Conforme visto no Capítulo 4, o uso da sinalização semafórica, quando justificado, produz impactos positivos no controle de trânsito, apresentando muitas vantagens, seja no aumento da segurança, seja na melhoria da fluidez.
Desse modo, a avaliação da necessidade da permanência de uma sinalização semafórica é tão importante quanto a decisão de se implantar uma nova.
A dinâmica do trânsito em um local varia ao longo do tempo, por várias razões, tais como: variação do número de usuários do local; alteração no uso e ocupação do solo; e modificação das condições de circulação no entorno.
Essas alterações devem ser acompanhadas de ajustes na sinalização viária, incluindo a semafórica. Elas podem , inclusive, levar à necessidade da retirada da sinalização semafórica. Exemplos de situações em que a retirada da sinalização semafórica é recomendada:
a) Término da intervenção na via pública ou em área adjacente (obra viária ou de edificação) que justificou a implantação da sinalização semafórica;
b) Redução da intensidade do fluxo veicular a um nível que possibilite o controle do trânsito por outros meios, como minirrotatórias ou sinalização vertical de regulamentação de preferência de passagem;
c) Desativação de um polo gerador de viagens, como um hospital, escola etc, cuja movimentação de usuários justificava a sinalização semafórica;
d) Implantação de travessia de pedestres em desnível nas proximidades da travessia controlada por sinalização semafórica.
semafórica
A metodologia a ser utilizada para a decisão referente à remoção de sinalização semafórica envolve as seguintes atividades, a serem realizadas em sequência: estudo técnico; avaliação prática da operação sem sinalização semafórica; e tomada de decisão.
O estudo técnico deve:
a) Resgatar o histórico da implantação da sinalização semafórica, verificando se ela foi implantada por questões de segurança, de fluxo, de atraso ou por combinação desses aspectos;
b) Verificar se houve no local alterações no uso e ocupação do solo e/ou no fluxo, que teriam impacto sobre as condições consideradas para implantação da sinalização semafórica;
c) Não havendo dados históricos sobre a implantação, verificar as condições de uso e ocupação do solo no local, bem como os fluxos de todos os tipos de usuários;
d) A partir das verificações indicadas nas alíneas “b” ou “c”, inferir o risco a que os usuários ficariam expostos no caso de remoção da sinalização semafórica;
e) Realizar acompanhamento da operação da sinalização semafórica para verificar a obediência à sinalização, e coletar os dados necessários para rever a adequação da atual programação semafórica;
f) Definir a programação semafórica mais adequada para o local levando em conta o tipo de controle existente;
g) Implantar e acompanhar a programação semafórica, definida na alínea “f”, verificando se a presença da sinalização semafórica é dispensável em função dos fluxos a serem controlados;
h) A partir das análises realizadas nas alíneas “d” e “g” deve-se concluir pela permanência ou remoção da sinalização semafórica do local.
No caso de sinalização semafórica com dois estágios, sem estágio dispensável, a verificação indicada na alínea “g” consiste na observação em campo do número de ciclos vazios (número de ciclos sem demanda na via secundária e/ou sem a presença de pedestres na travessia crítica), na hora-pico para cada um dos tipos de demanda. Se esse número representar, pelo menos, oito ciclos da hora-pico correspondente, tem-se a indicação de que a sinalização semafórica é dispensável em função dos fluxos do estágio analisado. Esse critério corresponde ao dobro do número de ciclos vazios que recomendam a não implantação da sinalização semafórica em função do fluxo veicular (ver item 4.2.2).
No caso de sinalização semafórica com dois estágios, com estágio dispensável, a verificação indicada na alínea “g” consiste na observação em campo do número de vezes que o estágio dispensável foi implementado (por demanda veicular na via secundária e/ou por demanda de pedestre na botoeira), na hora-pico para cada um dos tipos de demanda. Se o estágio foi implementado em um número de vezes inferior a 15% do número máximo de ciclos que poderia ter ocorrido na hora-pico correspondente, tem-se a indicação de que a sinalização semafórica é dispensável em função dos fluxos do estágio analisado.
Em interseções controladas por mais de dois estágios (n estágios), as verificações anteriormente referidas para o estágio que serve à via secundária devem ser realizadas para todos os estágios. A sinalização semafórica somente deverá ser removidas e em “n-1” estágios a condição para retirada for atendida.
Havendo recomendação para a remoção da sinalização semafórica, deve ser elaborado o projeto de implantação da solução não-semafórica adequada, definida a partir das orientações do Capítulo 4.
Todos os documentos referentes à realização do estudo técnico devem ser reunidos e organizados em um relatório técnico, a fim de subsidiar o gestor de trânsito em sua decisão de retirada e servir como histórico para consultas futuras.
No caso do estudo técnico recomendar a remoção da sinalização semafórica, deve ser realizada uma avaliação prática da implantação dessa medida antes de efetivá-la.
Essa avaliação consiste no desligamento dos semáforos por um tempo pré-estabelecido. Em geral, um período mínimo de um e máximo de três meses é o suficiente para que a intervenção esteja consolidada e a sinalização desativada possa ser retirada definitivamente.
Operacionalmente, esse procedimento deve ocorrer concomitantemente à implantação da solução não semafórica. Os semáforos devem ser desligados e ensacados (ou seja, recobertos, de preferência por plástico preto). Essa providência visa deixar mais clara ao condutor a desativação, evitando que a ausência da informação luminosa seja atribuída à falta de energia elétrica. Além disso, devem ser instaladas placas com a informação “Desligado” para todas as aproximações (Figura 11.1).
O desligamento da sinalização semafórica deve ser precedido de ampla divulgação junto aos usuários da via, seja por meio de dispositivos visuais (por exemplo, faixas de pano), seja por intermédio dos meios de comunicação.
A partir do desligamento, o órgão gestor de trânsito deve acompanhar o comportamento do trânsito no local e aguardar eventuais manifestações dos usuários.
Figura 11.1: Grupos focais ensacados e placa “desligado”
No caso da solução não semafórica adequada implicar na implantação de alterações de geometria viária, tais como minirrotatórias, refúgios para pedestres, dentre outros, a avaliação prática descrita nesta seção pode ser dispensada, partindo-se diretamente para a tomada de decisão a partir do resultado do estudo técnico.
Com base nos resultados do acompanhamento realizado durante o período de avaliação prática, o órgão gestor deve definir sobre a remoção definitiva, ou não, da sinalização semafórica do local.
Todo o histórico até a desativação definitiva deve ser acrescido ao relatório técnico referido no item 11.2.1.
APÊNDICES
APÊNDICE 1 - Diagramação dos focos semafóricos e pictogramas Lentes 200 mm Norma ABNT NBR 7995
Máscara com pictograma “boneco andando” verde Norma ABNT NBR 7995
Máscara com pictograma “boneco parado” vermelho Norma ABNT NBR 7995
Máscara com pictograma “Seta” Verde 200 mm Norma ABNT NBR 7995
Máscara com pictograma “Seta” Vermelho 200 mm Norma ABNT NBR 7995
Máscara com pictograma “mão espalmada” vermelho Norma ABNT NBR 7995
Máscara com pictograma “bicicleta” Norma ABNT NBR 7995
APÊNDICE 2 - Pesquisas de Volume e tempo Médio de Espera de Pedestres
Para efeito deste Manual, travessia crítica de pedestres é a que ocorre na seção onde os pedestres têm mais dificuldade para atravessar ou o número de pedestres cruzando a via é maior.
A identificação da(s) travessia(s) crítica(s), quando em cruzamento, deve levar em conta todas as travessias existentes junto ao mesmo.
Neste anexo, são definidos os procedimentos a serem adotados na pesquisa do tempo médio de espera e na determinação do volume de pedestres na travessia crítica.
a) Determinação do volume de pedestres na travessia crítica
Para realizar a pesquisa de volume, são definidos segmentos viários com cerca de 25m de extensão na travessia crítica em cruzamentos, e com cerca de 50m no caso da travessia crítica para o meio de quadra (Ver Figura A2.1).
O termo “meio de quadra” não significa que a travessia ocorra exatamente no ponto médio entre uma rua e outra.
Nos locais (cruzamentos ou meios de quadra) onde não puder ser determinada a priori a posição da travessia crítica, os dados devem ser coletados nos diferentes segmentos onde essa travessia possa estar localizada.
Em cada segmento, deve ser contado o número total de pedestres que realiza a travessia em ambos os sentidos (contagem em separado por sentido). A contagem deve ser realizada no período mínimo de duas horas, em intervalos de 15 minutos.
A determinação do horário de realização da contagem deve considerar o período do dia em que é observado o maior volume de travessia de pedestres.
(a) Contagem em intersecção
(b) Contagem em meio de quadra
Figura A2.1: Trechos para contagem do volume de pedestres
Os dados devem ser coletados e registrados a cada 15 minutos. Para facilitar a realização da pesquisa, os dados podem ser registrados de forma acumulada. Um modelo da planilha para a coleta desses dados de forma acumulada é mostrado na Figura A2.2.
Os dados mostrados na Figura A2.2 serão utilizados, como exemplo prático, para ilustrar os procedimentos descritos neste Apêndice.
PESQUISADOR:
Data:
Condições do Tempo: ( ) Sol ( ) Nublado ( ) Chuva
Hora Sentido A-B Sentido B-A
7:00 - 7:15 23 27
7:15 - 7:30 35 38
7:30 - 7:45 47 48
7:45 - 8:00 62 57
8:00 - 8:15 75 65
8:15 - 8:30 86 78
8:30 - 8:45 99 82
8:45 - 9:00 106 91
9:00 - 9:15 115 100
9:15 - 9:30 125 107
Figura A2.2: Trecho de planilha exibindo horários e dados (acumulados) de uma contagem de pedestres.
De posse dos dados da pesquisa, deve ser considerado o volume horário crítico (4 períodos consecutivos de 15 minutos), por meio do preenchimento da planilha mostrada na Figura A2.3.
Os dados mostrados na planilha da Figura A2.3 correspondem ao tratamento dos dados apresentados na Figura A2.2.
Figura A2.3: Modelo da planilha para determinação do volume horário crítico de travessia de pedestres
De acordo com a planilha, o volume horário crítico ocorre no período das 07:00 às 08:00, e é igual a 119 pedestres.
b) Determinação do tempo médio de espera de pedestres na travessia crítica
O tempo de espera é definido como o intervalo entre o momento em que o pedestre se posiciona para realizar a travessia e o instante em que ele efetivamente a inicia. A pesquisa de tempo de espera é realizada na travessia crítica, determinada de acordo com os critérios definidos anteriormente.
A pesquisa deve ser realizada por pelo menos um pesquisador posicionado em cada lado da travessia. Para a determinação do tempo médio de espera deve ser coletado um número mínimo de observações, conforme procedimento indicado na seção “c” deste Apêndice.
No exemplo da Figura A2.3, o tamanho da população alvo é de 119 pedestres e foram selecionados 75 pedestres para compor a amostra (ver seção “c”). Nesse caso, em função da proporção da população em cada sentido, o número de observações no sentido A-B é igual a 39 (52% de 75) e no sentido B-A é igual a 36 (48% de 75).
A seleção dos pedestres que integrarão a amostra deve ser feita de modo aleatório, a fim de garantir a sua representatividade. Para tanto, recomenda-se que a pesquisa seja feita de forma contínua, observando-se a seguinte regra prática: ao término da medição do tempo de espera de um determinado pedestre, o pesquisador deve efetuar a coleta de dados do próximo pedestre que chegar ao local.
Sempre que possível, o número total de pedestres na travessia (em ambos os sentidos) deve ser recontado durante o horário crítico, em paralelo à pesquisa do tempo médio de espera, para efeito da aplicação do critério de implantação da sinalização semafórica. Caso contrário, o volume a ser usado é o obtido na pesquisa anterior para a determinação do volume da travessia crítica.
O formulário levado a campo pelos pesquisadores pode ter o formato mostrado na Figura A2.4.
