ENGENHARIA DE TRÁFEGO
- Princípios Básicos
4. FLUXO DESCONTÍNUO - MÉTODOS DE ANÁLISE
Eng.Hugo Pietrantonio, Prof.Dr.
LEMT/PTR-EPUSP, ADDENDUM
ENGENHARIA DE TRÁFEGO
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3. Fluxo Contínuo
ELEMENTOS QUE OPERAM EM FLUXO DESCONTÍNUO
CONTROLE DE TRÁFEGO EM FLUXO DESCONTÍNUO
INTERSEÇÕES NÃO SEMAFORIZADAS
INTERSEÇÕES SEMAFORIZADAS
CORREDORES ARTERIAIS
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3. Fluxo Descontínuo: Elementos ...
condições operacionais determinadas por fatores "externos" à corrente
de tráfego (semáforos, outras correntes de tráfego prioritárias)
que causam interrupções periódicas do fluxo (podem afetar
grande extensão da via).
Interseções: são os locais onde normalmente estão presentes os
fatores que causam Interrupções e podem dominar as condições
de tráfego à montante atrasos.
(segundo o U.S.HCM 2000, para espaçamentos até 3,6 km)
Outros Elementos:
- Rotatórias de pequeno diâmetro
- Travessias de pedestres
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3. Fluxo Descontínuo: Elementos ...
L
L
1 1 nd
T
=

