Transporte - volume e contagem de tráfego

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FACULDADE ASSIS GURGACZ
ALEXSANDRO EDUARDO RAMOS KORZEKWA
CAIQUE BRUNO ALVES DA SILVA
FLÁVIA ANDRESSA DE SOUZA SILVA
HAÍSSA HELENA GARCIA DA SILVA
JEFERSON LUIS FOLADOR
JOILSON CARLOS FOLADOR
VOLUME E CONTAGEM DE TRÁFEGO
CASCAVEL
2015
FACULDADE ASSIS GURGACZ
ALEXSANDRO EDUARDO RAMOS KORZEKWA
CAIQUE BRUNO ALVES DA SILVA
FLÁVIA ANDRESSA DE SOUZA SILVA
HAÍSSA HELENA GARCIA DA SILVA
JEFERSON LUIS FOLADOR
JOILSON CARLOS FOLADOR
VOLUME E CONTAGEM DE TRÁFEGO
 	 
Trabalho apresentado como requisito parcial da disciplina de Transporte, do curso de Engenharia Civil da Faculdade Assis Gurgacz. 
Professora Orientadora: Thalyta Mayara Basso.
CASCAVEL
2015
1. INTRODUÇÃO
No que diz respeito a uma rodovia um dos principais elementos que vai determinar as suas características futuras é o tráfego que a mesma deverá suportar. O projeto geométrico de uma estrada de rodagem é condicionado principalmente pelo tráfego previsto para circulação.
	O tráfego permite o estabelecimento da Classe de Projeto da Estrada e o adequado dimensionamento de todos os seus elementos. É, portanto, essencial que haja um tempo para concentração nos estudos. 
	Um dos objetivos estudados é o Volume Médio Diário e Anual de veículos da rodovia, para estabelecer a quantidade de veículos de cada tipo que trafegarão nela de acordo com a classificação da rodovia quanto as condições técnicas de contagem. Esse volume é importante para estabelecer a classe do empreendimento. Cada volume tem uma classe correspondente.  
Dessa forma, para que haja um bom planejamento de estudo da Engenharia de Tráfego em relação ao volume e contagem, basta atender às suas finalidades, analisando as vantagens e desvantagens de cada método de forma eficiente, econômica e segura.
2. VOLUME DE TRÁFEGO
É o principal parâmetro no estudo do tráfego. É definido como o número de veículos que passa por uma determinada seção de uma estrada, em um determinado intervalo de tempo. Os volumes mais utilizados são o volume anual e o volume médio diário (VMD).
2.1 VOLUME ANUAL
	É a quantidade total de veículos que passa numa estrada durante o período de um ano. Ele é utilizado quando se deseja estimar a receita para a implantação de pedágios, quando se quer determinar índice de acidentes ou quando se quer estudar as tendências de crescimento do volume para fins de determinação do volume de tráfego da estrada no ano-horizonte de projeto.
2.2 VOLUME MÉDIO DIÁRIO (VMD)
 	É a quantidade média de veículos que passa numa seção da estrada, durante um dia. Muitas vezes o seu cálculo é efetuado tomando-se o Volume Anual e dividindo-o pelo número de dias do ano (365). Ele é utilizado para avaliar a distribuição do tráfego, medir a demanda atual de uma estrada, programação de melhorias, etc.
Os fluxos de tráfego apresentam variações contínuas nos seus volumes. As principais variações são:
a) Variações Horárias
 	Refletem a variação do tráfego durante as vinte e quatro horas do dia (Figura 01). A flutuação padrão apresenta “picos” pela manhã e ao fim da tarde, coincidindo com os horários do início e fim de expediente administrativo, nas áreas urbanas. O intervalo das 12 às 14 horas também apresenta um volume relativamente alto, embora inferior aos de pico.
Figura 01: Gráfico representando a variação horária do volume de tráfego
(Fonte: DNIT, 2007)
b) Variações Diárias e Semanais
 	São variações que ocorrem durante cada semana, com os dias da semana (Figura 02). De uma maneira geral, em vias urbanas, os volumes diários variam pouco durante os dias úteis, de segunda-feira a sexta-feira apresentando valores um pouco acima da média e, os mínimos volumes ocorrem nos domingos e feriados. Em vias rurais, geralmente, observa-se um comportamento inverso àquele das vias urbanas. Normalmente, os maiores volumes ocorrem nos fins de semana e feriados.
