  exclusão deve ser uma exceção
• - a posição do estágio protegido de pedestres é
  um aspecto muito importante
• o estágio protegido antes das conversões é, em
  geral, maisseguro para os pedestres (veículo
  inicialmente parado)
• o estágio protegido depois das conversões é mais
  produtivopara os veículos (fluxos opostos
  inicial junto em pelotão)
• - a posição do estágio exclusivo de pedestres é
  também muito importante
• o estágio exclusivo após a via principal (estágio
  mais longo)em geral, menos atraso para
  pedestres (obediência)
• o estágio exclusivo após a via secundária
  (estágio mais curto)em geral, conversões de
  menor velocidade (menor risco)
• (neste caso, a preferência varia e manter a
  consistência é importante também)

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Fluxo Descontínuo Controle ...

• Planos Semafóricos Típicos cruzamentos

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Fluxo Descontínuo Controle ...

• Planos Semafóricos Típicos junções

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Fluxo Descontínuo Controle ...

• Interseções Compostas semaforização
  canalização (distâncias reduzidas)
• exemplo atual interseção simples movimentos
  principais 3,6,7 (maior volume de tráfego),
  cada movimento principal é parado em
  dois estágios no ciclo

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Fluxo Descontínuo Controle ...

• exemplo decomposição da interseção em 2 etapas
  de cruzamento
• retenções internas (filas pequenas)
  necessidade de coordenação
• restrições continuidade 3-3 e
  5-5 (espaço para acomodar fila)

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Fluxo Descontínuo Controle ...

• Interseções Compostas casos comuns com
  interseções próximas ...

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Fluxo Descontínuo ...

• Interseção com
• Sinalização
• de Prioridade

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Fluxo Descontínuo Int.ÑSemaf. ...

• Operação com Fluxos Conflitantes
• Sinalização de prioridade PARE (R1) ou DÊ
  PREFERÊNCIA (R2)
• - definição da via principal(operação contínua,
  não interrompida, exceto para conversões com
  fluxo oposto, que podemacabar causando
  interferências nos demais fluxos)
• - manobras secundárias cedem passagem(operam em
  fluxo descontínuo, interrompidas)
• hierarquia de prioridade 0 - fluxos principais
  da via principal 1 - conversões à esquerda da
  via principal 2 - conversões à direita da via
  secundária 3 - fluxos diretos da via
  secundária 4 - conversões à esquerda da via
  secundária.
• (naturalmente, interseções mais complexas podem
  ter outros níveis)

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Fluxo Descontínuo Int.ÑSemaf. ...

• Características de operação
• - movimentos secundários ocorrem nas brechas
  entre veículos das correntes de tráfego
  conflitantes no fluxo prioritário brecha h no
  fluxo conflitante (é um movimento prioritário).-
  brecha crítica, mínima adequada, função do
  tempo necessário para realizar a manobra
  (depende da aceitação de risco na manobra).-
  havendo fila contínua, os demais veículos passam
  com um intervalo de seguimento (intervalo de
  saturação).
• - movimentos secundários também competem entre si
  pelo uso das brechas- fluxo interferente é um
  fluxo oposto, que tb é secundário (de outro ...)
• - tempo disponível ? brecha ,
  adequada
• - tempo perdido ?
• VER EXERCÍCIO MEDIDA DE BRECHA CRÍTICA

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Fluxo Descontínuo Int.ÑSemaf. ...

• Capacidade tempos disponíveis e bloqueados são
  variáveis aleatórias ! capacidade depende também
  da distribuição de intervalos ...
• Generalização de Troutbeck com a distribuição de
  intervalos de Cowan
  , com aproximação
  contínua com
  intervalo mínimo fluxo oposto (
  fluxo de saturação)
  proporção do fluxo livre ( em pelotão,
  medido Tanner )
• com fluxos por faixa de cada faixa
  ,
  , fluxo oposto total (
  e )

,

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Fluxo Descontínuo Int.ÑSemaf. ...

