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WBA0813_v1.0 Sistemas de Transportes Modelos de demanda Estudo de demanda: Conceitos Gerais Bloco 1 Leonardo Hotta Demanda por transporte • Quantos usuários vão utilizar o sistema de transporte hoje? Diariamente, desde um motorista por aplicativo até governos nacionais fazem essa pergunta. Neste tema, apresentaremos metodologias que auxiliam a formular uma resposta para a pergunta acima. Figura 1 - Avenida Fonte: dolphinphoto/iStock.com. Compreensão da demanda Figura 2 – Ciclo dos transportes Fonte: Campos (2013, p. 4). Mudanças no uso do solo. Gera movimento s. Demanda por transporte. Oferta de transporte. Aumento da acessibilidade e mobilidade. Alteração no valor e da terra. Atividades - fim Deslocamento Figura 3 – Demanda por transportes Fonte: elaborada pelo autor. Métodos de previsão da demanda • Incondicional: não vinculada às outras variáveis, utilizando séries históricas. • Condicional: vinculada às variáveis que podem ter influência sobre o comportamento dela, por exemplo: tarifa, renda, população e produção, entre outras. (CAMPOS, 2013, p. 17) Quadro 1 – Estimativa incondicional Projeção linear. Projeção geométrica ou exponencial. Linha de tendência. Curva logística. Fonte: Campos (2013, p. 18). Quadro 2 – Estimativa condicional Fatores determinantes Variáveis no transporte de carga Variáveis no transporte de passageiros Características socioeconômicas. Produção. População. PIB. Renda. Custo de uso. Salário mínimo. Pessoas empregadas. Nível de serviço. Consumo de combustível. Custo de transporte. Custo do transporte. Fonte: Campos (2013, p. 22). Conhecimento da demanda O conhecimento da demanda é necessário para projeto geométrico, de sinalização, operação etc. • Demanda subdimensionada: • Congestionamento ou lotação. • Menor custo de construção. • Maior custo de operação. • Demanda superdimensionada: • Ociosidade. • Maior custo de construção. • Menor custo de operação. Figura 4 – Via congestionada Fonte: AerialPerspective Works/iStock.com. Figura 5 – Via subutilizada Fonte: hallojulie/iStock.com. Variação do tráfego ao longo do ano • Variação mensal: • Em vias próximas a locais recreacionais: aumento de fluxo nos períodos de férias escolares. • Nas demais vias, urbanas ou rurais: diminuição do tráfego nos meses de férias escolares. • Eventos extraordinários: Carnaval, Círio de Nazaré, Festivais etc. Gráfico 1 – Variação mensal de volume Fonte: elaborado pelo autor. 4000 4100 4200 4300 4400 4500 4600 4700 4800 4900 5000 jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez Vo lu m e Mês Vias em áreas recreacionais Demais vias Variação do tráfego ao longo da semana • Variação diária: • Em vias próximas a locais recreacionais: aumento de fluxo nos finais de semana. • Nas demais vias, urbanas ou rurais: diminuição do tráfego nos finais de semana, geralmente, o fluxo no domingo é o mais baixo. Gráfico 2 – Variação diária de volume 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 Seg Ter Qua Quinta Sex Sáb Dom Vo lu m e Dia da semana Vias em áreas recreacionais Demais vias Fonte: elaborado pelo autor. Variação do tráfego ao longo do dia • Variação horária: Em geral, o tráfego se concentra em dois picos: • Pico da manhã: começo da manhã. • Pico da tarde: final da tarde. Em algumas vias: • Pico do almoço. O fluxo diminui a noite e durante a madrugada. Gráfico 3 – Variação diária do volume 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 0 6 12 18 