879378 2 Caracteristicas do Trafego Urbano (Diagrama Espaço Tempo)

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ESTUDOS DE TRÁFEGO 
 
Permitem a determinação das características fundamentais para o Projeto de Rodovias através 
de um melhor entendimento do comportamento dos fluxos de tráfego e das suas principais 
características. 
 
ABORDAGENS BÁSICAS DA ANÁLISE DE TRÁFEGO 
 
São três as abordagens básicas da análise de tráfego: a macroscópica, que se preocupa em 
descrever o comportamento das correntes de tráfego, a microscópica, que se interessa pela 
interação ente dois veículos consecutivos numa corrente de tráfego, e a mesoscópica, cujas 
unidades analisadas são grupamentos de veículos que se formam nos sistemas viários. 
 
A análise macroscópica das correntes de tráfego ininterrupto permite ao engenheiro projetista 
uma melhor compreensão das limitações de capacidade dos sistemas viários e a avaliação de 
conseqüências de ocorrências que provoquem pontos de estrangulamento nos mesmos. 
 
A análise microscópica das relações entre pares de veículos de uma mesma corrente de tráfego 
permite o estudo de fluxos não necessariamente homogêneos ou ininterruptos. O tratamento 
individualizado dos veículos exige mais recursos computacionais do que a abordagem 
macroscópica. 
 
A análise mesoscópica dos grupos de veículos nas correntes de tráfego, chamados pelotões, é 
útil, por exemplo, no estabelecimento de políticas de coordenação semafórica. Para muitos, a 
análise mesoscópica não existe e seus objetos de estudo estariam enquadrados nas análises 
macroscópicas. 
 
 Para outros autores, porém, as formulações teóricas acerca do comportamento dos pelotões de 
veículos são suficientes para que neste curso se faça a distinção aqui proposta. 
 
Volume de Tráfego 
 
O volume de tráfego numa certa via é definido como o número de veículos passando por uma 
seção de controle durante um intervalo de tempo: 
 
q = n/⌂t 
 
onde: 
q = volume de tráfego; 
n = número de veículos; 
⌂t = intervalo de tempo. 
 
O volume é medido através de uma contagem, que pode ser automática ou manual. A contagem 
pode se referir a uma única faixa de tráfego ou a todas as faixas de tráfego; pode dizer respeito a 
um único sentido de tráfego ou aos dois sentidos de tráfego. 
 
Variações do Volume: 
 
Anual – variação de ano para ano. 
Sazonal – variação de estação para estação durante o ano. 
Mensal – variação de mês para mês no decorrer do ano. 
Semanal – variação de semana para semana durante o mês. 
Diária – variação de dia para dia no decurso de uma semana. 
Horária – variação nas diferentes horas do dia. 
Intervalo da hora – variação em períodos de minutos. 
 
Densidade (Concentração) 
 
A concentração de uma corrente de tráfego, k, é definida como o número de veículos que 
ocupam um trecho de via num determinado instante, ou seja: 
 
k=n/l 
 
Onde: 
k = concentração [veic./km]; 
n = número de veículos; 
l = comprimento do trecho [km]; 
 
Velocidade 
A velocidade média de uma corrente de tráfego pode ser definida de dois modos. O primeiro é a 
chamada velocidade média no tempo, ut , que é calculada pela média aritmética das velocidades 
de veículos individuais, medidas em um certo ponto da via 
 
Limitações da velocidade, em função 
- da própia via; 
- do trânsito existente; 
- do próprio veículo; 
- do motorista; 
- do clima; e 
- dos equipamentos de controle e da sinalização. 
 
Classificação 
 
Velocidade de Projeto ou Velocidade Diretriz é a velocidade selecionada para projeto 
geométrico e que condicionará todas as características de operação da via ( alinhamentos 
horizontais e verticais, raios de curvatura, superlargura, superelevação, distância de visibilidade, 
largura das faixas de rolamento ) das quais depende a operação segura e confortável dos 
veículos. É a máxima velocidade para qual a estrada está ou será projetada. 
 
Velocidade de Operação é a mais alta velocidade de percurso que o veículo pode realizar, em 
uma dada estrada, sob condições favoráveis de tempo e de tráfego sem exceder a velocidade 
diretriz utilizada na definição geométrica. 
 
Velocidade de Operação de Fluxo Livre é a mais alta velocidade de Operação de um carro de 
passageiro em uma seção de uma via durante densidades de tráfego muito baixas. 
 