LOCAL:
Figura A2.4: Planilha contendo tempos de espera coletados
O tempo médio de espera calculado, com base nos tempos de espera medidos em campo para os pedestres integrantes da amostra de tamanho “n” (ver Equação A2.1), corresponde à ( estimativa pontual do tempo médio de espera dos pedestres na travessia crítica TMEPontual .)
∑TE i
TMEPontual = i=1 (A2.1) O intervalo de confiança para o tempo médio de espera dos pedestres na travessia crítica (TME ), para o nível de significância (α) e erro de estimativa (e ), deve ser calculado pela IC 0 Equação A2.2.
TMEIC = TMEPontual ± e0 (A2.2)
O erro da estimativa (e0) é obtido a partir do valor do desvio-padrão da amostra (S), do tamanho da população (N), do tamanho da amostra (n) e do nível de significância desejado (α), de acordo com a Equação A2.3.
(A2.3)
Na Equação A2.3, tn-1,α é o valor da estatística t de Student, definido em função do tamanho
da amostra e do nível de significância desejado (α).Esse valor pode ser obtido da Tabela A2.1, onde são apresentados os valores para os níveis de significância comumente empregados. Para valores do nível de significância desejado diferentes de 5% e 10%, deverá ser consultada uma tabela mais geral da distribuição t.
tn-1,α Tabela A2.1: Distribuição t de Student – valores de 2
TN-1, Α/2 PARA NÍVEL DE SIGNIFICÂNCIA - Α (%)
GRAU DE LIBERDADE α = 5% α = 10% (α /2=2,5%) (α /2=2,5%) (N-1)
7 2,365 1,895
8 2,306 1,860
9 2,262 1,833
10 2,228 1,812
11 2,201 1,796
12 2,179 1,782
13 2,160 1,771
14 2,145 1,761
15 2,131 1,753
16 2,120 1,746
17 2,110 1,740
18 2,101 1,734
19 2,093 1,729
20 2,086 1,725
21 2,080 1,721
22 2,074 1,717
23 2,069 1,714
24 2,064 1,711
tn-1,α Tabela A2.1: Distribuição t de Student – valores de 2 (continuação)
tn-1, α/2 PARA NÍVEL DE SIGNIFICÂNCIA - α (%)
GRAU DE LIBERDADE (n-1) α = 5% α = 10% (α /2=2,5%) (α /2=2,5%)
25 2,060 1,708
26 2,056 1,706
27 2,052 1,703
28 2,048 1,701
29 2,045 1,699
30 2,042 1,697
∞ 1,960 1,645
Para o exemplo mostrado na Figura A2.4, os seguintes dados foram obtidos:
O tempo médio de espera de 47,1s;
Desvio-padrão igual a 27,2s;
Amostra com 75 elementos;
Para o nível de significância α=5% e número total de pedestres na travessia N=119, o erro da estimativa obtido pela Equação A2.3 é de 3,8s.
O exemplo da Figura A2.4 resulta em:
TMEPontual = 47,1s e TMEIC = 47,1s ± 3,8s = [43,3s; 50,9s]
c) Determinação do tamanho da amostra (n)
A determinação do número de pedestres a ser incluído na amostra (n), para a estimativa do tempo médio de travessia da população alvo (volume de pedestres na travessia crítica), é feita de acordo com as seguintes etapas:
Etapa 1: Definir uma amostra piloto de tamanho igual a n’
Recomenda-se adotar n’=30 e coletar em campo esse número de observações de tempo de espera.
Distribuir essas observações nos dois sentidos da travessia, de acordo com as proporções verificadas na determinação do volume total de pedestres na travessia crítica.
Por exemplo, na situação mostrada na Figura A2.3, foram efetuadas 16 observações no sentido A-B (52% de 30) e 14 no sentido B-A (48% de 30).
Etapa 2: Calcular a média e o desvio-padrão para os dados da amostra piloto
O tempo médio de espera (TME) é calculado pela Equação A2.4, e o desvio-padrão (S) por meio da Equação A2.5.
Nessas equações, TEi é o tempo de espera observado para o i-ésimo pedestre e n’ o tamanho da amostra piloto.
∑ TE i
TME = i=1 (A2.4)
( ) ∑ TE - TMEi i=1 S= (A2.5) n'-1
Para o caso do exemplo da Figura A2.3, foi obtido:
TME = 44,9s S = 27,8s
Etapa 3: Selecionar o nível de significância para a estimativa (α)
Recomenda-se adotar nível de significância (α) igual a 5%, que corresponde a um nível de confiança de 95%, utilizado para estimar o intervalo de confiança do tempo médio de espera.
Etapa 4: Selecionar o valor do erro admissível para a estimativa (E)
O erro da estimativa (E), para efeito da determinação de n, deve ser definido pelo usuário levando em conta as características específicas de cada local, dentre as quais a mais relevante é o tempo de espera.
Na Tabela A2.1 são apresentadas recomendações para o valor do erro da estimativa (E) a ser adotado para o cálculo do tamanho da amostra (n), em função do valor do tempo médio de ( espera calculado para a amostra piloto TME . )
Tabela A2.2: Valores recomendados para o erro da estimativa (E)
20 < TME ≤ 30 2
30 < TME ≤ 40 3
40 < TME ≤ 50 4
50 < TME ≤ 60 5
TME > 60 6
Para o exemplo da Figura A2.3, onde TME = 44,9s , foi adotado E = 4s, conforme a Tabela A2.1.
Etapa 5: Calcular o valor do tamanho da amostra (n)
O tamanho da amostra (n), conhecido o volume de pedestres na travessia crítica (N), é calculado pela Equação A2.6, deduzida a partir da equação A2.3. Todos os elementos da expressão já foram definidos anteriormente.
(A2.6)
No exemplo da Figura A2.3, os dados necessários para a utilização da Equação A2.6 são:
N = 119 pedestres
n’ = 30 pedestres
S = 27,8s
E = 4s
tn'-1,α = t29;0,025 = 2,045
Os dados apresentados acima levam a n=75.
Etapa 6: Comparar o valor de n com n’ O valor obtido na Etapa 5 (n) deve ser comparado com o número de elementos da amostra piloto (n’), definido na Etapa 1. Se n ≤ n’, os resultados da amostra piloto podem ser adotados para a estimativa do tempo médio de travessia da população alvo. Se n>n’, deve ser coletado no campo um número adicional de dados de tempo de espera, que corresponde à diferença entre n e n’. Esses dados adicionais também devem ser coletados nos dois sentidos, respeitadas as proporções do volume total de pedestres na travessia crítica por sentido. Para o exemplo da Figura A2.3, devem ser coletados 45 novos tempos de espera (75-30=45), 23 no sentido A-B (52% de 45) e 22 no sentido B-A (48% de 45). Assim, a amostra n será formada por 39 elementos no sentido A-B (16+23=39) e 36 no sentido B-A (14+22=36).
d) Estimativa do valor do parâmetro de verificação da necessidade da sinalização semafórica para a travessia crítica (PVer) Esta estimativa é realizada como segue:
Cálculo da estimativa por ponto do valor do parâmetro de verificação (PVerPontual) por meio da Equação A2.7, na qual TMEPontual é o tempo médio de espera determinado
com base na amostra (n), e N é o número de pedestres na travessia crítica;
PVerPontual = TMEPontual × N (A2.7)
Cálculo da estimativa do intervalo de confiança do parâmetro de verificação (PVerIC ) , para o nível de significância adotado (ver Equação A2.8), sendo e0 o erro calculado para a estimativa do tempo médio de espera (ver Equação A2.3) e N o número de pedestres na travessia crítica.
PVerIC = PVerPontual ± (e0 × N) (A2.8)
Portanto, os valores limites do intervalo de confiança são:
Limite inferior: [LI = PVerPontual - (e0 × N)] Limite superior: [LS = PVerPontual + (e0 × N)]
A verificação da necessidade da implantação da sinalização semafórica deve ser feita com base na comparação dos valores limites de (PVerIC ) com o valor crítico de 4.750 (pedestres/hora)x segundo:
Para LI >4.750, a implantação da sinalização semafórica é justificada pelo critério;
Para LS<4.750, a implantação da sinalização semafórica não é justificada pelo critério;
Para os casos em que LI ≤ 4.750 ≤ LS, a decisão para implantação do semáforo fica condicionada a análises complementares por parte do técnico encarregado do estudo.
No exemplo mostrado na Figura A2.4, o tempo médio de espera é de 47,1 segundos, o volume determinado para o horário crítico é de 119 pedestres e o erro da estimativa igual a 3,8 segundos.
Neste caso, tem-se que:
PVerPontual = TMEPontual × N = 47,1×119 = 5.605 (pedestres/hora)x segundo
LI = PVerPontual - (e0 × N) = 5.605 - (3,8×119) = 5.153 (pedestres/hora)x segundo
LS = PVerPontual + (e0 × N) = 5.605 + (3,8×119) = 6.057 (pedestres/hora)x segundo
Conclusão: Para o exemplo prático da Figura A2.3, como LI >4.750, a implantação da sinalização semafórica é justificada pelo critério.
APÊNDICE 3 – Coleta de dados de volume de veículos
Este apêndice apresenta o método mais utilizado para coleta de dados de volume de veículos, tanto direcional como classificatório. Este método não considera a utilização de equipamentos eletrônicos como palms, contadores automáticos, entre outros.
O dia escolhido para a realização da coleta deve ser representativo da situação para a qual a programação semafórica será elaborada, caracterizando-se como um dia típico. Esta coleta, por exemplo, pode ser realizada em dias úteis, feriados e finais de semana, de modo a permitir a programação semafórica específica para cada um desses dias.
Ao ser definido o cruzamento em que se deseja realizar a pesquisa, recomenda-se observar, inicialmente, a variação do volume de tráfego ao longo do dia típico, para selecionar os períodos em que a coleta de dados deve ser realizada. Dependendo do local, pode ser necessário fazer a coleta em 2 ou mais períodos ao longo de um dia típico.
A3.1) PESQUISA DIRECIONAL
A pesquisa direcional tem por objetivo determinar o volume de tráfego em cada aproximação, separado por movimento. Seu resultado, expresso em veículos por hora, é utilizado na programação semafórica quando o fluxo de saturação (ver item 6.4 do Manual) for obtido também nessa unidade.
Recomenda-se a presença de um pesquisador para cada aproximação, de modo que cada um colete dados de, no máximo, 3 movimentos (por exemplo, em frente, à direita e à esquerda) o que reduz erros de contagem.
Os pesquisadores de campo, munidos de um croqui do cruzamento e de pranchetas com contadores manuais de tráfego, registram em formulário próprio os veículos de cada movimento a cada intervalo de 15 minutos. A Figura A3.1 mostra um exemplo da folha de campo a ser utilizada pelos pesquisadores.
Os dados são preenchidos de forma acumulada, para que não seja necessário zerar os contadores a cada período de 15 minutos. No campo “observações” o pesquisador deve registrar qualquer evento que possa ter influenciado nos resultados da coleta, inclusive quanto às condições do tempo.
PESQUISA DE VOLUME DE TRÁFEGO DIRECIONAL Local: Aproximação:
Croqui:
Pesquisador: Data: Dia da Semana:
Hora
Observações:
Figura A3.1: Exemplo de folha de campo para pesquisa volumétrica direcional
A3.2) PESQUISA DIRECIONAL E CLASSIFICATÓRIA
A pesquisa direcional e classificatória é realizada quando há necessidade de se conhecer a composição do tráfego no cruzamento. Ela permite a determinação do volume de tráfego equivalente, que é o volume de tráfego coletado expresso em unidades de carro de passeio (ver item 6.2 do Manual). O volume equivalente é utilizado na programação semafórica quando o fluxo de saturação for determinado também em unidades de carro de passeio.