d


n
.
d

 
.d
d
T
Fluxo interrompido:
V
V
V V L T
(nd: no. de pontos de atraso ou demora no trajeto L)
V: velocidade de percurso média (diferente de V média global)
função das características da via arterial (fora das filas)
é pouco afetada pelo fluxo de tráfego !
d T : atraso médio por veículo (global: D T  q. d T em veículos-hora)
função das condições de demanda e oferta nas vias,
do tipo de interseção e de controle de tráfego
tipos:
regular: fixo ou variável, de controle/fluxo, geométrico ...
sobre-atraso: aleatoriedade e sobre-demanda.
número médio de paradas por veículo: desaceleração/aceleração
afeta consumo de combustível, emissão de poluentes
( p k probabilidade de parar k vezes)
d T   p k . d Tk
(taxa de paradas global: H  q. h )
h  k p k . k
atraso parado ( dk ) ou tempo dispendido em filas (  d T , atraso total)
P
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3. Fluxo Descontínuo: Elementos ...
Interseções: definições básicas
aproximação (chegada): cada trecho de
via que chega à interseção;
afastamento (saída): cada trecho de via
que sai da interseção;
movimento (manobra): cada origem/destino
de veículos ou pedestres.
corrente de tráfego: conjunto de
movimentos de uma aproximação.
- deve-se considerar os veículos e também os pedestres, ciclistas ...
- os conflitos entre manobras são mais comuns em interseções
- preferência no uso da via segundo a sinalização de controle de tráfego
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3. Fluxo Descontínuo: Elementos ...
Conflitos em interseções: há conflito quando dois ou mais veículos
procuram ocupar o mesmo espaço da via num mesmo instante.
- relevância dos conflitos é função dos volumes de tráfego
nos movimentos conflitantes (capacidade e desempenho
dependem de brechas adequadas no fluxo conflitante)
- outros fatores relevantes são n. ligações, n. de faixas, n. de
mãos de direção, tipo de interseção e de controle de tráfego
- periculosidade do conflito é função da intervisibilidade entre os
movimentos conflitantes e da velocidade relativa de impacto (VRI).
Tipos de Controle de Tráfego:
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3. Fluxo Descontínuo: Controle ...
Tipos de Controle de Tráfego em Interseções
Regras gerais de prioridade sem sinalização regulamentadora no local:
-cruzamento: Brasil, têm prioridade os fluxos que vêm da direita
Brasil, UVC/EUA: prioridade ao fluxo vindo
da face interna (nearside=lado interno,
oposto à posição do motorista no veículo).
UK, Austrália: prioridade ao fluxo vindo
da face externa (offside=lado externo, do motorista).
-quem muda para via deve dar prioridade aos demais fluxos.
- CTB/1997: quem entra em rodovias ou rotatórias deve dar prioridade.
- ainda existem situações ambíguas, pelo menos do ponto de vista legal
(exemplo: conversões direita e esquerda opostas, ...)
- pedestres: no Brasil, a lei é ambígua e, ainda assim, desrespeitada !?!
(exemplo: preferência do pedestre diante de conversões ...)
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3. Fluxo Descontínuo: Controle ...
Interseções sem sinalização de preferência:
todas as correntes de tráfego são interrompidas (para qualquer fluxo
há sempre uma outra corrente cruzando que vêm da direita).
tipos de movimento:
permitidos: podem ser realizados
quando não houver outro veículo
com preferência (prioritário).
proibidos: não podem ser realizados.
regulamentação de circulação:
positiva - sinais R25a, b, c, d
negativa - sinais R3, R4a,b, R5
- em geral admissível para VDM até 1000 a 1500 (150 v/hora-pico)
menos de 2 colisões angulares/ano (ou atropelamentos)
- problemas:
segurança - acidentes, conflitos
capacidade - veículos/hora
desempenho - atrasos, filas
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3. Fluxo Descontínuo: Controle ...
Regulamentação de Circulação:
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3. Fluxo Descontínuo: Controle ...
Interseção com sinalização de prioridade:
somente fluxo secundário é interrompido (fluxo principal é contínuo)
tipos de movimentos:
principais: têm preferência no uso da
via (nessa direção).
secundários: devem dar preferência
ao fluxo principal.
proibidos: não podem ser realizados.
há uma hierarquia de prioridade entre os fluxos da via principal e secundária
- fluxos da via principal x fluxos da via secundária
- fluxos de conversão x fluxos diretos em cada via
- via principal: fluxos diretos x fluxos de pedestres x fluxos de conversão
- secundária: fluxos de pedestres x fluxos diretos x fluxos de conversão
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3. Fluxo Descontínuo: Controle ...
Objetivo da sinalização de prioridade:
- definição afirmativa de fluxos prioritários;
- reduzir conflitos e acidentes (lateral, atropelamentos);
- melhorar tráfego para fluxos prioritários
dê preferência:
em geral VDM até 3000 (300 v/hora-pico)
VSA maior que 15 à 30 km/hr
pare simples:
em geral VDM até 8000 (800 v/hora-pico)
VSA menor que 15 à 30 km/hr
aspectos locais de segurança
cuidados:
dificuldade:
Qp/Qs > 1,5 a 2,0;
geometria consistente com prioridade.
regra estática (tráfego varia ao longo do dia)
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3. Fluxo Descontínuo: Controle ...
Interseção com sinalização semafórica:
programável, mas quase sempre todos os fluxos são interrompidos.
tipos de movimentos:
protegidos: movimentos autorizados e
prioritários em algum estágio.
permitidos: movimentos autorizados mas
secundários (usando brechas).
proibidos: movimentos não autorizados
em nenhum estágio do semáforo.
durante a operação do semáforo, a indicação luminosa define movimentos:
autorizados: movimentos com operação autorizada em um período (verde ...)
interrompidos: movimentos não autorizados em um período (vermelho ...)
(existe um período de entreverdes para segurança na mudança de controle)
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3. Fluxo Descontínuo: Controle ...
Objetivos da instalação de semáforos
reduzir conflitos por divisão no tempo
reduzir acidentes (lateral, atropelamentos)
reduzir atrasos para fluxos “secundários”
economizar policiamento em períodos normais
Justificativas para implantação de semáforos
movimentos conflitantes com volume grande (VDM>8000);
tráfego principal contínuo (semi-atuado);
interseções complexas com muitos conflitos;
movimentos conflitantes com grande volume de pedestres;
índice de acidentes altos (elimináveis);
implantação de movimento progressivo;
controle de áreas congestionadas (V>C);
situações locais (visibilidade, ...).
Condições que dispensam implantação de semáforo
semáforos próximos formam pelotões;
circulação permite eliminar cruzamentos.
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3. Fluxo Descontínuo: Controle ...
Análise dos Conflitos em Interseções:
3
tabela de conflitos: assinala somente os conflitos de cruzamento (x)
e convergência na intersecção (c), mas não de divergência ...
(i.e., apenas conflitos entre correntes de tráfego diferentes).
Movimentos
1
2
3
4
1
c
x
2
c
3
x
c
4
c
-
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3. Fluxo Descontínuo: Controle ...
diagrama de movimentos concordantes: assinala, dois a dois, os
movimentos não-conflitantes (compatíveis, que podem operar juntos)
movimentos admissíveis: condições de conflito aceitáveis.
compatíveis
admissíveis
- estratégias usuais para reduzir os problemas decorrentes dos conflitos:
definir preferência (vias principais e secundárias)
separar conflitos no espaço (canalização de tráfego)
separar conflitos no tempo (controle semafórico)
- quando for impossível eliminar todos os conflitos (ou desnecessário por
serem pouco importantes) alguns movimentos podem permanecer como
movimentos secundários.
- manobras podem ser decompostas em etapas (se é possível acomodar o
veículo nas aberturas do canteiro intermediário)
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3. Fluxo Descontínuo: Controle ...
- algumas vezes é necessário proibir alguns movimentos para eliminar
os conflitos e tornar a operação menos complexa na interseção.
todos os
todas as
movimentos
conversões
permitidos
à esquerda
proibidas
- naturalmente é necessário prover itinerários alternativos para os usuários
que realizam as manobras que serão proibidas (desvios, retornos,...)
- pode-se admitir algum grau de interferência (redução de V) na via principal ...
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3. Fluxo Descontínuo: Controle ...
Canalização de Tráfego: definição de trajetórias das manobras para separar
movimentos conflitantes (sinalização horizontal, ilhas e refúgios) para
reduzir número de pontos de conflito, o risco e gravidade de acidentes.
Ações: - desencorajar movimentos proibidos (errados)
- definir claramente as trajetórias corretas
- geometria consistente com velocidade e prioridade
- eliminar pontos com conflitos importantes simultâneos
- dar visibilidade à sinalização e aos fluxos conflitantes
- separar correntes de tráfego com velocidades diferentes
- prover refúgios para movimentos de pedestres
VER EXERCÍCIO CANALIZAÇÃO
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3. Fluxo Descontínuo: Controle ...
Controle por Semáforos: definição de períodos sucessivos em que o direito
de uso da via é alternadamente cedido a grupos de movimentos
compatíveis ou admissíveis (pouco ou não conflitantes).
Estágio: cada intervalo de tempo em que o conjunto movimentos autorizados (
ou bloqueados ) não se altera. Sequência completa: ciclo semafórico.
Entreverde: intervalo de tempo entre estágios sucessivos ( no qual ocorre
alteração do conjunto de movimentos autorizados e bloqueados) - I
Intervalo de Amarelo: aviso da mudança de estágio iminente (no caso
de pedestres, é substituído pela indicação luminosa piscante ...) - Ia
Intervalo de Vermelho de Segurança: destinado a evitar conflitos entre
os veículos de estágios sucessivos (Vermelho de Limpeza) - Iv
Tempos de foco: duração real de cada período da operação semafórica - g,r,I
Grupo/Fase Semafórica: cada conjunto de movimentos comandados por uma
mesma sequência de indicações luminosas nos estágios do ciclo.
Grupo de Tráfego: os movimentos de um mesmo grupo/fase semafórica, que
utilizam um dado grupo de faixas (de uma mesma aproximação)
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3. Fluxo Descontínuo: Controle ...
Semáforos: controlador semafórico
+ grupos focais ...
Tipos de controladores: eletromecânicos ou eletrônicos
de 2, 3, 8 ou + fases/estágios
de 1 ou + planos de tráfego
isolados ou centralizados
(comandados por computador).
Modos de operação:
Modos de coordenação:
de tempos fixos
semáforos isolados
semi-atuados pelo tráfego
coordenação arterial
atuados pelo tráfego
coordenação por área
... lógica de atuação
... dinâmicos
Tipos de detetores:
de passagem, de presença, de fila,
indutivos, óticos, mecânicos, vídeos.
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3. Fluxo Descontínuo: Controle ...
Plano Semafórico: define o controle da interseção semaforizada
Diagrama de Estágios, Diagrama de Tempos (Diagrama de Barras) de
cada Plano, Tabela de Trocas de Planos (Tabela Horária)
Diagrama de Estágios: mostra os
movimentos autorizados ou
bloqueados em cada estágio.
Diagrama de Tempos: mostra a alocação
do tempo às indicações luminosas
de cada fase/grupo de tráfego
Tabela de Trocas de Planos: define os
horários e dias para início da
operação de cada plano semafórico
(programação regular por
dia da semana, dom., seg., ter., ...,
e para datas especiais)
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3. Fluxo Descontínuo: Controle ...
Plano Semafórico: Tabela de Movimento/Estágio, Diagrama/Tabela de
Movimento dos Grupos, Matriz de conflitos e de Entreverdes ...
Tabela de Movimentos/Estágios: mostra os
movimentos autorizados em cada estágio,
permitindo identificar fases e grupos focais
(é suficiente representar grupos/estágio).
Tabela/Diagrama de Movimento
dos Grupos: mostra uso dos
estágios pelas fases semafóricas
e pelos grupos de tráfego.
Matriz de Conflitos e de Entreverdes:
mostra conflitos entre fases semafóricas
e tempos de entreverdes requeridos
entre grupos de tráfego conflitantes
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3. Fluxo Descontínuo: Controle ...
Definição de plano semafórico: é um dos aspectos mais críticos do
projeto de uma interseção semaforizada.
diretrizes:
- o número de estágios deve ser o menor possível (de
preferência 2) para reduzir o tempo perdido;
-o número de movimentos simultâneos e sem conflito
deve ser máximo, especialmente os fluxos maiores e/ou
os movimentos da mesma aproximação;
- introduzir estágios específicos para conversão à
esquerda quando o fluxo de conversão e/ou o fluxo
oposto de veículos for excessivo;
- introduzir estágios específicos para pedestres quando
seu fluxo e/ou o fluxo oposto de veículos for excessivo
- a ordem dos estágios deve ser a que produz maior
segurança e rendimento na interseção;
- a proibição de conversão à esquerda deve ser decidida
examinando o corredor ou área como um todo, provendo
itinerários adequados aos desejos de viagens com locais
especiais para conversão.
VER EXERCÍCIO PLANO SEMAFÓRICO
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3. Fluxo Descontínuo: Controle ...
Tratamento para conversões:
- as conversões à direita podem ser eliminadas dos semáforos quando seu
volume for significativo e houver possibilidade de construir uma faixa de
conversão canalizada (uma pista exclusiva para conversão);
- no Brasil é preciso sinalização semafórica específica para qualquer
tratamento especial para a conversão à direita (existem alguns países
onde é possível sinalizar a autorização da conversão à direita permitida
mesmo com indicação de vermelho para sua aproximação e outros
países em que a autorização é a regra normal e é preciso sinalizar a
proibição nos locais em que for insegura), exceto quando a conversão
puder ser acomodada em pista para conversão canalizada e sinalizada.
- as conversões à esquerda podem ser permitidas ou protegidas (é preciso
sinalizar a proibição de conversão à esquerda em um semáforo e
aconselhável sinalizar os períodos em que o movimento é permitido ou
protegido, embora nem sempre seja necessário fazê-lo).
- as faixas/pistas exclusivas para conversão devem ser providas quando: o
fluxo de conversão for significativo (evita bloqueio) ou houver estágio
com fluxo de conversão protegido.
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3. Fluxo Descontínuo: Controle ...
- a ordem do estágio com conversão à esquerda protegida no ciclo semafórico
é uma questão importante e controvertida:
conversão principal protegida antes do fluxo direto oposto:
limpa os veículos em espera para
conversão (evitando bloqueio e aproveitando
a reação mais rápida dos condutores); opera
adequadamente com conversão secundária
permitida (evitando armadilha de segurança);
conversão principal protegida depois do fluxo direto oposto:
inicia ambos os movimentos diretos
simultaneamente (evitando mal-entendimento
e indecisão pelos condutores); evita conflitos
da conversão protegida com a travessia de
pedestres paralela (que ocorre antes do
início da conversão protegida).
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3. Fluxo Descontínuo: Controle ...
Tratamento para pedestres:
- concorrente: a preferência dos pedestres diante dos movimentos de
conversão é a regra de controle de tráfego vigente quando ambos os
movimentos são autorizados (apesar de não respeitada como deveria
ser, ainda é uma situação segura para baixos fluxos de conversões);
- carona: o controle semafórico dos fluxos veiculares pode garantir que alguns
fluxos de pedestres naturalmente não tenham conflitos durante alguns
estágios (exemplo: travessias de linha de retenção com sentido único);
- estágio protegido: sempre que as condições anteriores não ocorrem em
condições seguras, pode-se interromper fluxos veiculares conflitantes
para garantir a travessia segura para fluxos de pedestres específicos;
- estágio exclusivo: pode-se interromper simultaneamente todos os fluxos
veiculares e, em decorrência, atender simultaneamente todos os fluxos
de pedestres em um único período (de duração adequada); esta
estratégia somente deixa de ser vantajosa quando a duração necessária
para o período é muito grande e/ou motiva desrespeito pelos veículos.
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3. Fluxo Descontínuo: Controle ...
Tratamento para pedestres:
- a seleção do local seguro para as travessias de pedestres (faixas de
pedestres) é muito importante; em princípio, todos os locais de travessia
devem receber tratamento seguro e a exclusão deve ser uma exceção;
- a posição do estágio protegido de pedestres é um aspecto muito importante:
o estágio protegido antes das conversões é, em geral, mais
seguro para os pedestres (veículo inicialmente parado)
o estágio protegido depois das conversões é mais produtivo
para os veículos (fluxos opostos inicial junto em pelotão)
- a posição do estágio exclusivo de pedestres é também muito importante:
o estágio exclusivo após a via principal (estágio mais longo):
em geral, menos atraso para pedestres (obediência)
o estágio exclusivo após a via secundária (estágio mais curto):
em geral, conversões de menor velocidade (menor risco)
(neste caso, a preferência varia e manter a consistência é importante também)
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3. Fluxo Descontínuo: Controle ...
Planos Semafóricos Típicos: cruzamentos
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3. Fluxo Descontínuo: Controle ...
Planos Semafóricos Típicos: junções
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3. Fluxo Descontínuo: Controle ...
Interseções Compostas: semaforização + canalização (distâncias reduzidas)
exemplo: atual = interseção simples movimentos principais: 3,6,7
(maior volume de tráfego), cada
movimento principal é parado
em dois estágios no ciclo
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3. Fluxo Descontínuo: Controle ...
exemplo: decomposição da interseção em 2 etapas de cruzamento
retenções internas (filas pequenas):
necessidade de coordenação
restrições: continuidade 3-3’ e 5-5’
(espaço para acomodar fila)
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3. Fluxo Descontínuo: Controle ...
Interseções Compostas: casos comuns com interseções próximas ...
ENGENHARIA DE TRÁFEGO
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3. Fluxo Descontínuo ...
Interseção com
Sinalização
de Prioridade
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3. Fluxo Descontínuo: Int.ÑSemaf. ...
Operação com Fluxos Conflitantes
Sinalização de prioridade: PARE (R1) ou DÊ PREFERÊNCIA (R2)
- definição da via principal
(operação contínua, não interrompida, exceto
para conversões com fluxo oposto, que podem
acabar causando interferências nos demais fluxos)
- manobras secundárias: cedem passagem
(operam em fluxo descontínuo, interrompidas)
hierarquia de prioridade:
0 - fluxos principais da via principal;
1 - conversões à esquerda da via principal;
2 - conversões à direita da via secundária;
3 - fluxos diretos da via secundária;
4 - conversões à esquerda da via secundária.
(naturalmente, interseções mais complexas podem ter outros níveis)
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3. Fluxo Descontínuo: Int.ÑSemaf. ...
Características de operação:
- movimentos secundários ocorrem nas brechas entre veículos das correntes
de tráfego conflitantes no fluxo prioritário: brecha h no fluxo conflitante
(é um movimento prioritário).
- brecha crítica, mínima adequada,  : função
do tempo necessário para realizar a manobra
(depende da aceitação de risco na manobra).
- havendo fila contínua, os demais veículos
passam com um intervalo de seguimento  (=intervalo de saturação).
- movimentos secundários também competem entre si pelo uso das brechas:
- fluxo interferente é um fluxo oposto, que tb é secundário (de outro ...)
- tempo disponível  brecha H   ,
adequada H  
- tempo perdido   0    
 f = H    (n  1).  
2
VER EXERCÍCIO MEDIDA DE BRECHA CRÍTICA
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3. Fluxo Descontínuo: Int.ÑSemaf. ...
Capacidade: tempos disponíveis e bloqueados são variáveis aleatórias !
,
capacidade depende
também da distribuição de intervalos ...
Generalização de Troutbeck: com a distribuição de intervalos de Cowan
L .q 0
e .(  )