Velocidade Instantânea é a velocidade de um veiculo ao passar em um ponto específico da via. 
 
Velocidade Média Instantânea é a média das velocidades instantâneas individuais ou de 
componentes especificados em um dado ponto da via durante um período de tempo. Também 
chamada de Velocidade Média de Tempo. 
 
Velocidade Geral de Viagem é a distância total percorrida dividida pelo tempo total gasto, 
incluindo todas as demoras no tráfego. 
 
Velocidade Média Geral de Viagem é a soma das distâncias percorridas por todos os veículos 
ou de uma classe especificada de veículos em uma dada seção da via durante um período de 
tempo determinado, dividida pela soma de todos os tempos gerais de viagem. 
 
Modelo Velocidade X Densidade 
 
A observação da relação entre densidade e velocidade de um fluxo de tráfego é, talvez, a forma 
mais simples de se iniciar o desenvolvimento de um modelo básico que explique as relações 
entre as características de um fluxo contínuo de veículos. Imaginando-se um via onde só existe 
um único veículo, a densidade do fluxo é muito baixa, próxima de zero, e este veículo pode 
viajar à velocidade que seu motorista desejar, está velocidade é chamada de velocidade de fluxo 
livre, uf. Esta até pode ser a velocidade máxima permitida na via, mas neste caso a via estaria 
ociosa, trabalhando com um pequeno volume de veículos. 
Conforme aumenta o número de veículos na via, a densidade cresce e as velocidades de 
operação de cada veículo diminuem, já que a presença de mais veículos requer algumas 
manobras e maior cautela por parte dos motoristas. Se o número de veículos na via continuar 
crescendo, ela se tornará tão congestionada que o tráfego irá parar (u = 0) e a densidade será 
determinada pelo comprimento físico dos veículos e dos espaços deixados entre eles. Esta 
condição de alta concentração é chamada de densidade de congestionamento, kj. 
 
NÍVEL DE SERVIÇO 
 
É uma medida qualitativa do desempenho do tráfego e é resultante de um número de fatores que 
incluem velocidade e tempo de viagem tais como: 
 
1. Interrupções do tráfego; 
2. Liberdade de manobra; 
3. Conforto e conveniência do motorista; 
4. Segurança 
5. Custos operacionais. 
 
� Reflete as condições (desempenho) operacionais do tráfego � Medida de 
efetividade/performance: 
 
• Velocidade e tempo de viagem 
• Densidade 
• Atrasos 
 
São estabelecidos seis níveis de serviço, caracterizados para as condições operacionais de uma 
via de fluxo ininterrupto (ver fotos 1 a 6, reproduzidas do HCM 2000); os níveis de serviço de 
outras facilidades são definidos de forma análoga: 
 
• Níveis de Serviço: A,B,C,D,E,F 
 A -> Melhor; 
 E -> Capacidade; 
 F -> Pior (congestionamento) 
 
A: Fluxo livre, liberdade de manobra e de seleção de velocidade (foto 1); 
B: A presença de outros usuários já se faz notar, mas ainda está dentro do fluxo estável; a 
seleção de velocidade é praticamente livre, mas a liberdade de manobra é menor que no nível de 
serviço A (foto 2); 
C: A seleção de velocidade já é afetada pela presença de outros veículos e as manobras 
requerem perícia por parte dos motoristas (foto 3); 
D: Registra-se fluxo de alta densidade, mas ainda estável; a seleção de velocidade e as manobras 
são muito restritas (foto 4); 
E: As condições operacionais se encontram na capacidade ou próximas dela; as velocidades são 
reduzidas, porém relativamente uniformes; estas condições operacionais são instáveis (foto 5); 
F: O fluxo é forçado ou congestionado (foto 6). 
 
