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2 VIAS COM FLUXO CONTÍNUO Fluxos de tráfego contínuos ocorrem em rodovias (vias rurais) e vias urbanas expressas, onde não existem paradas dos veículos devido à existência de semáforos, sinais de parada obrigatória ou sinais de “dê a preferência”. 2.1 PARÂMETROS CARACTERIZADORES DO TRÁFEGO Volume Denomina-se volume (N) o número total de veículos que passam num dado ponto ou seção de uma via ou faixa da via durante um determinado período de tempo. A contagem de veículos no campo pode ser feita com pesquisadores utilizando tabulação manual ou com dispositivos eletrônicos para posterior descarga automática dos dados para o computador, ou com equipamentos de detecção da passagem de veículos e armazenagem automática dos dados (a detecção é, em geral, realizada por um cabo apropriado em forma de anel - laço indutivo - colocado sob o pavimento). Fluxo ou vazão Define-se fluxo ou vazão (Q) de uma corrente de tráfego como a relação entre o volume de veículos (N) que passam num ponto da via (P ou O na figura 2.1) e o intervalo de tempo correspondente (T): )( )( )/( hT veicN hveicQ Figura 2.1 – Representação esquemática do fluxo de veículos. Densidade ou concentração A densidade ou concentração (K) é dada pela relação entre a quantidade de veículos num trecho de via (N) e a extensão do mesmo (L), conforme ilustrado na figura 2.1. L PO V 4 V 6 V 5 V 3 V 1 V 2 K veic km N veic L km ( / ) ( ) ( ) Medidas diretas da densidade podem ser feitas através de fotos ou filmagens aéreas do tráfego. Velocidade Como os veículos numa mesma corrente de tráfego têm velocidades diferentes, a velocidade do fluxo deve ser caracterizada por um valor médio das velocidades individuais dos veículos. No estudo do tráfego de veículos a velocidade média de viagem (velocidade média no espaço) é a mais utilizada por ser a mais representativa das condições do fluxo e apresentar uma relação direta com as outras duas variáveis caracterizadoras do tráfego: fluxo e densidade. A velocidade média de viagem (V) é dada pela relação entre a extensão do segmento de via considerado no cálculo (L: em geral entre 20 e 100m para se obter resultados confiáveis) e o tempo médio que os veículos demoram para percorrê-lo ( t ), conforme a seguinte equação: Vv L t , sendo: t t N i , resulta: Vv L t N N L ti i . Onde: ti: tempo para o veículo i percorrer o trecho L e N: número de veículos na corrente. Os tempos individuais de percurso para se determinar a velocidade média podem ser obtidos mediante medições de campo utilizando cronômetro, ou automaticamente com dispositivos eletrônicos especiais colocados sob o pavimento. Espaçamento Denomina-se espaçamento (s) a distância entre veículos sucessivos numa corrente de tráfego, medida normalmente de pará-choque dianteiro a pará-choque dianteiro. O espaçamento médio numa corrente de tráfego é dado pela relação: S s N i O espaçamento médio é igual ao inverso da densidade: S m veic K veic m ( / ) ( / ) 1 Intervalo (headway) O intervalo (h) é definido como o intervalo de tempo que decorre entre a passagem dos pará-choques dianteiros de veículos sucessivos num mesmo ponto da via. O headway médio de uma corrente de tráfego é dado pela expressão: H h N i O headway médio é igual ao inverso do fluxo: H seg veic Q veic seg ( / ) ( / ) 1 O espaçamento e o headway são consideradas características microscópicas do fluxo de tráfego, pois são relacionadas com pares individuais de veículos e variam dentro da corrente. Quando consideradas de forma agregada (valores médios), essas grandezas dão origem aos parâmetros macroscópicos fluxo e densidade. 2.2 RELAÇÕES ENTRE AS VARIÁVEIS DO TRÁFEGO Uma das relações entre as variáveis do tráfego, denominada de relação fundamental do tráfego, é dada pela seguinte expressão: Q = K . V Onde, Q: fluxo em veíc/h, K: densidade em veíc/km e V: velocidade média da corrente em Km/h. Os resultados de pesquisas de campo mostram que as variáveis básicas do fluxo de tráfego estão relacionadas entre si por outra lei além da equação fundamental. A figura 2.2 mostra os resultados gráficos de pesquisas de campo realizadas nos Estados Unidos. FIGURA 2.2 – RELAÇÃO ENTRE V E Q OBTIDA EM PESQUISA DE CAMPO. FONTE: HCM (1994). V e lo c id a d e (m ilh a s /h o ra ) 10 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 20 30 40 50 60 70 Fluxo (veículos por hora por faixa) A observação dos resultados de pesquisas de campo mostra que as grandezas Q, K e V estão relacionadas, de forma aproximada, conforme mostrado na figura 2.3. VALORES NOTÁVEIS K = 0 V=Vf, Q=0 K = Kj V=0, Q=0 Qm Km, Um tg Q/K = V tg f Vf Q Q Q Qm Qm Km Vf Vf Vm V V f P Kj Kj KK K 0 0 0 FIGURA 2.3 – RELAÇÃO ENTRE AS GRANDEZAS FUNDAMENTAIS DO TRÁFEGO A notação empregada nessa figura é a seguinte: Kj: densidade de congestionamento; Vf: velocidade em condições de fluxo livre (condicionada pelas condições geométricas da via, pelo limite máximo legal de velocidade e pela intensidade da fiscalização policial); Qm: vazão máxima; Km: densidade correspondente a vazão máxima; Vm: velocidade correspondente a vazão máxima; : ângulo entre um ponto qualquer da curva Q x K e o eixo das abcissas; f: ângulo entre a reta tangente na origem da curva Q x K e o eixo das abcissas; As seguintes observações são pertinentes: 1. Quando não há veículos na via, a densidade e o fluxo são nulos: K=0 e Q=0. Nesse caso o primeiro veículo utilizaria, teoricamente, a velocidade livre: Vf. 2. Quando a densidade atinge Kj, todos os veículos param e portanto: V=0 e Q=0.
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