• Fórmula de básica (Poisson)
  (com a fluxo total e ) aproximação
  contínua de Siegloch com
• antigo método alemão , na ausência de dados
  de campo versão atual utiliza a aproximação de
  Siegloch
• método do HCM/85 usou a mesma fórmula com
• método do HCM/94 utilizou diretamente a
  aproximação de Siegloch !
• DENATRAN/84 compatível com Fórmula de Tanner (
  )
  ou (
  )
  e /faixa (
  com de 1 faixa)
• (manual não explicita fórmula de capacidade e
  parâmetros adotados)

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Fluxo Descontínuo Int.ÑSemaf. ...

• Capacidade com uso compartilhado dadas as
  capacidades específicas
• fórmula de capacidade compartilhada
• (composição de tráfego para tipos de manobra)
• Interferências bloqueio de outras manobras,
  causado por veículos de manobras secundárias
  esperando brechas para seu movimento
• em geral, avaliadas usando resultados da Teoria
  de Filas tradicional Prn0(1-X),
  Prnk(1-X).Xk quanto veículo k da fila causa
  bloqueio
• Interferências nos fluxos principais causados
  por veículos da via principal que compartilham
  faixas com manobras secundárias na via principal
  (eventualmente tb na via secundária, quando há
  manobras livres ...)
• - efeito na capacidade da via principal
• - atraso nos veículos da via principal
  na faixa comum

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Fluxo Descontínuo Int.ÑSemaf. ...

• Interferências entre Fluxos Secundários
• - Interferências cruzada bloqueio enquanto a
  posição interferente está ocupada
• ? fator de impedância onde
  é a probabilidade de ter a posição interferente
  vaga !
• quando há mais de um movimento interferente,
  hierarquia de prioridade
• fórmula prática
• fórmulas teóricas mais complexas e ainda não
  validadas ... (método alemão é recomendado pelo
  U.S.HCM 97, 2000 ...)
• - Interferências entre etapas quando a manobra
  usa posições intermediárias
• restrição na etapa I
  , mno.posições em II
• restrição na etapa II
  (sobre-demanda é retida em I)

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Fluxo Descontínuo Int.ÑSemaf. ...

• Atrasos de controle de congestionamento
• atraso total espera pela brecha espera na
  fila
• Fórmulas dinâmicas
• - fórmula generalizadas (integrais, com período
  e )
• para cada manobra
  (tempo no topo da fila)
• 
  (tempo na fila)
• comum a todas as manobras, com
  !
• - pode-se usar as fórmulas recursivas gerais
• - expressão mais criteriosa da espera pela
  brecha pode ser deduzidacomo nas fórmulas
  estacionárias mas em geral é menos importante ...

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Fluxo Descontínuo Int.ÑSemaf. ...

• Fórmulas estacionárias
• - espera pela brecha (atraso do veículo no topo
  da fila)
• 
  (1o.veículo, topo da fila) depende de
  qual é a manobra do veículo no topo da fila
• para pedestres, em geral admite-se
• - espera total (incluindo o tempo para chegar ao
  topo da fila)
• 
  ou
  , dc atraso de controle dq
  atraso de congestionamento ,
  (compatível com Tanner e Troutbeck)
• depende das características de todas as
  manobras na faixa !
• características médias podem ser calculadas
  ponderando por Xi
• aproximação de Harders
  (compatível com Siegloch)

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Fluxo Descontínuo Int.ÑSemaf. ...

• Outras Medidas de Desempenho
• fila é a fila média
  (estacionária).
• - com fórmulas dinâmicas, a fila média usa o
  fluxo médio incluindo pico e pós-pico e também
  interessa calcular a fila máxima no período !-
  em geral, adota-se um fator de segurança igual a
  1,5 ou 2,0 para fila máxima provável (para
  representar o efeito da aleatoriedade).
• medidas secundárias (Troutbeck) probabilidade
  de parar número de movimentos/veículo
  com número de paradas/veículo na
  fila, onde veículos/brecha
• estas são fórmulas que admitem condições
  estacionárias e qltC !

42
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Fluxo Descontínuo Int.ÑSemaf. ...

• exemplo ,
  ,
  , , capacidade
  Troutbeck ,
• (os outros métodos forneceriam valores
  entre 308v/h e 390v/h)
• atraso para
  (fórmula estacionária ou dinâmica)
• - fórmula dinâmica
  , para e
• - fórmula estacionária outras medidas
  fila (ou
  ) probabilidade de
  parar e movimentos/veículo

43
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Fluxo Descontínuo Int.ÑSemaf. ...

