AVALIAÇÃO DE UM SISTEMA VIÁRIO OTIMIZADO ATRAVÉS DE
MICROSIMULAÇÃO
Thiago Bittencourt de Moraes Mateus Leite (PIBIC/CNPq-UEL), Silvia
Galvão de Souza Cervantes (Orientadora), e-mail: [email protected].
Universidade Estadual do Londrina/Departamento de Engenharia
Elétrica/Londrina, PR.
Engenharias, Engenharia Elétrica.
Palavras-chave: Engenharia de tráfego, simulação, otimização.
Resumo:
O objetivo deste estudo é analisar o comportamento de tráfego
urbano através do software INTEGRATION, com o qual é possível simular a
coordenação de semáforos baseado no critério de minimização de atrasos e
paradas. Foi analisada a comparação de quatro distintas configurações
semafóricas para avaliação de qual é a mais adequada na minimização dos
atrasos. Desta forma, espera-se que estes parâmetros sejam aplicados para
promover uma melhor fluidez das correntes de tráfego e melhorar a
qualidade operacional do sistema viário.
Introdução
Todas as pessoas que vivem em cidades de médio e grande porte
são afetadas pelo tráfego urbano. A frota de veículos no Brasil está em
constante crescimento e para comportar este novo contingente na malha
viária são necessárias melhorias na infra-estrutura. Uma das ferramentas na
busca de maior eficiência da circulação de veículos é a sincronização
otimizada de semáforos.
Para a análise das diferentes configurações de semáforo foi utilizado
o software INTEGRATION, (Van Aerde, 2004) que é caracterizado como um
modelo microscópico de simulação de tráfego, pois modela individualmente
parâmetros dos veículos ao longo de suas rotas, como velocidade,
aceleração e movimentação longitudinal, resultando em modelos
matemáticos que apresentam o sistema real de forma simplificada,
possibilitando assim a análise de sistemas complexos e cenários
alternativos.
Materiais e métodos
Devido a recorrência de congestionamento em algumas vias da malha
central da cidade de Londrina foram escolhidos alguns corredores para
Anais do XIX EAIC – 28 a 30 de outubro de 2010, UNICENTRO, Guarapuava –PR.
simulações de planos de tempos semafóricos otimizados e validação dos
valores obtidos com simulações através da ferramenta de cálculo
TRANSSYT/10 (licença acadêmica), (Robertson, 1968).
Neste projeto foram analisadas as ruas Professor João Cândido,
Benjamin Constant e a Avenida Duque de Caxias. Nesta malha foram
coletados parâmetros necessários para a simulação, como sentido de cada
via, dimensão dos trames, fluxo de veículos, disposição de semáforos, entre
outros. Com estes dados prévios foi montado um diagrama com os
parâmetros obtidos, para tomar como referência na entrada de dados do
programa.
No diagrama do sistema constam 77 nós, 83 trames e 19 semáforos.
A malha estudada e seu diagrama equivalente encontram-se na figura
seguinte:
Figura 1 – Malha viária analisada e diagrama equivalente.
Para a simulação ocorrer é necessário calibrar o software com uma
série de dados fundamentais, sendo eles descritos a seguir.
Arquivo mestre: especifica os parâmetros globais da simulação como
sua duração, a localização e os nomes dos arquivos de entrada e de
resultados, e a frequência de saída dos dados estatísticos;
Arquivo de nós: contém as coordenadas cartesianas dos nós da rede,
representando as interseções ou os pontos de mudança nas características
geométricas das vias;
Arquivo de tramos: promovem a ligação entre os nós da rede e
representam os segmentos das vias por onde os veículos trafegam,
contendo seus comprimentos, o número de faixas de cada tramo e os
parâmetros que definem a relação entre fluxo, velocidade e densidade, ou
seja, a velocidade de fluxo livre, a velocidade na capacidade, a capacidade e
a densidade de congestionamento;
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Arquivo de semáforos: contém informações sobre a programação
semafórica, relacionando ciclos, defasagens, número de fases, proporções
de verde, tempos perdidos e intervalos de otimização;
Arquivo da matriz O-D: contém a matriz das viagens realizadas entre
diferentes pontos de origem e destino da rede, indicando a magnitude de
cada demanda, o instante de início e fim de sua geração, o padrão de
geração das viagens e a composição veicular;
Arquivo de incidentes: contém informações que permitem simular a
ocorrência de incidentes, tais como o fechamento temporário de uma faixa
de tráfego, e caso não haja nenhum incidente a ser simulado este arquivo
vazio deverá constar nos dados de entrada.
Resultados e Discussão
Simulações realizadas em exemplos com dados não reais foram
realizadas obtendo-se resultados satisfatŕorios. A simulação com os dados
reais da malha central de Londrina não foi realizada devido a falta do arquivo
da matriz O-D que é obtida através do software QueensOD que não está
disponível para download pelos desenvolvedores. No entanto foi possível
trabalhar com estudos já aplicados na malha de Londrina, e obter todos os
outros arquivos necessários para a simulação.
Durante o uso do INTEGRATION é possível acompanhar o
movimento dos veículos em uma tela mostra a malha analisada durante todo
tempo de simulação. Também é mostrada a situação do trafego em relação
à velocidade e aos comportamentos do semáforo.
Após o término da simulação, arquivos de saída gerados apresentam
dados sobre o comportamento do tráfego como total de atraso, fila, consumo
de combustível, emissão de poluentes e variação de aceleração durante os
possíveis percursos.
Conclusões
Este trabalho teve como objetivo o aprendizado de técnicas de
microsimulação de tráfego urbano. Desta forma, a utilização do
INTEGRATION e a elaboração dos arquivos necessários para seu
funcionamento permitiram a compreensão de técnicas de controle e
otimização das variáveis semafóricas do tráfego. Mesmo não tendo sido
concluída a simulação final devido à ausência do arquivo Origem-Destino,
responsável por fornecer as demandas e rotas da malha, foram simulados
exemplos que demonstraram o INTEGRATION é um dos softwares
recomendado para os casos em que o fluxo de veículos é elevado e
semelhante na via principal e nas transversais, que é o caso analisado na
região central de Londrina.
Agradecimentos
Anais do XIX EAIC – 28 a 30 de outubro de 2010, UNICENTRO, Guarapuava –PR.
Ao CNPq pelo financiamento através de bolsa de estudos PIBIC ao
autor deste trabalho e a UEL pela estrutura necessária para a realização do
mesmo.
Referências
Dutra, C. B. (2005) Avaliação da Eficiência de Métodos de Coordenação
Semafórica em Vias Arteriais. Tese de Mestrado, Universidade de
São Paulo.
Van Aerde, M. (2004) INTEGRATION Release 2.30 - User’s Guide –
Volume I e II
Robertson, D. I. (1968) TRANSYT: A traffic network study tool. Tech
report, Road Research Laboratory, Crowthorne, England.
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