24 Vo lu m e Hora do dia Fonte: elaborado pelo autor. Contagem volumétrica A metodologia utilizada para determinar o volume de veículos em uma determinada seção é chamada de contagem volumétrica. Ela pode ser feita: • De forma manual, com observadores em postos estratégicos, contando os veículos que passam em determinada seção, com auxílio de contadores. • Por meio de vídeo, no qual a seção é filmada e posteriormente reproduzida para contagem manual ou analisada por meio de programas computacionais específicos. • Por meio de equipamentos eletrônicos que fazem a contagem. Contagem volumétrica: sentido A contagem deve identificar o sentido de circulação dos veículos, pois, em vias urbanas ou em áreas próximas urbanas é comum a ocorrência do chamado movimento pendular, ou seja, em um período do dia, o fluxo é preponderante em um sentido e, no outro período, verifica-se o retorno desse fluxo. Figura 6 – Movimento pendular Fonte: ldo Frazao/iStock.com. Gráfico 4 – Volume horário por sentido Fonte: elaborado pelo autor. 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 0 6 12 18 24 Vo lu m e Hora do dia Bairro - Centro Contagem volumétrica: faixa de rolamento e direção o Devem ser identificadas: • Quantidade e tipos de faixas de rolamento. • Direções do fluxo. Figura 7 – Avenida com várias faixas Fonte: alffoto/iStock.com. Figura 8 – Via com direções diferentes Fonte: Kalichka/iStock.com. Modelos de demanda Volume Horário de Projeto e Fator Horário de Pico Bloco 2 Leonardo Hotta Plano Nacional de Contagem de Tráfego (DNIT) • Desenvolvido pelo (DNIT), subordinado ao Ministério de Infraestrutura do Governo Federal. • Contagem do tráfego nas rodovias federais. • Iniciado da década de 1970. • Utilizado para planejamento, projeto, operação, avaliação do sistema viário e análise de acidentes. • Plano vigente iniciado em 2014. • 320 pontos: contagem, classificação, peso bruto total, peso por eixo, distância entre eixos e velocidade. Figura 9 – Capa do plano Fonte: Brasil (2017a, [s.p.]). Plano Nacional de Contagem de Tráfego (DNIT): exemplo Gráfico 5 – Dados de 2019 de Tráfego na BR-116/km 306 – Resende (RJ) Fonte: adaptado de Brasil (2017b). Plano Nacional de Contagem de Tráfego (DNIT): exemplo Gráfico 6 – Dados de 2019 de Tráfego na BR-116/km 306 – Resende (RJ) Fonte: adaptado de Brasil (2017b). Escolha de valor de demanda • Qual valor de demanda a utilizar para projeto? • A partir de contagens volumétricas horárias feitas na via ou vias semelhantes, determina-se: • Volume Médio Diário (VMD): número total de veículos (ano)/365 dias. • E deve ser montado um gráfico com os volumes horários em ordem decrescente, determina-se: • Volume Horário de Projeto (VHP): número de veículos que devem ser atendidos pela via. • Deve-se prever uma taxa de crescimento anual. Gráfico 7 – Determinação do volume de hora pico Fonte: elaborado pelo autor. 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 0 200 400 600 800 1000 1200 Vo lu m e Ho rá rio c om o pe rc en ta ge m d o VM D Horas do ano ordenadas por volumes de tráfego decrescentes 50 Volume Horário de Projeto (VHP) • Na ausência de dados para determinar o fator K: • Vias rurais: recomendado K = 8,5%, pode variar entre 8 a 12% (BRASIL, 2010, p. 62). • Vias urbanas: recomendado 8 a 10% (SÃO PAULO, 1982, p. 32). Tabela 1 – Fator K nas rodovias rurais Região K30 K50 Norte 8,2% 8,0% Nordeste 9,0% 8,5% Centro-Oeste 9,0% 8,6% Sudeste 9,3% 8,8% Sul 9,6% 9,1% Média Ponderada 9,3% 8,8% Fonte: Brasil (2006, p. 74). Tipo de Área Fator K Urbana 9,1% Suburbana 9,3% Rural em Transição para Urbana 9,3% Rural Desenvolvida 9,5% Rural Subdesenvolvida 10,0% Fonte: Brasil (2006, p. 74). VHP VMD K= × Tabela 2 – Fator K típico nas vias norte-americanas 30 17.499 0,0961 16 2 8 VHP VMD K VHP veículos = × = × = Com os dados da tabela é possível estimar VHP com K50, comparar com K30 (padrão norte-americano) e determinar o maior volume a trafegar na via no sentido crescente. Volume Horário de Projeto (VHP): exemplo Tabela 3 – Dados de Tráfego (2019) - BR-116 km 306 (Resende/RJ) Fonte: adaptada de Brasil (2017b). Sent. VMD K1 K30 K50 Cres. 17.499 0,1137 0,0961 0,0930 Decres. 18.201 0,1137 0,1008 0,965 K50 Padrão norte-americano 50 17.499 0,0930 627 1 VHP VMD K VHP veículos = × = × = Acréscimo de 3,4% Maior volume de tráfego 1 17.499 0,1137 1990 VHPVMD K VHP veículos = × = × = Fator Horário de Pico (FHP) • Hora de pico: período de uma hora que registra o maior fluxo de veículos. o Variação dentro da hora: • Fator Horário de Pico (FHP): parâmetro que mensura a flutuação do tráfego e para avaliação da capacidade da via. Contagens em períodos de 15 minutos: Onde: Vhp = volume da hora pico. V15max = volume do quarto de hora de maior fluxo na hora pico. 15max4 VhpFHP V = × Gráfico 8 – Contagem em períodos de 15 minutos Fonte: elaborado pelo autor. 200 250 200 150 800 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 Vo lu m e 12:00 12:15 12:30 12:45 13:00 12:00 13:00 V15ma Vhp Fator Horário de Pico: exemplo • Estime FHP para a tabela a seguir: Tabela 4 – Contagem períodos de 15 minutos Fonte: elaborada pelo autor. Tabela 5 – Volume horário Período Qtde. 06:00 – 06:15 197 06:15 – 06:30 205 06:30 – 06:45 219 06:45 – 07:00 229 07:00 – 07:15 235 07:15 – 07:30 226 07:30 – 07:45 210 07:45 – 08:00 208 Período VH 06:00 – 07:00 850 06:15 – 07:15 888 06:30 – 07:30 909 06:45 – 07:45 900 07:00 – 08:00 879 • Volume Horário (VH) calculado para cada período: Fonte: elaborada pelo autor. Fator Horário de Pico: exemplo Gráfico 9 – Contagem em períodos de 15 minutos Fonte: elaborado pelo autor. 197 205 219 229 235 226 210 208 170 180 190 200 210 220 230 240 Vo lu m e 06:00 06:15 06:30 06:45 07:00 07:15 07:30 07:45 08:00 Fator Horário de Pico: exemplo • FHP calculado para cada período de uma hora. • Volume de hora-pico: 909 veículos. • FHP: 0,97. • Obs.: • FHP comum: 0,75 a 0,90. • FHP área urbana: 0,80 a 0,98. • FHP > 0,95: grandes volumes e restrição de capacidade. (BRASIL, 2006, p. 68) Tabela 6 – FHP calculado Fonte: elaborada pelo autor. Período VH V15 max FHP 06:00 – 07:00 850 229 0,93 06:15 – 07:15 888 235 0,94 06:30 – 07:30 909 235 0,97 06:45 – 07:45 900 235 0,96 07:00 – 08:00 879 235 0,94 Modelos de demanda Equivalência veicular e outros tipos de pesquisa Bloco 3 Leonardo Hotta Contagem volumétrica: equivalência veicular • A contagem volumétrica pode ser classificada, ou seja, separada por categoria de veículos, uma vez que cada categoria tem impacto diferente no tráfego. • A depender da finalidade, há tabelas diferentes para a conversão de tráfego misto em veículos padrão – Unidades de Carro de Passeio (UCP). Figura 10 – Fator de equivalência em UCP Fonte: Brasil (2006, p. 56). Figura 11 – Fator de equivalência Fonte: Contran (2014, p. 85). VP = 1 CO = 1,5 SR / RE = 2 Moto = 1 Bike = 0,5 SI = 1,1 Auto = 1,00 Moto = 0,33 Ônibus = 2,00 Caminhões 2 eixos = 2,00 Caminhões 3 eixos = 3,00 Contagem volumétrica em interseção com equivalência veicular • Para a interseção ao lado, calcule o fluxo horário, considerando a equivalência veicular recomendado no Manual brasileiro de sinalização de trânsito: volume V, do Contran (2014). Tabela 7 – Fluxo horário por movimento e categoria Movim. Sentido Moto Auto Ônibus Camin. 