Figura 02: Exemplo de Gráfico com Variação Semanal
(Fonte: DNIT, 2007)
c) Variações Mensais
 	Ocorrem durante os diversos meses do ano, sendo a flutuação verificada através dos volumes observados mensalmente (Figura 03). As variações são mais sensíveis nas vias rurais do que nas urbanas, sofrendo influências ditas sazonais. A expressão sazonal deriva da palavra inglesa “Season”, que significa estação, período, temporada. As influências sazonais são decorrentes, por exemplo, dos períodos de colheita, das férias escolares, etc.
Figura 03: Gráfico representando a variação mensal do volume de tráfego
(Fonte: DNIT, 2007)
d) Variações Anuais
 	São variações que ocorrem de ano para ano, como uma decorrência, basicamente, do desenvolvimento econômico da região, resultando no crescimento da demanda de tráfego. São informações relativas aos volumes anuais, que poderão ser utilizadas nos estudos de projeções de tráfego para obtenção da demanda no ano-horizonte de projeto.
3. TIPOS DE CONTAGEM E MÉTODOS DE CONTAGEM DE TRÁFEGO
O DNIT tem grande influência na ampliação de dados sobre a malha rodoviária brasileira. Foram estabelecidos contratos que têm como objetivo realizar a contagem de tráfego permanente em locais específicos e cooperação para a execução de Pesquisa Origem e Destino. Nestes locais previamente escolhidos são instalados equipamentos que realizam a contagem de tráfego, o volume de veículos passante em determinado ponto, que será contabilizado e classificado, estes equipamentos também tem a capacidade de medir outros critérios, como o peso bruto total (PBT), peso por eixo, distância entre eixos e velocidade instantânea do veículo.
Durante um período de três anos o objetivo estabelecido é de trezentos e vinte monitorados.
Já para a pesquisa Origem e Destino os pontos a serem observados serão trezentos pontos e em quatro fases distintas, quando todos os dados já estiverem computados será possível definir o tráfego nas principais rotas rodoviárias e assim planejar possíveis investimentos nas rodovias com o maior fluxo, como ampliação ou reparos.
Foto 01: Equipamento de Contagem de Tráfego sendo instalado
(Fonte: DNIT, 2007)
3.1 TIPOS DE CONTAGEM
3.1.1 Contagens Globais 
São aquelas em que é registrado o número de veículos que circulam por um trecho de via, independentemente de seu sentido, grupando-os geralmente pelas suas diversas classes. São empregadas para o cálculo de volumes diários, preparação de mapas de fluxo e determinação de tendências do tráfego. 
3.1.2 Contagens Direcionais 
São aquelas em que é registrado o número de veículos por sentido do fluxo e são empregadas, por exemplo, para cálculos de capacidade, determinação de intervalos de sinais, estudos de acidentes e previsão de faixas adicionais em rampas ascendentes.
3.1.3 Contagens Classificatórias
Nessas contagens são registrados os volumes para os vários tipos ou classes de veículos. São empregadas para o dimensionamento estrutural e projeto geométrico de rodovias e interseções, cálculo de capacidade, cálculo de benefícios aos usuários e determinação dos fatores de correção para as contagens mecânicas.
3.2 MÉTODOS DE CONTAGEM
3.2.1 Contagem Manual
A contagem manual é muito usual quando se trata de pesquisas, estudos, tanto de pequeno quanto grande porte, são utilizadas quando os meios mecânicos não são favoráveis ou aplicáveis a certas situações. Quando os volumes de contagem a serem computados não são tão grandes, simples formulários com pré-requisitos estabelecidos são suficientes, quando o fluxo for um pouco maior, recursos como pequenos equipamentos manuais são usados, pesquisas que dependem desse recurso são mais caras quando comparada a contagens mecânicas pois dependem em tempo integral e de pessoa física para a operação, oferecendo 95% de precisão nos dados obtidos. São utilizadas para determinação dos movimentos de viradas (contagens direcionais), contagens de classificação por tipo de veículo, contagens de passageiros, contagens de pedestres. 
Nesse métodoas pessoas que irão fazer a contagem revezam em 2 ou 3 horas por causa da fadiga no trabalhador. Pode ser utilizado planilhas para a anotação a lápis ou usa-se o contador manual, que acumula-se os números de veículos do período da contagem.