Na pesquisa direcional e classificatória, é importante frisar que será necessária uma quantidade maior de pesquisadores, especialmente se o cruzamento tiver muitas aproximações. Como sugestão, pode-se adotar dois pesquisadores para cada aproximação, de modo que cada um colete dados de tipos específicos de veículos. Estes tipos devem ser indicados no campo apropriado do formulário (ver exemplo da Figura A3.2).
Os dados são coletados a cada 15 minutos e são preenchidos de forma acumulada, para que não seja necessário zerar os contadores a cada período de 15 minutos. No campo “observações” o pesquisador deve registrar qualquer evento que possa ter influenciado nos resultados da coleta, inclusive quanto às condições do tempo.
PESQUISA DE VOLUME DE TRÁFEGO DIRECIONAL E CLASSIFICATÓRIA Local: Aproximação:
Croqu i:
Via 1
Pesquisador: Data: Dia da Semana: Selecionar tipo(s) de veículo a ser pesquisado: Bicicleta Motocicleta Automóvel Ônibus Caminhão
Hora
Observações:
Figura A3.2: Folha de campo para pesquisa volumétrica classificatória e direcional (motocicleta e caminhão/ônibus)
APÊNDICE 4 - Medição do tempo total de espera dos veículos da via secundária
Este apêndice apresenta um método para medição em campo do tempo total de espera (atraso) dos veículos da via secundária de uma interseção onde se estuda a viabilidade da instalação de um semáforo.
A determinação desse atraso é requerida no bloco [e] do fluxograma da Figura 4.9 do item 4.2.2 deste Manual, onde são definidos os critérios para implantação da sinalização semafórica em locais existentes: abordagem veículos.
A4.1 - PROCEDIMENTO PARA COLETA DOS DADOS
a) Atividades preliminares
a.1. Estabelecer qual será a aproximação da via secundária a ser pesquisada para o caso da via ser de mão dupla. A aproximação a ser pesquisada é a mais crítica, ou seja, aquela que apresenta as maiores filas.
a.2. Escolher o horário a ser pesquisado. A pesquisa deve ser feita durante a hora mais crítica em termos de espera, do ponto de vista da via secundária. Para se determinar qual é o horário crítico deve-se fazer vistorias variadas ao longo do dia e, também, conversar com usuários do cruzamento ou moradores e comerciantes do local.
a.3. Uma vez estabelecido o horário a ser pesquisado, o trabalho de campo deve ser planejado, tomando o cuidado de se escolher um dia típico, ou seja, com o comportamento normal do trânsito, para efetuar a pesquisa.
b) Dados a serem coletados
Contar a quantidade de veículos equivalentes que esperam em fila a cada intervalo de 5 segundos, para deixar a via secundária e cruzar ou entrar na principal (empregar a Tabela 6.1, do Capítulo 6). Para efeito desse estudo as motos não devem ser contadas, já que as mesmas não são consideradas nos limites estabelecidos no bloco [f] do fluxograma da Figura 4.9 do item 4.2.2 deste Manual. Os resultados devem ser registrados em uma planilha, cujo modelo é mostrado na Figura A4.1. Recomenda-se fazer o trabalho em dupla: um dos pesquisadores conta os veículos e o outro acompanha o tempo e faz as anotações.
Figura A4.1: Planilha para a coleta de dados
c) Recomendações gerais para a coleta de dados
c.1. Não é viável um único pesquisador contar os veículos equivalentes, acompanhar o tempo e anotar a quantidade contada na planilha. No entanto, existem alternativas para a realização da pesquisa por uma pessoa apenas, usando-se um cronometro que emita um “bip” a cada 5 segundos, ou computadores de mão que tenham recursos especiais de contagem. De qualquer modo, é importante que o método adotado garanta que o resultado da pesquisa não tenha variações significativas entre os valores medidos e a realidade.
c.2. Na realização da pesquisa em dupla, o pesquisador-contador deve contar, mentalmente, o número de veículos equivalentes que está na fila da aproximação pesquisada. Só devem ser contados os veículos que estejam parados (ou seja, foram retidos pelo volume da via principal). Veículos que chegam na aproximação e passam sem parar não devem ser contados. O pesquisador contador deve falar em voz alta o número de veículos da fila apenas quando o pesquisador-anotador der o sinal que terminou o intervalo de 5 segundos.
c.3. O pesquisador que vai anotar os dados deve estar munido de prancheta, formulário específico (planilha mostrada na Figura A4.1) e cronômetro. Antes de iniciar a pesquisa o cabeçalho do formulário deve ser preenchido. Iniciada a pesquisa, dispara-se o cronômetro e o pesquisador-anotador deve emitir um aviso ao final de cada intervalo de 5 segundos (algo como “vai!” ou “já!”) e em seguida anotar no campo apropriado da planilha o valor informado pelo pesquisador-contador. Não havendo veículo na fila, o campo respectivo deve ser preenchido com zero. A planilha tem 12 colunas (o que corresponde a um minuto de pesquisa) e 60 linhas, perfazendo uma hora. Serão preenchidos 720 intervalos na planilha. Para duplas iniciantes, recomenda-se um treinamento antes de iniciar a pesquisa oficial.
A4.2 – TRATAMENTO DOS DADOS
Inicialmente, para cada linha da planilha, deve ser determinada a soma dos valores registrados para cada intervalo de 5s. Essa soma deve ser registrada na coluna “Subtotal”. Posteriormente, a soma de todos os valores dessa coluna é realizada e registrada no campo nomeado “TOTAL”, localizado na parte inferior da planilha. Esse valor, multiplicado por 5 (cinco), permite a determinação do tempo total de espera dos veículos observados, expresso em veículos equivalentes X segundo.
Na página do DENATRAN na Internet, acompanhando o presente manual, é apresentada uma planilha eletrônica para efeito da determinação do tempo total de espera dos veículos da via secundária. Os valores pesquisados em cada intervalo, e o número total de veículos observados na aproximação mais crítica da via secundária no período devem ser digitados nos campos correspondentes.
A planilha eletrônica também indica a conveniência ou não da implantação do semáforo de acordo com os critérios estabelecidos no bloco [f] do fluxograma da Figura 4.11 do item 4.2.2 deste Manual.
APÊNDICE 5 : TESP – Tempo de Espera de Pedestres
A5.1 - APRESENTAÇÃO
TESP é um programa de computador que estima o tempo de espera médio previsto para os pedestres poderem dar início à travessia de uma via em função do volume de veículos, do tempo de travessia e do número de faixas. Está disponível na página www.denatran.gov.br da Internet, acompanhando este Volume V. Ele foi desenvolvido para subsidiar o critério de implantação de semáforos em locais em fase de projeto, sob a abordagem “pedestres”, descrito no item 4.2.3 do Manual de Sinalização Semafórica.
A5.2 - PARA CRIAR UM NOVO PROJETO
Para criar um projeto, o primeiro passo é abrir o arquivo TESP – Tempo de espera de pedestres que se encontra disponível nas versões Excel 2003 (extensão xls) e Excel 2007 (extensão xltm).
Provavelmente, ao abrir o arquivo, aparecerá um aviso de segurança informando que parte do conteúdo ativo foi desabilitada. Neste caso, é necessário clicar no botão “Opções”, ao lado do aviso e, em seguida, escolher a alternativa “Habilitar este conteúdo”.
Inserem-se os dados de entrada e pede-se para TESP calcular os resultados. A situação processada pode ser arquivada através do recurso “Salvar como”, atribuindo ao novo arquivo um nome que caracterize o projeto em análise e escolhendo como tipo de arquivo ou a pasta de trabalho Excel 2003 (extensão xls) ou a pasta de trabalho Excel 2007 (extensão xlsx).
A5.3 - PREENCHIMENTO DOS DADOS
Todos os dados inseridos devem se referir à hora mais crítica do dia que ocorre quando os pedestres têm mais dificuldade para atravessar ou quando o número de pedestres cruzando a via é maior.
Volume de pedestres – deve ser informado o total de pedestres durante a hora crítica, somados ambos os sentidos de travessia.
Tempo de travessia – recomenda-se que o projetista considere a velocidade dos pedestres igual a 1,2 m/s. Dependendo das características específicas dos pedestres no local em estudo, podem ser adotados valores inferiores. O tempo de travessia deve considerar apenas o tempo necessário para o pedestre vencer a largura da pista na velocidade considerada; o programa já computa, automaticamente, seu tempo de percepção e reação.
Número de faixas – a quantidade informada refere-se ao número de faixas utilizadas pelos veículos em movimento. Enquanto para o tempo de travessia o que vale é a largura total da pista incluindo eventuais estacionamentos, aqui se deve informar somente o número de faixas, por sentido, em que os veículos circulam. É possível simular até 8 faixas de tráfego; no caso de mão dupla, tal limite se refere à soma das faixas nos dois sentidos de circulação. Em vias com canteiro central, os dados de entrada devem se referir a cada pista em separado. Isto é, a análise deve ser realizada em duas etapas, cada uma como sendo para uma via de mão única. O técnico deve levar em conta o tempo de espera para a travessia de cada pista para efeito da decisão da implantação da sinalização semafórica.
Volume de veículos – volume de veículos observado durante a hora crítica, expresso em termos de unidades de carros de passeio (ucp/h). O valor se refere ao conjunto de todas as faixas com o mesmo sentido de circulação.
A5.4 - METODOLOGIA ADOTADA NO CÁLCULO DO TEMPO DE ESPERA
A filosofia adotada pelo TESP é simular, segundo a segundo, o que ocorre na realidade. O resultado final não é, portanto, deduzido a partir de expressões analíticas, mas contabilizado, diretamente, da interação entre veículos e pedestres que é representada no modelo.
Tanto os veículos como os pedestres são gerados segundo a Distribuição de Poisson. Para cada uma das faixas de rolamento, impõe-se a condição de contorno de que não pode haver mais de um veículo em cada intervalo de 2 segundos numa mesma seção da via, o que implica num fluxo de saturação, por faixa, igual a 1800 ucp/h.
O volume informado para certo sentido da via é dividido igualmente entre as faixas correspondentes.
Levando em conta que a geração dos pedestres e veículos é feita através de processo aleatório, o programa simula por dez vezes a hora crítica e fornece a média aritmética das esperas obtidas nessas dez simulações a fim de obter um resultado representativo.
O próximo passo consiste em tratar a travessia de pedestres, em si.
O programa vai somando os tempos de espera individuais dos pedestres desde o momento em que chegam na calçada até o momento em que iniciam sua travessia.
TESP adota um tempo de percepção e reação do pedestre igual a 1 segundo no caso de mão única; no caso de mão dupla, este tempo é aumentado para 2 segundos a fim de representar a maior dificuldade de avaliação de brechas.
Para que um pedestre aceite realizar uma travessia é necessário que os dois seguintes requisitos sejam cumpridos simultaneamente:
a) Durante a travessia, deve haver, no mínimo, a distância correspondente a uma faixa de rolamento, entre o pedestre e qualquer veículo que se encontre na mesma seção;
b) Deve haver um intervalo igual ou superior a três segundos entre a passagem do pedestre por um ponto e a passagem de um veículo por esse mesmo ponto.
A5.5 - A RESPEITO DO TESP
A metodologia do programa foi desenvolvida pelo grupo encarregado da elaboração do Manual de Sinalização Semafórica, sendo o aplicativo elaborado pelo Eng. Luis Molist Vilanova, da CET/SP.
APÊNDICE 6 – Fluxo de Saturação
Este apêndice aborda métodos para a coleta de dados e, quando esta não for possível, para a estimativa do fluxo de saturação em aproximações controladas por semáforo.
Os conceitos básicos necessários à perfeita compreensão dos métodos abordados neste apêndice são apresentados ao longo do Manual de Sinalização Semafórica e encontram-se reunidos no seu GLOSSÁRIO.