C2  L .
 q0 , com
  .
1  .q 0
(1  e )

e 1 . 0    q0




.
aproximação contínua C2  L .
com 0
2


0 : intervalo mínimo fluxo oposto ( q 0máx  3600  S0 : fluxo de saturação)
0
L  1  P : proporção do fluxo livre ( P em pelotão, medido; Tanner: P  q. )
i i
i
Li.qi
e
~


com fluxos por faixa: qi , Pi , i de cada faixa C2  L .
,

q
i
0
   i .
1  i .qi
i
(1  e
)
3600 e

~
L =  (1 - Pi ). i , fluxo oposto total: q0  i qi ( i 
Pi  i .qi )
Si
i q0
i

 .(   )
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3. Fluxo Descontínuo: Int.ÑSemaf. ...
e  q 0 .
.q 0 (com a fluxo total e   0 )
Fórmula de básica (Poisson): C2 
1  e  q 0 .

e  q 0 . 0




aproximação contínua de Siegloch: C2 
com 0
2

q0 2
C

f

C
,
f

1

0
,
1
.(
)
antigo método alemão: 2c c 2
c
1000
  0,6. , na ausência de dados de campo
versão atual utiliza a aproximação de Siegloch
método do HCM/85: usou a mesma fórmula com   0,5.  0,5seg
método do HCM/94: utilizou diretamente a aproximação de Siegloch !
DENATRAN/84: compatível com Fórmula de Tanner ( P    q 0 . )
h
 q 0 .(   )
e
C2  (1  q 0  ).
 q 0 ou C2c  fc .C2 ( L = 1 - q0 .    q0 )
 q 0 .
1 e
  0,25.  1,5seg e   2,25seg /faixa ( 1,0seg com + de 1 faixa)
(manual não explicita fórmula de capacidade e parâmetros adotados)
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3. Fluxo Descontínuo: Int.ÑSemaf. ...
Capacidade com uso compartilhado: dadas as capacidades específicas
fórmula de capacidade compartilhada: CS 
(composição de tráfego para tipos de manobra)
1
Q
 X   Xi , Xi  i
p
Ci
 Ci
i
Interferências: bloqueio de outras manobras, causado por veículos de
manobras secundárias esperando brechas para seu movimento
em geral, avaliadas usando resultados da Teoria de Filas tradicional:
Pr[n=0]=(1-X), Pr[n=k]=(1-X).Xk quanto veículo k da fila causa bloqueio
Interferências nos fluxos principais: causados por veículos da via principal
que compartilham faixas com manobras secundárias na via principal
(eventualmente tb na via secundária, quando há manobras livres ...)
- efeito na capacidade da via principal: C1  f i1.S1 , f i1  1  X i 2 1  Y , Y1  Q1 S
1 
1

- atraso nos veículos da via principal: d  1  P X .d na faixa comum
1
0i 2
i2
2
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- Princípios Básicos
3. Fluxo Descontínuo: Int.ÑSemaf. ...
Interferências entre Fluxos Secundários:
- Interferências cruzada: bloqueio enquanto a posição interferente está ocupada
 fator de impedância: C2e  f 2 .C2 , f 2  1  P0i 2 (Xi 2 )  1  Xi 2
onde P0i 2 (Xi 2 ) é a probabilidade de ter a posição interferente vaga !
quando há mais de um movimento interferente, hierarquia de prioridade
fórmula prática: C ke  f k .C k , f k   j k 1  P0ij (X ij ) 
fórmulas teóricas mais complexas e ainda não validadas ...
(método alemão é recomendado pelo U.S.HCM 97, 2000 ...)
- Interferências entre etapas: quando a manobra usa posições intermediárias
restrição na etapa I: CIe  f I .CI , f I  1  XII
, m=no.posições em II
m 1
restrição na etapa II: QII  mínQI , CI  (sobre-demanda é retida em I)
ENGENHARIA DE TRÁFEGO
- Princípios Básicos
3. Fluxo Descontínuo: Int.ÑSemaf. ...
Atrasos: de controle + de congestionamento
atraso total: espera pela brecha + espera na fila
Fórmulas dinâmicas:
- fórmula generalizadas (integrais, com período TP e n 0  0 ): d 2  d c  d Q
d c  d min  1
para cada manobra (tempo no topo da fila)
C
Tp 
8.k.X 
2
dQ 
.(X  1)  (X  1) 
 (tempo na fila)
4 
C.Tp 
Q
d Q comum a todas as manobras, com X    X i !
C
- pode-se usar as fórmulas recursivas gerais
- expressão mais criteriosa da espera pela brecha pode ser deduzida
como nas fórmulas estacionárias mas em geral é menos importante ...
ENGENHARIA DE TRÁFEGO
- Princípios Básicos
3. Fluxo Descontínuo: Int.ÑSemaf. ...
Fórmulas estacionárias:
- espera pela brecha (atraso do veículo no topo da fila):
e q1.( )
1 q1. 2 (1o.veículo, topo da fila)
d mín 
 
q1.(1  q1  )
q1
2
depende de qual é a manobra do veículo no topo da fila
q1.
e
1
para pedestres, em geral admite-se d 2  d mín 

q1da fila): q1
- espera total (incluindo o tempo para
chegar
ao
topo
d mín  .X 2
q2
e q1.  q1 .  1
ou
d2 
, X2 
, =
q1.
1 X2
C2
q1 .(e  1)
.X 2
d 2  d c  d q  d mín (1 
)
, dc : atraso de controle
1 X2
dq : atraso de congestionamento
 + d mín
=
, d c  d mín (compatível com Tanner e Troutbeck)
d mín
depende das características de todas as manobras na faixa !
características médias podem ser calculadas
ponderando por Xi
( q1. q 2 .)
aproximação de Harders:d 2  1  e
(compatível com Siegloch)
C2  q 2
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3. Fluxo Descontínuo: Int.ÑSemaf. ...
Outras Medidas de Desempenho:
fila: n 2  q 2 d 2 é a fila média (estacionária).
- com fórmulas dinâmicas, a fila média usa o fluxo médio incluindo pico
e pós-pico e também interessa calcular a fila máxima no período !
- em geral, adota-se um fator de segurança igual a 1,5 ou 2,0 para fila
máxima provável (para representar o efeito da aleatoriedade).
medidas secundárias (Troutbeck):
probabilidade de parar: PP  1 (1 X).(1 1. . q 1 ). e  ( 1)
1
número de movimentos/veículo: N  n 2 com Nm 
v
1 e .2
Nm
=número de paradas/veículo na fila, onde veículos/brecha
estas são fórmulas que admitem condições estacionárias e q<C !
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3. Fluxo Descontínuo: Int.ÑSemaf. ...
exemplo: q 2  180v / h  0,05v / s ,   6seg ,  2  3seg
q 1  900v / h  0,25v / s ,  P  0,6 , 1  2seg
0,4.0,25


 0,20 / seg
capacidade – Troutbeck  L  1 0,6  0,4 ,
1

2
.
0
,
25
e 0, 20.( 62 )
C 2  0,4.
.900  358,5v / h
1  e 0, 20.3
(os outros métodos forneceriam valores entre 308v/h e 390v/h)
,51  1 (fórmula estacionária ou dinâmica)
atraso: para X 2  180 358,5  03600
- fórmula dinâmica: d c  D min  358,5  10,04seg , para TP  0,25h e   1
900 
810
. . ,51 
2
dq 
. 0,51  1  0,51  1 
  9,99seg  d 2  20,03seg
4 
358
,
5
.
0
,
25