Imagem – Contador Manual
3.2.2 Contagem Mecânica 
 A contagem mecânica é muito utilizada quando existe a necessidade de contagem durante um grande tempo, normalmente utilizada em locais de contagem permanentes. Para cada tipo de via e tipo de tráfego a ser contabilizado existe um equipamento específico, levando em conta também o meio ambiente. Esses equipamentos têm a finalidade de detectar e perceber o tráfego assim como registrar os dados. Basicamente um detector envia um impulso elétrico que é ampliado e enviado diretamente a um registrador acumulativo e a um diagrama para seu registro a transmissão se realiza por meio de fibra ótica, fios telefônicos, rádios ou outros meios, dependendo dos requisitos, disponibilidade e custos.
3.2.2.1 Detectores acima ou não-intrusivos
	Esses detectores não danificam ou modificam a estrutura da via, eles são colocados acima do pavimento ou em sua lateral, nas margens da faixa do trafego.
Imagem – Detectores acima
Sensores Infravermelho
Sensores de infravermelho ativo emitem raios laser de baixa energia para a área que será medida e calcula o tempo de retorno do sinal. Podem determinar volume, classificar o veículo, medir a velocidade. Em um único ponto podem ser colocados vários juntos, pois um não interfere no outro.
Sensores de infravermelho passivo ele detecta a energia emitida ou refletida da via, e com o passar dos veículos ocorre uma diferença na medida, assim ele consegue medir volume, velocidade dos veículos. 
Sensores micro-ondas
Doppler consegue medir um veículo em função do movimento relativo de uma fonte sonora e seu receptor, provocando assim uma mudança na frequência de volta do som. Esse método mede a presença e a velocidade de um veículo. 
Radar usa sinal de frequência ou onda modular para calcular o atraso das ondas e assim determinar a distância do veículo. Mede a velocidade e pode verificar fila de veículos e ocupação.
Detector por imagem
Através de imagens de vídeo e da via, um software digitaliza e processa as imagens e outro software interpreta as imagens, conseguindo converter em dados de fluxo. Com isso determina-se a velocidade, presença, densidade, ocupação, ocupação, classificação dos veículos, mudança de faixa. 
Sensores ultrassônico
Pulso ultrassônico possuem pulsos de energia com largura e períodos padrões, ou seja, sempre iguais, quando tem uma mudança na recepção desses pulsos é acusado a presença de um veículo. Podendo apresentar altura, largura e classificação do veículo em questão. 
Onda ultrassônica continua usa o mesmo princípio do Doppler, e acusa a velocidade e a presença de veículos.
3.2.2.2 Detectores intrusivos
	São tubos de borracha com ar dentro que a cada passagem de veículo sobre, produz um sinal elétrico que é mandado para um software que faz alguns estudos como a contagem de veículos, classificação dos veículos por número de eixos, medição de velocidade, distancia de um veículo para o outro. Usado em períodos curtos geralmente. Esse método foi inventado em 1920 e é muito utilizado, pois tem baixo custo e é simples de usar e instalar.
Imagem – Detector intrusivo
Laços indutivos
	Também conhecido como loops, hoje em dia são os sensores mais utilizados para recolher dados do trafego. É instalado dentro do pavimento. O laço é constantemente alimentado com uma tensão com uma frequência fixa. Um cabo enrolado formando uma bobina por onde passa uma tensão elétrica, gera uma indutância. Quando um outro metal está próximo do laço, a indutância diminui, o que aumenta a frequência de oscilação. Esse aumento na frequência faz com que a unidade de controle gere um pulso, acusando a passagem de um veículo. Esse método pode fornecer dados sobre a passagem do veículo, a presença, a ocupação, a velocidade, pode também classificar os veículos. Isso é determinado através da diminuição da indutância.
Imagem – Loops
Sensores magnéticos
	Um rolo de fio com corpo de altíssima permeabilidade magnética é instalado abaixo da superfície do pavimento. Quando um objeto metálico passa pelo sensor, ou seja, um veículo, as linhas de fluxo constantes do campo magnético mudam. Isto causa uma variação na tensão e um amplificador traduz essa variação em sinal digital, informando ao controlador de tráfego a detecção de um veículo. Usado para medir volume, presença e velocidade de tráfego.
Sensor Piezelétrico
	O sistema deste sensor converte energia cinética em energia elétrica. Quando os veículos passam por esse sistema gera uma tensão devido a força aplicada ou ao peso do veículo em questão. Esses sensores podem medir volume, velocidade, peso e classificar os veículos passantes. É muito utilizado para a coleta de dados que se refere ao peso dos veículos que trafegam por aquela via. 