• Casos Especiais
• Múltiplas faixas na aproximação secundária
• - em geral, máximo de 2 faixas adjacentes para
  fluxos secundários.
• - os fluxos em cada faixa podem ou não ser
  interferentes !
• - restrições de visibilidade (o veículo de uma
  faixa reduz a visibilidade do fluxo oposto para
  o veículo de outras faixas)
• - conflitos entre os movimentos secundários
  adjacentes (especialmente quando a via receptora
  tem apenas 1 faixa)
• - apenas interferência tb interferência
• por visibilidade por fluxo oposto
• - interferência justifica a inclusão do fluxo na
  faixa com manobra mais fácil como conflitante do
  fluxo nas demais faixas
• - em qualquer caso, impõe-se a observação também
  do limite de capacidade da via receptora.

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Fluxo Descontínuo Int.ÑSemaf. ...

• Rotatórias de pequeno diâmetro
• - considerada como um conjunto de interseções com
  sinalização de prioridade
• - rotatória convencional dá prioridade ao fluxo
  circulante na rotatória em todas as aproximações
  (compatível com a regra geral de prioridade
  inglesa no cruzamento entre veículos incluída
  no novo CTB/97)
• - rotatória não convencional determina a
  prioridade entre fluxos circulante e entrante em
  cada aproximação com sinalização específica
  (maior flexibilidade na definição do controle de
  tráfego)
• - análise pode seguir o procedimento geral, mas a
  proximidade das interseções torna a alocação dos
  fluxos entre faixas dependente da proporção do
  fluxo que fica ou sai da rotatória antes de cada
  aproximação (julgamento do técnico ou observação
  do local)
• (há métodos específicos para rotatórias
  convencionais, que avaliam a capacidade para o
  fluxo entrando em cada aproximação dados obtidos
  com métodos australianos, alemães e franceses são
  mais conservativos que os obtidos com métodos
  ingleses).

45
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• Faixas de entrada livre (com ou sem adição de
  faixa)
• - os fluxos da via secundária podem receber
  faixas de entrada livre, permitindo que pelo
  menos a conversão à direita seja feita sem
  fluxo oposto.
• Faixas de extensão reduzida
• - pode ter eficiência parcial (não há métodos de
  análise validados)(método alemão é recomendado
  pelo U.S.HCM 97, 2000 ...)
• - apenas para faixas de entrada livre com
  extensão reduzida o efeito é claro(fila de outra
  manobra compartilhando faixa anterior causa
  bloqueio)
• VER EXERCÍCIO REPARTIÇÃO DE CAPACIDADE
• VER EXERCÍCIO INTERSEÇÃO CANALIZADA

46
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• Comentários sobre os Procedimentos Existentes
• - de forma geral, todos não tratam dos efeitos
  das intervenções sobre a segurança de tráfego e
  dos efeitos sobre os fluxos de pedestres
  (incluindo atrasos, acidentes, segregação) e
  existe pouca validação dos métodos de análise de
  interseções sem semáforos no Brasil, reconhecendo
  o comportamento típico dos motoristas
  brasileiros
• - aplicação criteriosa dos métodos existentes é
  mais recomendável ...
• - método do DENATRAN/84 baseado em estudos
  ingleses/escoceses (Tanner)
• . não detalha a identificação dos fluxos
  conflitantes e não trata a interferência
• . não considera efeito da composição de tráfego
  (na via principal ou secundária)
• . não fornece parâmetros e equações básicas de
  cálculo (somente gráficos)
• . não considera a influência de fatores locais
  nos parâmetros de operação
• . não avalia atrasos ou outras medidas de serviço
  (com exceção da capacidade)
• . trata uso compartilhado de forma dúbia (análise
  por manobra ou posição)
• . não existe estudo empírico conhecido sobre a
  validação do método no Brasil.

47
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Fluxo Descontínuo Int.ÑSemaf. ...