e0, 25.( 62 )
1
0,25.22
- fórmula estacionária: D min 
6

 1125
, seg
,,25 .0,512
e0,25.3  0,25.3  10,25.(1 0,25.2)1125
, 01314

 1314
,
 d2 
 24,3seg
0,25.( e0,25.3  1)
1 0,51
, v (ou n 2  0,050.20
,3  1,0v )
outras medidas: fila n 2  0,05.24,3  12
, 20.( 62)
0,51).(1 20
. ,25). e
 0,89
probabilidade de parar Pp  1 (1
1
12
,
 0,54
0, 20.3  2,2  N v 
e movimentos/veículo N m 
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3. Fluxo Descontínuo: Int.ÑSemaf. ...
Casos Especiais
Múltiplas faixas na aproximação secundária:
- em geral, máximo de 2 faixas adjacentes para fluxos secundários.
- os fluxos em cada faixa podem ou não ser interferentes !
- restrições de visibilidade (o veículo de uma faixa reduz a
visibilidade do fluxo oposto para o veículo de outras faixas);
- conflitos entre os movimentos secundários adjacentes
(especialmente quando a via receptora tem apenas 1 faixa);
- apenas interferência
tb interferência
por visibilidade
por fluxo oposto
- interferência justifica a inclusão do fluxo na faixa com manobra
mais fácil como conflitante do fluxo nas demais faixas;
- em qualquer caso, impõe-se a observação também do limite de
capacidade da via receptora.
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3. Fluxo Descontínuo: Int.ÑSemaf. ...
Rotatórias de pequeno diâmetro:
- considerada como um conjunto de interseções com sinalização de prioridade
- rotatória convencional dá prioridade ao fluxo circulante na rotatória em todas
as
aproximações (compatível com a regra geral de prioridade
inglesa no
cruzamento entre veículos; incluída no novo CTB/97);
- rotatória não convencional determina a prioridade entre fluxos circulante e
entrante em cada aproximação com sinalização específica (maior
flexibilidade na definição do controle de tráfego);
- análise pode seguir o procedimento geral, mas a proximidade das
interseções torna a alocação dos fluxos entre faixas dependente da
proporção do fluxo que fica ou sai da rotatória antes de cada
aproximação (julgamento do técnico ou observação do local);
(há métodos específicos para rotatórias convencionais, que avaliam a
capacidade para o fluxo entrando em cada aproximação; dados obtidos
com métodos australianos, alemães e franceses são mais conservativos
que os obtidos com métodos ingleses).
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3. Fluxo Descontínuo: Int.ÑSemaf. ...
Faixas de entrada livre (com ou sem adição de faixa):
- os fluxos da via secundária
podem receber
faixas de entrada livre,
permitindo que
pelo menos a
conversão à direita
seja feita
sem fluxo oposto.
Faixas de extensão reduzida:
- pode ter eficiência parcial (não há métodos de análise validados)
(método alemão é recomendado pelo U.S.HCM 97, 2000 ...)
- apenas para faixas de entrada livre com extensão reduzida o efeito é claro
(fila de outra manobra compartilhando faixa anterior causa bloqueio)
VER EXERCÍCIO REPARTIÇÃO DE CAPACIDADE *
VER EXERCÍCIO INTERSEÇÃO CANALIZADA *
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3. Fluxo Descontínuo: Int.ÑSemaf. ...
Comentários sobre os Procedimentos Existentes:
- de forma geral, todos não tratam dos efeitos das intervenções sobre a
segurança de tráfego e dos efeitos sobre os fluxos de pedestres
(incluindo atrasos, acidentes, segregação) e existe pouca validação dos
métodos de análise de interseções sem semáforos no Brasil,
reconhecendo o comportamento típico dos motoristas brasileiros;
- aplicação criteriosa dos métodos existentes é mais recomendável ...
- método do DENATRAN/84 baseado em estudos ingleses/escoceses (Tanner)
. não detalha a identificação dos fluxos conflitantes e não trata a interferência;
. não considera efeito da composição de tráfego (na via principal ou
secundária);
. não fornece parâmetros e equações básicas de cálculo (somente gráficos);
. não considera a influência de fatores locais nos parâmetros de operação;
. não avalia atrasos ou outras medidas de serviço (com exceção da
capacidade);
. trata uso compartilhado de forma dúbia (análise por manobra ou posição);
. não existe estudo empírico conhecido sobre a validação do método no Brasil.
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3. Fluxo Descontínuo: Int.ÑSemaf. ...
- métodos do HCM/85, 97, 2000 permitem eliminar maior parte das deficiências
. HCM/85-97: baseados no método alemão com a fórmula de Poisson discreta;
(HCM-94 foi baseado no método alemão com a fórmula de Siegloch)
. HCM/85-97 detalham identificação de fluxos conflitantes e de interferência;
. HCM/85-97 consideram o efeito da composição de tráfego na via secundária;
. HCM/85 considera a influência de fatores locais nos parâmetros de operação;
. HCM/97 despreza a influência da maioria dos fatores locais sobre a operação;
. HCM/85 não avalia atrasos (a reserva de capacidade é a medida de eficácia);
. HCM/97 avalia o atraso com fórmula dinâmica (sem distinguir os movimentos);
. HCM/97 usa o atraso médio parado como medida de eficácia;
. HCM/97 trata da interferência nos fluxos principais (bloqueios de faixas ...);
. HCM/2000 mantém critérios do 97; inclui interferência de pedestres, ...
VER EXERCÍCIO INTERSEÇÔES NÃO-SEMAFORIZADAS
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3. Fluxo Descontínuo ...
Interseção com
Sinalização
Semafórica
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3. Fluxo Descontínuo: Int.Semaf. ...
Operação em Aproximações Semaforizadas
Fluxo de saturação (S): é o fluxo máximo possível no escoamento dos veículos
na dissipação da fila de uma aproximação (para um certo grupo de
tráfego), se 100% de tempo de verde estiver disponível, nas condições
existentes de via e tráfego, a partir de uma fila contínua.
Capacidade de tráfego (C): é o fluxo máximo possível no escoamento de
veículos numa aproximação, ou grupo de tráfego, nas condições
existentes de via, tráfego e sinalização (incluindo os tempos de semáforo).
t 
Cd  d ,ef  u.S, d ,ef  d
td  tb
tempo disponível: t d  g  Ia
tempo bloqueado: t b  r
(verde mais amarelo)
(vermelho)
tempo de ciclo: t c  t d  t b  g  Ia  r
tempo efetivo: t d,ef  gef  g  Ia  
(verde efetivo)
g ef
d ,ef  u 
taxa de tempo efetivo:
(taxa de verde efetivo)
tc
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3. Fluxo Descontínuo: Int.Semaf. ...
Tempo de verde efetivo: é o tempo de verde equivalente necessário
para escoar com o fluxo de saturação o número máximo possível de
veículos acumulados por ciclo (observado quando a operação está
saturada para um certo grupo de tráfego)
Tempo morto: é o tempo perdido no início e término do movimento da fila
Medição em campo: completa e precisa
apenas com ciclo saturado, em que
a fila não chega a ser totamente
dissipada no tempo de verde.
N
g ef  máx ,   g  I a  g ef
S
( N máx é o número máximo de veículos
escoados por ciclo, com fila contínua,
média de 5 ou mais medições)
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3. Fluxo Descontínuo: Int.Semaf. ...
representação da operação:
real: g  I a  r  t c
efetivo: g ef  ref  t c
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3. Fluxo Descontínuo: Int.Semaf. ...
Taxa de ocupação (ou solicitação de verde efetivo) de um grupo de tráfego
veicular (y=Q/S): é a razão entre a demanda de tráfego existente e o
fluxo de saturação do grupo de tráfego considerado.
a taxa de solicitação indica a proporção mínima do ciclo que deve ser
verde efetivo para que o grupo de tráfego veicular tenha a demanda
atendida (é a medida de necessidade de verde efetivo do grupo)
Atendimento da demanda: para grupo de tráfego i deve-se ter Qi  Ci
Q
g ef
g efk (i )  i  t c  yi  t c
.S
Qi  t c  Si  gefk (i ) (pois C 
), ou seja,
Si
tc
( k(i) é o estágio, ou conjunto de estágios, em que o grupo i opera)
Taxa de saturação (ou solicitação de capacidade) de um grupo de tráfego
veicular (x=Q/C): a razão entre demanda e capacidade é X  y
e
u
g ef
g rf
g rf
y
y
y
y
u

 X=  g ef  .t c 
.ref ou

tc
g ef  ref
u
X
Xy
ref
Xy
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3. Fluxo Descontínuo: Int.Semaf. ...
Atraso em aproximações controladas por semáforos:
componentes: o atraso regular e o sobre-atraso (ou atraso aleatório)
Fórmula de Webster: termo determinístico, termo aleatório, termo correção
1
2
2
g
(1  u )
x
q
q
y
 t c  3 25.u 
d 
.t c 
 0,65. 2  .x
, 
, y  , u  ef , x 
2.(1  y)
2..1  x 
3600
S
tc
u
 
fórmula original de Webster, estacionária (inadequada para X>0,9)
- primeiro termo (determinístico) corresponde ao atraso regular com
chegadas uniformes ao longo do ciclo, sem sobre-demanda ...
- o segundo termo (aleatório) corresponde ao efeito estacionário da
aleatoriedade com base na suposição de chegadas poissoniadas e
escoamento regular da fila, sem sobre-demanda ...
- terceiro termo é uma correção obtida através de estudos de simulação
atualmente: fórmulas dinâmicas (período T), com efeito de pelotões, ...
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3. Fluxo Descontínuo: Int.Semaf. ...
Atraso regular, chegadas uniformes: q  Q  C fluxo uniforme no ciclo
dissipação da fila: gs é tal que (r  g s ).q  g s .S  g s  q S .r  y .r r  g s  r
q
1 y
1 y
1

o atraso total por ciclo é
S
( r  gs )
q. t c 2 (1 u )2
q. r 2
D c  n max .