A6.1 – MÉTODOS PARA MEDIÇÃO DO FLUXO DE SATURAÇÃO
A seguir são apresentados dois métodos para medição do fluxo de saturação e determinação dos tempos perdidos em cada estágio. O usuário deverá selecionar aquele que considerar mais adequado para a situação específica sob análise, levando em conta, também, a disponibilidade de recursos para a coleta dos dados em campo.
Nos dois métodos a presença de motocicletas na determinação do fluxo de saturação e tempos perdidos só será considerada quando o técnico considerar que a presença desses veículos afeta a condição normal de operação dos demais veículos no local.
A6.1.1 – Método 1
a) Objetivo
Permitir a medição in loco do fluxo de saturação por faixa de trânsito em aproximações controladas por semáforo, juntamente com a determinação dos tempos perdidos inicial e final de cada estágio. Nesse método a fila é observada em separado para cada faixa de trânsito, e não na aproximação como um todo. Ele é derivado do método original do HCM – Highway Capacity Manual-HCM 2000 (TRB, 2000).
b) Dados a serem coletados
A coleta de dados deve ser realizada mediante o preenchimento da planilha mostrada na Figura A6.1, que reúne observações realizadas em uma única faixa de trânsito.
Como a medição do tempo perdido final só pode ser realizada em ciclos saturados, a coleta de dados deve ser realizada no maior número possível de ciclos nessa condição. Para a faixa estudada, um ciclo é considerado saturado quando a fila da faixa não é completamente dissipada quando inicia a indicação vermelha.
movimentos permitidos; Aproximação:
identificar a faixa estudada. Observador:
Tempo:
Movimentos permitidos na faixa estudada: ( ) Em frente ( ) À direita ( ) À esquerda
na fila da Tempo Tempo Tempo Tempo faixa
Duração do tempo verde Observações
Duração do Amarelo = entreverdes Vermelho geral = VP = veículo pesado; C = conversão (E = esquerda, D = direita)
Figura A6.1: Planilha do Método 1
b.1) Dados específicos dos tempos de passagem dos veículos da fila
Na Tabela A6.1 são apresentados os dados a serem coletados, referentes à passagem dos veículos da fila sobre a linha de retenção, em função da duração do tempo de verde do estágio onde o fluxo de tráfego da faixa é servido.
Tabela A6.1: Tempos de passagem dos veículos sobre a linha de retenção
Duração do tempo de verde do estágio (s)
Legenda:
H3 = tempo transcorrido entre o inicio da indicação verde e a passagem das rodas traseiras do terceiro veículo da fila (em segundos).
H4 = tempo transcorrido entre o inicio da indicação verde e a passagem das rodas traseiras do quarto veículo da fila (em segundos).
Hfs = tempo transcorrido entre o início da indicação verde e a passagem das rodas traseiras do último veículo da fila que é servido durante o tempo verde (em segundos). A posição desse veículo na fila é “fs”.
Hf = tempo transcorrido entre o início da indicação verde e a passagem das rodas traseiras do último veículo proveniente da fila que passa sobre a linha de retenção (LR). A posição desse veículo na fila é “f”. Em ciclos não saturados, o f-ésimo veículo é efetivamente o último veículo da fila. Em ciclos saturados ele é o último veículo da fila que é servido no estágio (após o término do tempo de verde).
b.2) Instruções gerais para a coleta de dados
A coleta de dados não deve ser realizada para ciclos em que a fila presente na faixa no início do verde é inferior a 6 veículos, ou quando o trecho a jusante não tiver capacidade de absorver os veículos que cruzam a linha de retenção.
A coleta de dados é encerrada com a medição de Hf, que é o tempo transcorrido entre o início do verde e a passagem das rodas traseiras do último veículo da fila que cruza a linha de retenção, sendo f a posição desse veículo na fila.
No caso de f<20, a posição do veículo na fila correspondente ao último valor de tempo registrado é verificada diretamente na planilha da Figura A6.1.
No caso de f>20, informar na linha iniciada pelo campo “f >20” o valor de f, registrando no campo correspondente da linha “Outros dados” o valor do Hf.
No campo “Observações” registrar para cada ciclo eventos que podem interferir nos resultados das medições, especialmente bloqueio da faixa, indicando o momento em que cada evento ocorreu.
c) Procedimentos de cálculo
Os procedimentos a seguir apresentados devem ser adotados para cada um dos ciclos observados em cada faixa. Deve ser observado que:
O fluxo de saturação da faixa é dado pela média aritmética dos fluxos de saturação obtidos para os ciclos observados. O mesmo se aplica para a determinação do tempo perdido inicial e do tempo perdido final;
O fluxo de saturação de um grupo de movimentos é obtido pela soma dos fluxos de saturação das faixas de trânsito que o servem;
Quando o tempo perdido inicial (tpin) determinado para um ciclo for inferior a 1(um) segundo, o ciclo deve ser descartado para efeito do cálculo do tempo perdido, e considerado com reserva no cálculo do fluxo de saturação. Esse valor para o tpin indica que algum problema ocorreu no escoamento da fila ou, eventualmente, na própria coleta dos dados;
Quando o tempo perdido final (tpfn) determinado para um ciclo for inferior a zero, o ciclo deve ser descartado para efeito do cálculo do tempo perdido final e considerado com reserva no cálculo do fluxo de saturação.
Ciclos com valores de tpin e tpfn muito superiores aos observados nos demais ciclos considerados podem indicar problema localizado no escoamento da fila ou, eventualmente, na coleta de dados. A critério do responsável pelo estudo, os dados dos ciclos nessa situação podem ser descartados para efeito do cálculo dos tempos perdidos. Os dados desses ciclos também devem ser considerados com alguma reserva no cálculo do fluxo de saturação.
c.1) Para ciclos não saturados Hf - H 4 Hm = (1) f -4
FS = (2) Hm
t pin = H 4 - (4 × Hm) (3)
sendo:
Hm = headway médio para a faixa, no ciclo considerado (em segundos);
FS = fluxo de saturação (em veículos por hora de tempo verde);
tpi = tempo perdido inicial (em segundos);
H4 = tempo transcorrido entre o inicio da indicação verde e a passagem das rodas traseiras do
quarto veículo da fila (em segundos);
Hf = tempo transcorrido entre o início da indicação verde e a passagem das rodas traseiras do
último veículo proveniente da fila que passa sobre a linha de retenção (em segundos);
f = posição do último veículo da fila que passa sobre a linha de retenção.
Observações:
Quando “f” for menor do que 8 é conveniente descartar o ciclo. Se essa situação for uma constante, no caso de aproximação com tempo de verde inferior a 25 segundos, convém ajustar o método, adotando as Equações 4 e 5 no lugar das Equações 1 e 3. Em qualquer caso, o ciclo deve ser descartado para f<6.
Hf - H 3 Hm = (4) f -3
t pin = H3 - (3× Hm) (5)
sendo H3 o tempo transcorrido entre o início da indicação verde e a passagem das rodas traseiras do terceiro veículo da fila (em segundos). c.2) Para ciclos saturados
Hfs - H 4 Hm = (6) fs - 4
FS = (7) Hm
t pin = H 4 - (4 × Hm) (8)
( ) Tf = vt,real + tent - Hfs (9)
t pfn = Tf - [( f - fs)× Hm] (10)
sendo:
Hm = headway médio para a faixa, no ciclo considerado (em segundos);
FS = fluxo de saturação (em veículos por hora de tempo verde);
tpin = tempo perdido inicial (em segundos); H4 = tempo transcorrido entre o inicio da indicação verde e a passagem das rodas traseiras do quarto veículo da fila (em segundos);
Hfs = tempo transcorrido entre o início da indicação verde e a passagem das rodas traseiras
do último veículo proveniente da fila que passa sobre a linha de retenção durante o
verde (em segundos);
Tf = duração do último intervalo de observação, que vai da passagem das rodas traseiras do
veículo fs até o final do estágio (em segundos);
tv,real = duração do tempo de verde do estágio considerado (em segundos);
tent = duração do tempo de entreverdes do estágio considerado (em segundos);
tpfn = tempo perdido final (em segundos);
f = posição do último veículo da fila que passa sobre a linha de retenção.
Observações
Valores de Hf superiores à soma dos tempos de verde e entreverdes indica que houve infração à sinalização semafórica. Nesse caso, os ciclos onde a situação foi observada não devem ser considerados para efeito do cálculo do tempo perdido final.
No caso de aproximação com tempo de verde inferior a 25 segundos, quando “fs” for menor do que 10, convém ajustar o método, adotando as Equações 11 e 12 no lugar das Equações 6 e 8. Em qualquer caso, o ciclo deve ser descartado para fs < 8.
Hfs - H 3 Hm = (11) fs - 3
t pin = H3 - (3× Hm) (12)
sendo H3 o tempo transcorrido entre o início da indicação verde e a passagem das rodas traseiras do terceiro veículo da fila (em segundos).
c.3) Para a faixa considerada
O fluxo de saturação e tempos perdidos para a faixa considerada é calculado pela média aritmética dos valores obtidos para cada ciclo.
d) Exemplo de aplicação do Método 1
Considere os dados da planilha mostrada na Figura A6.2, referente a Aproximação 1 do cruzamento das vias “XX” e “YY”. Essa aproximação é formada por uma única faixa de trânsito, para a qual pretende-se calcular o fluxo de saturação e os tempos perdidos. A interseção é controlada por um semáforo de tempo fixo, com dois estágios (um para atender o tráfego da via “XX e o outro para a via “YY”). O estágio que serve a Aproximação 1 tem tempo de verde igual a 40s e entreverdes de 5s. O ciclo é igual a 80 s.
A coleta de dados compreendeu 15 ciclos, dois quais 02 não estavam saturados e em 01 foi observada infração à sinalização semafórica.
Na planilha da Figura A6.2 estão apresentados os dados coletados nos quatro primeiros ciclos, para permitir a apresentação dos cálculos do fluxo de saturação e tempos perdidos.
Cidade: Brasília Croqui da interseção: Local: Interseção da Via XX com a Via YY • mostrar todas as faixas das aproximações, com os Aproximação: 1, localizada na Via XX respectivos movimentos permitidos; Observador: José • identificar a faixa estudada. Tempo: Nublado Movimentos permitidos na faixa estudada: ( X ) Em frente ( X ) A direita ( ) A esquerda
Data: 07/04/2009 Hora: 08h00m (inserir o desenho)
Duração do tempo 40s 40s 40s 40s verde Observações Último veículo passou após a abertura do verde para o fluxo oposto
Duração do Amarelo = 3s entreverdes Vermelho geral = 2s VP = veículo pesado; C = conversão (E = esquerda, D = direita)
Figura A6.2: Planilha usada para a coleta de dados (Exemplo M1)
Os dados coletados nos demais ciclos não são apresentados, porém os resultados obtidos para todos os ciclos são apresentados na Tabela A6.2. A seguir apresenta-se, a título de exemplo, os cálculos efetuados para os ciclos 1 e 2.
Cálculos para o Ciclo 1: H4 = 9,43s Hfs = 39,20s fs = 19 f = 21
Hfs - H 4 39,20 - 9,43 Hm = = = 1,98 segundos / veiculo
t pin = H 4 - (4 × Hm) = 9,43 - (4 ×1,98) = 1,51 segundos
Tf = (tv,real + t ent )- Hfs = (40 + 5) - 39,20 = 5,80 segundos
t pfn = Tf - [( f - fs)× Hm] = 5,80 - [(21-19)×1,98] = 1,84 segundos
Cálculos para o Ciclo 2:
H4 = 10,11s Hfs = 38,50s fs = 18 f = 21 (como Hf > 45, tpfn não será calculado) Hfs - H 4 38,50 -10,11
t pin = H 4 - (4 × Hm) = 10,11- (4 × 2,03) = 1,99 segundos
Tabela A6.2: Resumo dos valores calculados para os 15 ciclos observados
Ciclo FS (vph) tpin(s) tpfn(s) Obs.