• - métodos do HCM/85, 97, 2000 permitem eliminar
  maior parte das deficiências
• . HCM/85-97 baseados no método alemão com a
  fórmula de Poisson discreta
• (HCM-94 foi baseado no método alemão com a
  fórmula de Siegloch)
• . HCM/85-97 detalham identificação de fluxos
  conflitantes e de interferência
• . HCM/85-97 consideram o efeito da composição de
  tráfego na via secundária
• . HCM/85 considera a influência de fatores locais
  nos parâmetros de operação
• . HCM/97 despreza a influência da maioria dos
  fatores locais sobre a operação
• . HCM/85 não avalia atrasos (a reserva de
  capacidade é a medida de eficácia)
• . HCM/97 avalia o atraso com fórmula dinâmica
  (sem distinguir os movimentos)
• . HCM/97 usa o atraso médio parado como medida de
  eficácia
• . HCM/97 trata da interferência nos fluxos
  principais (bloqueios de faixas ...)
• . HCM/2000 mantém critérios do 97 inclui
  interferência de pedestres, ...
• VER EXERCÍCIO INTERSEÇÔES NÃO-SEMAFORIZADAS

48
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Fluxo Descontínuo ...

• Interseção com
• Sinalização
• Semafórica

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• Operação em Aproximações Semaforizadas
• Fluxo de saturação (S) é o fluxo máximo possível
  no escoamento dos veículos na dissipação da fila
  de uma aproximação (para um certo grupo de
  tráfego), se 100 de tempo de verde estiver
  disponível, nas condições existentes de via e
  tráfego, a partir de uma fila contínua.
• Capacidade de tráfego (C) é o fluxo máximo
  possível no escoamento de veículos numa
  aproximação, ou grupo de tráfego, nas condições
  existentes de via, tráfego e sinalização
  (incluindo os tempos de semáforo). tempo
  disponível tempo bloqueado (verde mais
  amarelo) (vermelho) tempo de ciclo tempo
  efetivo
  (verde efetivo) taxa de tempo efetivo
  (taxa de verde efetivo)

50
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Fluxo Descontínuo Int.Semaf. ...

• Tempo de verde efetivo é o tempo de verde
  equivalente necessário para escoar com o fluxo
  de saturação o número máximo possível de
  veículos acumulados por ciclo (observado quando
  a operação está saturada para um certo grupo de
  tráfego)
• Tempo morto é o tempo perdido no início e
  término do movimento da fila
• Medição em campo completa e precisa apenas com
  ciclo saturado, em que a fila não chega a ser
  totamente dissipada no tempo de verde.(
  é o número máximo de veículos escoados por
  ciclo, com fila contínua, média de 5 ou mais
  medições)

51
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• representação da operação
• real
  efetivo

52
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• Taxa de ocupação (ou solicitação de verde
  efetivo) de um grupo de tráfego veicular (yQ/S)
  é a razão entre a demanda de tráfego existente e
  o fluxo de saturação do grupo de tráfego
  considerado.a taxa de solicitação indica a
  proporção mínima do ciclo que deve ser verde
  efetivo para que o grupo de tráfego veicular
  tenha a demanda atendida (é a medida de
  necessidade de verde efetivo do grupo)
• Atendimento da demanda para grupo de tráfego i
  deve-se ter (pois
  ), ou seja, ( é o
  estágio, ou conjunto de estágios, em que o grupo
  i opera)
• Taxa de saturação (ou solicitação de capacidade)
  de um grupo de tráfego veicular (xQ/C) a razão
  entre demanda e capacidade é e

53
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Fluxo Descontínuo Int.Semaf. ...

• Atraso em aproximações controladas por
  semáforoscomponentes o atraso regular e o
  sobre-atraso (ou atraso aleatório)
• Fórmula de Webster termo determinístico, termo
  aleatório, termo correção
• fórmula original de Webster, estacionária
  (inadequada para Xgt0,9)- primeiro termo
  (determinístico) corresponde ao atraso regular
  com chegadas uniformes ao longo do ciclo, sem
  sobre-demanda ...- o segundo termo (aleatório)
  corresponde ao efeito estacionário da
  aleatoriedade com base na suposição de chegadas
  poissoniadas e escoamento regular da fila, sem
  sobre-demanda ...- terceiro termo é uma correção
  obtida através de estudos de simulação
• atualmente fórmulas dinâmicas (período T), com
  efeito de pelotões, ...