2
2.(1 y)
2.(1 y)
o total de veículos por ciclo é N c  q. t c
t c .(1 u )2
(1 u )
 d ru 
ou
.r
2.(1 y)
2.(1 u. X)
(dado u, cresce com o tempo de ciclo !)
que é chamado de atraso determinístico d ru regular e uniforme, isto é:
(1  u )2
(1  u )
r para X=1 (que equivale a u  y )
tendo-se
d ru 
.tc
d ru 
.tc 
2.(1  y)
2
2
e também para X>1 (sempre passarão q  C  u.S  Q apenas ) !
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3. Fluxo Descontínuo: Int.Semaf. ...
Atraso regular, chegadas em pelotões: q  Q  C mas fluxo não é uniforme!
r
g
q r . r  q g . g  q. t c  R q  G q  Pr  Pg  1
tc
tc
qg.g
q
g
a razão de fluxo é G 
e a fração de fluxo Pg 
q
q. t c
q
tendo-se Pg  G q . u e Pr  R q .(1 u) (com fluxo
uniforme tem-se G q  R q  1 , Pg  u e Pr  1 u )
1  (G q  R q ).y
q S
dissipação da fila: tal que r.q r  gs .q g  gs .S  gs  r
.r r  gs 
.r
qg
1  G q .y
1
S 1 (G  R ). y
( r  gs )
q
q
o atraso total por ciclo é D c  n max .
 (1 Pg ). q. t c .
.r
2
2.(1 Gq . y)
1  G q .u 1  (G q  R q ).y
1  y 1  G q .u

d r 
.
.(1  u).t c 
.
.[1  (G q  R q ).y].d ru
2
1  G q .y
1  u 1  G q .y
r
tendo-se d r  [1  ( G q  R q ). u ]. para X=1 (u  y ) e também X>1 !
2
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Fator de progressão: d r  PF. d ru  PF 
 
 
1 y 1 Gq . u
.
. 1 Gq  R q . y
1 u 1 Gq . y
em geral, mesmo estimativas desta natureza são insuficientes e os
procedimentos práticos recomendados incluem fatores empíricos ...
HCM/97: PF 
1 Gq . u
 
 
1 y
. fp  fp 
. 1 Gq  R q . y e algo mais ...
1 u
1 G q . y
onde f p é um fator de ajuste que também considera particularidades
do perfil de chegadas no início ou final do verde e vermelho ...
termos desta natureza são essencial para compreender e considerar o efeito
da sincronização semafórica (um dos principais recursos de
coordenação de semáforos que operam em redes interconectadas).
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3. Fluxo Descontínuo: Int.Semaf. ...
Sobre-atraso (sobre-demanda e aleatoriedade, demanda e capacidade):
fórmulas estacionárias: apenas efeito da aleatoriedade (e.g. Webster) ...
1
 X onde
2
2


.(h  s ) (  coeficiente de variação)
ds  .
C 1 X
2
intervalo na demanda e capacidade
efeito entre ciclos: fila residual mesmo quando q<C !
pouco afetada pela existência de pelotões (ou não) !
fórmulas dinâmicas simplificadas: todo período TP , com fila inicial nula
inclui efeitos de aleatoriedade e sobre-demanda
TP n
ds 
. X . A 2  B  A   0 para X>X0 (0 caso contrario) onde
4
.(X+)
A  (X  1) e B=
, com N max  u.S.TP  C.TP ( n max  S.g )
N max


o HCM2000 inclui um termo adicional
relacionado com a fila inicial,
não incluido no sobre-atraso ...
pode-se usar a fórmula recursiva ...
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3. Fluxo Descontínuo: Int.Semaf. ...
Fila em aproximações controladas por semáforos:
componentes: novamente, a fila regular e a sobre-fila
q.(1  u) 2
Fila regular, chegadas uniformes: n ru  2.(1  u.X) .t c , X  Xq  1
fila máxima de veículos parados é n max  q. r
n max
extensão máxima afetada pela fila é z m  n m . v , n m 
1 y
(incluindo seu crescimento durante gs)
1  G q .u
n r  PF.n ru  PF  f p .
Fila regular, chegadas em pelotões:
1  u 1 Gq . u
fila máxima de veículos parados é n max  q r . r  (1  Pg ). q. t c  1 u . n max
extensão máxima afetada é z  n . , n  nmax  z  1  G q .u . 1  y .z
m
m v
m
m
m
1  G q .y
1  G q .y 1  u
C.TP n
Sobre-fila: n s 
.X . A 2  B  A   0 para X>X 0 (0 caso contrario )
4


(ou as fórmulas recursivas aplicadas em períodos sucessivos)
ENGENHARIA DE TRÁFEGO
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3. Fluxo Descontínuo: Int.Semaf. ...
Recomendação para estimativa de filas e atrasos:
- usar fórmulas de fila generalizadas e adicionar a fila regular, com os termos
de correção apropriados (dimensão física, dissipação, ...)
n
- obter atraso por d  d r  d s , sendo d r  r (q=Q ou C) e d s  n s sempre
q
C
Outras medidas de desempenho:
q.( r  g s ) 1  u
p


- número médio de paradas por veículos: regular, uniforme r
q. t c
1 y
1

G
.
u
p
regular, em pelotão p 
(para X<1, ou seja, y<u)
r
1 G p . y
ds
p

p

p

p

r
s
r
ou estocástico, generalizado:
t c (para qualquer X)
inclui paradas múltiplas (paradasveículos parados), mas não paradas
parciais (redução de velocidade diante da fila para evitar parada)
q. r 1 u
max
.
)
- fila máxima (média): regular, uniforme n r  q. r (media: n r =
2
1

y
regular, em pelotão max 1  G p . u
, início do verde (X<1)
nr 
. q. r
1 u
 n s = n max
ou estocástico, generalizado: n máx  n max
r
r +C.d s (qualquer X)
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3. Fluxo Descontínuo: Int.Semaf. ...
Operação das Interseções Semaforizadas (Ciclo)
ck
ck
ck
ck
ck
no ciclo: (g  I a  I v )  t c   (g ef    I v )  t c
k
k
ck
  (g ck
e
ef  I  )  t c
k
tp
gef
k
u
  (u ck  t c  I )  t c  t c 
 Gef  t c  t p
tc
1

U
k
ck
t

I


onde: p
é a soma dos tempos perdidos
k
totais nas mudanças de estágio;
(em certos casos, os entreverdes podem
variar para cada grupo de tráfego).
U   u k é a taxa de verde total (de toda
k
a seqüência
de estágios) no ciclo.
tp
U  1
portanto, a taxa de verde efetivo máxima em uma interseção é máx
t c,máx
onde t c,máx é definido para acomodar expectativas e restrições diversas.
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3. Fluxo Descontínuo: Int.Semaf. ...
Restrições Operacionais: demanda e capacidade no ciclo
Q
deve-se ter g ief  i . t c  y i . t c para todos os grupos de tráfego
S
Taxa de ocupação críticai no estágio:
do grupo de tráfego mais crítico
entre os que operam em um estágio
(ou sequência de estágios com
superposição de movimentos).
Taxa de ocupação da faixa crítica: da
faixa de tráfego com maior solicitação
em um estágio ou sequência de
estágios, considerando a interação
entre os grupos de tráfego que a utilizam
(compartilhamento, bloqueio,
interferências, uso desigual, ...)
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3. Fluxo Descontínuo: Int.Semaf. ...
k
mín
Tempo de ciclo mínimo: com Q=C os grupos críticos devem ter g ef  y ck  t c
tp
mín
mín
k
mín
mín
(g kef  I ck
)

t

(
y

t

I
)

t

t

l
c
ck
c
l
c
c
1 Y
k
k
Taxa de ocupação total ( Yc  y ck , de solicitação de verdec efetivo): é o
k
tempo de verde efetivo necessário
para escoar todas as demandas que
concorrem na interseção semaforizada com o fluxo de saturação.




Tempo perdido total ( t p  I ck
): é o tempo perdido para a sequência
l
k longo do ciclo (pode depender de cada
completa de estágios ao
sequência de grupos de tráfego considerado, mesmo quando os
entreverdes são comuns, pois alguns grupos de tráfego operam
continuamente em mais de um estágio).
Tempo perdido na mudança de estágio ( I    I v ): é o tempo total perdido
para o fluxo de tráfego em cada mudança de estágio (término de um
estágio e início do outro), inclui o tempo morto mais o tempo de
vermelho de segurança (total ou de limpeza) na mudança de estágio
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3. Fluxo Descontínuo: Int.Semaf. ...
exemplo: y12  0,20 , y34  0,40 , y56  0,30 , y78  0,30 , I l1  4seg , I l2  2seg
se não há superposição da operação entre os estágios, pode-se identificar o
grupo de tráfego crítico analisando separadamente os que operam em
cada estágio k e, em princípio, o grupo de tráfego mais crítico é o que
tem maior a taxa de solicitação: y ck  max{y i }
i
no estagio1 : y  max{y ,y }  0,30 , no estagio2 : y  max{y ,y }  0,40
e1
12 56
e2
34 78
tp
6
min
Yc  ye1  ye2  0,70 e t p  I l1  I l 2  6seg  t c 

 20seg
1 Yc 1 0,70
o tempo de verde efetivo total disponível com um tempo de ciclo é Gef  t c  t p
como t p é constante, aumentando o tempo de ciclo tem-se uma taxa de verde
efetivo global maior ( U  G t ) e uma relação volume/capacidade
c
global menor( X c  Yc
)
U
ENGENHARIA DE TRÁFEGO
- Princípios Básicos
3. Fluxo Descontínuo: Int.Semaf. ...
se há superposição da operação entre os estágios, deve-se identificar o grupo
de tráfego crítico analisando seqüências alternativas de movimentos
que cobrem o mesmo período quanto às taxas de solicitação e aos
tempos perdidos observados por cada sequência alternativa.
E1 e E2 tem de ser examinados em 2 casos:
 caso em que A e B determinam o dimensionamento:
1
2
a taxa de solicitação é y A  y B o tempo perdido é I l  I l
 caso em que C determina o dimensionamento:
a taxa de solicitação é y C o tempo perdido é apenas I 2l
o caso crítico é o que determina o maior tempo de ciclo.
em qualquer situação, interseções semaforizadas com taxa de solicitação total
t
maior que 1 p t c ,maxoperarão em condições saturadas (o que decorre da
demanda, dos fluxos de saturação e do plano de operação adotado).
VER EXERCÍCIO REPARTIÇÃO DE CAPACIDADE *
ENGENHARIA DE TRÁFEGO
- Princípios Básicos
3. Fluxo Descontínuo: Int.Semaf. ...
Casos Especiais: fluxos de saturação podem depender do dimensionamento
(tempos) do semáforo e da interação entre grupos de tráfego nas faixas !
- movimentos permitidos (não protegidos...):
Q0 r
, Sp  0
fluxo oposto saturado: q 0  S0 , g s 0 
S0  Q0
fluxo oposto não-saturado: q0  Q0
1  q
(Tanner)
Su  Sp  ( 1 ) q 0 1 0 2q 0  q 0
e
(1  e
)
veículos no final do verde: nf
verde efetivo do movimento permitido:
n
g u  g efp  g ef  g so e ~
g pef = g efp  f
s
(tempo perdido adicional  p  g s0c )
veículos por ciclo: n p  S u g u  n f
capacidade para movimento permitido: n
g
n
n p S u .g u n f
p
 u .S u  f
C p  Cg  Cf 