2 Camin. 3 1 A – A 9 143 4 5 2 2 A – B 3 32 0 1 1 3 B – B 18 198 5 2 0 4 B – A 6 24 1 0 1 Fonte: elaborada pelo autor. Rua B Rua A 1 23 4 Contagem volumétrica em interseção com equivalência veicular • Multiplicando a quantidade de veículos pelo fator de equivalência, o tráfego misto se transforma em fluxo de veículos padrão. Tabela 8 – Fluxo horário por movimento e categoria Movim. Sentido Moto Auto Ônibus Camin. 2 Camin. 3 Total Fator de Equivalência 0,33 1,00 2,00 2,00 3,00 - 1 A – A 3 143 8 10 6 170 2 A – B 1 32 0 2 3 38 3 B – B 6 198 10 4 0 218 4 B – A 2 24 2 0 3 31 Total - 12 397 20 16 12 457 Fonte: elaborada pelo autor. Rua B Rua A 1 23 4 Pesquisa Origem – Destino (OD) Esta pesquisa é uma das principais ferramentas a serem utilizadas no planejamento de transportes: • Deslocamento – identificação de origem e destino: pessoas ou cargas. • Região (município, aglomerado urbano, estado ou país): dividido em zonas de tráfego. • Pesquisa do tipo: • Entrevista: domiciliar, no trabalho ou na via. • Identificação: veículo ou passageiro. • Entrevista: perfil das viagens realizadas (horário, meio, motivo, frequência etc.) e socioeconômico (ocupação, idade, sexo, renda, posse de automóvel etc.). Figura 12 – Pesquisa O-D Fonte: http://www.metro.sp.gov.br/pesquisa-od/. Acesso em: 17 mar. 2021. Pesquisa Origem – Destino (OD) • Carga: tipo de produto, frequência, idade e posse do veículo etc. • Passageiros: determinação de local de embarque e desembarque dos passageiros (pesquisa sobe-desce). • Características: • Amplo panorama dos deslocamentos e relação com uso do solo (área urbana) ou ocupação produtiva da região. • Alto custo → Frequência baixa. • Fotografia da situação: não revela tendências futuras. • Recorrência: tendências futuras. • Ausência de ferramentas legais → Ausência de política de estado. • Mecanismos inovativos para realização. Figura 13 – Origem – Destino Fonte: hkeita/iStock.com. Pesquisa de ocupação • Consiste na determinação de número de ocupantes no veículo. • Parâmetro que auxilia na racionalização do uso do espaço viário. • Formato: • Motocicleta: visual em movimento. • Automóvel (particular, táxi e aplicativo): visual em movimento ou com necessidade de parada. • Transporte coletivo: visual (estimativa a partir da visualização dos passageiros dentro do veículo). Pesquisa de vaga de estacionamento • Parâmetro para: • Dimensionamento de estacionamento em vias, inclusive rotativo. • Prejuízo ao fluxo de veículos. • Formatos: • Entrevistas. • Observador fixo. • Observador móvel. • Filmagem em vídeo ou leitor automático de placas. Figura 14 – Estacionamento na rua Fonte: Gudella/iStock.com. Pesquisa de demanda por transporte ativo • Transporte ativo: tem sido incorporado ao planejamento dos sistemas de transportes. • Ausência de regramento correlacionando uso e ocupação do solo com demanda de usuários de transporte ativo, exceto para polos geradores. • Ausência de dados históricos para verificação de tendências. • Demandas derivativas: acesso/egresso de usuários em estações de transporte sobre trilhos ou terminais de ônibus. • Demanda reprimida: como usuário de transporte ativo é mais sensível à ausência ou inadequação da