Teoria de Análise de Sistemas de Transporte

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Teoria de Análise de Sistemas de Transporte
Prof. Ronny Marcelo Aliaga Medrano, Dr.
2º Semestre de 2021
Aula 1
Aski urukipan jilatanaka, kullakanaka
Nayan sutija Ronny Aliaga
Nayax jutwa La paz uksata
Bom dia alunos e alunas
Meu nome é Ronny Aliaga
Eu venho de La Paz (Bolivia)
Apresentação
Prof. Dr. Ronny Marcelo Aliaga Medrano
• Engenheiro Civil
• Mestre e Doutor em Transporte pela Universidade de Brasília.
• Especialista em modelagem e simulação de sistemas de transporte, e 
ciência dos dados aplicado a transportes;
• Experiência profissional de 14 anos na área de Transporte: 
Consultorias, Prefeitura municipal de La Paz, Ministério dos transporte 
Brasil – EPL.
Estrutura do Curso 
• Responda no seguinte link:
• https://www.menti.com/enrppm9t99
Na sua opinião, qual é o problema na 
mobilidade de sua cidade? 
• Responda no seguinte link:
• https://www.menti.com/3coepjcueu
Na sua opinião, que é uma rede de 
transporte? 
Um pouco da historia do 
transporte
Um pouco da historia do 
transporte
Um pouco da historia do 
transporte
Henry Ford criou o modelo Ford T em 1908
A grande mudança do século XX: “O Carro”
O carro:
• Salto tecnológico
• Fato mundial
• Instrumento político
• Desenvolvimento 
econômico
• Estilo de vida motorizado
• Mudança espaço –
temporal
• Objeto de desejo e status 
social (car pride)
Mudança da cultura
Um pouco da historia do transporte
Módulo: Sistema viário e circulação| Docente: Ronny Marcelo Aliaga Medrano
Introdução
• Os sistemas de transporte envolvem a interação de
diferentes elementos entre diferentes ambientes:
• Social
• Econômico
• Ambiental
• Político
Fonte da imagem: Elaboração autor
Módulo: Sistema viário e circulação| Docente: Ronny Marcelo Aliaga Medrano
Que é uma rede de transporte?
Fonte da imagem: SILVA, L. R. e (2021)
Módulo: Sistema viário e circulação| Docente: Ronny Marcelo Aliaga Medrano
Introdução
Desenvolvimento Social e 
econômico
Importância das redes
(agua e esgoto, energia, 
comunicação, transporte)
Módulo: Sistema viário e circulação| Docente: Ronny Marcelo Aliaga Medrano
Introdução
• O Problema de Transporte (Conceito Clássico)
A B
Transporta uma pessoa do ponto A ao ponto B
Demanda por transporte em função da 
necessidades das pessoas
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Introdução
• O que uma cidade pode ofertar para atender essa
demanda de transporte?
• Subsistema
viário
• Subsistema
de serviços de
transporte
Fonte da imagem: Prefeitura de Maringa (2015)
Módulo: Sistema viário e circulação| Docente: Ronny Marcelo Aliaga Medrano
Introdução
• Como se gera a circulação?
Fonte da imagem: Prefeitura de Maringa (2015)
• A : Sistema de Atividades
população, renda, emprego, produção, localização
• T : Sistema de Mobilidade
• Sub sistema viário: Infraestrutura
• veículos
• Sub sistema de Serviços e operação
• F : Estrutura de Fluxos em T
origem - destino - rota - volume de passageiros e carga - nível de serviço
Módulo: Sistema viário e circulação| Docente: Ronny Marcelo Aliaga Medrano
Introdução
• Como se gera a circulação?
Fonte da imagem: Prefeitura de Maringa (2015)
T
A
F
3
1
2
1: O padrão de viagens esta 
determinado por A e T. 
Exemplos?
2: A estrutura de fluxos causa 
mudanças em A. Exemplos?
3: A estrutura de fluxos causa 
mudanças em T. Exemplos?
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Introdução
• Podemos definir a circulação como o comportamento dos fluxos (de pessoas, de
veículos, de carga, etc.) no sub sistema viário (rede viária de transporte) que são
gerados pela demanda de atividades e seu equilíbrio com a oferta de mobilidade.
Fonte da imagem: Prefeitura de Maringa (2015)
Fonte da imagem: Elaboração autor; Fonte inofmrações: Modelo macrossimulação elaboração autor
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Introdução
• Hierarquização de vias – parâmetros
• Conectividade;
• Nível de serviço:
• Função de desempenho:
• Velocidade;
• Tempo de viagem;
• Capacidade;
• Desenho geométrico;
Mas a infraestrutura é um recurso limitado porque ela
depende do espaço público disponível, muitas vezes
consolidado e de alto custo de investimento
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Introdução
• Função de desempenho de uma estrada
Comprimento 30 Km
Distância = 30 Km
Velocidade em fluxo Livre = 80 Km/h
Tempo de viagem em fluxo livre =0,375 h =
22,5 min
Fluxo = 1 veh
Distância = 30 Km
Velocidade = 40 Km/h
Tempo de viagem= 45 min
Fluxo = 40 veh
Distância = 30 Km
Velocidade = 10 Km/h
Tempo de viagem= 180 min
Fluxo = 100 veh
Introdução
• Função de desempenho de uma estrada
Tempo de 
viagem no 
arco
Fluxo no arco
Função de desempenho do arco 
ou “curvas Volume/Atraso” 
(Volume/Delay curves)
( )a at x
Tempo de
viagem em
fluxo livre
Tempo de viagem em 
congestionamento
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Problema Clássico 
• O Problema de Desenho de Redes de Transporte
(NDP) trata sobre a configuração de uma rede para
atingir objetivos específicos.