1 1818,18 1,51 1,84
2 1773,40 1,99 ------ Des. à sinalização
3 1714,29 2,06 0,90
4 1690,14 1,28 1,07
5 1884,82 1,15 1,82
6 1592,92 2,52 1,80
7 1967,21 1,11 ------ Ciclo não saturado
8 1967,21 1,10 1,84
9 1904,76 1,69 1,77
10 1894,74 1,88 ------ Ciclo não saturado
11 1773,4 1,90 2,51
12 1914,89 1,40 2,21
13 1791,04 1,07 1,67
14 1935,48 1,71 2,36
15 1988,95 1,32 1,99
Média 1840,76 1,58 1,82
Desvio-Padrão 116,35 0,43 0,47
De acordo com os resultados da Tabela A6.2, tem-se que:
Fluxo de saturação (FS) = 1840 vph
Tempo perdido inicial (tpin) = 1,58 s
Tempo perdido final (tpfn) = 1,82 s
Considerando o estudo realizado como um estudo piloto, o técnico deverá verificar se é necessário retornar a campo para coletar dados adicionais. Para tanto, deverá adotar o procedimento indicado no item A6.2.1.
A6.1.2 – Método 2
a) Objetivo:
Permitir a medição in loco do fluxo de saturação por grupo de movimentos, que se utilizam de uma ou mais faixas de trânsito em aproximações controladas por semáforo, juntamente com a determinação dos tempos perdidos inicial e final de cada estágio. Ele é derivado do método original da Road Note 34 (RRL, 1963) e do método adotado pela Companhia de Engenharia de Tráfego de São Paulo (CET, 2001).
Durante a aplicação do método, o semáforo deve estar operando em tempo fixo visando simplificar o procedimento de coleta de dados em campo.
b) Dados a serem coletados
A coleta de dados deve ser realizada mediante o preenchimento da planilha mostrada na Figura A6.3, que reúne observações realizadas em uma única faixa de trânsito ou num conjunto de faixas.
A decisão de observar mais de uma faixa em conjunto deve considerar as características de utilização das faixas quando a corrente de tráfego inclui conversões à direita e/ou à esquerda.
O tempo de duração do estágio (verde mais entreverdes) é dividido em intervalos com duração de 5 segundos. Se esse tempo não for múltiplo de 5s, o último intervalo (NI) terá duração inferior a 5s. Para o desenho do histograma de tráfego, a altura desse intervalo é ajustada (ver item c).
A contagem é iniciada na abertura do tempo de verde e realizada até o instante em que a fila de veículos é dissipada. Se a dissipação da fila ocorrer no meio de um intervalo de 5 segundos durante o período de verde, este intervalo é desconsiderado. Para cada intervalo considerado é feita a contagem do número de veículos que cruza a linha de retenção, e esse valor é registrado cumulativamente na coluna correspondente ao ciclo observado (ver Figura A6.3).
Instruções gerais para a coleta de dados
A contagem deve ser feita no momento em que o veículo cruzar a linha de retenção.
Só serão considerados os dados coletados referentes a ciclos em que a saída dos veículos da fila se desenvolva no patamar de saturação por um período de, no mínimo, cinco intervalos e o trecho a jusante do semáforo puder acomodar totalmente esses veículos.
Quando o método é usado para medir o fluxo de saturação global em um conjunto de faixas de trânsito, o registro do número de veículos partindo por intervalo deve ser interrompido quando deixa de existir fila em uma ou mais faixas.
O número de intervalos (onde a contagem foi realizada) a ser considerado para a determinação do fluxo de saturação é o número de intervalos onde a indicação verde é observada ao longo de toda sua extensão, excluindo-se o primeiro intervalo.
O número de veículos observado no primeiro intervalo é considerado para a determinação do tempo perdido inicial.
Intervalos formados, total ou parcialmente, pelo tempo de entreverdes somente são considerados para a determinação do tempo perdido final (tpfn).
No campo “Observações” registrar para cada ciclo eventos que podem interferir nos resultados das medições, especialmente bloqueio da faixa, indicando o momento em que cada evento ocorreu.
Tempo: permitidos; Movimentos permitidos na(s) faixa(s) estudada(s): • identificar a(s) faixa(s)
Intervalo Número de veículos acumulados por intervalo
.
1 00-05 2 05-10 3 10-15 4 15-20 5 20-25 6 25-30 7 30-35 8 35-40 9 40-45 n NI Outros Duração do tempo verde (s) Saturado? Duração do Entreverdes Observações Legenda: NC = número de ciclos observados NI = último intervalo associado ao tempo de duração do estágio Tempo verde = duração do tempo de verde do estágio no ciclo considerado Saturado? Preencher cada coluna com a letra “S”, para ciclo saturado ou “N”, caso contrário.
Figura A6.3: Planilha para a coleta de dados (Método 2)
c) Procedimentos de cálculo
Deve ser observado que:
Quando o tempo perdido inicial (tpin) determinado para um ciclo for inferior a 1(um) segundo, tem-se a indicação de que algum problema ocorreu no escoamento da fila ou, eventualmente, na própria coleta dos dados; nesse caso o ciclo deve ser descartado para o cálculo do tempo perdido inicial e considerado com reserva no cálculo do fluxo de saturação;
Quando o tempo perdido final (tpfn) determinado para um ciclo for inferior a zero, o ciclo deve ser descartado para efeito do cálculo do tempo perdido final e considerado com reserva no cálculo do fluxo de saturação.
Ciclos com valores de tpin e tpfn muito superiores aos observados nos demais ciclos considerados podem indicar problema localizado no escoamento da fila ou, eventualmente, na coleta de dados. A critério do responsável pelo estudo, os dados dos ciclos nessa situação podem ser descartados para efeito do cálculo dos tempos perdidos. Os dados desses ciclos também devem ser considerados com alguma reserva no cálculo do fluxo de saturação.
Inicialmente deve ser determinado o número de veículos que partiu da fila em cada intervalo (NVIj), a partir do número acumulado registrado na planilha para cada intervalo (NVj). Usar a Equação 13.
O fluxo de saturação para cada ciclo é determinado pela Equação 14, levando em conta somente os intervalos saturados, excluindo o primeiro e, no caso de ciclos saturados, os que contenham parte do entreverdes.
Essa determinação deve ser realizada somente se o número de intervalos saturados for igual ou superior a cinco.
NVI j = NV j - NV j-1 (13)
NIS
∑ NVI j =2 j
FS = (14) 5 × (NIS -1)
sendo:
FS = fluxo de saturação do ciclo, expresso em veículos por segundo;
NVIj = número de veículos no intervalo “j”;
NIS = número de intervalos saturados do ciclo, excluindo os que contenham parte do entreverdes.
Para expressar o FS do ciclo em veículos por hora, multiplica-se o valor obtido na Equação 14 por 3600.
O valor do Fluxo de Saturação para o grupo de movimentos é então determinado pela média aritmética dos valores de FS, obtidos para cada ciclo pesquisado. O mesmo procedimento aplica-se para a determinação dos tempos perdidos inicial e final para o grupo de movimentos.
Recomenda-se que os valores encontrados para NVIj sejam representados graficamente, na forma de um histograma de tráfego, para complementar a análise.
d) Desenho do histograma de tráfego
O histograma referente aos dados coletados apresenta no eixo horizontal todos os intervalos que compõem o estágio estudado, e no eixo vertical o número de veículos.
Para cada intervalo saturado é registrado o valor calculado do número médio de veículos, determinado a partir dos valores obtidos pela Equação 13 (ver exemplo de aplicação do Método
No caso do último intervalo ter duração diferente de 5s, a altura desse intervalo é ajustada pela Equação 15, e sua base é desenhada como tendo 5s. MI NI A NI = ×5 (15) D NI
sendo:
ANI = altura do último intervalo para o desenho do histograma (em veículos);
MINI = número médio de veículos no último intervalo;
DNI = duração do último intervalo (em segundos).
O tempo perdido inicial para cada ciclo é obtido pela Equação 16 e o tempo perdido final pela Equação 17.
No caso da determinação do tempo perdido final são considerados os intervalos formados, no todo ou em parte, pelo tempo de entreverdes. Isto é, o último intervalo e, em alguns casos, o penúltimo. Para o cálculo desse tempo o ciclo deve ser saturado.
NVI1 t pin = 5 - (16) FS
NVIEV t pfn = DIEV - (17) sendo: FS
tpin = tempo perdido inicial, em segundos; NVI1 = número de veículos no intervalo 1;
FS = fluxo de saturação, em veículos por segundo;
tpfn = tempo perdido final, em segundos;
DIEV = soma da duração dos intervalos que contenham parte do entreverdes, em segundos;
NVIEV = soma do número de veículos dos intervalos que contenham parte do entreverdes.
e) Exemplo de aplicação do Método 2
Considere os dados da planilha mostrada na Figura A6.4, referente à Aproximação 1 do cruzamento das vias Avenida AAA e Rua BBB. Essa aproximação é formada por quatro faixas de trânsito, e a interseção é controlada por um semáforo de tempo fixo. No período da coleta de dados o ciclo era de 120, e o estágio que serve a aproximação estudada tem tempo de verde igual a 62s e entreverdes igual a 5 s. A coleta de dados compreendeu 16 ciclos. Não foi observada infração à sinalização semafórica.
Cidade: Palmeiras Croqui da interseção: Local: Avenida AAA X Rua BBB • mostrar todas as faixas das aproximações, com os respectivos movimentos permitidos; Aproximação: Avenida AAA (sentido Norte/Sul) • identificar a(s) faixa(s) estudada(s). Observador: João Pedro
Tempo: (inserir figura) Movimentos permitidos na(s) faixa(s) estudada(s):
Intervalo Número de veículos acumulados por intervalo
Ordem 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Duração (s) Ciclo 1 Ciclo 2 Ciclo 3 Ciclo 4 Ciclo 5 Ciclo 6 Ciclo 7 Ciclo 8 Ciclo 9 Ciclo 10 Ciclo 11 Ciclo 12 Ciclo 13 Ciclo 14 Ciclo 15 Ciclo 16 00-05 7 5 7 5 8 5 4 12 10 9 9 4 5 6 7 10 05-10 12 15 19 15 16 21 13 25 20 20 15 13 13 13 18 18 10-15 21 18 24 26 26 27 23 33 26 28 22 24 19 24 28 27 15-20 30 25 32 35 34 32 34 39 36 34 31 33 30 31 38 37 20-25 40 37 44 46 40 41 43 46 45 42 38 41 39 39 50 46 25-30 48 46 55 52 48 49 49 52 56 49 46 47 46 49 58 53 30-35 57 51 61 63 55 55 56 59 65 60 56 56 50 56 65 59 35-40 67 60 69 73 63 65 64 64 73 65 67 63 59 63 71 65 40-45 76 70 76 80 68 73 75 73 84 74 75 73 69 70 77 70 45-50 79 80 84 90 77 82 86 82 94 83 83 80 77 77 82 78 50-55 83 88 93 98 85 86 94 89 102 90 91 84 90 86 87 87 55-60 91 95 97 102 93 87 101 100 112 96 99 91 98 93 90 93 60-65 96 102 102 108 97 90 108 106 119 109 108 95 105 98 93 103 65-67 98 105 103 109 98 92 109 107 123 110 109 97 106 100 95 105 Duração do tempo verde
(s) DNI 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 Saturado? S S S S S S S S S S S S S S S S Duração do Entreverdes 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
Observações
Legenda Tempo verde = duração do tempo de verde do estágio no ciclo considerado Saturado? Preencher cada coluna com a letra “S”, para ciclo saturado ou “N”, caso contrário.
Figura A6.4: Planilha usada na coleta de dados do exemplo
Nesse método os dados da planilha mostrada na Figura A6.4 são inicialmente empregados para a determinação do número de observações por intervalo, mediante o uso da Equação 13, aplicada aos intervalos de cada ciclo, considerados de modo isolado.