3.2.3 Contagem Pontual
A contagem pontual também pode ser conhecida por contagem local, como o próprio nome diz acontece em um determinado ponto da via escolhida, são utilizadas em projeto viário, análise de capacidade, análise de operação e dimensionamento de semáforos, os dados são levantados pela direção ou então classificada, o tempo de duração é de acordo com o método utilizado quando automática leva de 1 dia a 1 semana manual, quando classificada leva cerca de horas.
Contagem em interseções
 Tem como objetivo a obtenção de dados para a elaboração de um fluxograma de tráfegos, identificação de movimentos permitidos, cálculos de capacidade e analise de acidentes. Normalmente são utilizadas contagens manuais, ser observado o volume de movimentos diretos ou de conversão. 
Contagem entre interseções 
Geralmente utilizada contagem automática, para calcular volume total podendo ser utilizado um contador desde que capture todas as faixas, já para volume por direção é necessário mais de um contador, com sensores para cada direção. 
3.2.4 Contagem Área
Postos de contagem 
Postos de contagem continua
São colocados onde é necessário um controle continuo, onde tenha uma serie continua de dados para determinar o volume de cada horário, as tendências dos volumes, ajustamentos de contagens curtas. Deve ser bem distribuído, relações urbanas e industriais. Esses postos funcionam 24 horas 365 dias do ano. Nos mesmos devem ser instalados contadores que verifiquem o volume em cada hora e em cada 15 minutos. 
Contagens em áreas rurais 
Classificação das vias rurais, depende do tipo e tamanho da área, localização cuidados para os postos de contagem continua, com contadores automáticos.
Contagem em áreas urbanas 
A contagem em toda a área urbana se torna impraticável, pois são áreas imensas e tem um alto custo para ser implantada. Recomenda-se a classificação do sistema viário. É utilizado em algumas vias principais e algumas vias secundarias. As vias mais utilizadas são contadas com mais frequência e de maneira mais abrangente, os postos são instalados conforme a via.
4. VANTAGEM E DESVANTAGEM DE CADA MÉTODO
4.1 CONTAGENS MANUAIS
Essas contagens são necessárias em estudos, onde os dados desejados não podem ser obtidos por contagens mecânicas. Para pequenos volumes a simples marcação em formulários. Para altos volumes, pode-se usar pequenos aparelhos operados manualmente. Quando muitos desses aparelhos pequenos são necessários, os mesmos são montados fixas. As contagens manuais se fazem necessárias nos seguintes casos: 
- determinação dos movimentos de viradas (contagens direcionais) 
- contagens de classificação por tipo de veículo 
- contagens de passageiros 
- contagens de pedestres
- contagens em auto-estradas (faixas múltiplas com altos volumes de tráfego).
 As contagens manuais oferecem resultados com até 95% de precisão e são mais caras que as contagens mecanizadas.
A perda de dados se dá por falha de operação, ou seja, pela falha humana que pode se dar por cansaço ou desatenção4.2 CONTAGENS MECÂNICAS
Os processos mecânicos são usados quando há necessidade de contagens durante longos períodos, como é o caso de postos de contagens permanentes. Há um dispositivo apropriado para cada classe de via, situação de tráfego e condições do meio ambiente. 
Geralmente um dispositivo mecânico utiliza duas funções: primeiro detectar e perceber o tráfego; segundo, registrar os dados de tráfego. Usualmente um detector envia um impulso elétrico que é ampliado e enviado diretamente a um registrador acumulativo e a um diagrama para seu registro. Algumas instalações permanentes têm só o dispositivo para perceber (detector) localizado na estação de contagem e envia o impulso na central para seu armazenamento.
4.2.1) CONTADORES MECÂNICOS PERMANENTES
 São instalados para obter contagens de longa duração. Tais contagens são utilizadas para obtermos fatores de ajustamentos (correção) de pequenas contagens, ou para pesquisa da chamada enésima hora de projeto, ou para a obtenção de curvas de crescimento de tráfego.
 Células fotoelétricas são os meios mais usuais para detectar veículos em duas faixas e baixos volumes de tráfego, entretanto, quando são necessárias contagens de altos volumes, vias de múltiplas faixas, necessita-se de outros tipos de detectores (a pressão, magnéticos, radar, sonoros, etc) que podem distinguir os veículos em cada uma das faixas. 
