Capacidade_Ferrovi_ria_II

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Cabe ressaltar que a fórmula de COLSON produz resultados aproximados. Por isso, a capacidade de tráfego de uma ferrovia pode ser calculada, de forma mais precisa, por meio do gráfico de trens
DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE FERROVIÁRIA
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OUTRAS FORMAS DE DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE FERROVIÁRIA
Posteriormente, surgiu a simulação analógica, atualmente em desuso, que baseava-se em circuitos elétricos, nos quais a passagem da corrente simulava o trem e as impedâncias calculadas representavam os obstáculos da via, como rampas e curvas.
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No Brasil, as primeiras experiências foram feitas pela Vale do Rio Doce, no início da década de 70, quando dos estudos para a duplicação da ferrovia Vitória-Minas.
Inicialmente, utizou-se o aplicativo americano Train Performance Calculator – TPC e, em seguida, o Train Performance Optimization – TPO.
No projeto da Ferrovia do Aço, na segunda metade da década de 70, a ENGEFER utilizou o SIMAR – Simulador de Marcha, similar ao TPC.
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O maior problema das simulações digitais citadas é que os tempos obtidos são determinísticos e supõe um comando perfeito das locomotivas, enquanto que, na prática, os tempos de percurso são probabilísticos, com variações que são função da via, do material rodante, da capacidade técnica dos maquinistas e das condições climáticas
FORMAS ATUAIS DE DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE FERROVIÁRIA
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Procedimentos Probabilísticos
Teoria das Filas  Equações de Pollczek-Khintchine
(filas em uma única estação de serviço, com disciplina padrão FIFO, com chegadas poissonianas e distribuição de tempos de serviço geral, do tipo M/G/1, que é o caso mais comum na operação de trechos ferroviários entre estações de linha singela)
 - número de trens por unidade de tempo: 
 - intervalo entre trens: ta = 1 / 
 - tempo médio de percurso: ts = (ti + tv) / 2 = 1 / 
 - fator de ocupação:  = ts / ta =  / 
 - desvio-padrão dos percursos: Ss
 - coeficiente de variação: Cv = Ss / ts
FORMAS ATUAIS DE DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE FERROVIÁRIA
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FORMAS ATUAIS DE DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE FERROVIÁRIA
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O processo de simulação digital da capacidade de um trecho mais geral é baseado no Método Monte Claro
FORMAS ATUAIS DE DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE FERROVIÁRIA
Conhecendo-se certas estatísticas do trecho em estudo, pode-se simular itens como: condições metereológicas, sentido dos trens, tipo do trem, intervalos de chegada na seção crítica, tempos de percurso etc
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SIMULAÇÃO MONTE CARLO
O MÉTODO MONTE CARLO É BASEADO NA UTILIZAÇÃO DE NÚMEROS ALEATÓRIOS PARA GERAR RESULTADOS, SEGUNDO AS DISTRIBUIÇÕES DE PROBABILIDADES CORRESPONDENTES
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Simulação Monte Carlo: Exemplo Ilustrativo
Plan1
		
		
		
		
		
								Condição do		Probabilidade		Probabilidade		Números						Rodada		Condição do Tempo
								Tempo		Simples		Acumulada		Aleatórios						1
								NEBLINA DENSA		5%		5%		1 - 5						2
								NÉVOA FINA		15%		20%		6 - 20						3
								TEMPO CHUVOSO		30%		50%		21 - 50						4
								TEMPO BOM		50%		100%		51 -100						5
																				6
																				7
																				8
																				9
																				10
																				11
																				12
																				13
																				14
																				15
																				16
																				17
																				18
																				19
																				20
Plan2
		