Para o Ciclo 1, por exemplo, o número de observações no intervalo 5 é dado por:
NVI 5 = NV5 - NV4 = 40 - 30 = 10
Na Tabela A6.3 são apresentados os valores do número de observações calculados para todos os intervalos dos 16 ciclos observados. São apresentados, também, os valores calculados para o fluxo de saturação (FS), tempo perdido inicial (tpin) e final (tpfn) por ciclo.
Tabela A6.3: Resumos dos valores calculados para os 16 ciclos observados. Intervalo Número de veículos por Média por intervalo intervalo Ordem Duração Ciclo Ciclo Ciclo Ciclo Ciclo Ciclo Ciclo Ciclo Ciclo Ciclo Ciclo Ciclo Ciclo Ciclo Ciclo Ciclo (s) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 00-05 7 5 7 5 8 5 4 12 10 9 9 4 5 6 7 10 7,1 2 05-10 5 10 12 10 8 16 9 13 10 11 6 9 8 7 11 8 9,6 3 10-15 9 3 5 11 10 6 10 8 6 8 7 11 6 11 10 9 8,1 4 15-20 9 7 8 9 8 5 11 6 10 6 9 9 11 7 10 10 8,4 5 20-25 10 12 12 11 6 9 9 7 9 8 7 8 9 8 12 9 9,1 6 25-30 8 9 11 6 8 8 6 6 11 7 8 6 7 10 8 7 7,9 7 30-35 9 5 6 11 7 6 7 7 9 11 10 9 4 7 7 6 7,6 8 35-40 10 9 8 10 8 10 8 5 8 5 11 7 9 7 6 6 7,9 9 40-45 9 10 7 7 5 8 11 9 11 9 8 10 10 7 6 5 8,3 10 45-50 3 10 8 10 9 9 11 9 10 9 8 7 8 7 5 8 8,2 11 50-55 4 8 9 8 8 4 8 7 8 7 8 4 13 9 5 9 7,4 12 55-60 8 7 4 4 8 1 7 11 10 6 8 7 8 7 3 6 6,6 13 60-65 5 7 5 6 4 3 7 6 7 13 9 4 7 5 3 10 6,3 14 65-67 2 3 1 1 1 2 1 1 4 1 1 2 1 2 2 2 1,7 Total de veículos 98 105 103 109 98 92 109 107 123 110 109 97 106 100 95 105 FS (veíc./s) 1,53 1,64 1,64 1,76 1,55 1,49 1,76 1,60 1,85 1,58 1,64 1,58 1,69 1,58 1,51 1,51 tpin 0,42 1,95 0,73 2,16 -0,16 1,64 2,73 -2,50 -0,41 -0,70 -0,49 2,47 2,04 1,2 0,36 -1,62 (s) tpfn 2,42 0,90 3,34 3,02 3,77 3,64 2,45 2,63 1,05 -1,86 0,90 3,20 2,27 2,57 3,69 -0,95 (s)
O fluxo de saturação, expresso em veículos por segundo, é determinado pela Equação 14, enquanto os tempos perdidos inicial e final são calculados pelas Equações 16 e 17, respectivamente.
Para todos os ciclos considerados, observa-se que:
NIS = 11 (os intervalos de 2 a 12);
NUS = 12;
PIEV = 13 (número do primeiro intervalo que contém tempo de entreverdes);
UIEV = 14 (número do último intervalo que contém tempo de entreverdes).
A título de exemplo, são apresentados a seguir os cálculos efetuados para os Ciclos 1 e 2.
Ciclo 1
∑ NVI j 5 + 9 + 9 + 10 + 8 + 9 + 10 + 9 + 3 + 4 + 8 84 FS1 = j =2 = = = 1,53 veíc./ s 5 ×11 55 55
NVI1 = 5- 7 = 0,42 s t pin1 FS1 = 5 - 1,53
14 ∑ NVI j 5+ 2 tpfn1 = ∑ DIEVj - j =13
Ciclo 2
∑ NVI j 10 + 3 + 7 + 12 + 9 + 5 + 9 + 10 + 10 + 8 + 7 90 FS2 = j =2 = = = 1,64 veíc./ s 5 ×11 55 55
5 = 1,95 s tpin2 = 5 - NVI1 = 5 - 1,64 FS2
14 ∑ NVI j 7+3 tpfn2 = ∑ DIEVj - j =13
Fluxo de saturação e tempos perdidos para o grupo de movimentos
Como foram observados ciclos com tpin < 1 e tpfn < 0 , o técnico encarregado do estudo deve i
i
analisar os dados e decidir sobre as observações que serão descartadas para os cálculos.
A seguir apresenta-se uma das possibilidades de tratamento dos dados:
i.o fluxo de saturação é determinado pela média aritmética dos valores obtidos para os 16 ciclos observados;
∑ FS i 1,53 + 1,64 + 1,64 + 1,76 + 1,55 + 1,49 + 1,76 + 1,60 + 1,85 + 1,58 + 1,64 + 1,58 + 1,69 + 1,58 + 1,51 + 1,51 25,91 FS = i=1 = = = 1,62 veíc./ s 16 16 16
ii.para o cálculo do tpin, os ciclos com tpin i < 1 não são considerados. Assim, o número de observações fica reduzido a 7;
∑t pini 1,95 + 2,16 + 1,64 + 2,73 + 2,47 + 2,04 + 1,2 14,19 t pin = i=1 = = = 2,03 s 7 7
iii. no caso do cálculo do tpfn, são excluídas as observações em que tpfn i < 0 , e o número de observações consideradas é igual a 14.
∑ t pfni 2,42 + 0,90 + 3,34 + 3,02 + 3,77 + 3,64 + 2,45 + 2,63 + 1,05 + 0,90 + 3,20 + 2,27 + 2,57 + 3,69 35,85 t pfn = i=1 = = = 2,56 s 14 14
De acordo com o tratamento executado, o fluxo de saturação em veículos por hora, calculado pelo produto de FS por 3600, é igual a 5.832. Em resumo:
FS = 5.832 vph
tpin = 2,03 s
tpfn = 2,56 s
O técnico responsável pelo estudo poderia adotar outro tratamento, como por exemplo, descartar alguns ciclos integralmente.
A partir da estratégia adotada, o técnico deverá verificar se é necessário retornar a campo para coletar dados adicionais. Para tanto, deverá adotar o procedimento indicado no item A6.2.1.
Desenho do histograma de tráfego
No exemplo, o último intervalo tem duração de 2 segundos. Assim, para o desenho do histograma, sua altura deve ser ajustada de acordo com a Equação 15. Desse modo, o escoamento do tráfego nesse intervalo pode ser visualmente comparado com o ocorrido nos demais intervalos. A Figura A6.5 mostra o histograma elaborado com o número médio de veículos por intervalo, que estão apresentados na Tabela A6.2.1.
NI DNI 2
Número de Veículos
Intervalos de 5s
Figura A6.5 : Histograma de tráfego para a aproximação estudada
A6.2 – ANÁLISE E TRATAMENTO ESTATÍSTICO DOS DADOS
Os valores calculados para o FS, tpin e tpfn, baseados nas coletas de campo, devem ser avaliados para verificar, primeiramente, se representam as condições gerais do local estudado. Para tanto, deve ser adotado o procedimento descrito na seção A6.2.1, que permite a determinação do número mínimo de ciclos a ser observado para que os resultados sejam estatisticamente significativos (para um nível de significância desejado).
Para analisar como os valores médios obtidos em campo representam os correspondentes valores reais do local estudado, para um nível de significância desejado, a determinação do intervalo de confiança para FS, tpin e tpfn deve ser realizada mediante o procedimento descrito na seção A6.2.2.
A6.2.1 - Determinação do número de ciclos a ser observado Para a determinação do número de ciclos a ser observado deverá ser realizado um estudo piloto, de acordo com o seguinte procedimento:
Para cada faixa (ou grupo de movimentos) selecionada, realizar a coleta de dados em, pelo menos, 12 ciclos saturados. O número de ciclos observados corresponde ao tamanho da amostra piloto( n’);
Para cada ciclo calcular fs, tpin e tpfn;
Determinar o valor médio de fs, tpin e tpfn para cada faixa (ou grupo de movimentos), juntamente com os respectivos desvios padrões (ver equações 18 e 19).
∑Var i MVar = i=1 (18)
∑ Var - MVar ) i
i=1
SVar = n'-1 (19)
sendo:
Vari = i-ésimo valor observado da variável considerada;
n’ = número de observações da variável considerada:
MVar = valor médio da variável considerada;
SVar = desvio-padrão para a variável considerada.
O tamanho da amostra de ciclos a ser adotada na realização da pesquisa de campo, levando em conta os resultados do estudo piloto é definido pelas Equações 20 e 21. A Equação 20 deve ser empregada para cada uma das variáveis de interesse do estudo (FS, tpin e tpfn).
O maior valor da amostra obtido para as variáveis de interesse (Equação 21) deve ser selecionado como o número de ciclos a ser observado. Esse valor deve incluir, no mínimo, um número de ciclos saturados iguais a ntpfn.
(20)
n = Máximo (nS, ntpin , ntpfn ) (21)
sendo:
nVar = número de ciclos a ser observado para determinação da variável considerada (nFS, ntpin, ntpfn);
SVar = desvio-padrão para a variável considerada;
E = erro de estimação admissível (expresso na unidade da variável estudada); sua definição depende dos recursos disponíveis, da experiência do técnico e do objetivo do projeto;
n’ = número de ciclos observado no estudo piloto;
α = nível de significância desejado para a estimativa;
tn’-1, α/2 = valor da distribuição de Student para (n’-1) graus de liberdade e nível de significância “α” (ver Tabela A6.7);
n = número de ciclos a ser observado na faixa considerada (ou para o grupo de movimentos considerado), para a determinação de todas as variáveis do estudo.
Para a faixa (ou grupo de movimentos) do estudo piloto:
Se n≤ n’ , e o número de ciclos saturados em n’ atender a necessidade do estudo, a amostra piloto já é suficiente para a estimação;
Se n> n’, ou o número de ciclos saturados em n’ não atender a necessidade do estudo, deve-se observar um número adicional de ciclos para complementar o tamanho mínimo da amostra. a) Exemplo de aplicação para o exemplo do Método 1 Considerando que os 15 ciclos observados compõem uma amostra piloto, a verificação do tamanho da amostra requer, inicialmente, a determinação do desvio-padrão das variáveis fluxo de saturação (FS), tempo perdido inicial (tpin) e tempo perdido final (tpfn). É importante lembrar que para o cálculo do tpfn, o número de ciclos considerados foi igual a 12, já que dos 15 ciclos dois não eram saturados e em um ciclo houve infração à sinalização semafórica. A Tabela A6.4 reúne os dados necessários à determinação do tamanho da amostra, onde a média e o desvio padrão de cada variável foram determinados pelas Equações 18 e 19, respectivamente. Os valores do erro admissível para cada uma das variáveis consideradas foram arbitrados, levando em conta variações em torno do valor médio obtido na amostra piloto, dentro de intervalos aceitáveis para este tipo de estudo. Destaca-se que quanto menor o erro admissível maior o tamanho da amostra.
Tabela A6.4: Dados para o cálculo do tamanho da amostra (n)
Para um nível de significância (α) de 5%, o tamanho da amostra para cada variαvel ι definido pela Equação 28. Assim:
Como para todas as variáveis o valor de n < n’, pode-se concluir que a amostra do estudo piloto é suficiente para produzir uma estimativa com erro menor ou igual ao erro admissível especificado, para α = 5%.
b) Exemplo de aplicação para o exemplo do Método 2
Os dados necessários à determinação do tamanho da amostra para o estudo descrito no exemplo do Método 2 são apresentados na Tabela A6.5. A média e o desvio padrão de cada variável foram determinados pelas Equações 26 e 27, respectivamente.
Tabela A6.5: Dados para o cálculo do tamanho da amostra (n)
Para um nível de significância (α) de 5%, o tamanho da amostra para cada variável é definido pela Equação 28. Assim:
Os resultados mostram que, para o nível de significância especificado, a amostra que assegurará estimativas com erros iguais ou inferiores aos erros admissíveis deve ser formada por 19 ciclos saturados.