Devido à manutenção elevada requerida por esses contadores e os cálculos cansativos em função do grande volume de dados, o uso desses contadores tem diminuído. 
4.2.2) CONTADORES PORTÁTEIS
 São usados para obter contagens temporárias de pequena duração. Em geral, este aparelho consiste de um contador operado eletricamente, por impulsos de ar, providos de um tubo pneumático que atravessa a via. Normalmente existem dois tubos que cruzam a via, de modo que o contador deve somar, a cada dois impulsos, uma contagem. 
Se existem muitos caminhões com mais de dois eixos são introduzidos erros. Nesse caso, um fator de correção pode ser obtido através de uma amostragem de classificação.
portanto
As contagens mecanizadas devem ser aferidas por contagens manuais, porque as mesmas apresentam algumas falhas. Dependendo do tipo de aparelho, pode apresentar poucas falhas, ou muitas falhas. 
Por exemplo, existem aparelhos que classificam os veículos em grandes, médios e pequenos. Não distingue, portanto, o tipo de veículo (automóvel, ônibus ou caminhão). Outros classificam os veículos em 10 categorias, porém, não distinguem se são autos, ou caminhões, por exemplo. Alguns aparelhos exigem canalizações obrigando os veículos a reduzirem as velocidades (o ideal é conhecer a velocidade do veículo na rodovia). 
De maneira geral, dentre os aparelhos atualmente existentes, nenhum deles consegue distinguir: 
• os diferentes tipos de carros de passeio;
• ônibus de caminhões rígidos, sejam de 2 eixos, ou de 3 eixos; 
• moto de 3 rodas de automóvel; 
• micro-ônibus de caminhão simples; 
• micro-ônibus de Van; 
• trator agrícola de caminhão simples; 
• caminhão trator (somente cavalo mecânico) de caminhão simples, ou Van. 
• eixo erguido do caminhão 
• moto transitando no centro da pista de rolamento (entre os dois laços indutivos); 
• veículo que passa no centro da pista de rolamento (veículo que passa no acostamento será detectado pelo fato de que os sensores serão estendidos até ao mesmo); porém, já está sendo estudado uma forma de vir a detectar tal veículo (menos a moto, que nunca será possível).
Bibliografia 
http://www.dtt.ufpr.br/Planejamento%20de%20Transportes/notas.htm
5. CURIOSIDADES
6. CONCLUSÕES
REFERÊNCIAS 
DNIT. Manual de Estudo de Tráfego. Acessado em 08/05/2015.
Disponível em: http://ipr.dnit.gov.br/manuais/manual_estudos_trafego.pdf. 
DNIT. Plano Nacional de Contagem de Trânsito. Acessado em 08/05/2015
Disponível em: http://ipr.dnit.gov.br/manuais/manual_estudos_trafego.pdf.
 
DNIT. Plano Nacional de Contagem de Trânsito. Acessado em 11/05/2015. 
Disponível em: http://w.dnit.gov.br/rodovias/operacoes-rodoviarias/postos-de-contagem/planonacional-de-contagem-de-transito. 
DNIT. Plano Nacional de Contagem de Trânsito. Acessado em 11/05/2015.
Disponível em: w.dnit.gov.br/menu/rodovias/contagem/plano_contagem. 
UFMG. Departamento de Engenharia de Transportes e Geotécnia. Acessado em 11/05/2015.
Disponível em: http://w.etg.ufmg.br/ensino/transportes/disciplinas/etg033/turmaa/tb09.pdf 
UFPR. Estudos de Tráfego – Prof. Pedro Akishino. Acessado em 14/05/2015
Disponível em: http://w.dtt.ufpr.br. 
DNIT. Planejamento e pesquisa. Acessado em 14/05/2015
Disponível em: http://www.dnit.gov.br/planejamento-e-pesquisa/planejamento/contagem-de-trafego. 
TG. Topografia Geral. Acessado em 14/05/2015.
Disponível em: http://www.topografiageral.com.br/Nocoes/capitulo%2004.php
DNIT. Operações em Rodovias. Acessado em 14/05/2015
Disponível em: http://www.dnit.gov.br/rodovias/operacoes-rodoviarias/convenios-com-a-ufsc/convenio-242006-produto-complementar-1.pdf