infraestrutura, há dificuldade de estimar a demanda. Figura 15 – Infraestrutura para transporte ativo Fonte: Boogich/iStock.com. Pesquisa de demanda por transporte ativo o Infraestruturas mais solicitadas: • Áreas urbanas: implantação ou ampliação de passeios ou calçadas, implantação de ciclovias ou ciclofaixas e paraciclos. • Áreas rurais: passarelas. o Na ausência de infraestrutura: dispersão dos usuários → mapeamento das diversas rotas utilizadas. o Formas: • Entrevistas. • Contagens. Figura 16 – Infraestrutura para transporte ativo Fonte: olaser/iStock.com. Simulação de tráfego o Com a evolução dos recursos de comunicação, de informática e com maior conhecimento aplicado, foi possível desenvolver poderosas ferramentas de simulação. o Os programas de simulação permitem a simulação em níveis diferentes: • Microssimulação: via, interseções isoladas ou um pequeno conjunto de vias e interseções. • Macrossimulação: redes urbanas ou viárias regionais. o Vantagens: precisão, rapidez e formulação de cenários. o Desvantagens: custo e complexidade. Figura 17 – Simulação de tráfego Fonte: metamorworks/iStock.com. Teoria em Prática Bloco 4 Leonardo Hotta Contagem volumétrica Para determinar o tráfego em uma via com intuito de criar um diagnóstico adequado das condições de deslocamento, uma das primeiras providências a ser tomada é saber quanto usuários que a utilizam para deslocamento. Para isso, é necessário organizar uma contagem volumétrica e classificada. Como atividade para compreensão das dificuldades enfrentadaspara execução de uma contagem, elabore uma contagem no período de 20 minutos (divididos em 4 intervalos de 5 minutos) cujo relatório contenha: • Quantidade de veículos (divididos por categoria: motocicleta, automóvel, veículo comercial – ônibus e caminhão), ciclistas e pedestres por sentido. • Extrapole a contagem de 20 minutos para uma hora e os intervalos de 5 minutos para 15 minutos, multiplicando todos os resultados por 3 e calcule o FHP para veículos motorizados. Escolha uma via com tráfego baixo e um posto de observação seguro e confortável para realização da atividade. Norte para a resolução... • Antes de iniciar a contagem, que também pode ser filmada, identifique todos os movimentos (sentidos) na via, inclusive passeios e verifique se o campo visual permite o acompanhamento de todos os movimentos. • Com auxílio de prancheta, em uma folha de papel marque as categorias em colunas: motocicleta, automóvel, veículo comercial, bicicleta e pedestre. Faça uma linha por sentido. • Inicie a contagem e com auxílio de um marcador de tempo, que pode ser relógio ou telefone celular, marque os veículos e usuários que forem passando pelo campo de visão. • Lance os dados em uma planilha e multiplique-os por 3, para obter o valor equivalente a uma hora de contagem. Não é necessária a conversão em veículos-equivalentes. • Com o fluxo horário e os quartos de hora definidos, calcule o FHP. Tabela 9 – Exemplo de planilha Fonte: elaborada pelo autor. Dica do(a) Professor(a) Bloco 5 Leonardo Hotta Dica do(a) Professor(a) Conheça duas pesquisas de Origem-Destino elaboradas em regiões metropolitanas brasileiras, com objetivos semelhantes, porém com metodologias diferentes: • Pesquisa Origem-Destino da Região Metropolitana do Recife, executada em parceria com Instituto da Cidade Pelópidas Silveira. No site do Plano de Mobilidade de Recife, busque pela Pesquisa Origem-Destino Metropolitana 2018. • Pesquisa Origem-Destino da Região Metropolitana de São Paulo, executada pela Companhia do Metropolitano de São Paulo. No site do Metrô de São Paulo, busque pela Pesquisa Origem e Destino 2017. Referências BRASIL. Ministérios dos Transportes. Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes. Manual de estudos de tráfego. Brasília, DF: Ministérios dos Transportes, [2006]. Disponível em: http://www1.dnit.gov.br/arquivos_internet/ipr/ipr_new/manuais/manual_estudos_trafego.pdf. Acesso em: 16 mar. 2021. BRASIL. Ministério dos Transportes. Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes. Manual de projeto geométrico de travessias urbanas. Rio de Janeiro: Ministério dos Transportes, [2010]. Disponível em: https://www.gov.br/dnit/pt-br/assuntos/planejamento-e-pesquisa/ipr/coletanea- de-manuais/vigentes/740_manual_projetos_geometricos_travessias_urbanas.pdf. Acesso em: 16 mar. 2021. BRASIL. Ministério da Infraestrutura. Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes. Servidores participam de treinamento para realização da Pesquisa de Origem e Destino. Brasília, DF: Ministério da Infraestrutura, 2017a. Disponível em: https://www.gov.br/dnit/pt- br/assuntos/noticias/servidores-do-dnit-participam-de-treinamento-no-exercito-para-realizacao-da-3deg-etapa-da-pesquisa-de-origem-e-destino. Acesso em: 12 fev. 2021. BRASIL. Conselho Nacional de Trânsito. Manual brasileiro de sinalização de trânsito: sinalização semafórica. Brasília, DF: Conselho Nacional de Trânsito, 2014. BRASIL. Departamento Nacional de Infraestrutura Terrestre. Plano Nacional de Contagem de Tráfego. Brasília, DF: DNIT, 2017b. Disponível em: http://servicos.dnit.gov.br/dadospnct/Inicio. Acesso em: 29 jan. 2021. CAMPOS, V. B. G. Planejamento de transportes: conceitos e modelos. Rio de Janeiro: Interciência, 2013. CONTRAN. Conselho Nacional de Trânsito. Manual brasileiro de sinalização de trânsito: volume V. 2014. KUREKE, B. M. C. B. Cidade e engenharia de tráfego: conceitos e modelos. Curitiba: Contentus, 2020. SÃO PAULO. Companhia de Engenharia de Tráfego. Secretaria Municipal de Transportes. Boletim Técnico 31: pesquisa e levantamentos de tráfego. São Paulo: Companhia de Engenharia de Tráfego, 1982. Bons estudos! Sistemas de Transportes Modelos de demanda Demanda por transporte Compreensão da demanda Métodos de previsão da demanda Conhecimento da demanda Variação do tráfego ao longo do ano Variação do tráfego ao longo da semana Variação do tráfego ao longo do dia Contagem volumétrica Contagem volumétrica: sentido Contagem volumétrica: faixa de rolamento e direção Modelos de demanda Plano Nacional de Contagem de Tráfego (DNIT) Plano Nacional de Contagem de Tráfego (DNIT): exemplo Plano Nacional de Contagem de Tráfego (DNIT): exemplo Escolha de valor de demanda Volume Horário de Projeto (VHP) Volume Horário de Projeto (VHP): exemplo Fator Horário de Pico (FHP) Fator Horário de Pico: exemplo Fator Horário de Pico: exemplo Fator Horário de Pico: exemplo Modelos de demanda Contagem volumétrica: equivalência veicular Contagem volumétrica em interseção com equivalência veicular Contagem volumétrica em interseção com equivalência veicular Pesquisa Origem – Destino (OD) Pesquisa Origem – Destino (OD) Pesquisa de ocupação Pesquisa de vaga de estacionamento Pesquisa de demanda por transporte ativo Pesquisa de demanda por transporte ativo Simulação de tráfego Teoria em Prática Contagem volumétrica Norte para a resolução... Dica do(a) Professor(a) Dica do(a) Professor(a) Referências Bons estudos!