Na Tabela A6.6 são apresentados diferentes valores para o tamanho da amostra, calculados com base nos dados de n’, média e desvio-padrão mostrados na Tabela A.6.5 para diferentes valores do erro admissível. Tabela A6.6: Análise de sensibilidade do tamanho da amostra com relação ao erro admissível e ao nível de significância
TAMANHO DA AMOSTRA (N) ERRO VARIÁVEL
FS (vph)
DP = 0,51
DP = 1,00 0,5 19 13
Os cálculos foram realizados com o uso da Equação 20, e com os valores da estatística “t “ mostrados na Tabela A6.7.
Por meio dos dados da Tabela A6.6, verifica-se que o tamanho da amostra piloto para as diferentes variáveis garantem, para o nível de significância de 10%, um erro inferior a: 160 vph para o fluxo de saturação; 0,4 s para o tempo perdido inicial; e 05 s para o tempo perdido final. A.6.2.2 - Estimativa por intervalo
Em muitos casos, pode ser interessante, além de estimar o valor pontual das variáveis FS, tpin e tpfn (estimativa por ponto), realizar a estimativa do intervalo onde o valor médio populacional da variável está inserido, com um nível de significância especificado pelo técnico para essa estimativa.
O intervalo de confiança é obtido pela Equação 22, e sua semi-amplitude (eo) é calculada pela Equação 23. Intervalo de Confiança (IC) = Valor médio da variável± eo (22)
S eo = t n-1,α × 2 (23)
sendo:
tn’-1, α/2 = valor da distribuição de Student para (n’-1) graus de liberdade e nível de significância “α (ver Tabela A6.7)
n = número de elementos da amostra;
S = desvio-padrão amostral.
A semi-amplitude do intervalo de confiança (“eo”) corresponde ao erro da estimativa “E” (ver Equação 20).
Tabela A6.7: Valores de tn’-1, α/2
tn’-1, α/2 para nível de significância - α (%)
a) Estimativa por intervalo para os resultados do exemplo do Método 1
Neste caso, a estimativa será feita para um nível de significância igual a 5%.
a.1) Estimativa por intervalo do fluxo de saturação
FS = 1840 vph
S = 116,35 vph
t14;0,025 = 2,145 S = 2,145 × 116,35 = 64,44 vph eo = t n-1,α × 2 15
Com o uso da Equação 23, o intervalo para a estimativa do fluxo de saturação é igual a:
Fluxo de saturação (IC) = 1840 ± 64,44 = [1775,56; 1904,44]
a.2) Estimativa por intervalo do tempo perdido inicial
tpin = 1,58 vph
S = 0,43 vph
t14;0,025 = 2,145
eo = t n-1,α × S = 2,145 × 0,43 = 0,24 s
Com o uso da Equação 23, o intervalo para a estimativa do tempo perdido inicial é igual a:
tpin (IC) = 1,58 ± 0,24 = [1,34; 1,82]
a.3) Estimativa por intervalo do tempo perdido final
tpfn = 1,82 vph
S = 0,47 vph
t11;0,025 = 2,201 S 0,47 eo = t n-1,α × = 2,201× = 0,30 s
Com o uso da Equação 23, o intervalo para a estimativa do tempo perdido final é igual a:
tpfn (IC) = 1,82 ± 0,30 = [1,52; 2,12]
b) Estimativa por intervalo para os resultados do exemplo do Método 2
Neste caso, a estimativa será feita para um nível de significância igual a 10%, com base nos resultados da aplicação do Método 2.
b.1) Estimativa por intervalo do fluxo de saturação
FS = 5832 vph
S = 360 vph
t15;0,05 = 1,753
S 360 eo = t n-1,α × = 1,753 × = 157,77 vph
Com o uso da Equação 23, o intervalo para a estimativa do fluxo de saturação é igual a:
Fluxo de saturação (IC) = 5832 ±157,77 = [5674,23; 5989,77]
b.2) Estimativa por intervalo do tempo perdido inicial
n=7
tpin = 2,03 vph
S = 0,51 vph
t6;0,05 = 1,943
S = 1,943 × 0,51 = 0,37 s eo = t n-1,α ×
Com o uso da Equação 23, o intervalo para a estimativa do tempo perdido inicial é igual a:
t pin (IC) = 2,03 ± 0,37 = [1,66; 2,40]
b.3) Estimativa por intervalo do tempo perdido final
tpfn = 2,56 vph
S = 1,00 vph
t13;0,05 = 1,771
S = 1,771× 1,00 = 0,47 s eo = t n-1,α ×
Com o uso da Equação 23, o intervalo para a estimativa do tempo perdido final é igual a:
t pfn (IC) = 2,56 ± 0,47 = [2,09; 3,03]
A6.3 – MÉTODOS PARA ESTIMATIVA DO FLUXO DE SATURAÇÃO
Para projeto de implantação de nova sinalização semafórica, o fluxo de saturação, em geral, precisa ser estimado.
Na literatura técnica internacional e nacional são apresentados diferentes métodos para estimativa do fluxo de saturação. Dentre estes o projetista deverá selecionar aquele que mais se ajusta à situação em estudo. Deve levar em conta, também, os pressupostos básicos adotados no desenvolvimento de cada método e as condições gerais dos locais onde os dados necessários a esse desenvolvimento foram coletados.
Um método amplamente empregado internacionalmente para essa estimativa é o do Highway Capacity Manual (HCM), publicado nos Estados Unidos pelo Transportation Research Board (TRB). Desde sua primeira edição em 1950, o HCM vem sendo aperfeiçoado mediante a incorporação do resultado de estudos realizados tanto nos Estados Unidos quanto em diferentes países. A versão mais recente do manual foi publicada em 2010, mas, neste manual foi utilizada a versão publicada em 2000 (TRB, 2000), sendo esse documento usualmente referido como HCM 2000.
O método básico do HCM 2000 é apresentado neste apêndice.
A6.3.1 Expressão geral
O método permite a estimativa do fluxo de saturação para um determinado número de faixas de trânsito mediante a utilização da Equação 24. Nessa expressão, um fluxo básico por faixa, expresso em ucp/h, é ajustado por fatores que refletem as condições gerais das faixas de trânsito a serem analisadas em conjunto.
Para cada grupo de movimentos a ser controlado pela sinalização semafórica deve-se, portanto, definir inicialmente o número de faixas de trânsito da aproximação que será utilizada pelo grupo.
s = so × N × f w × f HV × f g × f p × fbb × f a × f LU × f LT × f RT × f Lpb × f Rpb (24)
sendo:
s = fluxo de saturação para o conjunto de faixas, expresso em vph;
so = fluxo de saturação básico por faixa, expresso em ucp/h;
N = número de faixas no conjunto de faixas;
fw = fator de ajuste para largura da faixa;
fHP = fator de ajuste para presença de veículos pesados;
fg = fator de ajuste para o greide da aproximação;
fp = fator de ajuste para presença/atividade de estacionamento;
fbb = fator de ajuste para parada de ônibus junto à interseção;
fa = fator de ajuste para tipo de área onde a interseção se localiza;
fLU = fator de ajuste para utilização de faixa de trânsito;
fLT = fator de ajuste para conversões à esquerda;
fRT = fator de ajuste para conversões à direita;
fLpb = fator de ajuste para o impacto da presença de pedestres/ciclistas sobre conversões à esquerda;
fRpb = fator de ajuste para o impacto da presença de pedestres/ciclistas sobre conversões à direita.
A6.3.2 Fluxo de saturação básico
O HCM 2000 recomenda a adoção de um fluxo de saturação básico (so) igual a 1900 ucp/h por faixa. Assim, o fluxo de saturação básico para o conjunto considerado de faixas de trânsito é obtido pela multiplicação desse valor pelo número de faixas do conjunto (N).
A6.3.3 Fatores de ajuste
Fator de ajuste para largura da faixa (fw)
Este fator é determinado pela Equação 25, para largura de faixas maior ou igual a 2,4m. Em situações onde uma faixa tiver largura superior a 4,8m, o HCM 2000 recomenda tratá-la como duas faixas. (25) fw = 1+ ( W - 3,6)
sendo W a largura da faixa, em metros.
Fator de ajuste para presença de veículos pesados (fHV)
Este fator é calculado pela Equação 26. O HCM 2000 considera veículo pesado todo veículo com mais de quatro pneus tocando o pavimento, e admite um fator de equivalência global para cada veículo pesado igual a 2,0 ucp.
f HV = (26) 100 + HV (ET -1)
sendo:
HV = percentagem de veículos pesados no grupo de movimentos que utiliza o conjunto de faixas;
ET= fator de equivalência para veículos pesados (ET = 2,0 ucp/veículo pesado);
No caso de se desejar expressar o fluxo de saturação em unidades de carro de passeio (ucp), esse fator não é incluído no cálculo.
Fator de ajuste para o greide da aproximação (fg)
O HCM 2000 considera que o greide afeta tanto o comportamento dos carros de passeio quanto dos veículos pesados. A representação desse impacto é realizada por meio do fator fg, determinado pela Equação 27.
G f g = 1 - (27)
Sendo G o greide do conjunto de faixas de trânsito que atende o grupo de movimentos considerado, expresso em percentagem.
Fator de ajuste para presença/atividade de estacionamento (fp) Este fator é calculado pela Equação 28, cujos elementos são:
N = número de faixas de trânsito do conjunto de faixas que atende o grupo de movimentos considerado;
Nm = número de manobras de estacionamento por hora. 18Nm N - 0,1 - fp = 3600 (28)
A Equação 28 se aplica quando 0 ≤ Nm ≤ 180.
O número de manobras de estacionamento por hora (Nm) deve ser observado na faixa destinada a estacionamento adjacente ao conjunto de faixas analisado, e a uma distância de até 75m a montante da linha de retenção.
No caso de Nm > 180, adotar 180. O valor de fp deve ser sempre maior ou igual a 0,050. No caso de não haver presença/atividade de estacionamento, adotar fp igual a 1,00.
Fator de ajuste para parada de ônibus junto à interseção (fbb)
Este fator só deve ser calculado para o caso de existir parada de ônibus localizada junto à aproximação (até 75m a montante ou a jusante), a qual bloqueie o tráfego na faixa adjacente à parada durante as operações de embarque/desembarque de passageiros.
No cálculo de fbb por meio da Equação 29, se o número de ônibus que para por hora (NB) for superior a 250, adotar esse valor como limite superior prático. Também, o valor a adotar para fbb deve ser maior ou igual a 0,05.
14,4N B fbb = 3600 (29)
sendo:
N = número de faixas no conjunto de faixas que serve o grupo de movimentos considerado;
NB = número de ônibus que para por hora.
Fator de ajuste para tipo de área onde a interseção se localiza (fa)
Esse fator indica que as interseções localizadas nos centros comerciais das áreas urbanas (CBD- Central Business District) têm operação menos eficiente do que as localizadas nas demais áreas.
Assim, para interseções localizadas em CBD, fa é igual a 0,90. Para as interseções situadas nas demais áreas, fa é igual a 1,00.
Fator de ajuste para utilização de faixa de trânsito (fLU) Este fator procura representar o efeito do uso diferenciado das faixas que atendem ao grupo de movimentos considerado sobre o respectivo fluxo de saturação.
A determinação de fLU, efetuada por meio da Equação 30, considera a taxa de fluxo observado na faixa mais carregada do conjunto de faixas que serve o grupo de movimentos considerado.
Vg f LU = (30) (V N ) g1
sendo:
Vg = taxa de fluxo global observado em todas as faixas de trânsito que servem o grupo de movimentos considerado, em veículos por hora;
Vg1 = taxa de fluxo observada na faixa mais carregada, em veículos por hora;
N = número de faixas de trânsito que atende ao grupo de movimentos considerado
Em locais onde o grupo de movimentos considerado utiliza apenas uma faixa, ou em situações em que a demanda se aproxima da capacidade, pode ser adotado fLU=1,0.