54
ENGENHARIA DE TRÁFEGO- Princípios Básicos3.
Fluxo Descontínuo Int.Semaf. ...

• Atraso regular, chegadas uniformes
  fluxo uniforme no ciclo
• dissipação da fila é tal que
• o atraso total por ciclo é
• o total de veículos por ciclo é
• (dado u, cresce com o tempo de ciclo !)
• que é chamado de atraso determinístico
  regular e uniforme, isto é
  tendo-se para X1
  (que equivale a )
• e também para Xgt1 (sempre passarão
  apenas ) !

55
ENGENHARIA DE TRÁFEGO- Princípios Básicos3.
Fluxo Descontínuo Int.Semaf. ...

• Atraso regular, chegadas em pelotões
  mas fluxo não é uniforme!
• a razão de fluxo é e a fração
  de fluxo tendo-se e
  (com fluxo uniforme tem-se
  , e )
• dissipação da fila tal que
• o atraso total por ciclo é
• tendo-se
  para X1 ( ) e também Xgt1 !

56
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Fluxo Descontínuo Int.Semaf. ...

• Fator de progressão
• em geral, mesmo estimativas desta natureza são
  insuficientes e os procedimentos práticos
  recomendados incluem fatores empíricos ...
• HCM/97
  e algo mais
  ...onde é um fator de ajuste que também
  considera particularidades do perfil de
  chegadas no início ou final do verde e vermelho
  ...
• termos desta natureza são essencial para
  compreender e considerar o efeito da
  sincronização semafórica (um dos principais
  recursos de coordenação de semáforos que operam
  em redes interconectadas).

57
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Fluxo Descontínuo Int.Semaf. ...

• Sobre-atraso (sobre-demanda e aleatoriedade,
  demanda e capacidade)
• fórmulas estacionárias apenas efeito da
  aleatoriedade (e.g. Webster) ...
  onde (
  coeficiente de variação)
  intervalo na
  demanda e capacidade efeito entre ciclos fila
  residual mesmo quando qltC ! pouco afetada pela
  existência de pelotões (ou não) !
• fórmulas dinâmicas simplificadas todo período
  , com fila inicial nula inclui efeitos de
  aleatoriedade e sobre-demanda
  
  onde
• o HCM2000 inclui um termo adicional relacionado
  com a fila inicial, não incluido no sobre-atraso
  ...
• pode-se usar a fórmula recursiva ...

58
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Fluxo Descontínuo Int.Semaf. ...

• Fila em aproximações controladas por semáforos
• componentes novamente, a fila regular e a
  sobre-fila
• Fila regular, chegadas uniformes fila máxima de
  veículos parados é extensão máxima afetada
  pela fila é (incluindo seu crescimento durante
  )
• Fila regular, chegadas em pelotões fila máxima
  de veículos parados é extensão máxima afetada é
  
• Sobre-fila (ou as fórmulas recursivas
  aplicadas em períodos sucessivos)

59
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Fluxo Descontínuo Int.Semaf. ...

• Recomendação para estimativa de filas e atrasos
• - usar fórmulas de fila generalizadas e adicionar
  a fila regular, com os termos de correção
  apropriados (dimensão física, dissipação, ...)
• - obter atraso por , sendo
  (qQ ou C) e sempre
• Outras medidas de desempenho
• - número médio de paradas por veículos regular,
  uniforme
  regular, em pelotão
  (para Xlt1, ou seja, yltu)ou
  estocástico, generalizado
  (para qualquer X) inclui paradas
  múltiplas (paradas?veículos parados), mas não
  paradas parciais (redução de velocidade diante da
  fila para evitar parada)
• - fila máxima (média) regular, uniforme
  regular, em pelotão
  , início do verde (Xlt1)ou estocástico,
  generalizado
  (qualquer X)

60
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• Operação das Interseções Semaforizadas (Ciclo)
• no ciclo
  e
• onde é a soma dos tempos
  perdidos totais nas mudanças de estágio(em
  certos casos, os entreverdes podem variar para
  cada grupo de tráfego). é a
  taxa de verde total (de toda a seqüência de
  estágios) no ciclo.
• portanto, a taxa de verde efetivo máxima em uma
  interseção é onde é definido para
  acomodar expectativas e restrições diversas.