 S 
g
g
g
tc
tc
tc
(suposições: fluxo direto em movimento, fila de conversão à esquerda abrigada)
ENGENHARIA DE TRÁFEGO
- Princípios Básicos
3. Fluxo Descontínuo: Int.Semaf. ...
- interação entre em
grupos (faixas) de tráfego:
em g s , 2 pode bloquear 1 , depois de
P
m
a 1  1 (1  P1 1 ) veiculos (m1  S1  g so )
1  P1
em g y  g ef  gso , 1 e 2 estão juntos com
q  q2
se  1
(a y  S e  g y veiculos)
Y1  Y2
em ga , 1 pode bloquear 2, depois de
P
m
a 2  2 (1 P2 2 ) veiculos (m 2  n f )
1 P2
I
n f  e (I e tempo de vermelho total excedente)
2,5
a  ay  a2
portanto, S  1
(médio)
gs  g y  ga
a1
a2
g

g

tempos perdidos:  1  g s  g1 no começo ( 1 S ) e  2  g a  g 2 no final ( 2 S )
2
1
(suposições: há uma única faixa, primeiro veículo detido bloqueia a faixa)
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3. Fluxo Descontínuo: Int.Semaf. ...
- interferência do fluxo oposto de pedestres (ciclistas) na conversão:
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3. Fluxo Descontínuo: Int.Semaf. ...
- permitido/protegido ou protegido/permitido:
(
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3. Fluxo Descontínuo: Int.Semaf. ...
- faixas com comprimento reduzido:
L
N a  a  n
no.veículos na faixa reduzida:
v
( n : variação do no.de faixas)
Sa =fluxo de saturação com faixa reduzida
Sc =fluxo de saturação sem faixa reduzida
Na
, S = S a  S c
tempo para escoar fila na faixa reduzida: g a 

S
se g  ga o fluxo de saturação é Sa (La  L c )
N
senão o fluxo de saturação é S  S c  a
g
Lc : comprimento da faixa que pode escoar os veículos N .
com aproveitamento total do verde: N c  S..g  L c  c v
n
- outros casos especiais:
. fluxo de saturação variável (verde >30seg., restrições à montante/jusante);
. faixa de fuga canalizada ou com movimento permitido no vermelho (RTOR);
. baía de conversão ou canteiro para acomodar fila abrigada (sem bloqueio).
- processo iterativo: sempre que depende dos tempos de semáforo
- interação: fazer distribuição dos fluxos por faixa (iguala X ou d por faixa ...)
VER EXERCÍCIO MINIMIZAÇÃO DE ATRASOS
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3. Fluxo Descontínuo: Int.Semaf. ...
Dimensionamento de Semáforos:
- dimensionamento de semáforos isolados:
1. Webster & Cobbe, TRRL - Inglaterra
2. Pignataro, HCM/TRB - Estados Unidos
3. Miller, Akcelik, ARRB - Austrália
Softwares: SIGCAP, SIGSET, SIGSIGN, SIDRA (mais usado)
- sincronização de semáforos
1. Tradicional (manual, tentativa e erro)
2. Numéricos: Little & Morgan, Yardeni, Robertson, ...
Softwares: PASSER II, MaxBand, TRANSYT (mais usado), SIGOP
- controle de semáforos (em tempo real)
1. Centralizados: SCOOT/TRRL, SCATS/ARRB, ...
2. Descentralizados: MOVA/TRRL, LHOVRA/TFK, ...
(em forma limitada nos semáforos atuados tradicionais ...)
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3. Fluxo Descontínuo: Int.Semaf. ...
Tempos de Entreverdes: intervalo de amarelo e de vermelho de segurança
fundamentais na segurança: são calculados de forma a permitir uma
transição segura entre as fases que operam com estágios sucessivos.
- intervalo de amarelo: tempo necessário para vencer a distância de parada:
xp
V2
V
V
x p  V.t r 
, Ip 
 tr 
, Ia ~
 Ip  t p  t r 
2.b
V
2.b
b V2
(a distância de visibilidade necessária é x p  t r .V 
), onde
2.b
tempo de reação (usual 1 seg), b: desaceleração normal (10 km/h.s)
valores usuais: V (Km/h)
<50
60
>70(seg)
Ia (seg)
3
4
5
- intervalo de vermelho de segurança: para limpeza do conflito sXe, corrente
de tráfego que sai e que entra, mais crítico na mudança de estágio
z   v ze
z  v
ou
(sempre fila parada)
z
Iv  s

 S
Iv  s
 2. e a  t re
Vs
Ve
Vs
para pedestres: Iv é piscante (Ipisc) e adota-se margem de 1 seg. ...
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3. Fluxo Descontínuo: Int.Semaf. ...
Plano de Tempos de Fixos: programar tempo de verde (e de ciclo)
Tempo de ciclo ótimo de Webster: busca a minimização do atraso médio
veícular, é o mais utilizado no Brasil (proposto por Webster/TRRL, 1966,
combinando a análise teórica com a observação empírica/simulação):
1,5.t p  5 , onde
q i.di

ót
tc 
d
1  Yc
qi

Yc : a taxa de solicitação global
t p : o tempo perdido total
(segundo Webster, o atraso médio é
pouco sensível ao tempo de ciclo adotado
numa faixa de 75% a 150% do ótimo)
em geral, para adequar-se às expectativas dos condutores adota-se t c  30seg,
t c  t cmáx  90 a 180seg. e g mín  8 a 10 seg. como restrições práticas
note que a limitação de tempo de ciclo máximo significa que há saturação com
tp
(t mín  t máx ) mas o ciclo ótimo é inviável antes ( ót
)
t c  t cmáx
c
c
Yc  1 máx
tc
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3. Fluxo Descontínuo: Int.Semaf. ...
Tempo de ciclo em condições saturadas: não é possível calcular um tempo
t
de ciclo ótimo ou mínimo quando Y  1 (ou Yc  1 p max ) !
tc
distribuição da saturação deve considerar importância das vias!
volume/capacidade pretendido para grupo de tráfego i
X i p : razão
y
p
~
~y  i
y

u
:
taxa
de
solicitação
relativa
do
grupo
de
tráfego
i
(
)
i
i
i
Xi p
tp
prat
~ (ou t c máx, deixando um grupo residual)
tempo de ciclo prático:t c  1  Y
c
(valores de Xp tem de ser ajustados
até que se tenha um ciclo prático)
valores iniciais de Xp :
arteriais
coletoras
locais
(desejado ou aceito)
0,90
0,95
1,00
máximos Tp=15min.
1,10
1,50
2,00
Tp=1 hora
1,00
1,10
1,25
dimensionamento pelo tempo de ciclo prático também pode ser aplicado em
condições não saturadas, especialmente quando as vias interceptantes
são de categoria muito diferentes (forma de priorizar vias principais) !
ENGENHARIA DE TRÁFEGO
- Princípios Básicos
3. Fluxo Descontínuo: Int.Semaf. ...
Alocação do tempo de verde: determinado o tempo de ciclo, o tempo de
verde efetivo disponível (global) G ef  t c  t, pa ser alocado aos estágios
Webster: tempo de verde efetivo alocado proporcionalmente à taxa de
y
ocupação crítica de cada estágio (ou sequência de estágios): g efk  k . G ef
Yc
(objetivo: igualar X para os movimentos críticos de cada estágio e
minimizar o atraso médio por veículo em
a interseção).
y k toda
prat
prat
k
~
com o tempo de ciclo prático g ef  y k .t c  X .t c do grupo crítico no estágio
p
(adotondo o tempo ciclo máximo, um estágio
tem verde efetivo residual)
o tempo de verde de foco para cada estágio é determinado em função da
relação g  g ef    I a ( é o tempo morto e I a é o tempo de amarelo)
no caso de operação superposta em mais de um estágio,
a alocação de verde efetivo deve seguir a hierarquia
de movimentos críticos (por exemplo, se C é crítico
determina-se antes g ef12 e depois aloca-se g ef 1 e g ef 2
satisfazendo relação gef1&2  gef12  Il1 )
ENGENHARIA DE TRÁFEGO
- Princípios Básicos
3. Fluxo Descontínuo: Int.Semaf. ...
os tempos de verde efetivo ou de foco para cada fase (e grupo de tráfego) são
determinados considerando os estágios em que opera (também os
tempos de vermelho efetivo ou de foco, uma vez que valem as relações
ref  t c  g ef e r = t c  g  I a ).
VER EXERCÍCIO ALOCAÇÃO DE VERDE (*)
Tempos de verde mínimo:são impostos para garantir um mínimo de
eficiência na operação (da ordem de 8 a 10 seg) ou um tempo de
travessia adequado para estágios com movimentos de pedestres
se os tempos de verde mínimos não são automaticamente satisfeitos, o
tempo de ciclo é recalculado, adicionando o verde mínimo como tempo
perdido e retirando a taxa de ocupação do estágio correspondente
k
1,5.t´p  t p,fixo  5 onde t
ót

g
p
,
fixo
mín  Ia , t´p  t p  Ik , Y´c  Yc  yk
tc 
1  Y´c
ENGENHARIA DE TRÁFEGO
- Princípios Básicos
3. Fluxo Descontínuo: Int.Semaf. ...
Tempos de Verde/de Ciclo com pedestres:
para os pedestres, o tempo de travessia é representado como
L
sendo que usualmente é dividido em verde e piscante t ped  G m  onde
Vp
Vp  12
, m s (0,9 a 1,4 são valores normais, função de idade, carrinhos...)
e G m  3 a 7 seg. (verde inicial, em função do volume de pedestres)
podem ser adotados critérios alternativos para a repartição entre verde e
piscante: I  L com Vp  1,4a 2m / s ( Vp ) e g ped  t ped  Ipisc
pisc
Vp
L
L
I