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Problema Clássico 
Fonte da imagem: Huysein (2011)
Módulo: Sistema viário e circulação| Docente: Ronny Marcelo Aliaga Medrano
Problema Clássico 
Módulo: Sistema viário e circulação| Docente: Ronny Marcelo Aliaga Medrano
Fonte da imagem: Huysein (2011)
Acréscimo de uma faixa
Problema Clássico 
Módulo: Sistema viário e circulação| Docente: Ronny Marcelo Aliaga Medrano
Fonte da imagem: Huysein (2011)
Construir faixas reversíveis.
Problema Clássico 
Módulo: Sistema viário e circulação| Docente: Ronny Marcelo Aliaga Medrano
Fonte da imagem: Huysein (2011)
Existem duas formas do problema (NDP).
• O problema continuo de desenho da rede
• O problema discreto de desenho da rede
Problema Clássico 
Módulo: Sistema viário e circulação| Docente: Ronny Marcelo Aliaga Medrano
O problema continuo de desenho da rede
considera a topologia como dada e se foca na
parametrização da rede. Exemplo:
• Determinação do número da largura da via
(número de faixas)
• O calculo dos ciclos semafóricos
• A configuração para os tipos de usuários
(tarifas de transporte público, pedágios nas
rodovias, etc)
Problema Clássico 
Módulo: Sistema viário e circulação| Docente: Ronny Marcelo Aliaga Medrano
O problema discreto de desenho da rede foca-se
na topologia da rede. Exemplo:
• Um esquema de fechamento de vias
• A provisão de um novo serviço de transporte
público (representado como um novo
conjunto de arcos)
• A construção de um novo arco de rodovia,
ferrovia, uma ponte, by-pass ou túnel.
Problema Clássico 
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Benefícios par ao usuário
Construção de uma nova faixa
(aumenta a capacidade)
Alocação de maior capacidade a 
um arco controlado por 
sinalização pelo aumento do 
tempo de verde por ciclo
Imposição ou aumento de 
cobranças ao usuário
(pode trazer benefícios à 
sociedade como uma grande 
economia eficiente)
Custo da modificação da rede
Construção de uma nova faixa
(tem custo)
Diminui a capacidade dos outros 
arcos pela redução do verde por 
ciclo
Imposição ou aumento de 
cobranças ao usuário
(pode ter cobros adicionais para 
certo tipo de usuários)
Troca
Problema Clássico 
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Tradicionalmente o desenho de redes de
transporte tem se preocupado com a
minimização do custo do sistema (igual a soma
dos fluxos vezes os tempos de custo nos arcos).
( , )i i i i
i I
SC v c v s

=
Ci: custo (tempo de viagem) no arco i
Vi: fluxo no arco i (Alocação de tráfego)
Si: o valor do parámetro de desenho para o
arco i
Problema Clássico 
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Seas duas rotas são utilizadasSe só uma rota é utilizada
Problema Clássico 
Módulo: Sistema viário e circulação| Docente: Ronny Marcelo Aliaga Medrano
Fonte da imagem: Huysein (2011)
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Conceito moderno
• O Problema de Transporte (Conceito moderno)
Demanda por transporte em função da 
necessidades das pessoasFonte da imagem: Elaboração autor
O modelo de transporte (clássico)
• Entender o 
comportamento dos 
usuários.
– Quais perguntas são 
feitas ao usuário em 
relação a viagem 
realizada?
G
D
PM
A
Cidade
calibrar e usar para 
prever cenários futuros
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Fonte da imagem: Elaboração autor
Necessidades do transporte
• Decisões:
Viajar ou não?
Onde?
Qual o modo?
Qual a rota?
Geração
Distribuição
Partição Modal
Alocação
Modelo clássico de quatro etapas
São separáveis estas decisões?
localização?Uso de solo
i zone j zone
t i t j
i zone j zone
i zone j zone
t ijm
i zone j zone
t ijmr
Módulo: Sistema viário e circulação| Docente: Ronny Marcelo Aliaga Medrano
Fonte da imagem: Elaboração autor
Características e elementos para 
alocação de fluxos de tráfego
• Oferta
• Matrizes OD
• Custo
Transporte 
Individual
Transporte 
Público
Módulo: Sistema viário e circulação| Docente: Ronny Marcelo Aliaga MedranoMódulo: Sistema viário e circulação| Docente: Ronny Marcelo Aliaga Medrano
Fonte da imagem: Elaboração autor
Módulo: Sistema viário e circulação| Docente: Ronny Marcelo Aliaga Medrano
Alocação em redes com 
congestionamento
Os dois princípios de Wardrop:
Primeiro principio.-
• Otimização pelo Usuário, estabelece que cada usuário na rede
escolhe a rota mais rápida, cada usuário procura minimizar seu
próprio tempo de viagem..
Segundo princípio.-
• Otimização Social, estabelece que o total de viagem, a
somatória de todos os tempos de viagens dos usuários na rede,
é minimizado.
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Alocação em redes com 
congestionamento
Fonte da imagem: Elaboração autor
Aumentar faixas é a solução?
As soluções só baseadas na 
infraestrutura
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Um bom planejamento parte da 
inteligência nos dados
https://www.goiania.go.gov.br/p
lanmob/
Estrutura do Curso 
Avaliação 
• Duas Provas
✓ Data primeira prova: 14/02/2021
✓ Data segunda prova: 04/04/2021
• Média final
✓ MF = (P1+P2)/2