61
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• Restrições Operacionais demanda e capacidade no
  ciclodeve-se ter
  para todos os grupos de tráfego
• Taxa de ocupação crítica no estágio do grupo de
  tráfego mais crítico entre os que operam em um
  estágio (ou sequência de estágios com
  superposição de movimentos).
• Taxa de ocupação da faixa crítica da faixa de
  tráfego com maior solicitação em um estágio ou
  sequência de estágios, considerando a interação
  entre os grupos de tráfego que a utilizam
  (compartilhamento, bloqueio, interferências,
  uso desigual, ...)

62
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Fluxo Descontínuo Int.Semaf. ...

• Tempo de ciclo mínimo com QC os grupos críticos
  devem ter
• Taxa de ocupação total ( , de
  solicitação de verde efetivo) é o tempo de verde
  efetivo necessário para escoar todas as demandas
  que concorrem na interseção semaforizada com o
  fluxo de saturação.
• Tempo perdido total ( ) é o
  tempo perdido para a sequência completa de
  estágios ao longo do ciclo (pode depender de cada
  sequência de grupos de tráfego considerado, mesmo
  quando os entreverdes são comuns, pois alguns
  grupos de tráfego operam continuamente em mais de
  um estágio).
• Tempo perdido na mudança de estágio (
  ) é o tempo total perdido para o fluxo de
  tráfego em cada mudança de estágio (término de um
  estágio e início do outro), inclui o tempo morto
  mais o tempo de vermelho de segurança (total ou
  de limpeza) na mudança de estágio

63
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Fluxo Descontínuo Int.Semaf. ...

• exemplo , ,
  , , ,
• se não há superposição da operação entre os
  estágios, pode-se identificar o grupo de tráfego
  crítico analisando separadamente os que operam em
  cada estágio k e, em princípio, o grupo de
  tráfego mais crítico é o que tem maior a taxa de
  solicitação
• no
  , no
• o tempo de verde efetivo total disponível com um
  tempo de ciclo é
• como é constante, aumentando o tempo de ciclo
  tem-se uma taxa de verde efetivo global maior (
  ) e uma relação volume/capacidade
  global menor( )

64
ENGENHARIA DE TRÁFEGO- Princípios Básicos3.
Fluxo Descontínuo Int.Semaf. ...

• se há superposição da operação entre os estágios,
  deve-se identificar o grupo de tráfego crítico
  analisando seqüências alternativas de movimentos
  que cobrem o mesmo período quanto às taxas de
  solicitação e aos tempos perdidos observados por
  cada sequência alternativa.
• E1 e E2 tem de ser examinados em 2 casos
• ? caso em que A e B determinam o dimensionamento
• a taxa de solicitação é o tempo
  perdido é
• ? caso em que C determina o dimensionamento
• a taxa de solicitação é o tempo perdido é
  apenas
• o caso crítico é o que determina o maior tempo de
  ciclo.
• em qualquer situação, interseções semaforizadas
  com taxa de solicitação total maior que
  operarão em condições saturadas (o que decorre
  da demanda, dos fluxos de saturação e do plano de
  operação adotado).
• VER EXERCÍCIO REPARTIÇÃO DE CAPACIDADE

65
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Fluxo Descontínuo Int.Semaf. ...

• Casos Especiais fluxos de saturação podem
  depender do dimensionamento (tempos) do semáforo
  e da interação entre grupos de tráfego nas faixas
  !
• - movimentos permitidos (não protegidos...)
• fluxo oposto saturado ,
• fluxo oposto não-saturado
• (Tanner)
• veículos no final do verde
• verde efetivo do movimento permitido
• (tempo perdido adicional )
• veículos por ciclo
• capacidade para movimento permitido
• (suposições fluxo direto em movimento, fila de
  conversão à esquerda abrigada)

66
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• - interação entre grupos (faixas) de tráfego
• em , 2 pode bloquear 1 , depois de
• em , 1 e 2 estão juntos com
• em , 1 pode bloquear 2, depois de
• portanto,
  (médio)
• tempos perdidos no começo (
  ) e no final (
  )
• (suposições há uma única faixa, primeiro veículo
  detido bloqueia a faixa)

em


67
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• - interferência do fluxo oposto de pedestres
  (ciclistas) na conversão