 
 
Foto 1 - Nível de serviço A Foto 4 - Nível de serviço D 
 
 
 
Foto 2 - Nível de serviço B Foto 5 - Nível de serviço E 
 
 
 
Foto 3 - Nível de serviço C Foto 6 - Nível de serviço F 
 
Análise dos fluxos de veículos através da teoria das filas 
 
Um fenômeno facilmente observável na circulaçãoviária é a formação de filas em interseções e 
em pontos de estrangulamento nas vias. Estas filas ou congestionamentos são um dos problemas 
mais constantes enfrentados pelos engenheiros de transportes, responsáveis por uma parcela 
considerável do tempo total de viagem, além de também serem um dos fatores mais 
preponderantes na redução do nível de serviço das vias. 
A formação de filas não é uma exclusividade dos sistemas de transporte, como qualquer pessoa 
que vive numa sociedade moderna sabe: pode-se encontrar filas em bancos, linhas de fabricação 
e montagem, sistemas de computadores, hospitais, centrais telefônicas, etc. Os sistemas de filas 
têm sido exaustivamente estudados com o objetivo de mitigar os problemas inerentes a eles, o 
que levou à criação de um corpo de conhecimento considerável, conhecido como Teoria das 
Filas. Os modelos de fluxo de veículos apresentados no item anterior podem ser usados em 
associação com a Teoria das Filas para analisar o comportamento dos fluxos de veículos nos 
pontos de estrangulamento, permitindo avaliar a eficiência dos dispositivos e alterações 
projetados. 
 
Um modelo de filas é determinado pelos seguintes parâmetros: 
• Padrão de chegadas; 
• Padrão de partidas; 
• Número de faixas de tráfego (canais de atendimento); 
• Disciplina da fila. 
 
O padrão de chegadas pode ser determinado por um modelo de chegadas determinísticas ou por 
um modelo de chegadas estocásticas que obedecem a uma distribuição de Poisson. Se as 
chegadas ocorrem de forma determinística, os headways entre veículos são sempre iguais. Se as 
chegadas forem poissonianas, os headways são distribuídos de acordo com uma distribuição 
exponencial negativo. O padrão de partidas mostra como os veículos saem da seção de controle, 
por exemplo, os headways entre veículos que passam por um semáforo. Os padrões de partidas 
mais comuns são o determinístico (headways constantes) e o exponencial negativo (headways 
aleatórios, distribuídos de acordo com uma exponencial). 
Um terceiro aspecto importante para os modelos de filas é o número de canais de atendimento, 
por exemplo, numa agência bancária, o número de caixas ativos. Nos sistemas de filas em 
interseções rodoviárias ou em trechos de vias, o número de canais é quase sempre unitário, 
representando uma faixa de tráfego ou um conjunto de faixas de tráfego. Contudo, pode-se 
encontrar várias situações onde o número de canais é maior que um, como é o caso de uma 
praça de pedágio. 
O último fator que define um sistema de filas é a disciplina da fila. Quando os clientes são 
atendidos na ordem em que chegam ao sistema, diz-se que a disciplina é PEPS (primeiro que 
entra, primeiro que sai) ou FIFO (do inglês "first in, first out"). Se os fregueses são atendidos na 
ordem inversa das chegadas, isto é, o último que chega é o primeiro a ser atendido, a disciplina 
é chamada UEPS ou, em inglês, LIFO ("last in, first out"). Para os sistemas de filas encontrados 
no tráfego rodoviário, a disciplina PEPS é a mais comum. 
Tradicionalmente, o sistema de notação dos modelos de fila é composto por duas letras e um 
número, separados por barras, que indicam o processo de chegadas, o processo de atendimento e 
o número de canais. A letra D é usada para representar headways de chegada e de partida 
determinísticos. Portanto, D/D/1 é a notação de uma fila aonde os veículos chegam à seção de 
controle a intervalos iguais e constantes e partem da seção de controle a intervalos iguais e 
constantes, através de um único canal. Note que a notação D/D/1 não Implica que o headway 
médio de chegada seja igual ao headway médio de partida. 
Para os casos onde os headways são distribuídos exponencialmente, usa-se a letra M: 
M/M/1 é a notação de uma fila onde tanto os headways de chegada como os de partida 
seguem uma distribuição exponencial negativa e existe apenas um canal de atendimento. 
Usa-se a notação M/D/1 para indicar um sistema de filas onde os headways de chegada se 
distribuem exponencialmente, os headways de partida são determinísticos e há um único 
canal de atendimento. 
 
Bibliografia: 
Costa,A.H.P., Macedo, J.M.G., Engenharia de Tráfego: Conceitos básicos,: CCDRN, 2008. 
Babkov, V.F., 1975 – Road Conditions and Traffic Safety – Mir Publisher Moscow 
SETTI, J, R., WIDMER, J, A. Tecnologia de Transportes. Apostila: Escola de Engenharia de 
São Carlos (EESC) da Universidade de São Paulo (USP).