Fator de ajuste para conversões à esquerda (fLT)
A determinação do fator fLT depende de vários aspectos, dentre os quais:
Disponibilidade ou não de faixas exclusivas para a conversão à esquerda;
Tipo de controle semafórico das conversões à esquerda (protegido, permitido ou protegido mais permitido);
Proporção dos veículos de uma faixa compartilhada que fazem conversão à esquerda;
Taxa de fluxo do tráfego oposto, no caso das conversões permitidas mas não protegidas. O impacto da presença de pedestres e ciclistas sobre as conversões à esquerda é considerado em um fator a parte (ver fator fLpb).
Para o caso das conversões à esquerda serem protegidas em um dado estágio, o fator de ajuste fLT assume o valor 0,95 no caso dessas conversões ocorrerem em faixas exclusivas. Quando as conversões são realizadas em faixas compartilhadas, fLT é determinado pela Equação 31.
f LT = (31) 1 + 0,05PLT
sendo PLT a proporção de veículos da faixa compartilhada que faz o movimento de conversão à esquerda. A determinação de fLT para o caso das situações de controle onde as conversões não são protegidas é mais complexa. Nesse caso, recomenda-se a consulta ao Apêndice C do Capítulo 16 do HCM 2000.
Na ausência de conversões à esquerda fLT = 1,0.
Fator de ajuste para conversões à direita (fRT)
A determinação desse fator é função do tipo de faixa onde a conversão à direita é realizada. O impacto da presença de pedestres e ciclistas sobre as conversões à direita é representado por um fator de ajuste específico (ver fator fLpb).
Conversões em faixa exclusiva
fRT = 0,85
Conversões em faixa compartilhada
O fator é determinado pela Equação 32, sendo PRT a proporção de veículos da faixa compartilhada que faz o movimento de conversão à direita.
f RT = 1- 0,15PRT (32)
A Equação 32 é aplicada quando a faixa compartilhada é parte integrante de um conjunto de faixas. Quando a faixa compartilhada for a única faixa disponível para o grupo de movimentos considerado, o fator é determinado pela Equação 33.
f RT = 1- 0,135PRT (33)
Em qualquer uma das situações anteriores, o valor adotado para fRT deve ser maior ou igual a 0,05. Esse fator é igual a 1,0 no caso de não ocorrerem conversões à direita no grupo de movimentos considerado.
Fatores de ajuste para o impacto da presença de pedestres/ciclistas sobre conversões à esquerda (fLpb) e à direita (fRpb)
Estes fatores devem ser calculados no caso dos veículos que recebem indicação verde para realizar o movimento de conversão ter que dar preferência de passagem a pedestres e/ou ciclistas em movimento conflitante, durante todo o verde ou em parte deste.
A determinação desses fatores, necessária somente quando o movimento de conversão veicular não é protegido, é detalhada no Apêndice D do Capítulo 16 do HCM 2000.
Quando os movimentos veiculares de conversão forem protegidos, esses fatores são iguais a 1,0.
BIBLIOGRAFIA
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. Norma Brasileira ABNT NBR 7995:2004. Sinalização Semafórica– Grupo focal semafórico em alumínio. Rio de Janeiro: ABNT, 2004.
BRASIL. Código de Trânsito Brasileiro: instituído pela Lei no 9.503, de 23-09-97 – 1ª Edição. Brasília: DENATRAN, 2008.
CET – Companhia de Engenharia de Tráfego. Manual de Sinalização Semafórica – Critérios de Programação. São Paulo: CET, 2001.
DENATRAN - Departamento Nacional de Trânsito. Manual de Semáforos. 2ª Edição. Brasília: DENATRAN, 1984.
FHWA – Federal Highway Administration. Manual on Uniform Traffic Control Devices for Streets and Highways – 2003 Edition. Part 4 – Highway Traffic Signals. Washington, D.C.: FHWA, 2003.
ROESS, R.P.; PRASSAS, E.S.; McSHANE, W.R. Traffic Engineering. 3rd Edition. New Jersey: Pearson Prentice-Hall, 2004.
RRL – Road and Research Laboratory. A Method of Measuring Saturation Flow at Traffic Signals. Road Note 34. London: RRL, 1963.
TRB – Transportation Research Board (2000). HCM – Highway Capacity Manual. Washington D.C.: NRC
GLOSSÁRIO
Ao longo deste Manual são adotadas as seguintes definições: Aproximação - trecho de via por onde os veículos chegam à interseção. Área de conflito - área da interseção onde os movimentos veiculares oriundos das diferentes aproximações podem interferir entre si. Atraso - diferença entre o tempo gasto por um veículo para percorrer um determinado trecho sob o controle semafórico e o tempo que gastaria se percorresse o mesmo trecho em regime de fluxo ininterrupto, na velocidade desejada. Capacidade de um grupo de movimentos - número máximo de veículos de um grupo de movimentos que pode passar em uma aproximação controlada por sinalização semafórica durante uma hora, considerando-se a sua operação normal. Ciclo - sequência completa dos estágios de uma sinalização semafórica. Controle atuado - tipo de controle de uma sinalização semafórica em que a ocorrência de um ou mais estágios e/ou sua respectiva duração dependem do reconhecimento efetuado por equipamentos detectores de veículos e pedestres que a demandam. Pode ser do tipo semiatuado, quando pelo menos um dos estágios não depende do reconhecimento da demanda dos veículos ou pedestres, ou do tipo totalmente atuado. Controle em tempo fixo – tipo de controle em que que o tempo de ciclo, a sequência de estágios, a duração dos intervalos luminosos e a defasagem, no caso das redes semafóricas, são mantidos constantes durante determinado período do dia. Defasagem - intervalo de tempo decorrido entre o início do verde que uma corrente de tráfego que passa por dois locais semaforizados pertencentes à mesma rede recebe nesses locais. Detector de tráfego - dispositivo que tem a função de detectar a demanda de tráfego (veículos motorizados, não motorizados e pedestres) em determinado local. Diagrama de barras – sinônimo de “Diagrama de intervalos luminosos”. Diagrama de estágios - representação gráfica da alocação dos movimentos que podem ser realizados (motorizados e não motorizados) em cada estágio do ciclo. Diagrama de intervalos luminosos - representação da duração e sequência dos intervalos luminosos e estágios por meio de barras horizontais, associando-os aos grupos semafóricos correspondentes. Entreverdes - intervalo de tempo compreendido entre o final do verde de um estágio e o início do verde do estágio subsequente. Estágio - intervalo de tempo em que um ou mais grupos de movimentos recebem simultaneamente o direito de passagem. O estágio compreende o tempo de verde e o tempo de entreverdes que o segue. Estratégia de controle isolada – estratégia de controle em que uma interseção é controlada independentemente de outras interseções.
Estratégia de controle em rede – estratégia de controle em que duas ou mais interseções são controladas por meio da coordenação de suas programações, formando uma rede. Fila - número total de veículos aguardando em uma aproximação para transpor um local semaforizado. Fluxo de Saturação – o fluxo de saturação de um grupo de movimentos corresponde ao número máximo de veículos que poderia passar em uma aproximação controlada por sinalização semafórica no caso dessa aproximação receber indicação verde durante uma hora inteira. Foco – unidade que fornece indicação luminosa. Grau de saturação (de um grupo de movimentos) - grandeza obtida pela relação entre o volume do grupo de movimentos e a capacidade para o atendimento desse volume no período de tempo considerado. Grupo de movimentos - conjunto de movimentos presentes em uma mesma aproximação que recebem simultaneamente o direito de passagem. Grupo de movimentos crítico de um estágio – grupo de movimentos que apresenta a maior taxa de ocupação dentre aqueles que recebem verde em um determinado estágio. Grupo focal – sinônimo de “Semáforo”. Grupo semafórico - conjunto de semáforos (grupos focais) com indicações luminosas idênticas que controlam grupos de movimentos que recebem simultaneamente o direito de passagem. Headway - intervalo de tempo entre a passagem de veículos sucessivos sobre um determinado ponto de uma faixa de trânsito, considerando-se o mesmo elemento físico nos dois veículos (por exemplo, para-choque dianteiro). Interseção a jusante – tomando como referência uma corrente de tráfego que passa por determinada interseção, denomina-se interseção a jusante uma outra interseção para a qual essa corrente de tráfego se dirige. Interseção a montante - tomando como referência uma corrente de tráfego que passa por determinada interseção, denomina-se interseção a montante uma outra interseção de onde essa corrente de trânsito provém. Intervalo luminoso - período de tempo em que permanece inalterada a configuração luminosa dos semáforos (grupos focais) que controlam o tráfego em um determinado local. Movimento – fluxo de veículos que tem a mesma origem e mesmo destino, e/ou o fluxo de pedestres que se deslocam na mesma direção, mas não necessariamente no mesmo sentido, em uma interseção ou em uma travessia de pedestres de meio de quadra. Plano semafórico - conjunto de elementos que caracteriza a programação da sinalização semafórica para uma interseção ou seção de via, num determinado período do dia. Semáforo – elemento componente da sinalização semafórica que fornece informações aos condutores de veículos e aos pedestres através de indicações luminosas. Sinalização semafórica - subsistema da sinalização viária que se compõe de indicações luminosas acionadas alternada ou intermitentemente por meio de sistema eletromecânico ou eletrônico.
Tem a finalidade de transmitir diferentes mensagens aos usuários da via pública, regulamentando o direito de passagem ou advertindo sobre situações especiais nas vias. Sinalização semafórica de advertência – sinalização semafórica que tem a função de advertir sobre a existência de obstáculo ou situação perigosa, devendo o condutor reduzir a velocidade e adotar as medidas de precaução compatíveis com a segurança para seguir adiante. Sinalização semafórica de regulamentação – sinalização semafórica que tem a função de efetuar o controle do trânsito numa interseção ou seção de via, através de indicações luminosas, alternando o direito de passagem dos vários fluxos de veículos e/ou pedestres. Taxa de fluxo - fluxo de movimento é o número de veículos projetado para o período de uma hora a partir dos volumes medidos em uma dada seção de via, durante intervalos de tempo inferiores a uma hora. Taxa de ocupação – quociente entre o taxa de fluxo e o respectivo fluxo de saturação de um grupo de movimentos. Tempo de ciclo - tempo necessário para que um ciclo inteiro seja cumprido em uma interseção, ou seção de via; é determinado pela soma dos tempos de todos os estágios programados para o controle do tráfego no local. Tempo de verde de segurança - valor mínimo admissível para a duração do tempo de verde que atende a um grupo de movimentos. Tempo de verde efetivo de um estágio - tempo de verde necessário para escoar o fluxo do grupo de movimentos crítico desse estágio, durante um ciclo, considerando-se que o escoamento se dá no fluxo de saturação. Tempo de verde real de um estágio - duração do período em que o respectivo grupo focal permanece em verde, durante um ciclo. Tempo Perdido (de um ciclo ou Total) - parte do ciclo que não é efetivamente utilizada pelos veículos. Travessia crítica – travessia que apresenta maiores dificuldades para os pedestres atravessarem ou travessia na qual o número de pedestres é maior. Vermelho geral - intervalo de tempo entre o final do amarelo (ou do vermelho intermitente) de um estágio e o início do verde do próximo estágio. Via principal – via que possui o maior volume de tráfego dentre as vias que formam uma interseção. Cada interseção possui apenas uma via principal. Via secundária – via que não possui o maior volume de tráfego dentre as vias que formam uma interseção. Cada interseção possui uma ou mais vias secundárias. Volume de tráfego (ou fluxo de tráfego) - número de veículos ou pedestres que passa por uma dada seção de via durante o período de realização de uma contagem. Volume de tráfego equivalente - volume de tráfego veicular expresso em termos de unidades de carros de passeio (ucp).