Plan3
		
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Simulação Monte Carlo: Exemplo Ilustrativo
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A capacidade de uma via férrea com tráfego num único sentido pode também ser calculada com base no intervalo mínimo entre trens (headway mínimo)
FORMAS ATUAIS DE DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE FERROVIÁRIA
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FORMAS ATUAIS DE DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE FERROVIÁRIA
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Q = (60 . k . n . l . c) / H
 onde: Q = passageiros / hora / sentido
 k = passageiros por metro quadrado do carro
 c = comprimento do carro, em metros
 l = largura do carro, em metros
 n = número de carros / trem
 H = headway, em minutos
FORMAS ATUAIS DE DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE FERROVIÁRIA
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EXERCÍCIO Nº 1
Considere um trecho de via dupla, com 60 km de extensão, que liga as estações A e B. A velocidade média dos trens, no sentido carregado, é de 30 km/h e, no sentido descarregado, de 75 km/h. Neste trecho, a separação mínima entre trens deve ser de 5 km. Calcule a capacidade da ferrovia, em cada sentido de tráfego.
Solução
v = d / t  t = d / v
 Sentido Carregado
headway mínimo: hmin = 5 km / 30 km/h = 0,1667 h = 10 min
Capacidade de Tráfego Teórica: C = 60 / hmin = 60 / 10 = 6 trens / h
Sentido Descarregado
headway mínimo: hmin = 5 km / 75 km/h = 0,0667 h = 4 min
Capacidade de Tráfego Teórica: C = 60 / hmin = 60 / 4 = 15 trens / h
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EXERCÍCIO Nº 2
Considere um trecho ferroviário de linha singela, cuja operação dos trens apresenta as seguintes características:
 distância média entre pátios = 15 km
 tempo disponível para manutenção (blackout)= 2 h / dia
 coeficiente redutor do trecho (fator K) = 0,6
 tempo médio de espera de licenciamento = 5 min
 velocidade comercial média (nos 2 sentidos) = 30 km / h
 tonelagem útil transportada, em média = 250 TU / trem 
Determine as capacidades de tráfego e de transporte do trecho em questão. 
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EXERCÍCIO Nº 3
Na Ferrovia Sulista, trens unitários, de 1.800 m de comprimento, operam à velocidade média de 65 km/h, num único sentido, num trecho de via em que os blocos da ferrovia têm 4 km de extensão, em média. Considerando que a distância mínima de decisão é de 150 m, determine o headway mínimo e a capacidade da via em questão.
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EXERCÍCIO Nº 4
Sabendo-se que as composições do Metropolitano de Recife
podem transportar 6 passageiros por metro quadrado, em
composições formadas por 6 carros, de 22  3 metros cada um,
determine: 
a) quantidade de passageiros transportados por hora, por sentido, para um headway de 4 minutos;
b) o headway que deve ser praticado, nas horas de pico, para que
 sejam transportados 40.000 pass/hora/sentido;
c) a capacidade teórica da via, em cada sentido, para o headway
 calculado no item anterior;
d) a quantidade total diária de passageiros transportados, considerando-se um headway de 2 min, nas 6 horas diárias de pico, e um headway de 5 min nas 10 horas diárias de vale. 
Solução
a) Q = (60  6 pass/m2  6 carros/trem  22m  3m) / 4 trens/min = 35.640 pass/h
b) hmin = (60  6 pass/m2  6 carros/trem  22m  3m) / 40.000 pass/h = 3,56 min
c) C = 60 / 3,56 = 16,85  entre 16 e 17 trens / h
d) Q = {6[(606622m3m)/2] + 10[(606622m3m)/5] = 712.800 pass/dia
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CASO PRÁTICO I (em grupo): APRESENTAR EM SALA
Um trecho de 600 km da Ferrovia A – B, em linha singela, possui um desvio a cada 30 km, em média. A tabela abaixo mostra os níveis de prioridade e as velocidades médias que os trens entram nesta seção, no mesmo sentido. 
 Trem Nível de Velocidade
 Prioridade Média (km/h)
 	1 2 40
 	2 1 70
 	3 3 50
4 1 70
 	5		 2		 40	
 	6		 1		 70
 	
Operação: Trens horários, das 8 horas às 20 horas, em sentidos contrários, sendo que os trens ímpares trafegam no sentido A – B e os trens pares trafegam no sentido B-A.
No caso de ultrapassagens entre trens, as regras são as seguintes: o trem de menor prioridade deve estar num desvio pelo menos 30 min antes do encontro com o trem de maior prioridade; um trem que esteja num desvio pode sair do desvio 15 min após a ultrapassagem; e após sair do desvio, um trem leva 15 min para atingir a velocidade normal de operação.
Obs.: Caso haja necessidade, trens poderão ser cancelados e ajustes devem ser propostos.
Faça os gráficos de trens em papel milimetrado ou no computador.
VERIFIQUE A CAPACIDADE DO TRECHO E TIRE SUAS CONCLUSÕES.
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O trecho Recreio – Campos, administrado pela Ferrovia Centro-Atlântica – FCA, tem 167 km de extensão, em linha singela de bitola métrica, está desativado desde 1998. As condições atuais da geometria da via e dos componentes da grade permitiram o tráfego de trens com velocidade média de 30 km/h.
Um estudo recente identificou uma demanda média de carga geral de 1.000.000 TU por ano, no sentido Campos – Recreio e de 400.000 TU por ano no sentido Recreio – Campos.
Para reativação deste trecho, a FCA definiu o tempo médio para blackout de 4 horas por dia, o fator K de 0,6, a distância mínima de decisão de 200 m e o tempo médio de licenciamento por GPS de 1 minuto. A distância média entre as estações que possuem pátio de desvio é de 22 km.
Utilizando o método Monte Carlo e as fórmulas de cálculo de capacidade ferroviária, faça uma simulação do tráfego para determinar a capacidade do trecho. 
CASO PRÁTICO II (em grupo): APRESENTAR EM SALA
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PESQUISA/APRESENTAÇÃO (em grupo) 
Tema: CAPACIDADE FERROVIÁRIA – Casos, Estudos e Teorias
1) Métodos utilizados nas ferrovias concessionárias da RFFSA (MRS, FCA, ALL etc)
 
2) Métodos utilizados em sistemas metropolitanos brasileiros (RJ, SP, Recife, Belo Horizonte e Porto Alegre
 
3) Métodos utilizados em ferrovias no exterior
4) Tecnologias de controle e gerenciamento de capacidade ferroviária
5) Planejamento ferroviário e avaliação da capacidade das linhas
 
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CAPACIDADE FERROVIÁRIA
Marcus Vinicius Quintella Cury, D.Sc.
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VAGÕES TIPO HOPPER
Ferrovia Vitória – Minas - CVRD
VAGÕES TIPO GÔNDOLA
Ferrovia da ALL
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VAGÃO TANQUE
CVRD
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LOCOMOTIVA
Ferrovia da MRS Logística
LOCOMOTIVA GE
Ferrovia da MRS Logística
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TREM DE CONTEINERES
Ferrovia da MRS Logística
TREM DE CARGA GERAL
Ferrovia da ALL
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TREM UNIDADE ELÉTRICO - TUE
CPTM - SP
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