(o critério da CET/Sp é pisc
e g ped  t ped 
)
2.Vp
2.Vm
1,5.t p,veic  tp,fixo  5


com estágio exclusivo de pedestres: t p,fixo  t p,fixo  t ped e t c 
1  Yc
com estágio de pedestres com fluxo concorrente (normalmente conversões):
deve-se verificar o verde mínimo gkmín  t ped  Iak  Ikv e, caso não satisfeito,
1,5.tp,veic  tp,fixo  5
tp,fixo  t p,fixo  t ped , tp,veic  t p,veic  Ilk , Yc  Yc  y k  tc 
1  Y
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- Princípios Básicos
3. Fluxo Descontínuo: Int.Semaf. ...
Dimensionamento com Fluxo de Saturação Variável:
-a hipótese de fluxo de saturação constante ao longo do verde (e independente
de sua duração) não é sempre adequada !
-em princípio, existe uma tendência para que o fluxo de saturação caia para
tempos de verde muito grandes ... e todos os casos especiais
anteriormente discutidos (que correspondem à possibilidade de bloqueio
do movimento parte do tempo) também levam fluxos de saturação médios
que dependem fundamentalmente do dimensionamento
VER EXERCÍCIO CONVERSÃO PERMITIDA
- interseções compostas (semaforização + canalização) também: decomposição
da interseção em 2 cruzamentos (distâncias reduzidas) com retenções
internas (filas pequenas); bloqueio interno: necessidade de coordenação.
- processo iterativo: sempre que depende dos tempos de semáforo; com
interação: fazer distribuição dos fluxos por faixa (iguala X ou d por faixa)
VER EXERCÍCIO DIMENSIONAMENTO ITERATIVO
ENGENHARIA DE TRÁFEGO
- Princípios Básicos
3. Fluxo Descontínuo: Int.Semaf. ...
Plano com Atuação pelo Tráfego: programar parâmetros (eventualm/e ciclo)
Uso da atuação: estágios opcionais para vias ou movimentos secundários
vias secundárias com demanda baixa e muito variável
ocorrência de sobre-demanda (incidentes, eventos, ...)
permitem adequar a programação dos semáforos às condições de
demanda e operação (fluxos e filas) de cada ciclo, obtidas de detectores
Lógica tradicional: extensões de verde solicitados por demanda (detecção)
parâmetros usuais de dimensionamento para cada estágio:
- tempo de verde mínimo: no início do estágio solicitado;
- brecha de detecção: intervalo (ou brecha) de espera por detecção;
- extensão de verde: intervalo adicionado se existiu detecção;
- retardo do verde: espera antes da mudança do estágio solicitado;
- tempo de verde máximo: força mudança do estágio, com qq detecção.
no Brasil: parâmetros diferentes por tipo de equipamento e fabricante !
ENGENHARIA DE TRÁFEGO
- Princípios Básicos
3. Fluxo Descontínuo: Int.Semaf. ...
Critérios de dimensionamento: dependem do tipo e posição do detetor !
- tempo de verde mínimo: tempos de travessia de pedestre ou verde de
segurança (alguns controladores podem calcular o tempo de verde
inicial, considerando o número de detecções durante o vermelho e um
parâmetro de adição de tempo inicial, além de umverde inicial máximo);
- brecha de deteccão: identificação do fim da fila (função de hs=1/S,
P(h/S)<90-95%); usualmente, com detectores de passagem, é medida a
  d ,
brecha em que detector permanece livre, que é h  t 0 com
t0  v
V
onde  , são as extensões do veículo e do detector;
v
d
- extensão de verde: usualmente igual a brecha de detecção, se seguro;
- retardo do verde: tempo entre a detecção e a chegada à linha de
retenção deduzida a brecha de detecção, se necessário para segurança
- tempo de verde máximo: baseado no dimensionamento tradicional
com sobre-demanda de 20-50% (ou algo como 50% mais de verde).
ENGENHARIA DE TRÁFEGO
- Princípios Básicos
3. Fluxo Descontínuo: Int.Semaf. ...
Previsão dos (tempos médios: processo iterativo do U.S.HCM 97, 2000 ...
. valores iniciais calculados com os tempos mínimos ( g ef0 , ref0 );
.. duração dos estágios: mínimo g min  e 0  I , máximo g max  I
.. valores iniciais: g0  g min  e0 , gef0  g0  , ref0  t c  gef0
. para cada estágio atuado, dado o tempo de vermelho anterior:
q r . ref0
g

f
.
2
.. tempo médio de dissipação da fila acumulada: s
q
 g ef0 
S  qg
com fq  1,08  0,10. 

v  d
g


max
h

e

t
t

.. tempo médio até.o
fim do verde:
0
0 com 0
e0  t 0   
1 para unidade de extensãoV e0 e  L  e .q.
Cowan: g  e

e
 L .q
  v , d: extensões do veículo e do detector
.. cálculo e verificação dos tempos efetivos e de foco:
duração g  I com g   0  gs  g e ( f  I a ,    0  I a ,  0  0 )
se g  g min  g in  e0 fazer g  g min , se g  g max fazer g = g max
se estágio fixo g  g min  g max , se ciclo fixo redistribuir g
. reiterar; ao final calcular filas e atrasos (com parâmetros ajustados)
VER EXERCÍCIO SEMÁFORO ATUADO
ENGENHARIA DE TRÁFEGO
- Princípios Básicos
3. Fluxo Descontínuo: Int.Semaf. ...
Lógicas alternativas:
controle atuado: reage a intervalos/brechas entre veículos
lógicas avançadas: seleção automática de estágios e tempos ...
em geral exige combinar detecção de intervalos/brechas com
variáveis agregadas (demanda, taxa de ocupação, ...)
controle adaptativo: revisa planos com variáveis agregadas
lógica de ajuste dinâmico: reprogramação ótima em tempo real
previsão da demanda nos próximos ciclos (ou ciclo seguinte)
equipamentos comerciais: MOVA/TRL, LHOVRA/TFK, ...
diversas alternativas, ainda não validadas adequadamente
recursos adicionais: detecção seletiva de veículos (SVD) para veículos de
emergência ou transporte coletivo; detecção/controle de velocidade (SSD)
integrado; monitoração de clima e de painéis de mensagem variável ...
ENGENHARIA DE TRÁFEGO
- Princípios Básicos
3. Fluxo Descontínuo: Int.Semaf. ...
Comentários sobre os Procedimentos Existentes:
- DENATRAN/79: baseado em estudos ingleses (Webster&Cobbe/66)
. estima fluxo de saturação da aproximação (função da largura), não por faixa;
. tratamento simples de casos especiais (faixa reduzida, conversão permitida);
. não considera interações entre grupos de tráfego na mesma aproximação;
. não considera detalhadamente interferências locais (efeito de -15% a +20%);
. apesar de largamente utilizado no Brasil, resultado ruim em muitos casos;
. baseado em estudo antigo (UK: já revisado pelo estudo de Kimber&alli/86);
. Kimber&alli/86 estima fluxo de saturação por faixa, trata melhor conversões
permitidas, produz valores bastante maiores (necessário validação).
. Webster&Cobbe/66 é compatível com fórmula de dimensionamento de
Webster (semi-empírica, baseada em fórmulas de atraso estacionárias)
- existem outros métodos (em particular os do HCM e do software SIDRA).
ENGENHARIA DE TRÁFEGO
- Princípios Básicos
3. Fluxo Descontínuo: Int.Semaf. ...
- HCM/85, 97, 2000: permitem eliminar a maior parte das deficiências
. considera detalhadamente interferências locais (pedestres, paradas, ...);
. HCM/97 fornece parâmetros básicos da avaliação das interferências;
. HCM tratam interação entre grupos de tráfego e conversões permitidas;
. HCM trata melhor casos com operação protegida e também permitida;
. HCM/97 utiliza procedimentos mais adequados (correções metodológicas);
. HCM usa fórmulas de atraso dinâmicas (admite período de pico de 15 min);
. HCM considera o efeito da coordenação semafórica e do tipo de controlador;
. HCM/97: fórmulas/parâmetros mais adequados (correções metodológicas);
. HCM avalia nível de serviço (medida de eficácia é o atraso médio parado);
. HCM produz estimativas mais conservativas (menores que valores usuais).
- não tratam dos efeitos das intervenções sobre a segurança de tráfego, sobre
os fluxos de pedestres (incluindo atrasos, acidentes, segregação).
- aplicação criteriosa dos métodos existentes é mais recomendável ...
VER INTERSEÇÕES SEMAFORIZADAS
ENGENHARIA DE TRÁFEGO
- Princípios Básicos
3. Fluxo Descontínuo: Corredores ...
Corredores
Arteriais
ENGENHARIA DE TRÁFEGO
- Princípios Básicos
3. Fluxo Descontínuo: Corredores ...
Análise de Sistemas em Fluxo Descontínuo: Corredores Arteriais
Redes de Vias Arteriais
,
Segmentos entre interseções:
classe de arterial:
eliminação de interferências ao tráfego
padrão da via arterial: velocidade básica
padrão funcional e padrão de projeto (HCM ...)
Interação entre interseçõesl:
efeitos decorrentes da proximidade
defasagens e propagação das filas ...
sistemas não saturados: “ondas” de progressão (sincronização)
sistemas saturados: balanceamento de capacidade, evitar bloqueio
identificação dos gargalos de capacidade ...
ENGENHARIA DE TRÁFEGO
- Princípios Básicos
3. Fluxo Descontínuo: Corredores ...
Coordenação de Semáforos
Efeito da proximidade: formação de pelotões, necessidade de sincronização
,
- quando o espaçamento entre semáforos é pequeno, as chegadas em
cada aproximação ocorrem em pelotões (fluxos de veículos liberados
pelos semáforos anteriores, com pequena dispersão).
- espaçamentos menores que 600 m a 1 km, como é freqüente em
áreas urbanas, indicam a necessidade de sincronização (coordenação).
sincronização ideal:
0 ,
n0  0 ,
qg  S ,
( qr  0 e q  C )
ENGENHARIA DE TRÁFEGO
- Princípios Básicos
3. Fluxo Descontínuo: Corredores ...
Sincronização entre semáforos: ajuste da defasagem entre o início dos
ciclos em semáforos adjacentes determina a proporção do fluxo que
chega no verde e vermelho
q p .g p  q s (g ef  g p )
q