68
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• - permitido/protegido ou protegido/permitido

69
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(

• - faixas com comprimento reduzido
• no.veículos na faixa reduzida
• ( variação do no.de faixas)
• fluxo de saturação com faixa reduzida
• fluxo de saturação sem faixa reduzida
• tempo para escoar fila na faixa reduzida
• se o fluxo de saturação é
• senão o fluxo de
  saturação é
• comprimento da faixa que pode escoar os
  veículos
• com aproveitamento total do verde
• - outros casos especiais
• . fluxo de saturação variável (verde gt30seg.,
  restrições à montante/jusante)
• . faixa de fuga canalizada ou com movimento
  permitido no vermelho (RTOR)
• . baía de conversão ou canteiro para acomodar
  fila abrigada (sem bloqueio).
• - processo iterativo sempre que depende dos
  tempos de semáforo
• - interação fazer distribuição dos fluxos por
  faixa (iguala X ou d por faixa ...)
• VER EXERCÍCIO MINIMIZAÇÃO DE ATRASOS

70
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• Dimensionamento de Semáforos
• - dimensionamento de semáforos isolados
• 1. Webster Cobbe, TRRL - Inglaterra
• 2. Pignataro, HCM/TRB - Estados Unidos
• 3. Miller, Akcelik, ARRB - Austrália
• Softwares SIGCAP, SIGSET, SIGSIGN, SIDRA (mais
  usado)
• - sincronização de semáforos
• 1. Tradicional (manual, tentativa e erro)
• 2. Numéricos Little Morgan, Yardeni,
  Robertson, ...
• Softwares PASSER II, MaxBand, TRANSYT (mais
  usado), SIGOP
• - controle de semáforos (em tempo real)
• 1. Centralizados SCOOT/TRRL, SCATS/ARRB, ...
• 2. Descentralizados MOVA/TRRL, LHOVRA/TFK, ...
• (em forma limitada nos semáforos atuados
  tradicionais ...)

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ENGENHARIA DE TRÁFEGO- Princípios Básicos3.
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• Tempos de Entreverdes intervalo de amarelo e de
  vermelho de segurança
• fundamentais na segurança são calculados de
  forma a permitir uma transição segura entre as
  fases que operam com estágios sucessivos.
• - intervalo de amarelo tempo necessário para
  vencer a distância de parada
• (a distância de visibilidade necessária é
  ), onde
• tempo de reação (usual 1 seg), b
  desaceleração normal (10 km/h.s)
• valores usuais V (Km/h) lt50 60 gt70(seg)
  Ia (seg) 3 4 5
• - intervalo de vermelho de segurança para
  limpeza do conflito sXe, corrente de tráfego que
  sai e que entra, mais crítico na mudança de
  estágio
  ou (sempre
  fila parada) para pedestres Iv é piscante
  (Ipisc) e adota-se margem de 1 seg. ...

72
ENGENHARIA DE TRÁFEGO- Princípios Básicos3.
Fluxo Descontínuo Int.Semaf. ...

• Plano de Tempos de Fixos programar tempo de
  verde (e de ciclo)
• Tempo de ciclo ótimo de Webster busca a
  minimização do atraso médio veícular, é o mais
  utilizado no Brasil (proposto por Webster/TRRL,
  1966, combinando a análise teórica com a
  observação empírica/simulação)
  , onde a taxa de solicitação global
  o tempo perdido total
• (segundo Webster, o atraso médio é pouco
  sensível ao tempo de ciclo adotado numa faixa de
  75 a 150 do ótimo)
• em geral, para adequar-se às expectativas dos
  condutores adota-se ,
  e
  como restrições práticas
• note que a limitação de tempo de ciclo máximo
  significa que há saturação com
  ( ) mas o ciclo ótimo é
  inviável antes ( )

73
ENGENHARIA DE TRÁFEGO- Princípios Básicos3.
Fluxo Descontínuo Int.Semaf. ...

• Tempo de ciclo em condições saturadas não é
  possível calcular um tempo de ciclo ótimo ou
  mínimo quando (ou
  ) ! distribuição da saturação deve considerar
  importância das vias! razão
  volume/capacidade pretendido para grupo de
  tráfego i taxa de
  solicitação relativa do grupo de tráfego i (
  )tempo de ciclo prático
  (ou , deixando um grupo residual)
  (valores de Xp tem de ser ajustados até que se
  tenha um ciclo prático) valores iniciais de Xp
  arteriais coletoras
  locais (desejado ou aceito) 0,90 0,95
  1,00 máximos Tp15min. 1,10 1,50
  2,00 Tp1 hora 1,00 1,10 1,25
• dimensionamento pelo tempo de ciclo prático
  também pode ser aplicado em condições não
  saturadas, especialmente quando as vias
  interceptantes são de categoria muito diferentes
  (forma de priorizar vias principais) !

74
ENGENHARIA DE TRÁFEGO- Princípios Básicos3.
Fluxo Descontínuo Int.Semaf. ...

• Alocação do tempo de verde determinado o tempo
  de ciclo, o tempo de verde efetivo disponível
  (global) , a ser alocado aos
  estágios
• Webster tempo de verde efetivo alocado
  proporcionalmente à taxa de ocupação crítica de
  cada estágio (ou sequência de estágios) (ob
  jetivo igualar X para os movimentos críticos de
  cada estágio e minimizar o atraso médio por
  veículo em toda a interseção).
• com o tempo de ciclo prático
  do grupo crítico no
  estágio(adotondo o tempo ciclo máximo, um
  estágio tem verde efetivo residual)
• o tempo de verde de foco para cada estágio é
  determinado em função da relação
  ( é o tempo morto e é o tempo de
  amarelo)
• no caso de operação superposta em mais de um
  estágio, a alocação de verde efetivo deve seguir
  a hierarquia de movimentos críticos (por
  exemplo, se C é crítico determina-se antes
  e depois aloca-se esatisfazendo
  relação )

75
ENGENHARIA DE TRÁFEGO- Princípios Básicos3.
Fluxo Descontínuo Int.Semaf. ...

• os tempos de verde efetivo ou de foco para cada
  fase (e grupo de tráfego) são determinados
  considerando os estágios em que opera (também os
  tempos de vermelho efetivo ou de foco, uma vez
  que valem as relações e
  ).
• VER EXERCÍCIO ALOCAÇÃO DE VERDE ()
• Tempos de verde mínimosão impostos para garantir
  um mínimo de eficiência na operação (da ordem de
  8 a 10 seg) ou um tempo de travessia adequado
  para estágios com movimentos de pedestres se os
  tempos de verde mínimos não são automaticamente
  satisfeitos, o tempo de ciclo é recalculado,
  adicionando o verde mínimo como tempo perdido e
  retirando a taxa de ocupação do estágio
  correspondente
  onde

76
ENGENHARIA DE TRÁFEGO- Princípios Básicos3.
Fluxo Descontínuo Int.Semaf. ...

• Tempos de Verde/de Ciclo com pedestres
• para os pedestres, o tempo de travessia é
  representado como sendo que usualmente é
  dividido em verde e piscante
  onde (0,9 a 1,4 são valores
  normais, função de idade, carrinhos...)e
  (verde inicial, em função do
  volume de pedestres)
• podem ser adotados critérios alternativos para a
  repartição entre verde e piscante
  com e (o
  critério da CET/Sp é e
  )
• com estágio exclusivo de pedestres
• com estágio de pedestres com fluxo concorrente
  (normalmente conversões)deve-se verificar o
  verde mínimo e, caso
  não satisfeito,

77
ENGENHARIA DE TRÁFEGO- Princípios Básicos3.
Fluxo Descontínuo Int.Semaf. ...

• Dimensionamento com Fluxo de Saturação Variável
• -a hipótese de fluxo de saturação constante ao
  longo do verde (e independente de sua duração)
  não é sempre adequada !
• -em princípio, existe uma tendência para que o
  fluxo de saturação caia para tempos de verde
  muito grandes ... e todos os casos especiais
  anteriormente discutidos (que correspondem à
  possibilidade de bloqueio do movimento parte do
  tempo) também levam fluxos de saturação médios
  que dependem fundamentalmente do dimensionamento
• VER EXERCÍCIO CONVERSÃO PERMIT