relação entre  , t min e t : g
g ef
q.t c  q g .g ef
gp  min{g   ; t pf }  max{ ; t pi } e q r  t  g
c
ef
onde q p é o fluxo médio no pelotão (que chega entre t pi e t pf em A),
q s é o fluxo médio fora do pelotão (em A) e  a defasagem dos verdes.
em geral, o pelotão dispersa-se ao longo do trecho ( q p  q e também q s  q )
atraso com chegadas em pelotão: d P  fs . d Pr  d Ps , onde
f s : fator de sincronização (HCM/97, 2000) reduz atraso regular ...
(ou d P  f p . d P , com f p : fator de progressão no HCM/85)
o conjunto de semáforos próximos deve ser coordenado de forma a obter o
melhor padrão de chegadas, introduzindo uma nova variável de decisão:
a defasagem entre o início dos ciclos dos semáforos i (referidos ao
início dos verdes, ou vermelhos, de semáforos adjacentes).
ENGENHARIA DE TRÁFEGO
- Princípios Básicos
3. Fluxo Descontínuo: Corredores ...
Princípios básicos de sincronização:
- a sincronização perfeita deve fazer com que os pelotões chegem e
passem completamente durante o verde (após a dissipação das filas).
- a dispersão de pelotões (que ocorre apenas em sistemas não
saturados) compromete a eficiência potencial da sincronização
semafórica;
- com ou sem dispersão, em geral, é impossível garantir sincronização
perfeita a todos os movimentos (exceto em vias de mão única).
tempo do ciclo comum: é necessário ter um tempo de ciclo único (igual ou
sub-múltiplo do ciclo comum), igual ao maior tempo de ciclo calculado
(da interseção crítica, isto é, a mais saturada).
é uma restrição para a manutenção da sincronização entre dois semáforos ao
longo do tempo (isto é, a manutenção da mesma defasagem no início
dos ciclos sucessivos no tempo).
opção é abandonar o conceito de ciclo semafórico, permitindo selecionar
estágios de forma flexível, e da operação com tempo de ciclo fixo !
ENGENHARIA DE TRÁFEGO
- Princípios Básicos
3. Fluxo Descontínuo: Corredores ...
defasagem em vias com mão única: dada a velocidade de progressão do
pelotão, função das condições e do fluxo de veículos no corredor,
a defasagem do início do verde em j em relação
à interseção anterior i pode ser calculada como:
xi j
x i j  z j n 0j
ou
então



 I 0j  I 0i 
i j 
ij
Vi j
Vi j
sj
para considerar
o tempo necessário
para
dissipar a fila acumulada em j (em certa medida,
a fila é função da defasagem também ...)
nestas condições é possível proporcionar uma banda verde (ou onda verde)
igual ao mínimo dos tempos de verde das interseções !
a eficiência do aproveitamento da onda verde diminui se a extensão do trecho
entre semáforos é grande, devido à dispersão do pelotão ...
em geral, é também possível fazer ajustes nos tempos de verde de cada
interseção para melhorar a coordenação (sem violar a restrição imposta
pelo tempo de verde mínimo e pela taxa de solicitação mínima ...)
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3. Fluxo Descontínuo: Corredores ...
defasagem em vias com mão dupla: a sincronização ideal em geral não é
factível num corredor de mão dupla, a menos que o sentido dominante
seja muito mais importante, e possa-se ignorar o sentido oposto !
o critério de maximizar a banda de progressão é às vezes usado em lugar da
otimização das variáveis de desempenho (atraso ou tempo de viagem).
o problema de sincronização de semáforos
no corredor passa a ser o de selecionar o
conjunto de ij (da interseção j em relação à
intersecção base i) com melhor desempenho,
ponderando a sincronização do outro sentido !
tomando uma interseção i, a condiçao é:
  t i  b  n.t c   g  g  ti  b  n'.t c 
ou b  g  b  g'  n  n.t c  t i  ti 
b  g viável apenas se t i  t i/  . t c (  12
, ,...)
x i 1  x i
Vi
x x
ti/  i 1 / i
Vi
ti 
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3. Fluxo Descontínuo: Corredores ...
Modelos simplificados para pelotões: fundamental em redes não saturadas
- previsão das variáveis para modelos de dois (ou mais) patamares:
1  R p .u .Q.t c fluxo: q  S
Q r .r
pelotão inicial: g s 

S  Qg
S  R p .Q (principal)
t
chegadas 0  t  gs : qc t mín  t   S. 1  1  F
t  gs : qc t mín  t   Q  q máx  Q
. 1  Ft g s
1
fator de dispersão:F 
no trecho L, t  L V médio
1  t  t mín e t mín do líder do pelotão
pelotão final: fluxo q com qmín  q  qmáx , q máx  S. 1  1  Fg s e q mín  70  90%S
chegada qc t mín  t pi  qmín , t pi  gs , término qc t mín  t pf  qmín , t pf  gs


 q 
n 1  mín 
S 
t pi  
n1  F


 

 q   q
 Q 

n 1  mín . máx
S
q

Q



 mín

t p  gs  
0
n1  F
e t pf  t pi  t p com
- modelo de demanda em dois patamares defasados: qp (no pelotão) e q n(fora)
Q.t  q .t
1
q p  S ou .q mín  q máx  e q n  c p p
2
tc  tp
ou no modelo de dois patamares uniformes: qg (no verde) e qr (no vermelho)
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3. Fluxo Descontínuo: Corredores ...
Coordenação semafórica em redes saturadas: não apenas sincrinização
Redes saturadas: filas extensas (portanto, a situação de super-saturação ou
grid-lock ocorre mesmo com espaçamento entre interseções usuais, ao
invés de restringir-se a interseções muito próximas).
Efeitos: - filas a jusante bloqueiam fluxos de alguma aproximação durante o
verde (representa um redução da capacidade normal por bloqueio),
- vermelho a montante limita fluxo no verde a jusante, se fila é
insuficiente (representa não uso da capacidade normal por desperdício).
Restrição global: em uma rede saturada. o balanceamento de capacidade é
um limite para a eficiência da coordenação: se a capacidade a jusante é
insuficiente, algum bloqueio ou desperdício é inevitável.
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3. Fluxo Descontínuo: Corredores ...
Restrições de coordenação em redes saturadas:
- para evitar o bloqueio das filas à jusante: se a fila à jusante ocupa toda a
extensão do trecho L, o início do verde efetivo à montante ocorre
somente quando a fila toda está em movimento; a defasagem mínima
Lij
pode ser calculada por   n B com
(m é o número de faixas)
n

.m
ij
B
Sj
v
- para evitar o desperdício de verde a jusante: a alimentação do verde a
montante pode ser garantida acumulando fila ou sincronizando a
chegada do pelotão de montante, após a dissipação da fila acumulada;
a extensão do trecho L que limita a alimentação é identificada pela
Lij
condição nB  gef .Sj com
(m é o número de faixas);.
nB 
.m
v
- para evitar problemas de balanceamento:
a alimentação de demanda de
montante tem de ser restringida para algum dos estágios contribuintes
(ou para mais de um dos estágios contribuintes) limitando seu tempo de
verde (pode-se distribuir o tempo para as vias transversais ou para as
travessias de pedestres); sendo A=montante e B=jusante, a condição é
t
, onde TP a duração do pico e N c é
g efB.SB  N c  m. L . c
 v TP
a demanda das conversões por ciclo
g efA 
(alimentação das vias transversais).
SA
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3. Fluxo Descontínuo: Corredores ...
Recursos para coordenação semafórica:
- o critério de maximizar a banda de progressão é muito utilizado em redes
simples quando a sincronização busca privilegiar os movimentos de um
corredor ou de uma rota única; para sistemas mais complexos que rotas
simples, o critério de coordenação baseado nas variáveis de
desempenho (minimizar atrasos, paradas, ...), é mais aplicável;
- o TRANSYT é o mais conhecido e experimentado software especializado
para coordenação semafórica; adota como índice de desempenho uma
função que pondera o atraso e o número de paradas por veículo; as
variáveis de desempenho são estimadas a partir de uma simulação
bastante detalhada da operação dos ciclos semafóricos (caracterizados
por padrões cíclicos de tráfego com sub-intervalos de cerca de 5
segundos) por todo o período de análise (em geral, entre 60 e 90
minutos); admite volumes de tráfego constantes, inclusive as rotas são
dadas como fixas e implícitas nos fluxos de conversão; seu
procedimento de otimização é bastante rústico; os resultados obtidos
são, entretanto, bastante bons (melhorias de tempo de viagem da
ordem de 20%), pelo menos para coordenação para o tráfego geral
(existe a opção de coordenação para ônibus); existem versões capazes
de tratar condições saturadas; há versões inglesas e americanas.
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3. Fluxo Descontínuo: Corredores ...
Sistemas de controle centralizado de semáforos:
- são bastante usuais e variam bastante nas funções que podem proporcionar:
- supervisão do funcionamento dos semáforos;
- supervisão da sincronização semafórica;
- controle remoto dos semáforos (alterações de programação);
- controle das condições de tráfego (fluxos e filas);
- seleção automática de planos programados;
- ajustes automáticos em tempo real.
- vantagens: evitar a desatualização dos planos utilizados e adaptar-se
automaticamente a variações inesperadas de demanda (como
decorrentes de eventos), não obtidas com sistemas de supervisão.
- em períodos saturados, a redução do congestionamento é menor, obtida
pela maximização da capacidade e ajuste da distribuição à demanda.
- os sistemas mais conhecidos e experimentados são o SCOOT (sucessor do
TRANSYT, localiza detetores no início das ligações viárias) e o SCATS
(localiza detetores na linha de retenção das aproximações); ambos
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